УСТРОЙСТВА ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ ПЛАСТИНЫ РАФИНЕРА ДЛЯ ЕЕ БЫСТРОЙ ЗАМЕНЫ, СПОСОБЫ ЕЕ КРЕПЛЕНИЯ И СБОРКИ Российский патент 2013 года по МПК B02C7/12 D21D1/30 

Предпосылки создания изобретения

Настоящее изобретение в общем случае относится к механическим рафинерам для обработки лигноцеллюлозных материалов, и в частности к способу и системе для замены сегментов пластины рафинера в указанном рафинере.

Сегменты пластины рафинера являются критическим компонентом размольного оборудования. Они изнашиваются, и это требует их замены на регулярной основе, чтобы обеспечивать с течением времени необходимые характеристики размола. Так, стандартный круг из пластин рафинера состоит из примерно 3-24 сегментов одинакового размера, вместе формующих круг. При каждой замене пластин рафинера удаляются все сегменты, монтажная поверхность (то есть поверхность диска ротора или статора) очищается, новые сегменты должны устанавливаться по одному с подкладыванием прокладок, чтобы должным образом обеспечить одинаковые зазоры и момент затягивания.

Рафинеры обычно имеют два круга пластин, вращающихся напротив друг друга, или, в случае двухдисковых рафинеров, они имеют четыре круга пластин, в том числе двухсторонний ротор. Рафинер может иметь один ротор, расположенный напротив одного статора (вращающийся диск противостоит неподвижному диску), или два ротора с противоположным вращением.

Время, необходимое для замены пластин ротора сегмент за сегментом варьируется в зависимости от типа рафинера, но обычно составляет 3-12 часов, и в общем случае для снятия-установки всех деталей требуется большое количество рабочих. Это может быть длительный и дорогостоящий процесс, в течение которого мельницы простаивают.

Некоторые рафинеры оснащаются держателями пластин рафинера, представляющими собой толстые диски (обычно толщиной один дюйм (25 мм) и более), на которые предварительно могут устанавливаться сегменты пластин отдельного рафинера, пока сам рафинер продолжает работать. Когда требуется замена пластин рафинера, держатель с изношенными пластинами снимается, после чего устанавливается держатель с сегментами новой пластины рафинера. Это может быть сделано намного быстрее и потребовать всего 1-2 часа, а также меньшего числа рабочих. При такой технологии сегменты пластины рафинера обычно жестко крепятся на держатель пластины, а сам держатель пластины устанавливается на диск, который может быть или роторным или статорным. Из-за потенциально очень высоких нагрузок, возникающих в процессе размола, может потребоваться толстый держатель пластины, действующий как соединительная деталь между диском и сегментами пластины ротора.

Ограничением для применения существующих держателей пластин рафинера служит то, что для безопасного применения они могут потребовать определенной минимальной толщины. К сегментам пластины рафинера также может предъявляться требование минимальной толщины, позволяющей закреплять их на диске или на держателе пластины. В общем случае указанная минимальная толщина в зависимости от способа крепления может находиться в пределах 1,0-1,5 дюймов (25-38 мм). Возможно, что для пластины держателя также потребуется толщина не менее одного дюйма (25 мм), хотя при определенных обстоятельствах может быть и большая, чтобы выдерживать необходимые нагрузки с учетом безопасного удерживания пластин на держателях. В целом может предъявляться требование минимальной толщины узла, то есть она должна будет составлять более двух дюймов (50 мм) при использовании традиционных держателей пластин. Многие рафинеры не имеют достаточно свободного пространства, чтобы можно было устанавливать подобный «толстый» узел. Указанное выше требование в определенной степени удовлетворяется за счет модифицирования самого рафинера, но подобные модификации могут оказаться очень дорогими, поскольку может потребоваться новый ротор, и к тому же необратимыми.

Стоит обратить внимание на то, что применение держателей пластин в рафинерах хорошо известно. Но существующие рафинеры с держателями пластин или проектируются под применение распространенных держателей пластин, или они должны модифицироваться, часто значительно, чтобы допустить применение традиционных держателей пластин. Известные конфигурации пластин могут быть связаны с глубокими изменениями конструкции рафинера, как описано в публикации американской патентной заявки №2002/0166912 A, Schneid. Любое переоснащение может повысить требования к пространству между размольными дисками.

Краткое описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения

Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения имеется полный круг пластин рафинера, устанавливаемых на опорный держатель пластин, который может крепиться на диск рафинера. В некоторых вариантах общая толщина опорного держателя пластин и сегментов рафинера меньше, чем у держателей пластин, выполненных на существующем уровне техники. По меньшей мере в нескольких вариантах осуществления настоящего изобретения может не потребоваться никаких модификаций рафинера или его дисков.

В некоторых вариантах осуществления настоящее изобретение может позволить использовать в любом рафинере узлы сегментов пластин рафинера на полный круг и, таким образом, обеспечить сокращение времени и прилагаемых усилий по замене пластин без необходимости проведения модификаций собственно рафинера. В некоторых вариантах осуществления также обеспечивается возможность продолжения работы рафинера с отдельными сегментированными пластинами и узлами новых сегментов пластин рафинера, являющихся взаимозаменяемыми.

В одном из вариантов осуществления используется узел рафинера, содержащий ротор с монтажной поверхностью для установки сегмента пластины рафинера для размалывания лигноцеллюлозного материала, и статор с монтажной поверхностью для установки сегмента пластины рафинера для размалывания лигноцеллюлозного материала. По меньшей мере один из сегментов пластины рафинера может предназначаться для крепления к держателю пластины рафинера и другой монтажной поверхности, а держатель пластины рафинера может предназначаться для крепления только к сегменту пластины рафинера и не предназначаться для креплению к другой монтажной поверхности.

В одном из вариантов осуществления используется сегмент пластины рафинера, имеющий верхнюю поверхность для размалывания лигноцеллюлозного материала и нижнюю поверхность, которая опирается на монтажную поверхность диска рафинера или ротора или статора. Сегмент пластины рафинера может предназначаться для крепления к держателю пластины рафинера и к другой монтажной поверхности диска рафинера, а держатель пластины рафинера может предназначаться для крепления только к сегменту пластины рафинера и не предназначаться для крепления к другой монтажной поверхности диска рафинера.

В одном из вариантов осуществления изобретения используется держатель пластины рафинера, имеющий конфигурацию для крепления к сегменту пластины рафинера для размалывания лигноцеллюлозного материала. Сегмент пластины рафинера может предназначаться для крепления к держателю пластины рафинера и крепления на монтажной поверхности ротора или статора. Держатель пластины рафинера не предназначен для крепления к монтажной поверхности диска рафинера ротора или статора.

В одном из вариантов осуществления изобретения используется способ крепления сегмента пластины рафинера, имеющего конфигурацию с множеством крепежных конфигураций и содержащий следующие этапы: крепление сегмента пластины рафинера к держателю пластины рафинера, чтобы сформировать единый узел сегмента и держателя, используя по меньшей мере одну из крепежных конфигураций; крепление единого узла сегмента и держателя к монтажной поверхности диска рафинера для размалывания лигноцеллюлозного материала с использованием монтажной конфигурации сегмента пластины рафинера иной, чем монтажная конфигурация, используемая для крепления сегмента пластины рафинера к держателю пластины рафинера.

В одном из вариантов осуществления изобретения используется узел рафинера, содержащий держатель пластины рафинера; болт, имеющий резьбовую часть и головку; сегмент пластины рафинера, имеющий верхнюю поверхность для размалывания лигноцеллюлозного материала, нижнюю поверхность, прилегающую к держателю пластины рафинера, и полость под болт; фиксирующую гайку для крепления держателя пластины рафинера к сегменту пластины рафинера болтом, чтобы сформировать единый узел сегмента и держателя, при этом фиксирующая гайка имеет толщину меньшую, чем толщина держателя пластины. Болт предназначен для крепления единого узла сегмента и держателя к диску рафинера, а держатель пластины рафинера не предназначен для конструктивной поддержки сегмента пластины рафинера в процессе размалывания лигноцеллюлозы.

В одном из вариантов осуществления изобретения используется узел рафинера, содержащий держатель пластины рафинера; сегмент пластины рафинера, имеющий верхнюю поверхность для размалывания лигноцеллюлозного материала, нижнюю поверхность, прилегающую к держателю пластины рафинера, и полость под втулку, предназначенную для крепления держателя пластины рафинера к сегменту пластины рафинера. Втулка: 1) имеет цилиндрическую часть и заплечики, при этом ширина заплечиков больше, чем ширина цилиндрической части; 2) предназначена для соединения сегмента пластины рафинера и держателя пластины рафинера таким образом, чтобы сформировать единый узел сегмента и держателя; 3) предназначена для установки в ней болта, имеющего резьбовую часть и головку. Болт предназначен для ввинчивания в диск рафинера, чтобы прикрепить единый узел сегмента и держателя к диску рафинера притягиванием головки к единому узлу сегмента и держателя. Держатель пластины рафинера не предназначен для конструктивной поддержки сегмента пластины рафинера в процессе размалывания лигноцеллюлозы.

В одном из вариантов осуществления изобретения используется узел рафинера, содержащий: держатель пластины рафинера; сегмент пластины рафинера, имеющий верхнюю поверхность для размалывания лигноцеллюлозного материала и нижнюю поверхность, прилегающую к держателю пластины рафинера. Сегмент пластины рафинера и держатель пластины рафинера предназначены для соединения друг с другом, а держатель пластины рафинера не предназначен для конструктивной поддержки сегмента пластины рафинера в процессе размалывания лигноцеллюлозы.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - примерное изображение поперечного сечения узла пластины рафинера, состоящего из сегментов пластины рафинера и держателя пластины рафинера в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.2А и 2В - часть узла, включающего сегмент пластины рафинера и держатель пластины рафинера в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.3 - часть узла, включающего сегмент пластины и держатель пластины рафинера в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.4А - часть узла, включающего сегмент пластины рафинера и держатель пластины рафинера в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.4В - болт, пригодный для использования в соответствии с вариантом осуществления изобретения, представленным на фиг.4А.

Фиг.5 - часть узла, включающего сегмент пластины рафинера и держатель пластины рафинера в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения

По меньшей мере некоторые предпочтительные варианты настоящего изобретения относятся к узлу рафинера, включающему держатель пластины; пластину рафинера или сегмент пластины, имеющий по меньшей мере два комплекта механизмов крепления (по меньшей мере один для крепления пластины к диску рафинера и по меньшей мере один для крепления пластины к держателю пластины); держатель пластины с крепежным механизмом для крепления пластины рафинера к держателю, но не к диску рафинера; и различные их сочетания и изменения порядка.

Чтобы в основном сохранить толщину исходных пластин рафинера в случае сочетания сегментов пластин рафинера и держателя пластин, некоторые варианты осуществления изобретения могут характеризоваться тонким держателем пластин, например, толщиной примерно четверть дюйма (6 мм), который может действовать как опорная система для сегментов пластины рафинера, пока указанные сегменты устанавливаются в собственно рафинер. Толщина, увеличивающаяся за счет держателя пластины, может быть уменьшена за счет толщины сегмента, так, что узел держателя и сегмента будет иметь по существу ту же толщину, что и исходный сегмент, например, без держателя и сегмента уменьшенной толщины.

Как только держатель и сегменты пластины будут установлены в рафинер, узел может фиксироваться на месте так же, как закреплялись исходные сегменты. Сами сегменты могут крепиться к диску или к монтажной поверхности внутри рафинера, при этом держатель пластины будет вклинен между диском и сегментами пластины рафинера. При креплении сегментов непосредственно к диску нет необходимости иметь держатель пластины достаточно прочным, чтобы выдерживать силы, действующие на сегменты пластины рафинера, поскольку сегменты крепятся к диску, а держатель удерживается между сегментами и диском.

По меньшей мере несколько предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения относятся к узлу рафинера, включающему пластину рафинера, или сегмент пластины, с крепежным механизмом (например, с отверстием, используемым для болтового крепления сегмента к ротору) и держатель пластины с крепежным механизмом для крепления пластины рафинера к держателю, но не к диску рафинера, с помощью фиксирующей гайки, втулки и т.п. Предпочтительно сегменты пластины закрепляются на держателях пластин с применением тех же отверстий, как те, что использовались для крепления сегментов к диску, благодаря чему возможно получить значительную экономию при производстве сегментов пластин. В отличие от специальных сегментов с отдельными механизмами крепления для держателя пластины и диска рафинера можно получить более-менее стандартные сегменты с одним набором отверстий для фиксации в держателе, чтобы крепить сегменты как к держателю, так и к рафинеру. Другими словами, отпадает необходимость крепить собственно держатель пластины к диску рафинера.

Предпочтительно, чтобы держатель пластины был относительно тонким и конструктивно простым, то есть необходимо, чтобы он только поддерживал сегменты пластины для облегчения установки за один или в несколько приемов (чтобы отсутствовала последовательная установка сегментов) и не предназначался для конструктивной поддержки сегментов пластин рафинера во время операции размалывания лигноцеллюлозы. Предпочтительно, чтобы сегменты пластины рафинера крепились к держателю временно, так чтобы узел сегмента и держателя мог разбираться (например, после использования в рафинере), а держатель мог применяться повторно.

В некоторых предпочтительных вариантах осуществления настоящего изобретения может использоваться единственный болт, крепящий сегмент пластины к диску рафинера через держатель пластины. Так, может применяться закрепляемая на болту гайка, которая затягивается, чтобы надежно закрепить держатель пластины к сегменту пластины рафинера, а также отдельная закрепляемая на болту гайка, которую можно затягивать, чтобы закрепить комбинацию держателя пластины и пластины рафинера на диске рафинера. В подобных вариантах осуществления пластина рафинера, держатель пластины, болт и гайка собираются в один узел до крепления к диску рафинера, то есть болт может устанавливаться на узле пластины и держателя до крепления к пластине рафинера. Некоторые конфигурации могут быть специально приспособлены под пластины рафинера, имеющие Т-образное гнездо с квадратным подголовником.

В качестве альтернативы может использоваться втулка (типа втулки с заплечиками), которая будет крепить сегмент пластины к держателю пластины, например посредством резьбового соединения. Втулка в общем случае может представлять собой полый цилиндр (трубку), так что единственный болт может проходить через втулку и крепиться на диске рафинера. Например, втулка может надежно крепить держатель пластины к сегменту пластины без болта таким образом, что узлу пластины и держателя не потребуется болт до крепления к диску рафинера.

Хотя в предпочтительных конфигурациях может использоваться резьбовое соединение втулки и держателя пластины, возможны и другие механизмы крепления. Предпочтительно, чтобы любой механизм крепления не являлся постоянным, чтобы держатель пластины было возможно повторно использовать. Предпочтительно, чтобы соединение узла пластины и держателя с втулкой лишь обеспечивало прочность и длительность, достаточные для облегчения крепления к диску рафинера.

В некоторых вариантах осуществления изобретения держатель пластины может иметь толщину примерно четверть дюйма (6 мм) и характеризоваться внешним диаметром, соответствующим площади крепления пластины рафинера, куда могут устанавливаться сегменты. Внешний диаметр держателя пластины может садиться на внешний диаметр кромки упора монтажной поверхности пластины диска так, что держатель пластины может быть должным образом сцентрирован в рафинере. Держатель пластины может иметь дополнительную закраину по внешнему диаметру, помогающую удерживать сегменты на месте и обеспечивать способ установки сегментов в нужное положение на держателе.

В некоторых вариантах осуществления изобретения дополнительную закраину по внешнему диаметру может иметь толщину в четверть дюйма (6 мм) или более, чтобы обеспечить правильное положение сегментов при предварительной установке и достаточную прочность при установке в собственную кромку упора рафинера. Указанная закраина не только обеспечивает структурную целостность держателя пластины, но и может удерживать сегменты на месте, несмотря на большие центробежные силы, действующие на сегменты ротора. Кроме того, закраина может обеспечивать возможность правильной установки сегментов на держатель пластины, например, с соответствующими зазорами, правильной балансировкой и должным позиционированием сегментов относительно диска для крепления их болтами.

В некоторых вариантах осуществления изобретения держатель пластины может иметь отверстия, чтобы крепежные болты, устанавливаемые на монтажной поверхности диска, могли проходить через них для облегчения крепления к сегментам пластины рафинера.

В некоторых вариантах осуществления изобретения держатель пластины может также характеризоваться наличием основного механизма крепления для временного крепления сегментов до окончательной сборки в рафинере. Хотя крепление может быть достаточно прочным, чтобы предотвратить сегменты от перемещения при транспортировке, нет необходимости обеспечивать достаточно прочную связь, чтобы удерживать сегменты на месте при функционировании рафинера. В некоторых вариантах осуществления могут применяться болты для удерживания сегментов на монтажных поверхностях рафинера способом, сравнимым с известными применяемыми способами и системами.

Благодаря тонкому сечению держателя пластины, в качестве способа крепления сегментов на держатель пластины предпочтительными могут оказаться болты с потайной головкой. Также возможно использование и обычного болта (например, болта, головка которого может выступать над поверхностью держателя пластины), который устанавливается на диск рафинера или монтажную поверхность. В подобном случае в диске рафинера или монтажной поверхности механическим образом может выполняться выемка, так что головка болта может быть утоплена, позволяя иметь в значительной степени более плоский держатель пластины на монтажной поверхности. Подобное решение может выдвинуть дополнительное требование модификации диска рафинера или монтажной поверхности, хотя оно потенциально дает большую гибкость в размещении сегментов на держателе пластины.

В некоторых вариантах осуществления изобретения сегменты пластины рафинера, используемые в соединении с держателем пластины, могут быть аналогичны известным (или традиционным) сегментам. В других вариантах осуществления сегменты пластины рафинера могут иметь некоторые отличия. Так, толщина сегментов может быть изменена таким образом, что узел (например, держателя и сегмента пластины) может иметь в основном толщину как и у традиционного сегмента пластины. Таким образом, в некоторых вариантах осуществления изобретения толщина сегмента пластины может быть уменьшена примерно на такую же толщину держателя пластины (например, на около четверти дюйма (6 мм) тоньше, чем стандартный сегмент пластины рафинера). Внешний диаметр посадочного места пластины также может быть короче, так что посадочное место пластины сможет располагаться по внешнему диаметру держателя пластины, который, в свою очередь, может располагаться во внешнем диаметре посадочного места рафинера. Так, в некоторых вариантах осуществления изобретения диаметр сегмента пластины может быть уменьшен на полдюйма (12,5 мм) или более по сравнению со стандартным сегментом пластины рафинера.

В некоторых вариантах осуществления изобретения сегменты пластины рафинера могут характеризоваться свесами, то есть части лицевой стороны сегмента рафинера будут выступать за посадочный диаметр, что позволяет использовать пластины рафинера с диаметрами большими, чем размер посадочного места пластины рафинера. При таком варианте осуществления свес может быть несколько длиннее, при этом конструктивно свес можно модифицировать, чтобы он входил в узел держателя пластины.

В некоторых вариантах осуществления изобретения держатель пластины является в основном плоским, так что он может сопрягаться в основном с плоскими поверхностями диска рафинера и сегментов пластины. В других вариантах осуществления изобретения держатель пластины является фасонным, то есть имеет одно или более ребер или других выступающих элементов, формирующих неплоскую поверхность. В подобных вариантах поверхность сегмента пластины (и/или диска рафинера) может иметь дополнительные поверхности. Такие ребра могут быть кольцевыми с фокальной точкой в центре диска рафинера, хотя в других вариантах осуществления изобретения они в основном не являются кольцевыми.

Способ крепления сегмента пластины рафинера к диску рафинера может оставаться прежним, независимо от того, применяются ли болты (например, раззенкованные отверстия на лицевой стороне сегментов пластины рафинера с резьбой в диске или гайкой на обратной стороне диска), резьбовые вставки (например, где резьба выполнена на обратной стороне сегмента пластины рафинера, а болт может вставляться через диск) или Т-образные гнезда (например, где обратная сторона сегмента пластины рафинера характеризуется пазом скольжения, позволяющим использовать болты с квадратным подголовником, которые могут закрепляться на диске гайкой).

В некоторых вариантах осуществления изобретения сегмент пластины рафинера определяет способ крепления к держателю пластины. Сегмент пластины рафинера может характеризоваться по меньшей мере одним резьбовым отверстием, выполненным на его обратной стороне, хотя могут присутствовать два и более. Указанные резьбовые отверстия могут позволить крепить сегменты к держателю пластины так, что они будут удерживаться и/или фиксироваться на рафинере главным образом вместе как одна деталь. Для резьбовых отверстий на держателе пластин предпочтительно выбираются места, где болты могут вставляться для крепления сегментов пластин рафинера, а это может позволить, чтобы полный круг пластин рафинера проходил предварительную сборку и вставлялся в рафинер как единое целое, например, с помощью мостового крана или другого механического подъемного устройства.

В некоторых вариантах осуществления изобретения рафинер для лигноцеллюлозы может характеризоваться простой опорной конструкцией, в которой вал проходит через секцию рафинирования. При такой конфигурации с использованием описанной в данной заявке системы, возможно сконструировать держатели пластин рафинера в виде двух полуокружностей. Аналогичным образом держатель пластины рафинера может изготавливаться из любого количества элементов, например, круг будет состоять из трех или четырех частей.

В других вариантах осуществления изобретения может быть более двух держателей пластин рафинера на круг из сегментов пластины. Так, возможно, что один или более держателей пластин рафинера не будет охватывать весь круг сегментов пластины, то есть держатель пластины рафинера может только соединять два или более сегментов без соединения всех сегментов. При таком варианте осуществления оказывается возможным сконструировать вставку в один или более сегментов пластины, который(ые) будет подходить по форме и размеру к держателю пластины в тех случаях, когда сконструированный держатель пластины в основном располагается заподлицо с сегментом(ами) пластины.

В предпочтительных вариантах осуществления изобретения сегменты пластины рафинера предварительно устанавливаются на относительно тонкий держатель пластины рафинера. Следует понимать, что в различных вариантах осуществления изобретения могут выполняться небольшие изменения или модификации. Так, на лицевой стороне пластины для крепления сегментов (например, с использованием прокладки, устанавливаемой на держатель) на держатель пластины может выполняться сквозное отверстие.

На фиг.1 представлено поперечное сечение узла рафинера 100 в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Узел рафинера 100 состоит из ротора 104 и статора 102. Указанные части узла рафинера могут конструироваться в любой из известных (и до настоящего времени неизвестных) компоновок рафинеров лигноцеллюлозных материалов. Так, статор 102 имеет пластину рафинера 106, закрепленную обычным образом в типовой компоновке через отверстие 116. Пластина рафинера, чья точная компоновка и размалывающая поверхность относительно неважны, во время работы рафинера может опираться на край 126. Пластина 106 рафинера может крепиться к статору 102 болтами или иным другим известным способом.

Ротор 104 имеет пластину 108 рафинера, закрепленную на нем обычными способами в обычной компоновке, например посредством отверстий 114 и 120. Как показано, держатель 110 пластины также крепится к пластине 108 рафинера через отверстие 112, которое соосно с точкой 118 крепления держателя пластины. Собственно держатель 110 пластины не крепится к ротору 104, скорее к диску ротора крепится единый узел держателя 110 пластины и пластины рафинера 108. Держатель 110 пластины имеет выступ 128, который расположен в непосредственной близости от выступа 130 и может опираться на выступ 130.

Как показано в варианте осуществления настоящего изобретения (фиг.1), единый узел держателя 110 пластины и пластины 108 примерно соответствует по размерам и форме пластине 106, поэтому данный вариант осуществления, возможно, не потребует модернизации или замены существующего оборудования.

На фиг.2А и 2В схематично показана выполненная в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения часть узла сегмента пластины рафинера, имеющего Т-образное гнездо, держатель, фиксирующую гайку и один болт. Фиг.2В - поперечное сечение части фиг.2А (обозначено 2В-2В на фиг.2А), при этом одни и те же элементы обозначены одинаковыми ссылочными позициями. Сегмент 250 пластины рафинера имеет верхнюю поверхность 251 для размалывания лигноцеллюлозного материала и нижнюю поверхность, прилегающую к держателю 252 пластины по поверхности соприкосновения 253. Держатель 252 пластины прилегает к диску 254 рафинера, который может принадлежать ротору 104 или статору 102.

В Т-образном гнезде 256 фиксирующий болт 258 (который может быть болтом с квадратным подголовником) устанавливается таким образом, что его головка входит в полость Т-образного гнезда 256 сегмента 250 пластины рафинера. Болт 256 предпочтительно не нарушает и не выходит за размалывающую поверхность сегмента 250. Тогда держатель пластины рафинера 252 с помощью болта 258 и фиксирующей гайки 260 может быть закреплен на поверхности соприкосновения 255. Болт 258 предпочтительно имеет резьбу по поверхности соприкосновения 263, для зацепления с резьбой в проходе фиксирующей гайки 260, которая предпочтительно имеет толщину поперечного сечения меньшую, чем толщина держателя 252 пластины (на фигуре масштаб не выдержан). Когда фиксирующая гайка 260 затягивается, ее коническая наружная поверхность создает усилие на держателе 252 пластины на поверхности соприкосновения 255. Болт 258 соответственно создает усилие на сегменте 250 пластины на поверхности соприкосновения 261, чтобы стянуть вместе держатель 252 и сегмент 250 пластины.

Возможно применение и других вариантов исполнения, например, держатель 252 пластины может удерживаться на сегментах 250 рафинера или крепиться к ним до крепления к диску 254 рафинера.

Как показано, фиксирующая гайка 260 имеет коническое поперечное сечение. Хотя коническая гайка может обеспечить большую площадь контакта по поверхности соприкосновения 255 между держателем 252 пластины и фиксирующей гайкой 260, чем цилиндрическая, которая обеспечивает только контакт по боковой поверхности держателя пластины, возможна любая конфигурация соединения фиксирующей гайки 260, держателя 252 и сегмента 250, которая обеспечивает достаточно надежную фиксацию держателя и сегмента, облегчая транспортировку и соединение с диском рафинера. То есть по меньшей мере часть держателя 252 предпочтительно должна располагаться между фиксирующей гайкой 260 и сегментом 250, чтобы закрепить держатель на сегменте пластины рафинера.

Узел сегмента и держателя может крепиться на диске 254 рафинера гайкой 262. Болт 258, проходящий через диск 254 рафинера, который может также являться статором или ротором. Так как гайка 262 затягивается на болте 258, она контактирует с диском 254 рафинера по поверхности соприкосновения 257 и притягивает узел 250, 252 сегмента и держателя к диску 254 рафинера по поверхности соприкосновения 259. В некоторых вариантах осуществления весь узел сегмента и держателя может крепиться к диску обычным образом гайками.

На фиг.3 схематично показана часть поперечного сечения узла сегмента пластины рафинера, в том числе держатель, фиксирующая втулка и один болт. Сегмент 370 пластины рафинера имеет верхнюю поверхность 371 для размалывания лигноцеллюлозного материала и нижнюю поверхность, прилегающую к держателю 372 пластины по поверхности соприкосновения 373. Держатель 372 пластины прилегает к диску 374 рафинера по поверхности соприкосновения 375.

Держатель 372 пластины крепится к сегменту 370 пластины рафинера втулкой 378, которая примерно соответствует цилиндру (например, трубка), имеющий заплечики 380 (например, кольцевой выступ), притягивающие сегмент 370 пластины по поверхности соприкосновения 377 с целью формирования на держателе пластины узла сегментов пластины рафинера. Узел облегчает перемещение пластин рафинера и соединение с диском ротора или статора. Втулка 378 имеет резьбу, которая вворачивается в соответствующую резьбу в держателе 372 по поверхности соприкосновения 379. Разумеется, в различных вариантах осуществления могут использоваться другие механизмы соединения.

Узел сегмента и держателя может крепиться на диске рафинера 374 болтом 376, входящим в диск рафинера 374, который может также являться статором или ротором. Болт 376 вворачивается в резьбовую полость 382 диска рафинера 374 по соответствующей резьбе на поверхности соприкосновения 381. При вворачивании болт 376 притягивает узел 370, 372 сегмента и держателя и прижимает к диску рафинера 376 по поверхности соприкосновения 383. В некоторых вариантах осуществления, например, весь узел сегмента и держателя может крепиться к диску обычным образом гайками.

На фиг.4А схематично показана часть узла сегмента 408 пластины рафинера, в том числе залитая вставка 410, держатель 406 и болт 404 с фиксирующим клином, предназначенным для крепления сегментов пластины к держателю пластины и отдельно для крепления узла сегмента и держателя к диску рафинера. На фиг.4В представлено поперечное сечение болта 404, представленного на фиг.4А, при этом одни и те же элементы обозначены одинаковыми ссылочными позициями. Сегмент 408 пластины рафинера имеет верхнюю поверхность 450 для размалывания лигноцеллюлозного материала и нижнюю поверхность, прилегающую к держателю 406 пластины по поверхности соприкосновения 418. Держатель 406 пластины прилегает к диску рафинера 402 по поверхности соприкосновения 418. Влитая вставка 410 предпочтительно является интегральной частью сегмента 408 пластины рафинера, выполненной так, что болт 404 не выходит за верхнюю поверхность 450.

В данном варианте осуществления изобретения болт 404 имеет резьбовую часть 424, предназначенную для установки болта в резьбовой канал во влитой вставке 410. Болт 404 крепит сегмент 408 пластины рафинера к держателю 406 пластины, а также узел сегмента и держателя к диску рафинера 402. Болт имеет резьбовую часть 424, резьбовую часть 412 и фланцевую часть 430, которая может быть конической или может иметь иную выступающую форму. Болт 404 для установки в диске рафинера может иметь полость 432 шестигранной или иной формы под инструмент, чтобы облегчить затягивание болта. Поскольку болт 404 вворачивается во влитую вставку 410 (например, с помощью шестигранного ключа, вставляемого в полость 432), фланцевая часть 430 притягивается к держателю 406 по поверхности соприкосновения 420, чтобы закрепить весь узел, состоящий из держателя, сегментов и болта. Узел может быть перенесен на диск рафинера и устанавливаться как единый сборочный узел на диск. Разумеется, возможны и другие механизмы соединения, при применении которых фиксирующая пластина будет удерживаться на сегменте рафинера или крепиться на нем до крепления на диске рафинера.

Диск 402 рафинера приспособлен под установку указанного выше узла. Болт 404 узла может выступать из диска 402 рафинера. Гайка 414 может наворачиваться на болт 404 по резьбе 412. При затягивании гайки 414 она упирается в диск 402 рафинера по поверхности соприкосновения 416.

На фиг.5 в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения схематично показан узел, имеющий держатель 552 пластины с неплоской поверхностью и без закраины по внешнему периметру держателя пластины. Как показано, сегмент 554 рафинера имеет верхнюю поверхность 558 для размалывания лигноцеллюлозного материала, при этом в нем выполнена полость 570 под болт (не показан) для крепления узла сегмента и держателя к диску 550 рафинера через резьбовую полость 580 в диске. Сегмент 554 рафинера имеет полость 560 под болт (не показан) для крепления держателя 552 пластины через полость 562. Держатель 552 пластины в общем случае может быть плоским и иметь не плоскую поверхность, например ребро 556, которое может кольцеобразно проходить по пластине частично или полностью. Сегмент 554 снабжен дополнительной задней поверхностью, предназначенной для сопряжения с неплоской поверхностью 556 держателя 552 пластины таким образом, что ребро 556 оказывается подогнанным к поверхности 564 сегмента пластины. Канавка под ребро 556 облегчает выравнивание сегмента 554 пластины на держателе элемента 552 пластины.

В отличие от варианта осуществления изобретения, представленного на фиг.1, держатель пластины, показанный на фиг.5, не имеет закраины по внешнему краю 582, то есть вариант осуществления изобретения, представленный на фиг.5, показывает, сегмент 554 пластины, выступающий за держатель 552 пластины и контактную закраину на диске рафинера 550 на поверхности соприкосновения 584. Отсутствует необходимость в том, чтобы сегмент пластины контактировал с диском рафинера.

Следует понимать, что все раскрытые и заявленные числа и числовые значения являются приблизительными и допускают определенную степень вариаций.

Хотя настоящее изобретение описано применительно к считающемуся в настоящий момент наиболее практичному и предпочтительному варианту его осуществления, следует понимать, что оно не ограничивается раскрытым вариантом осуществления, а, напротив, предназначено для охвата различных модификаций и эквивалентных решений, находящихся в пределах сущности и объема прилагаемой формулы изобретения.

Изобретение относится к механическим рафинерам для обработки лигноцеллюлозных материалов, в частности к способу и системе для замены сегментов пластины рафинера в указанном рафинере. Узел рафинера содержит ротор и статор, имеющие монтажные поверхности для установки сегментов пластин рафинера, по меньшей мере один из которых предназначен для крепления к держателю пластины рафинера и к другой монтажной поверхности, а держатель пластины рафинера предназначен для крепления только к сегменту пластины рафинера и не предназначен для крепления к другой монтажной поверхности. Толщина сегмента уменьшена примерно на такую же толщину держателя пластины рафинера, а узел держателя и сегмента имеет по существу ту же толщину, что и стандартный сегмент пластины рафинера. В сегменте пластины рафинера могут быть выполнены полости под болт и фиксирующую гайку для крепления держателя пластины и формирования единого узла сегмента и держателя. Сегмент пластины рафинера может быть выполнен с верхней поверхностью для размалывания лигноцеллюлозного материала, нижней поверхностью, прилегающей к держателю пластины рафинера, и полостью под втулку, которая предназначена для прикрепления держателя пластины рафинера к сегменту пластины рафинера. Способ монтажа сегмента пластины рафинера содержит этап крепления сегмента пластины рафинера к держателю пластины рафинера для формирования единого узла сегмента и держателя и этап крепления единого узла сегмента и держателя к монтажной поверхности диска рафинера для лигноцеллюлозного материала с использованием иной монтажной конфигурации сегмента пластины рафинера, чем монтажная конфигурация, используемая для крепления сегмента пластины рафинера к держателю пластины рафинера, при этом держатель пластины рафинера приспособлен поддерживать сегмент пластины рафинера для облегчения установки и не предназначен для конструктивной поддержки сегмента пластины рафинера во время операции размалывания лигноцеллюлозы. 7 н. и 15 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Узел рафинера, содержащий:
ротор, имеющий монтажную поверхность для установки сегмента пластины рафинера для размалывания лигноцеллюлозного материала; и
статор, имеющий монтажную поверхность для установки сегмента пластины рафинера для размалывания лигноцеллюлозного материала,
при этом по меньшей мере один из сегментов пластины рафинера предназначен для крепления к держателю пластины рафинера и к другой монтажной поверхности;
а держатель пластины рафинера предназначен для крепления только к сегменту пластины рафинера и не предназначен для крепления к другой монтажной поверхности, причем толщина сегмента пластины рафинера уменьшена примерно на такую же толщину держателя пластины рафинера, так что узел держателя и сегмента имеет по существу ту же толщину, что и стандартный сегмент пластины рафинера.

2. Узел по п.1, в котором держатель пластины рафинера имеет внешний диаметр и имеет на внешнем диаметре приподнятую закраину, проходящую перпендикулярно плоскости, определяемой поверхностью диска рафинера статора или ротора, контактирующего с держателем пластины рафинера.

3. Узел по п.1, в котором держатель пластины рафинера имеет неплоскую поверхность, противостоящую сегменту пластины рафинера, при этом сегмент пластины рафинера имеет комплементарную поверхность, предназначенную для размещения неплоской поверхности держателя пластины рафинера.

4. Узел по п.3, в котором неплоская поверхность имеет кольцевое ребро.

5. Сегмент пластины рафинера, имеющий:
верхнюю поверхность для размалывания лигноцеллюлозного материала; и
нижнюю поверхность для поддерживания опорной поверхностью диска рафинера ротора или опорной поверхностью диска рафинера статора,
при этом сегмент пластины рафинера предназначен для крепления к держателю пластины рафинера и к другой монтажной поверхности диска рафинера,
а держатель пластины рафинера предназначен для крепления только к сегменту пластины рафинера и не предназначен для крепления к другой монтажной поверхности диска рафинера, причем толщина сегмента пластины рафинера уменьшена примерно на такую же толщину держателя пластины рафинера, так что узел держателя и сегмента имеет по существу ту же толщину, что и стандартный сегмент пластины рафинера.

6. Сегмент по п.5, в котором держатель пластины рафинера имеет неплоскую поверхность, противостоящую сегменту пластины рафинера, при этом сегмент пластины рафинера имеет комплементарную поверхность, предназначенную для размещения неплоской поверхности держателя пластины рафинера.

7. Сегмент по п.6, в котором неплоская поверхность имеет кольцевое ребро.

8. Держатель пластины рафинера, имеющий конфигурацию для крепления к сегменту пластины рафинера для размалывания лигноцеллюлозного материала,
при этом сегмент элемента пластины рафинера предназначен для крепления к держателю пластины рафинера и к другой монтажной поверхности диска рафинера ротора или статора,
а держатель пластины рафинера не предназначен для крепления к монтажной поверхности диска рафинера ротора или статора,
причем толщина сегмента пластины рафинера уменьшена примерно на такую же толщину держателя пластины рафинера, так что узел держателя и сегмента имеет по существу ту же толщину, что и стандартный сегмент пластины рафинера.

9. Держатель по п.8, при этом держатель пластины рафинера имеет внешний диаметр и имеет на внешнем диаметре приподнятую закраину, проходящую перпендикулярно к плоскости, определяемой поверхностью диска рафинера статора или ротора, контактирующего с держателем пластины рафинера.

10. Держатель по п.8, при этом держатель пластины рафинера имеет неплоскую поверхность, противостоящую сегменту пластины рафинера, причем сегмент пластины рафинера имеет комплементарную поверхность, предназначенную для размещения неплоской поверхности держателя пластины рафинера.

11. Держатель по п.10, в котором неплоская поверхность имеет кольцевое ребро.

12. Способ монтажа сегмента пластины рафинера, имеющего множество крепежных конфигураций, содержащий следующие этапы:
крепление сегмента пластины рафинера к держателю пластины рафинера, чтобы сформировать единый узел сегмента и держателя, используя по меньшей мере одну из крепежных конфигураций; и
крепление единого узла сегмента и держателя к монтажной поверхности диска рафинера для лигноцеллюлозного материала с использованием иной монтажной конфигурации сегмента пластины рафинера, чем монтажная конфигурация, используемая для крепления сегмента пластины рафинера к держателю пластины рафинера,
при этом держатель пластины рафинера приспособлен поддерживать сегмент пластины рафинера для облегчения установки, и не предназначен для конструктивной поддержки сегмента пластины рафинера во время операции размалывания лигноцеллюлозы.

13. Узел рафинера, содержащий:
держатель пластины рафинера;
болт, имеющий резьбовую часть и головку;
сегмент пластины рафинера, имеющий верхнюю поверхность для размалывания лигноцеллюлозного материала, нижнюю поверхность, прилегающую к держателю пластины рафинера, и полость под болт; и
фиксирующую гайку для крепления держателя пластины рафинера к сегменту пластины рафинера болтом, чтобы сформировать единый узел сегмента и держателя, причем фиксирующая гайка имеет толщину меньшую, чем толщина держателя пластины рафинера,
при этом болт предназначен для крепления единого узла сегмента и держателя пластины рафинера к диску рафинера,
а держатель пластины рафинера не предназначен для конструктивной поддержки сегмента пластины рафинера в процессе размалывания лигноцеллюлозы.

14. Узел по п.13, в котором болт дополнительно имеет фиксирующую гайку.

15. Узел по п.13, в котором держатель пластины рафинера имеет внешний диаметр и имеет на внешнем диаметре приподнятую закраину, проходящую перпендикулярно к плоскости, определяемой поверхностью диска рафинера статора или ротора, контактирующего с держателем пластины рафинера.

16. Узел по п.13, в котором держатель пластины рафинера имеет неплоскую поверхность, противостоящую сегменту пластины рафинера, при этом сегмент пластины рафинера имеет комплементарную поверхность, предназначенную для размещения неплоской поверхности держателя пластины рафинера.

17. Узел по п.16, в котором неплоская поверхность имеет кольцевое ребро.

18. Узел рафинера, содержащий:
держатель пластины рафинера; и
сегмент пластины рафинера, имеющий верхнюю поверхность для размалывания лигноцеллюлозного материала, нижнюю поверхность, прилегающую к держателю пластины рафинера, и полость под втулку, предназначенную для прикрепления держателя пластины рафинера к сегменту пластины рафинера, при этом:
втулка имеет цилиндрическую часть и заплечики, где ширина заплечиков больше, чем ширина цилиндрической части;
втулка предназначена для соединения сегмента пластины рафинера и держателя пластины рафинера таким образом, чтобы сформировать единый узел сегмента и держателя;
втулка предназначена для установки в ней болта, имеющего резьбовую часть и головку;
болт предназначен для ввинчивания в диск рафинера, чтобы таким образом прикрепить единый узел сегмента и держателя к диску рафинера притягиванием головки к единому узлу сегмента и держателя; и
держатель пластины рафинера не предназначен для конструктивной поддержки сегмента пластины рафинера в процессе размалывания лигноцеллюлозы.

19. Узел по п.18, в котором держатель пластины рафинера имеет внешний диаметр и имеет на внешнем диаметре приподнятую закраину, проходящую перпендикулярно к плоскости, определяемой поверхностью диска рафинера статора или ротора, контактирующего с держателем пластины рафинера.

20. Узел по п.18, в котором держатель пластины рафинера имеет неплоскую поверхность, противостоящую сегменту пластины рафинера, при этом сегмент пластины рафинера имеет комплементарную поверхность, предназначенную для размещения неплоской поверхности держателя пластины рафинера.

21. Узел по п.20, в котором неплоская поверхность имеет кольцевое ребро.

22. Узел рафинера, содержащий:
держатель пластины рафинера; и
сегмент пластины рафинера, имеющий верхнюю поверхность для размалывания лигноцеллюлозного материала и нижнюю поверхность, прилегающую к держателю пластины рафинера,
при этом сегмент пластины рафинера и держатель пластины рафинера предназначены для соединения друг с другом,
а держатель пластины рафинера не предназначен для конструктивной поддержки сегмента пластины рафинера в процессе размалывания лигноцеллюлозы, причем толщина сегмента пластины рафинера уменьшена примерно на такую же толщину держателя пластины рафинера, так что узел держателя и сегмента имеет по существу ту же толщину, что и стандартный сегмент пластины рафинера.