РАФИНЕРНАЯ ПЛАСТИНА, ИМЕЮЩАЯ КАНАВКИ, ПРИДАЮЩИЕ ВРАЩАТЕЛЬНОЕ ТЕЧЕНИЕ ПОДАВАЕМОМУ МАТЕРИАЛУ Российский патент 2024 года по МПК B02C7/12 D21D1/30 

ПРЕДПОСЫЛКИ К СОЗДАНИЮ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННУЮ ЗАЯВКУ

[0001] Настоящая заявка испрашивает приоритет в соответствии с §119(е) Свода законов США, том 35, по предварительной заявке на патент США № 62/947 741, поданной ранее, 13 декабря 2019 г., содержание которой полностью включено в настоящий документ путем ссылки.

2. ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

[0002] Настоящее изобретение относится по существу к рафинерным дискам, используемым для механического рафинирования древесной щепы и другого подаваемого материала в древесную массу, и, в частности, относится к канавкам между ножами на рафинирующих поверхностях дисков.

3. УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0003] Лицевая поверхность рафинерного диска имеет кольцевую зону рафинирования, которая включает в себя ножи и канавки. Ножи и канавки осуществляют рафинирование посредством воздействия на подаваемый материал, поток которого проходит между противоположными лицевыми поверхностями пары рафинерных дисков в рафинере. По мере вращения одного или обоих противоположных дисков ножи одного диска многократно принимают перекрестное расположение относительно ножей другого диска и выходят из такого расположения. Перекрещивание ножей создает мощные пульсирующие сжимающие и сдвигающие силы, прилагаемые к подаваемому материалу между ножами. Сжатия и сдвиг разделяют подаваемый материал на волокна, например, разделяют древесную щепу на лигноцеллюлозные волокна. Разделение волокон в рафинере представляет собой этап преобразования древесной щепы в древесную массу, подходящую для изготовления картона, бумаги или других изделий, образованных из целлюлозы.

[0004] Канавки между ножами образуют каналы, по которым проходит поток подаваемого материала, вода, пар и материал, переносимый подаваемым материалом. Канавки способствуют перемещению подаваемого материала и связанных жидкостей и материала между противоположными рафинерными дисками и через рафинер.

[0005] Существует нежелательная тенденция подаваемого материала слишком долго оставаться в канавках. Находясь в канавках, подаваемый материал не подвергается воздействию пульсирующих сжимающих и сдвигающих сил, прилагаемых к подаваемому материалу, движущемуся по ножам. Подаваемый материал, который слишком долго остается в канавках, может быть не полностью рафинирован и разделен на волокна при выгрузке материала из рафинера. Таким образом, давно существует необходимость в сокращении периодов, в течение которых подаваемый материал находится в канавках.

[0006] Чтобы предотвратить слишком долгое пребывание подаваемого материала в канавках, в канавках размещают перемычки, а стороны канавок (которые являются боковыми стенками ножей) зазубривают или образуют с зубчатыми краями. Эти перемычки вытесняют подаваемый материал из канавок и по направлению к гребням ножей. Аналогичным образом, зазубренные и зубчатые боковые стенки имеют наклонные поверхности для перемещения подаваемого материала из канавок и по направлению к гребням. Примеры канавок с перемычками и сторонами с зазубренными или зубчатыми поверхностями раскрыты в патентах США 9 708 765; 9 604 221; 8 157 195; 7 900 862 и 6 032 888.

[0007] Перемычки и зазубренные и зубчатые боковые стенки нарушают поток материала через канавки и вызывают повышенную турбулентность потока. В канавках могут образовываться вихревые движения непосредственно выше или ниже по потоку от перемычек. Аналогичным образом, вихревые движения могут образовываться в углах зазубренных и зубчатых боковых стенок ножей. Эти вихревые движения зачастую захватывают подаваемый материал и удерживают материал в канавках.

[0008] Давно существует необходимость в более эффективном выведении подаваемого материала из канавок. Также существует необходимость в том, чтобы избежать создания карманов вихревых движений в канавках, где может накапливаться подаваемый материал, и уменьшить турбулентность, создаваемую в потоке подаваемого материала, по сравнению с турбулентностью, создаваемой перемычками и зазубренными и зубчатыми боковыми стенками.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0009] В изобретении предлагается конструкция канавок для рафинерных дисков, которая раскрывается в настоящем документе. Канавки выполнены с возможностью придания вращательного течения, например, вихревого, подаваемому материалу, поток которого проходит в продольном направлении по канавке. Вращательное течение происходит относительно оси, проходящей вдоль по меньшей мере части длины канавки. Вращательное течение вызывает перемещение подаваемого материала в самых нижних областях канавки по направлению к верхним областям канавки, поверх гребней ножей и в зазор между противоположными рафинерными дисками. Если вращательное течение также вызывает перемещение подаваемого материала в верхних областях канавки вниз внутрь канавки, вращательное течение быстро перемещает подаваемый материал назад в верхние области. Таким образом, вращательное течение многократно перемещает подаваемый материал из канавки и, возможно, внутрь канавки. Посредством придания вращения потоку в канавке подаваемый материал быстро выводится из канавок и не остается в канавке в течение продолжительных периодов или на протяжении значительных участков длины канавок.

[0010] Вращательное течение в канавках может быть менее турбулентным, чем потоки, создаваемые перемычками и зазубренными или зубчатыми боковыми стенками в канавке. Кроме того, вращательное течение может уменьшать вихревые движения, которые могут образовываться в канавках непосредственно выше по потоку от перемычек и вблизи зазубренных и зубчатых боковых стенок. Уменьшение величины турбулентного потока в канавках и уменьшение вихревого движения в канавках должно уменьшить тенденцию подаваемого материала к улавливанию в нижней части канавок и превращению в твердые преграды в канавках.

[0011] Канавки имеют такую форму, которая обеспечивает придание вращательного течения. Канавки могут иметь полуспиральную (полуштопоровидную) форму, при которой спираль разделена пополам по длине. Канавки могут иметь полукруглую или полуэллиптическую форму в поперечном сечении. Канавки, если смотреть в поперечном сечении и вдоль длины канавки, могут выглядеть как усеченный диск или усеченный эллипс. Полуспиральная форма канавки придает вращательное течение подаваемому материалу, поток которого проходит через канавку. Вращение потока также должно способствовать перемещению подаваемого материала по гребням ножей по мере подъема подаваемого материала из канавок.

[0012] Для придания вращения потоку подаваемого материала в канавках поверхности канавок, например, на боковых стенках и в нижней части канавок, могут включать в себя нитевидные элементы поверхности, например, гребни или прорези, расположенные таким образом, чтобы вызывать вращение потока. Если смотреть вниз в канавки, элементы поверхности могут выглядеть как усеченные конусы или полуусеченные эллипсы. Элементы поверхности могут представлять собой гребни или скосы, расположенные под углом к продольной оси каждой канавки. Элементы поверхности могут проходить по всей поверхности канавок. Элементы поверхности могут быть ограничены передней боковой стенкой канавки и не находиться на задней боковой стенке. Элементы поверхности также могут быть ограничены верхней или нижней областями боковой стенки канавок и не находиться в нижней или верхней областях боковой стенки. Элементы поверхности могут проходить вдоль боковых стенок канавок по направлению к гребню ножей или могут заканчиваться на определенном расстоянии ниже гребней.

[0013] В изобретении предлагается рафинерный диск, содержащий: зону рафинирования на лицевой поверхности диска; рафинирующие ножи в зоне рафинирования; и канавки между ножами, причем каждая из канавок включает в себя вызывающий вращение элемент, расположенный на по меньшей мере одной боковой стенке канавки, причем вызывающий вращение элемент выполнен с возможностью придания спиралевидного течения подаваемому материалу, поток которого проходит через канавку.

[0014] Поперечное сечение каждой канавки может быть ограничено поверхностью, криволинейной по поперечному сечению канавки. Например, поперечное сечение каждой канавки может быть полукруглым или полуэллиптическим.

[0015] Каждый из вызывающих вращение элементов в каждой из канавок может быть ориентирован по длине элемента под углом к оси канавки. Угол наклона может находиться в диапазоне от 35 до 75 градусов.

[0016] Вызывающие вращение элементы в канавке могут быть расположены в виде группы повторяющихся гребней, выступающих внутрь из стенки канавки, при этом каждый из повторяющихся гребней ориентирован под углом к оси канавки. Повторяющиеся гребни могут включать в себя наклонную боковую стенку. Вызывающие вращение элементы в каждой канавке могут включать в себя группу узких областей в канавке, образованных боковыми стенками канавок, имеющих волнообразный профиль по длине канавки, причем волнообразный профиль на одной из боковых стенок смещен относительно волнообразного профиля на другой из боковых стенок. Высота вызывающего вращения элемента может быть больше в нижней половине канавок, чем в верхней половине канавок.

[0017] В изобретении предлагается сегмент рафинерной пластины, содержащий: зону рафинирования на лицевой поверхности сегмента диска; рафинирующие ножи в зоне рафинирования; и канавки между ножами, причем по меньшей мере одна из канавок включает в себя по меньшей мере один вызывающий вращение элемент, расположенный на по меньшей мере одной боковой стенке канавки, причем вызывающий вращение элемент выполнен с возможностью придания спиралевидного течения подаваемому материалу, поток которого проходит через канавку.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

[0018] Изобретение показано на примерах вариантов осуществления, проиллюстрированных на фигурах, где:

[0019] на ФИГ. 1 проиллюстрирован традиционный рафинер с противоположными рафинерными дисками;

[0020] на ФИГ. 2 представлен вид спереди традиционного сегмента рафинерной пластины;

[0021] на ФИГ. 3 представлен вид сбоку традиционного сегмента рафинерной пластины, показанного на Фиг. 2;

[0022] на ФИГ. 4 представлен вид в перспективе верхней части рафинирующей секции сегмента рафинерной пластины, которая представляет собой вариант осуществления предлагаемых изобретением канавок;

[0023] на ФИГ. 5 представлено схематическое изображение поперечного сечения пары канавок в противоположных сегментах рафинерной пластины;

[0024] на ФИГ. 6-11 показаны в поперечном разрезе различные типы вызывающих вращение элементов в канавке сегмента рафинерной пластины;

[0025] на ФИГ. 12 представлен вид сверху вниз схематического изображения канавок и ножей с боковыми стенками, которые являются волнообразными, например синусоидальными;

[0026] на ФИГ. 13 представлен вид в перспективе одной канавки в сегменте рафинерной пластины, имеющем другой вариант осуществления вращательных элементов;

[0027] на ФИГ. 14 представлен вид в перспективе одной канавки в сегменте рафинерной пластины, имеющем дополнительный вариант осуществления вращательных элементов.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0028] Приведенное ниже подробное описание предпочтительных вариантов осуществления представлено только в целях иллюстрации и описания и не должны толковаться как исчерпывающие или ограничивающие объем и сущность настоящего изобретения. Варианты осуществления были выбраны и описаны для лучшего объяснения принципов изобретения и его практического применения. Обычному специалисту в данной области будет понятно, что изобретение, раскрытое в настоящем описании, может иметь множество вариаций без отступления от сущности и объема изобретения.

[0029] Если не указано иное, аналогичные номера позиций обозначают соответствующие части на разных видах. Несмотря на то, что чертежи представляют варианты осуществления различных признаков и компонентов в соответствии с настоящим описанием, чертежи необязательно представлены в масштабе, и некоторые элементы могут быть увеличены для лучшей иллюстрации вариантов осуществления настоящего изобретения, и такие иллюстративные примеры не следует рассматривать как ограничивающие объем настоящего описания.

[0030] Если в настоящем документе в прямой форме не указано иное, в отношении приведенного описания применяются следующие правила толкования: (a) все слова, используемые в настоящем документе, должны быть истолкованы в таком роде или количестве (единственное или множественное число), какие требуются в соответствии с обстоятельствами; (b) используемое в настоящем описании и прилагаемых пунктах формулы изобретения применение терминов в единственном числе включает ссылку на множественное число, если из контекста четко не следует иное; (c) термин «около», предваряющий и применяемый к указанному диапазону или значению, обозначает приближение в пределах отклонения в диапазоне или значениях, известных или ожидаемых для измерений в данной области; (d) если не указано иное, слова «в настоящем документе», «в настоящий документ», «к настоящему документу», «выше в настоящем документе» и «ниже в настоящем документе» и слова с аналогичным смыслом относятся к настоящему описанию во всей его полноте, а не к какому-либо конкретному абзацу, пункту формулы изобретения или другому подразделу; (e) описательные заголовки приводятся только для удобства и не должны определять или влиять на значение или структуру любой части описания; и (f) слова «или» и «любой» не подразумевают исключение, а выражения «включает в себя» и «включающий в себя» не имеют ограничительного характера. Кроме того, термины «включающий», «имеющий», «включающий в себя» и «охватывающий» следует понимать как неограничивающие термины (то есть означающие «включающий в себя без ограничений»).

[0031] Ссылки в описании на «один вариант осуществления», «вариант осуществления», «пример осуществления» и т. д. означают, что описанный вариант осуществления может включать в себя признак, структуру или характеристику, но каждый вариант осуществления не обязательно может включать в себя признак, структуру или характеристику. Более того, такие выражения не обязательно относятся к одному и тому же варианту осуществления. Кроме того, когда конкретный признак, конструкция или характеристика описаны в связи с вариантом осуществления, считается, что специалисту в данной области будет понятно, что это влияет на такой признак, структуру или характеристику в связи с другими вариантами осуществления независимо от того, описаны они явным образом или нет.

[0032] В той мере, в которой необходимо обеспечить описательное сопровождение, объект изобретения и/или текст прилагаемой формулы изобретения полностью включен в настоящий документ посредством ссылки.

[0033] Если в настоящем документе прямо не указано иное, перечисление диапазонов значений в настоящем документе используется исключительно в качестве сокращенного способа ссылки индивидуально на каждое отдельное значение, находящееся в пределах указанного диапазона или в пределах любых поддиапазонов между ними. Каждое отдельно взятое значение в пределах указанного диапазона включено в описание или пункты формулы изобретения, как если бы оно было бы отдельно указано в настоящем документе. Если приводится диапазон значений, следует понимать, что каждое промежуточное значение до десятой или менее единицы нижнего предела между верхним и нижним пределами этого диапазона, а также любое другое указанное или промежуточное значение в этом указанном его диапазоне или поддиапазоне включены в настоящий документ, при условии что из контекста явно не следует иное. Сюда также включаются все поддиапазоны. Верхний и нижний пределы таких меньших диапазонов также включены в него с учетом любого конкретного и явно исключенного предела в указанном диапазоне.

[0034] Следует отметить, что некоторые из терминов, используемых в настоящем документе, представляют собой относительные термины. Например, термины «верхний» и «нижний» соотносятся друг с другом по местоположению, т.е. верхний компонент расположен на большей высоте, чем нижний компонент в заданной ориентации, но эти термины могут меняться при переворачивании устройства. Термины «впуск» и «выпуск» относятся к жидкости, протекающей через них относительно данной структуры, например, жидкость течет через впуск внутрь структуры и вытекает через выпуск из структуры. Термины «выше по потоку» и «ниже по потоку» относятся к направлению, в котором жидкость протекает через различные компоненты, т. е. поток жидкостей через компонент выше по потоку до протекания через компонент ниже по потоку.

[0035] Термины «горизонтальный» и «вертикальный» используются для указания направления относительно абсолютного ориентира, т. е. уровня земли. Однако эти термины не следует толковать как требующие, чтобы конструкции были абсолютно параллельны или абсолютно перпендикулярны друг другу. Например, первая вертикальная конструкция и вторая вертикальная конструкция необязательно параллельны друг другу. Термины «верх» и «низ» или «основание» используются для обозначения мест/поверхностей, где верх всегда выше, чем низ/основание относительно абсолютного ориентира, т. е. поверхности Земли. Термины «вверх» и «вниз» также используются относительно абсолютного ориентира; восходящий поток всегда противостоит гравитации Земли.

[0036] На ФИГ. 1 показан пример рафинера 10 для механического рафинирования. Процессы механического рафинирования включают, помимо прочего, получение механической древесной массы, получение термомеханической древесной массы и получение химико-термомеханической древесной массы (собирательно именуемые получением механической древесной массы). Получение механической древесной массы может применяться для создания древесной массы для формирования древесноволокнистой плиты средней плотности (MDF), древесно-стружечной плиты, целлюлозы и древесных масс высокой, средней и низкой концентрации.

[0037] Рафинер 10 представлен открытым, чтобы показать противоположные рафинерные диски. Внутри корпуса 12 рафинера установлена пара противоположных рафинерных дисков 14, 16. Корпус имеет дверцу 18 с внутренней областью, которая поддерживает один из рафинерных дисков 16, который может представлять собой статорный (неподвижный) диск. Дверца 18 закрывается (не показано) для перемещения статорного рафинерного диска 16 в противоположное положение относительно другого рафинерного диска 14, который может представлять собой роторный диск, который вращается и приводится в действие двигателем 20, расположенным внутри корпуса или подсоединенным к корпусу.

[0038] Противоположные диски 14, 16 рафинера 10 могут работать с частотой вращения от 900 до 2300 оборотов в минуту (об/мин) при их использовании для рафинирования с высокой концентрацией и до 400 оборотов в минуту при рафинировании с низкой концентрацией. Когда древесная щепа находится между дисками, материалу передается энергия посредством рафинерных пластин, прикрепленных к дискам.

[0039] Подаваемый материал, такой как древесная щепа или древесная масса, поступает в рафинер 10 через центральное отверстие 22 в дверце 18 корпуса после закрытия дверцы. Подаваемый материал поворачивается от осевого направления 24 потока к по существу радиальному направлению потока посредством вращающейся разбрасывающей пластины 26, которая выровнена относительно центрального отверстия 22 в дверце. Разбрасывающая пластина направляет подаваемый материал в зазор между противоположными рафинерными дисками 14, 16.

[0040] Рафинерные диски могут включать в себя один или более кольцевых рядов размалывающих ножей 28, которые размалывают подаваемый материал, такой как древесная щепа, на частицы. От размалывающих ножей 28 подаваемый материал перемещается радиально наружу в рафинирующую секцию рафинера. Рафинирующая секция 30 определена ножами и канавками на лицевых поверхностях роторного и статорного дисков. Рафинирующая секция представляет собой кольцевой участок между противоположными роторным диском 14 и статорным диском 16. Радиально снаружи рафинирующая секции находится камера 32 повышенного давления внутри корпуса. Поток подаваемого материала идет от рафинирующая секции в камеру 32 повышенного давления, а затем выходит из выпуска 35 на корпусе 12.

[0041] Рафинерные диски 14, 16, как правило, выполнены в виде кольцевого массива сегментов 34, 36 рафинерных пластин. Сегменты рафинерных пластин расположены бок о бок на опорном диске, как показано на ФИГ. 1. Сегменты 34 рафинерных пластин могут быть расположены в виде кольцевого массива, формируя рафинерный диск 14, 16.

[0042] Сегменты 34, 36 рафинерных пластин могут быть металлическими и могут быть сформованы. Формовка может включать в себя заливание расплавленного металла в песчаную форму, имеющую углубления, соответствующие форме сегмента рафинерной пластины. Песчаную форму могут формировать посредством способов аддитивного производства (3D-печать).

[0043] Сегменты рафинерных пластин могут быть по существу плоскими и выполненными с возможностью применения в механических рафинерах с плоскими рафинерными дисками. Альтернативно, сегменты рафинерной пластины могут быть дугообразными в поперечном сечении сегмента и выполненными с возможностью применения в конических или цилиндрических механических рафинерах.

[0044] Механические рафинеры включают в себя, в том числе, рафинеры для обработки измельченного целлюлозного материала, такого как древесная щепа, для производства древесной массы и диспергаторы, используемые для переработки бумаги. Механические рафинеры, как правило, включают в себя по меньшей мере один набор противоположных дисков, таких как пара противоположных плоских дисков, по меньшей мере один из которых вращается, пара дисков конической или цилиндрической формы, по меньшей мере один из которых вращается, и узел параллельных плоских и конических дисков. На ФИГ. 2 показана лицевая поверхность традиционного сегмента 34, 36 рафинерной пластины. На ФИГ. 3 представлен вид сбоку традиционного сегмента 34, 36 рафинерной пластины. Сегменты 34 рафинерной пластины для ротора, как правило, идентичны по форме для всего роторного диска 14. Аналогичным образом, сегменты 36 рафинерных пластин, формирующие статорный диск 16, как правило, идентичны по форме для всего статорного диска. Кроме того, сегменты 34, 36 рафинерных пластин для статорного и роторного дисков также могут иметь по существу одинаковые формы по меньшей мере в контексте их лицевых рафинирующих поверхностей. Однако рафинирующие поверхности, например, ножи и канавки, для сегментов рафинерных пластин для статора обычно отличаются от таковых для сегментов рафинерных пластин для ротора.

[0045] Сегменты 34, 36 рафинерных пластин имеют лицевые поверхности 38 с ножами 40 и канавками 42, которые образуют рафинирующую секцию 30. Ножи и канавки могут проходить по существу радиально вдоль лицевой поверхности сегмента рафинерной пластины. Ножи и канавки могут быть прямыми, как показано на ФИГ. 2, или могут быть изогнутыми. Кривизна или угол ножей и канавок относительно радиальной линии может увеличиваться или уменьшаться по мере увеличения радиуса ножей и канавок. Перемычки 39, такие как перемычки на полную высоту или на половину высоты, могут находиться в канавках в одном или более местах вдоль длины канавок. Перемычки 39 способствуют замедлению потока материала через рафинирующую секцию и вытеснению материала в канавках из канавок и поверх гребней ножей.

[0046] Задняя поверхность 46 каждого из сегментов 34, 36 рафинерных пластин выполнена с возможностью установки на опорный диск или другую конструкцию в корпусе 12 рафинера. Через сегмент рафинерной пластины может проходить отверстие (проем) 42. Отверстие 48 выполнено с возможностью приема крепежного элемента, который крепит сегмент рафинерной пластины к опорному диску. Альтернативно, задняя часть пластин может иметь резьбовые отверстия, которые позволяют прикреплять пластины к рафинерному диску посредством болтов с задней стороны.

[0047] Верхние гребни ножей 44 сегментов рафинерной пластины прямые и выровнены относительно плоскости лицевой поверхности. Гребни ножей 40 сегментов 34 рафинерных пластин для ротора разделены зазором (G) от гребней ножей 44 противоположных сегментов 36 рафинерных пластин для статора, когда роторный диск и статорный диск установлены в корпусе и дверца корпуса закрыта. Поток подаваемого материала проходит через зазор (G) по мере перемещения подаваемого материала, как правило, в радиальном направлении между противоположными роторными и статорными дисками 14, 16.

[0048] Противоположные рафинирующие секции 30 роторного и статорного дисков 14, 16 рафинируют подаваемый материал, перемещающийся через зазор (G) между дисками. По мере вращения противоположных дисков 14, 16 ножи 40 одного диска принимают перекрестное расположение и выходят из такого расположения и таким образом многократно сжимают и сдвигают подаваемый материал в зазоре (G). Сжатия и сдвиг разделяют подаваемый материал на лигноцеллюлозные волокна. Разделение волокон является шагом превращения древесной щепы в древесную массу подходящего волокнистого компонента для изготовления картона или бумаги.

[0049] Сжимающие и сдвигающие силы имеют наибольшую величину в зазоре (G) между гребнями ножей 40 на противоположных дисках 14, 16. Разделение волокон наиболее эффективно, когда весь или почти весь подаваемый материал находится в зазоре (G) и многократно перемещается по гребням ножей по мере принятия ножами перекрестного расположения относительно друг друга. Разделение волокон менее эффективно, если часть подаваемого материала остается в канавках в течение значительной части периода перемещения материала в зазоре (G) между рафинирующими секциями 30.

[0050] На ФИГ. 4 представлен вид в перспективе верхней части рафинирующей секции 30 сегмента 52 рафинерной пластины, который представляет собой вариант осуществления предлагаемых изобретением канавок 52, которые придают вращение материалу, поток которого проходит через канавки. Канавки 52 образованы боковыми стенками ножей 54 на противоположных сторонах каждой из канавок. Канавки 52 проходят вниз в сегмент рафинерной пластины. Под канавками расположена подлежащая область 56 сегмента рафинерной пластины, которая представляет собой область, например, по существу плоскую область между нижней частью канавок и задней поверхностью 46 сегмента. Канавки 52 по существу параллельны, например, с отклонением от параллельности в пределах от двух до пяти градусов, друг другу и ножам 54. Канавки 52 и ножи 54 могут проходить от радиально внутреннего края рафинирующей секции 30 к радиально внешнему краю. Альтернативно, канавки и ножи могут быть расположены в рафинирующих кольцевых подсекциях внутри рафинирующей секции 30. Например, канавки и ножи могут сужаться от одной подсекции к радиально наружной подсекции.

[0051] Канавки 52 могут быть по существу полукруглыми в поперечном сечении, как показано на ФИГ. 4. Форма поперечного сечения канавок может представлять собой половину или менее половины круга, причем канавка имеет наибольшую ширину на гребне (в верхней части) 58. Альтернативно и как показано на ФИГ. 4, форма поперечного сечения канавок 52 может быть больше половины круга, причем канавка имеет наибольшую ширину в плоскости между гребнем 58 ножей и нижней частью канавок.

[0052] Если форма поперечного сечения больше половины круга, толщина гребней 58 ножей больше толщины части ножей непосредственно под гребнем. Поскольку ножи утончаются под гребнем, передний край 60 и/или задние края 61 ножей на гребнях заострены под углом более 90 градусов между гребнем и боковой стенкой ножа. Передний край 60 ножа обращен в направлении 62 относительного вращения между дисками 14, 16, включая нож и противоположный диск. Аналогичным образом, задний край 61 ножа обращен в сторону, обратную направлению 62 относительного вращения. Наличие острого края, особенно на передних краях 60 ножей, может обеспечивать преимущество при резке подаваемого материала и отделении волокон от подаваемого материала.

[0053] Круглая форма поперечного сечения канавок 52 способствует пропусканию вращательного течения, например, вихревого, подаваемого материала через канавки. Поперечное сечение канавки может быть круглым или представлять собой какую-либо другую непрерывно изогнутую поверхность или криволинейную линию, образованную либо всеми изогнутыми поверхностями, либо комбинацией изогнутых и прямолинейных поверхностей. Круглое поперечное сечение позволяет потоку вращаться, двигаясь по спирали. Кроме того, круглое поперечное сечение не имеет углов, где нижняя часть канавки сходится с боковой стенкой ножа. Отсутствие углов снижает риск образования вихревых движений в таких углах. Вихревые движения могут улавливать волокна подаваемого материала и формировать скопление волокна и твердого материала, которое зачастую закупоривает канавки.

[0054] Вызывающий вращение элемент 64 находится внутри каждой из канавок 52 или может находиться только во множестве канавок 52. Вызывающий вращение элемент выполнен с возможностью придания по меньшей мере частично вращательного течения подаваемому материалу в канавке. Вызывающий вращение элемент 64 выполнен с возможностью вызывания движения подаваемого материала внутри канавки по пути потока, который по меньшей мере частично спирален вокруг продольной оси 66 канавки 52.

[0055] Вызывающий вращение элемент 64 может быть выполнен с возможностью вызывания вращения подаваемого материала в канавке таким образом, чтобы подаваемый материал перемещался по существу по меньшей мере по частично спиральному пути, например, штопоровидному пути, от нижней части канавки вверх вдоль боковой стенки ножа с передним краем и в зазор (G) между противоположными дисками. Вызывающий вращение элемент 64 проходит по длине канавки или по меньшей мере части длины, например, через равные интервалы по длине канавки. За счет наличия вызывающего вращения элемента 64 по длине канавки вызывается вращательное течение по длине канавки. В одном варианте осуществления вызывающий вращение элемент представляет собой группу полуспиральных гребней, как показано на ФИГ. 4.

[0056] Функция вызывающего вращение элемента 64 состоит в вызове вращательного течения подаваемого материала внутри канавки, которое перемещает подаваемый материал от нижней части канавки к верхней части канавки и в зазор (G) между дисками 14, 16. Для придания вращательного течения в канавках поверхности канавок, например, на боковых стенках и в нижней части канавок, могут включать в себя нитевидные элементы поверхности, размещенные таким образом, чтобы вызывать вращение потока. Если смотреть вниз в канавки, элементы поверхности выглядят как усеченные конусы или полуусеченные эллипсы. Элементы поверхности могут представлять собой гребни или скосы, расположенные под углом к продольной оси каждой канавки. Элементы поверхности могут проходить по всей поверхности канавок. Или элементы поверхности могут быть ограничены передней боковой стенкой канавки и не находиться на задней боковой стенке. Элементы поверхности также могут быть ограничены верхней или нижней областями боковой стенки канавок и не находиться в нижней или верхней областях боковой стенки. Элементы поверхности могут проходить вдоль боковых стенок канавок по направлению к гребню ножей или могут заканчиваться на определенном расстоянии ниже гребней.

[0057] На ФИГ. 5 представлено схематическое изображение поперечного сечения пары канавок 52 в противоположных сегментах 50 рафинерной пластины, причем один сегмент пластины установлен на роторном диске 14, а другой установлен на статорном диске 16. При установке на диски в корпусе рафинера лицевые поверхности сегментов пластины разделены зазором (G). Канавки полукруглые в поперечном сечении, и каждая из них имеет продольную ось. Вызывающий вращение элемент 64 в каждой канавке может представлять собой полуспиральные гребни, как показано на ФИГ. 4.

[0058] В варианте осуществления, показанном на ФИГ. 5, вызывающий вращение элемент 64 представляет собой группу полуспиральных гребней на боковых стенках канавок, которые образованы ножами, смежными с канавкой. Каждый из полуспиральных гребней представляет собой гребень, проходящий вдоль части боковых стенок. Каждый полуспиральный гребень выровнен относительно плоскости, которая наклонена к оси 66 канавки. Угол плоскости можно выбрать таким образом, чтобы достичь желаемой характеристики потока подаваемого материала через канавку. Угол может составлять, например, от 25 градусов до 85 градусов, например, от 35 до 75 градусов; от 25 до 65 градусов, от 35 до 55 градусов или составлять 45 градусов.

[0059] Вызывающий вращение элемент 64 из полуспиральных гребней, показанный на ФИГ. 4, может включать в себя переднюю боковую стенку, гребень (вершину) и заднюю боковую стенку. Передняя боковая стенка обращена по направлению потока подаваемого материала, перемещающегося через канавку, а задняя боковая стенка обращена по направлению, обратному направлению потока. Передняя боковая стенка и/или задняя боковая стенка могут быть наклонены, например, с постепенно возрастающим наклоном, от боковой стенки ножа, формирующего канавку, к гребню вызывающего вращение элемента. Гребень представляет собой самую радиально внутреннюю область вызывающего вращение элемента. Ширина гребня может быть больше высоты гребня от боковой стенки ножей.

[0060] Высота полуспирального гребня вызывающего вращения элемента представляет собой расстояние от боковой стенки до вершины гребня ножа. Высота может находиться в диапазоне от 0,2 до 0,7 диаметра 65 канавки или от 0,3 до 0,6; от 0,4 до 0,5 диаметра канавки. В некоторых областях рафинерной пластины высота гребней может быть такой, чтобы гребни полностью закрывали канавку, формируя мост над канавкой.

[0061] Полуспиральные гребни вызывающего вращения элемента 64 расположены под углом 67 к оси 66 канавки 52. Угол 67 наклона может находиться в диапазоне (диапазонах) от 25 градусов до 75 градусов, от 35 до 65 градусов, от 40 до 55 градусов или составлять 45 градусов. Угол 67 наклона может быть ориентирован таким образом, чтобы вызывающий вращение элемент 64 закручивался по спирали вниз по задней боковой стенке канавки и/или вверх по передней боковой стенке канавки в направлении 69 потока подаваемого материала через канавку. Такая ориентация должна способствовать перемещению подаваемого материала через канавку по направлению 69 потока.

[0062] Протяженность полуспирального гребня вокруг всего вида в поперечном сечении канавки может быть выбрана таким образом, чтобы достичь желаемых характеристик потока подаваемого материала в канавке, а также на основе других конструктивных факторов для канавки.

[0063] Спиральный поток подаваемого материала в каждой из бороздок представлен пунктирными линиями со стрелками. Первая стрелка 68 представляет поток подаваемого материала от нижней части канавки к верхней части канавки. Как показано первой стрелкой 68, поток подаваемого материала идет вверх и по переднему краю 60 канавки и в зазор (G) между сегментами рафинерных пластин. Находясь в зазоре (G), подаваемый материал, который находится между гребнями ножей 54, подвергается воздействию больших сжимающих и сдвигающих сил, чем подаваемый материал в канавках. Вторая стрелка 70 иллюстрирует спиральный поток подаваемого материала из верхней области канавки, например, вблизи заднего края 61 смежного ножа, и вниз в канавку.

[0064] Подаваемый материал проталкивается через канавку под действием центробежной силы вращения по меньшей мере одного из дисков. Вызывающий вращение элемент 64 поворачивает поток материала от направления, по существу параллельного продольной оси 66 паза, к направлению пути потока, которое является по меньшей мере полуспиральным по отношению к оси.

[0065] Вращательное течение подаваемого материала вызывается формой вызывающего вращение элемента в канавке. Например, если вызывающий вращение элемент представляет собой полуспиральный гребень, как показано на ФИГ. 4 и 5, то передняя стенка гребня направляет движение подаваемого материала по мере прохождения потока материала через канавку. По мере прохождения потока подаваемого материала через канавку, передняя стенка полуспирального вызывающего вращение элемента 64 поворачивает поток подаваемого материала, проходящий вблизи боковых стенок ножей, формирующих канавку.

[0066] На ФИГ. 6, 7 и 8 показаны различные типы вызывающих вращение элементов в канавке сегмента рафинерной пластины. Круг в канавке с краю справа на ФИГ. 6, 7 и 8 иллюстрирует, что в поперечном сечении канавка полукруглая. Вызывающие вращение элементы, показанные на ФИГ. 6, 7 и 8, представляют собой полуспиральные гребни, аналогичные вызывающему вращение элементу 64, показанному на ФИГ. 4.

[0067] На ФИГ. 6 канавка 72 расположена относительно глубоко в сегменте 73 рафинерной пластины, причем ось 74 канавки 72 находится ниже гребней 76 ножей. Канавка 72 в поперечном сечении полукруглая, причем длина контура поперечного сечения канавки составляет от 65% до 85% от полной окружности.

[0068] Вызывающий вращение элемент 78 на ФИГ. 6 имеет по существу равномерную высоту от боковой стенки канавки, за исключением части вблизи верхней области канавки, где высота уменьшается по мере приближения вызывающего вращение элемента 78 к гребню 76. Уменьшение высоты вызывающего вращение элемента на ФИГ. 6 создает относительно большую U-образный открытый путь 80, образованный вершиной вызывающего вращение элемента 78. Большой U-образный открытый путь 80 проходит по длине канавки. Нижняя часть (вершина) U-образного открытого пути может быть выровнена относительно оси 74 канавки 72. Относительно большой открытый путь 80 обеспечивает открытый канал для подаваемого материала, поток которого проходит через центр канавки, и тем самым уменьшает ограничение потока подаваемого материала через канавку.

[0069] На ФИГ. 7 показана часть сегмента 73 рафинерной пластины, имеющая ножи и канавки в зоне рафинирования, причем канавка 82 круглая в поперечном сечении и имеет ось (см. ось 66 на ФИГ. 5), которая может быть выровнена относительно вершины V-образного открытого пути 84 через канавку. V-образный открытый путь определен вершинами вызывающего вращение элемента 86. V-образный открытый путь представляет собой относительно широкий путь через канавку, позволяющий потоку подаваемого материала проходить через канавку.

[0070] Вызывающий вращение элемент 86 на ФИГ. 7 имеет по существу большую высоту в нижней половине канавки 82 по сравнению с верхней половиной канавки. Высота (H) уменьшающего вращение элемента 86 представляет собой расстояние от боковой стенки или нижней части канавки до вершины элемента. Высота уменьшающего вращение элемента 86 может постепенно уменьшаться от полной высоты в нижней половине канавки до половины полной высоты до нулевой высоты. Например, высота канавки на краю гребня 76 может составлять половину полной высоты, одну треть, одну четверть или нулевую полную высоту и любую высоту между этими значениями. Столь значительное уменьшение высоты вызывающего вращение элемента, как показано на ФИГ. 7, создает широкий V-образный открытый путь через канавку.

[0071] На ФИГ. 8 показана часть сегмента 73 рафинерной пластины, имеющая канавки 88, которые являются более мелкими в сегменте рафинерной пластины, чем канавки, показанные на ФИГ. 6 и 7. Более мелкие канавки 88 создают узкие гребни 90 ножей по сравнению с гребнями 76, показанными на ФИГ. 6. Более мелкая канавка 88 и вызывающий вращение элемент 94 определяют U-образный открытый путь 92, площадь поперечного сечения которого меньше, чем у U-образного открытого пути 80, показанного на ФИГ. 6. Вершина U-образного открытого пути 92 выровнена относительно оси канавки 88. Далее, периметр полукруглой формы поперечного сечения канавки 88 находится в диапазоне от 40% до 65% от полной окружности. Этот диапазон меньше диапазона более глубоких канавок 72, показанных на ФИГ. 6.

[0072] Глубина канавки, как правило, определяется как расстояние от подлежащего участка сегмента пластины, например, нижней части канавки, до самой большой высоты смежных гребней по длине канавки. Высота гребней может варьироваться или не варьироваться по длине гребня.

[0073] Высота каждого гребня в каждой точке вдоль длины гребня не обязательно должна определяться глубиной канавок. Высота гребней также может быть выбрана в зависимости от величины вращения потока, которую желательно придать посредством канавок, и на основе объема потока пара или жидкости через канавки. Например, гребни могут быть выше радиуса сечения канавки, вплоть до того, чтобы полностью перекрывать канавку.

[0074] На ФИГ. 9-11 в поперечном сечении показана часть сегмента 95 рафинерной пластины, имеющая канавки, которые являются полуэллиптическими в поперечном сечении, как указано посредством эллипса в крайней правой канавке на фигурах.

[0075] Форма и глубина канавок могут быть выбраны таким образом, чтобы они имели желаемую площадь поперечного сечения канавки. На ФИГ. 9 канавка 96 узкая и глубокая в сегменте рафинерной пластины. Ножи 98 между канавками высокие и узкие. Вызывающий вращение элемент 100 может представлять собой группу полуспиральных гребней, проходящих от боковой стенки канавок, аналогично вызывающему вращение элементу, показанному на ФИГ. 4. Вершины вызывающих вращение элементов выполнены с возможностью формирования V-образного открытого пути 102 через канавку. Ширина, глубина и форма V-образного открытого пути и вызывающие вращение элементы 100, которые образуют путь, могут быть выбраны таким образом, чтобы формировать открытый путь, имеющий желаемую площадь и форму поперечного сечения.

[0076] Как показано на ФИГ. 10, канавки 104 являются полуэллиптическими и выполнены таким образом, чтобы у гребней ножей 98 канавка была широкая. Ширина раскрытия в верхней области канавок 104 на ФИГ. 10 и канавок 106 на ФИГ. 11 может составлять от 100% до 80% от малой оси эллипса. Для сравнения, ширина раскрытия канавки 96 на ФИГ. 9 может составлять от 80% до 60% от малой оси. Ширину раскрытия верхней области канавок можно выбирать на основе, например, желаемой площади поперечного сечения открытого пути через канавку.

[0077] Вызывающий вращение элемент 108 на ФИГ. 10 имеет меньшую высоту, чем вызывающий вращение элемент 110 на ФИГ. 11. Вызывающий вращение элемент 108 малой высоты допускает создание большого открытого канала через канавку, который относительно мало препятствует потоку подаваемого материала. Вызывающий вращение элемент 108 малой высоты придает некоторое вращение потоку подаваемого материала, в частности потоку вблизи стенок канавки. Высота вызывающего вращение элемента должна быть достаточной для придания вращения потоку, который перемещает подаваемый материал от нижней части канавки к верхней части канавки и из канавки. Высота вызывающих вращение элементов может составлять от 10% до 45% от оси канавки, имеющей круглое поперечное сечение, или от большой оси канавки, имеющей эллиптическое поперечное сечение.

[0078] Вызывающий вращение элемент, имеющий большую высоту, например от 50% до 100%, от 70% до 80% или от 80% до 100% от расстояния от боковой стенки канавки до оси канавки. Вращательный элемент, имеющий высоту, которая покрывает 100% расстояния до оси канавки и по существу является частичной высотой или полной высотой перемычки в канавке, причем перемычка ориентирована под углом к оси канавки. Канавка большой высоты может использоваться для замедления потока подаваемого материала через канавку и придания сильного вращения потоку подаваемого материала.

[0079] Высота вращательных элементов может варьироваться по длине канавки. Например, высота вращательного элемента(-тов) на радиально внутренних участках канавки может быть больше высоты вращательного элемента(-тов) на радиально внешних участках канавки. Далее, высота вращательных элементов может постепенно уменьшаться в радиальном направлении наружу канавки.

[0080] На ФИГ. 12 показан вид сверху вниз участка зоны рафинирования сегмента 112 рафинерной пластины. Ножи 114 и канавки 116 имеют боковые стенки, которые изменяются, например, следуя синусоидальному профилю. Поток подаваемого материала проходит в направлении 118, которое ведет радиально наружу дисков, на которых установлен сегмент рафинерной пластины. Синусоидальный профиль, например, волнообразный профиль, одной из боковых стенок, например передней боковой стенки, может выступать вдоль направления 118 относительно синусоидального профиля другой боковой стенки, например задней боковой стенки.

[0081] Вызывающие вращение элементы 120 размещены в канавках, например, через регулярные интервалы по длине канавок. Вызывающие вращение элементы 120 могут представлять собой полуспиральные гребни, выступающие от боковых стенок и нижней части канавок. Канавки 116 в поперечном сечении могут быть круглыми или эллиптическими. Вызывающие вращение элементы 120 могут находиться в самых узких областях канавок и могут быть образованы чашевидными поверхностями боковых стенок и нижней частью канавок в областях между самыми узкими областями.

[0082] Синусоидальный профиль боковых стенок и/или нижней части канавок 116 придает вращение потоку подаваемого материала через канавки. По мере приближения подаваемого материала к узкой области в канавке, например, вызывающему вращение элементу 120, подаваемый материал поворачивается посредством стенок канавок таким образом, чтобы его поток шел вверх от нижней части канавок. Это движение потока вверх повторяется на каждом из вызывающих вращение элементов.

[0083] На ФИГ. 13 показана отдельная канавка 130 на участке сегмента 132 рафинерной пластины. Канавка 130 образована между смежными ножами 134. Боковая стенка 136 канавки представляет собой полукруг в поперечном сечении. Ось 138 полукруглой канавки выровнена относительно гребней ножей 134. В различных вариантах осуществления ось 138 может перемещаться в более низкое или высокое положение в канавке или над канавкой. Изменение положения оси должно изменять форму поперечного сечения канавки, например, с полукруга на С-образную форму, при которой открытый конец канавки уже самого широкого участка канавки.

[0084] Вращательные элементы представляют собой группу гребней, каждый из которых проходит от боковой стенки 136 к оси 138 канавки. Каждый вращательный элемент 137 расположен под углом к оси 138 канавки. Например, каждый вращательный элемент представляет собой гребень, выровненный с плоскостью 140 под углом 142 к оси 138 от 85 до 55 градусов, от 80 до 65 градусов, от 75 до 45 градусов. Угол 142 вращательных элементов может быть постоянным по длине канавки. Альтернативно, угол 142 вращательных элементов может варьироваться по длине канавки. Например, угол 142 может постепенно изменяться по длине, например, варьируясь на десять градусов от радиально внутреннего конца канавки к радиально внешнему концу канавки.

[0085] Высота вращательных элементов 137 может варьироваться по длине канавки. В примере, показанном на ФИГ. 13, радиально внутренний вращательный элемент(ы) 144 полностью перекрывает канавку таким образом, что элемент 144 выступает перемычкой, ориентированной под углом к оси 138 канавки. Перемычка может быть расположена на радиально наружном конце канавки или вблизи него.

[0086] Высота вращательных элементов 146 может постепенно увеличиваться в радиальном направлении наружу канавки. Таким образом, открытая область 140 между гребнем вращательного элемента и осью канавки становится все меньше в радиальном направлении наружу канавки. Уменьшение открытой области 140 по канавке постепенно увеличивает, в радиальном направлении наружу, сопротивление перемещению подаваемого материала по канавке.

[0087] Каждый вращательный элемент 137 может иметь галтель 146 между боковой стенкой 136 и по меньшей мере радиально внутренней передней стороной вращательного элемента. Галтель представляет собой изогнутую поверхность, проходящую от боковой стенки до плоской части передней стороны вращательного элемента. Для относительно коротких вращательных элементов изогнутая поверхность галтели 146 может проходить к краю вращательного элемента. Галтель добавляет структурную опору вращательному элементу и способствует перемещению подаваемого материала вблизи боковой стенки от боковой стенки и в верхние области канавки.

[0088] На ФИГ. 14 проиллюстрирован другой вариант осуществления канавки 150 в сегменте 152 рафинерной пластины. Канавка является круглой или C-образной в поперечном сечении. Ось 154 канавки 150 находится ниже гребней ножей 156 на противоположных сторонах канавки. Раскрытие канавки на гребне ножей уже максимальной ширины канавки. Гребни ножа являются относительно широкими по сравнению с шириной ножей канавки, имеющей ось, выровненную с гребнем ножей, как видно из сравнения ФИГ. 14 и 13. Расположение оси 154 под гребнями выступов позволяет канавке иметь большую площадь поперечного сечения по сравнению с канавками с осью на гребне ножей или над ним.

[0089] Вращательные элементы 158 представляют собой C-образные гребни, проходящие от боковой стенки 160 канавки к оси 154. Высота вращательных элементов 158 относительно небольшая, например, менее 50% расстояния между боковой стенкой 160 и осью 154. Благодаря коротким вращательным элементам открытая область 162 (показанная крестом со стрелками) в плоскости каждого вращательного элемента относительно большая. Большие открытые области 162 позволяют потоку материала свободно проходить через канавку. Короткие вращательные элементы обеспечивают относительно небольшое сопротивление потоку по сравнению с перемычками и вращательными элементами с высотой, достигающей оси канавки.

[0090] Вращательные элементы 158 выровнены относительно плоскости, расположенной под углом к оси 154 канавки. Расположенные под углом вращательные элементы воздействуют на материал, поток которого проходит через канавку вблизи боковой стенки 160, придавая материалу вращательное течение. Вращательное течение вызывает перемещение материала в нижней области канавки, например, вблизи боковой стенки, вверх и из канавки.

[0091] Пример рафинерного диска содержит: зону рафинирования на лицевой поверхности диска; рафинирующие ножи в зоне рафинирования; канавки между ножами и по меньшей мере один вызывающий вращение элемент в по меньшей мере одной из канавок, причем по меньшей мере один вызывающий вращение элемент расположен на или в по меньшей мере одной боковой стенке по меньшей мере одной канавки, и по меньшей мере один вызывающий вращение элемент выполнен с возможностью придания спиралевидного течения подаваемому материалу, поток которого проходит через по меньшей мере одну канавку.

[0092] В определенных примерах вариантов осуществления рафинерного диска криволинейная поверхность ограничивает каждую канавку в поперечном сечении. В дополнительных примерах вариантов осуществления рафинерного диска поперечное сечение каждой из канавок является полукруглым или полуэллиптическим. В определенных примерах вариантов осуществления рафинерного диска по меньшей мере один вызывающий вращение элемент в каждой из канавок ориентирован под углом к оси канавки. В дополнительных примерах вариантов осуществления рафинерного диска угол наклона находится в диапазоне от 35 до 75 градусов.

[0093] В некоторых примерах вариантов осуществления рафинерного диска по меньшей мере один вызывающий вращение элемент включает в себя группу повторяющихся гребней, выступающих внутрь от стенки канавки. В дополнительных примерах вариантов осуществления рафинерного диска каждый из повторяющихся гребней ориентирован под углом к оси канавки. В дополнительных примерах вариантов осуществления рафинерного диска каждый из повторяющихся гребней включает в себя наклонную боковую стенку. В определенных примерах вариантов осуществления рафинерного диска диск включает в себя кольцевой массив сегментов пластины, и каждый из сегментов пластины включает в себя лицевую поверхность с частью зоны рафинирования.

[0094] В определенных примерах вариантов осуществления рафинерного диска по меньшей мере один вызывающий вращение элемент включает в себя группу узких областей в канавке, образованных боковыми стенками канавок, имеющих волнообразный профиль по длине канавки, причем волнообразный профиль на одной из боковых стенок смещен относительно волнообразного профиля на другой из боковых стенок. В определенных примерах вариантов осуществления рафинерного диска высота по меньшей мере одного вызывающего вращение элемента больше в нижней половине канавок по сравнению с высотой по меньшей мере одного вызывающего вращение элемента в верхней половине канавок.

[0095] В определенных примерах вариантов осуществления рафинерного диска по меньшей мере один вращательный элемент представляет собой группу вращательных элементов в канавке, а высота вращательных элементов увеличивается в радиальном направлении наружу канавки. В определенных примерах вариантов осуществления рафинерного диска по меньшей мере один вращательный элемент включает в себя вращательный элемент, который образует перегородку на полную высоту, которая ориентирована под углом к оси канавки. Пример сегмента рафинерной пластины содержит: зону рафинирования на лицевой поверхности сегмента диска; рафинирующие ножи в зоне рафинирования; канавки между ножами и по меньшей мере один вызывающий вращение элемент в по меньшей мере одной из канавок, причем по меньшей мере один вызывающий вращение элемент расположен на или в по меньшей мере одной боковой стенке по меньшей мере одной канавки, и по меньшей мере один вызывающий вращение элемент выполнен с возможностью придания спиралевидного течения подаваемому материалу, поток которого проходит через по меньшей мере одну канавку.

[0096] В определенных примерах вариантов осуществления сегмента рафинерной пластины множество канавок имеют криволинейную поверхность в поперечном сечении. В определенных примерах вариантов осуществления сегмента рафинерной пластины множество канавок имеют поверхность, которая является полукруглой или полуэллиптической в поперечном сечении.

[0097] В определенных примерах вариантов осуществления сегмента рафинерной пластины по меньшей мере один вызывающий вращение элемент в каждой из канавок ориентирован под углом к оси канавки. В дополнительных примерах вариантов осуществления сегмента рафинерной пластины угол наклона находится в диапазоне от 35 до 55 градусов.

[0098] В определенных примерах вариантов осуществления сегмента рафинерной пластины высота по меньшей мере одного вызывающего вращение элемента больше в нижней половине канавок по сравнению с высотой по меньшей мере одного вызывающего вращение элемента в верхней половине канавок. В некоторых примерах вариантов осуществления сегмента рафинерной пластины по меньшей мере один вызывающий вращение элемент включает в себя группу повторяющихся гребней, выступающих внутрь от стенки канавки. В дополнительных примерах вариантов осуществления сегмента рафинерной пластины каждый из повторяющихся гребней ориентирован под углом к оси канавки. В других дальнейших примерах вариантов осуществления сегмента рафинерной пластины каждый из повторяющихся гребней включает в себя наклонную боковую стенку, проходящую вдоль канавок к гребню ножей, или может заканчиваться на определенном расстоянии ниже гребней.

[0099] В определенных примерах вариантов осуществления сегмента рафинерной пластины по меньшей мере один вызывающий вращение элемент представляет собой группу узких областей в канавке, образованных боковыми стенками канавок, имеющих волнообразный профиль по длине канавки, причем волнообразный профиль на одной из боковых стенок смещен относительно волнообразного профиля на другой из боковых стенок. В определенных примерах вариантов осуществления сегмента рафинерной пластины по меньшей мере один вращательный элемент представляет собой группу вращательных элементов в канавке, а высота вращательных элементов в группе постепенно увеличивается в радиальном направлении наружу канавки.

[0100] Пример способа рафинирования подаваемого материала включает в себя: введение подаваемого материала в зазор между противоположными рафинерными дисками, причем по меньшей мере один из рафинерных дисков включает в себя: зону рафинирования на лицевой поверхности диска; рафинирующие ножи в зоне рафинирования; канавки между ножами и по меньшей мере один вызывающий вращение элемент в по меньшей мере одной из канавок, причем по меньшей мере один вызывающий вращение элемент расположен на или в по меньшей мере одной из канавок; вращение по меньшей мере одного из противоположных рафинерных дисков; вызов вращательного течения подаваемого материала, поток которого проходит через по меньшей мере одну канавку, вследствие взаимодействия подаваемого материала и по меньшей мере одного вызывающего вращение элемента; рафинирование подаваемого материала, поток которого проходит через зазор, и выведение рафинированного подаваемого материала из зазора между противоположными рафинерными дисками.

[00101] В определенных примерах способов криволинейная поверхность ограничивает каждую канавку в поперечном сечении. В определенных примерах способов поперечное сечение каждой из канавок является полукруглым или полуэллиптическим. В определенных примерах способов по меньшей мере один вызывающий вращение элемент в каждой из канавок ориентирован под углом к оси канавки. В дополнительных примерах способов угол наклона рафинерного диска находится в диапазоне от 35 до 75 градусов.

[00102] В некоторых примерах способов по меньшей мере один вызывающий вращение элемент включает в себя группу повторяющихся гребней, выступающих внутрь от стенки канавки. В дополнительных примерах способов каждый из повторяющихся гребней ориентирован под углом к оси канавки. В дополнительных примерах способов каждый из повторяющихся гребней включает в себя наклонную боковую стенку.

[00103] В определенных примерах способов диск включает в себя кольцевой массив сегментов пластины, и каждый из сегментов пластины включает в себя лицевую поверхность с частью зоны рафинирования. В определенных примерах способов по меньшей мере один вызывающий вращение элемент включает в себя группу узких областей в канавке, образованных боковыми стенками канавок, имеющих волнообразный профиль по длине канавки, причем волнообразный профиль на одной из боковых стенок смещен относительно волнообразного профиля на другой из боковых стенок.

[00104] В определенных примерах способов высота по меньшей мере одного вызывающего вращение элемента больше в нижней половине канавок по сравнению с высотой по меньшей мере одного вызывающего вращение элемента в верхней половине канавок. В определенных примерах способов по меньшей мере один вращательный элемент представляет собой группу вращательных элементов в канавке, а высота вращательных элементов увеличивается в радиальном направлении наружу канавки. В определенных примерах способов по меньшей мере один вращательный элемент включает в себя вращательный элемент, который образует перегородку на полную высоту, которая ориентирована под углом к оси канавки.

[00105] Хотя в настоящем документе раскрыт по меньшей мере один пример осуществления настоящего изобретения(-ний), следует понимать, что среднему специалисту в данной области техники могут быть очевидны модификации, замены и альтернативы, которые могут быть реализованы без отступления от объема настоящего описания. Настоящее описание охватывает любые адаптации или вариации примера(-ров) осуществления. Кроме того, в настоящем описании термины «содержать» или «содержащий» не исключают другие элементы или шаги, термин «один» не исключает множественное число, а термин «или» означает один или оба. Кроме того, описанные характеристики или шаги также могут использоваться в комбинации с другими характеристиками или шагами и в любом порядке, если иное не предполагается описанием или контекстом. В настоящее описание путем ссылки полностью включается описание из любого патента или заявки, по которой оно испрашивает приоритет.

Группа изобретений относится к рафинерным дискам, используемым для механического рафинирования древесной щепы в древесную массу. Рафинерный диск содержит зону рафинирования на лицевой поверхности диска, рафинирующие ножи в зоне рафинирования, канавки между ножами и по меньшей мере один вызывающий вращение элемент в по меньшей мере одной канавке. При этом по меньшей мере один вызывающий вращение элемент представляет собой полуспиральный элемент, содержащий переднюю боковую стенку, гребень и заднюю боковую стенку. Причем по меньшей мере один вызывающий вращение элемент выполнен с возможностью придания спиралевидного течения подаваемому материалу, поток которого проходит через по меньшей мере одну канавку. По меньшей мере один вызывающий вращение элемент расположен на по меньшей мере одной боковой стенке по меньшей мере одной канавки. Выполняют введение подаваемого материала в зазор между противоположными рафинерными дисками, вращение по меньшей мере одного из противоположных рафинерных дисков, вызов вращательного течения подаваемого материала, рафинирование подаваемого материала, поток которого проходит через зазор, и выведение рафинированного подаваемого материала из зазора между противоположными рафинерными дисками. Повышается эффективность выведения подаваемого материала из канавок. 3 н. и 34 з.п. ф-лы, 14 ил.

1. Рафинерный диск, содержащий: зону рафинирования на лицевой поверхности диска; рафинирующие ножи в зоне рафинирования; канавки между ножами и по меньшей мере один вызывающий вращение элемент в по меньшей мере одной канавке, при этом по меньшей мере один вызывающий вращение элемент представляет собой полуспиральный элемент, содержащий переднюю боковую стенку, гребень и заднюю боковую стенку, причем по меньшей мере один вызывающий вращение элемент выполнен с возможностью придания спиралевидного течения подаваемому материалу, поток которого проходит через по меньшей мере одну канавку, при этом по меньшей мере один вызывающий вращение элемент расположен на по меньшей мере одной боковой стенке по меньшей мере одной канавки.

2. Рафинерный диск по п. 1, отличающийся тем, что криволинейная поверхность ограничивает каждую канавку в поперечном сечении.

3. Рафинерный диск по п. 2, отличающийся тем, что поперечное сечение каждой из канавок является полукруглым или полуэллиптическим.

4. Рафинерный диск по п. 1, отличающийся тем, что по меньшей мере один вызывающий вращение элемент в каждой из канавок ориентирован под наклонным углом к оси по меньшей мере одной канавки.

5. Рафинерный диск по п. 4, отличающийся тем, что угол наклона находится в диапазоне от 35 до 75 градусов.

6. Рафинерный диск по п. 1, отличающийся тем, что по меньшей мере один вызывающий вращение элемент включает в себя группу повторяющихся гребней, выступающих внутрь от стенки по меньшей мере одной канавки.

7. Рафинерный диск по п. 6, отличающийся тем, что каждый из повторяющихся гребней ориентирован под углом к оси по меньшей мере одной канавки.

8. Рафинерный диск по п. 6, отличающийся тем, что каждый из повторяющихся гребней включает в себя наклонную боковую стенку.

9. Рафинерный диск по п. 1, отличающийся тем, что рафинерный диск включает в себя кольцевую совокупность сегментов пластины, и каждый из сегментов пластины включает в себя переднюю сторону с частью зоны рафинирования.

10. Рафинерный диск по п. 1, отличающийся тем, что по меньшей мере один вызывающий вращение элемент включает в себя группу узких областей в по меньшей мере одной канавке, образованных боковыми стенками канавок, имеющих волнообразный профиль по длине по меньшей мере одной канавки, причем волнообразный профиль на одной из боковых стенок смещен относительно волнообразного профиля на другой из боковых стенок.

11. Рафинерный диск по п. 1, отличающийся тем, что высота по меньшей мере одного вызывающего вращение элемента больше в нижней половине канавок по сравнению с высотой по меньшей мере одного вызывающего вращение элемента в верхней половине канавок.

12. Рафинерный диск по п. 1, отличающийся тем, что по меньшей мере один вызывающий вращение элемент представляет собой группу вращательных элементов в по меньшей мере одной канавке, а высота вызывающих вращение элементов увеличивается в радиальном направлении наружу по меньшей мере одной канавки.

13. Рафинерный диск по п. 1, отличающийся тем, что по меньшей мере один вызывающий вращение элемент включает в себя вращательный элемент, который образует перегородку на полную высоту, которая ориентирована под углом к оси по меньшей мере одной канавки.

14. Сегмент рафинерной пластины, содержащий: зону рафинирования на лицевой поверхности сегмента рафинерной пластины; рафинирующие ножи в зоне рафинирования; канавки между ножами и по меньшей мере один вызывающий вращение элемент в по меньшей мере одной канавке, при этом по меньшей мере один вызывающий вращение элемент представляет собой полуспиральный элемент, содержащий переднюю боковую стенку, гребень и заднюю боковую стенку, причем по меньшей мере один вызывающий вращение элемент выполнен с возможностью придания спиралевидного течения подаваемому материалу, поток которого проходит через по меньшей мере одну канавку, причем по меньшей мере один вызывающий вращение элемент расположен на по меньшей мере одной боковой стенке по меньшей мере одной канавки.

15. Сегмент рафинерной пластины по п. 14, отличающийся тем, что множество канавок имеют криволинейную поверхность в поперечном сечении.

16. Сегмент рафинерной пластины по п. 14, отличающийся тем, что множество канавок имеют поверхность, которая является полукруглой или полуэллиптической в поперечном сечении.

17. Сегмент рафинерной пластины по п. 14, отличающийся тем, что по меньшей мере один вызывающий вращение элемент в каждой из канавок ориентирован под наклонным углом к оси по меньшей мере одной канавки.

18. Сегмент рафинерной пластины по п. 17, отличающийся тем, что угол наклона находится в диапазоне от 35 до 55 градусов.

19. Сегмент рафинерной пластины по п. 14, отличающийся тем, что высота по меньшей мере одного вызывающего вращение элемента больше в нижней половине канавок по сравнению с высотой по меньшей мере одного вызывающего вращение элемента в верхней половине канавок.

20. Сегмент рафинерной пластины по п. 14, отличающийся тем, что по меньшей мере один вызывающий вращение элемент включает в себя группу повторяющихся гребней, выступающих внутрь от стенки по меньшей мере одной канавки.

21. Сегмент рафинерной пластины по п. 20, отличающийся тем, что каждый из повторяющихся гребней ориентирован под углом к оси по меньшей мере одной канавки.

22. Сегмент рафинерной пластины по п. 20, отличающийся тем, что каждый из повторяющихся гребней включает в себя наклонную боковую стенку, проходящую вдоль канавок к гребню рафинирующих ножей.

23. Сегмент рафинерной пластины по п. 14, отличающийся тем, что по меньшей мере один вызывающий вращение элемент представляет собой группу узких областей в по меньшей мере одной канавке, образованных боковыми стенками канавок, имеющих волнообразный профиль по длине по меньшей мере одной канавки, причем волнообразный профиль на одной из боковых стенок смещен относительно волнообразного профиля на другой из боковых стенок.

24. Сегмент рафинерной пластины по п. 14, отличающийся тем, что по меньшей мере один вызывающий вращение элемент представляет собой группу вращательных элементов в по меньшей мере одной канавке, а высота вызывающих вращение элементов в группе постепенно увеличивается в радиальном направлении наружу по меньшей мере одной канавки.

25. Способ рафинирования подаваемого материала, включающий: введение подаваемого материала в зазор между противоположными рафинерными дисками, причем по меньшей мере один рафинерный диск включает в себя: зону рафинирования на лицевой поверхности по меньшей мере одного рафинерного диска; рафинирующие ножи в зоне рафинирования; канавки между ножами и по меньшей мере один вызывающий вращение элемент в по меньшей мере одной канавке, при этом по меньшей мере один вызывающий вращение элемент представляет собой полуспиральный элемент, содержащий переднюю боковую стенку, гребень и заднюю боковую стенку, причем по меньшей мере один вызывающий вращение элемент выполнен с возможностью придания спиралевидного течения подаваемому материалу, поток которого проходит через по меньшей мере одну канавку, причем по меньшей мере один вызывающий вращение элемент расположен на по меньшей мере одной боковой стенке по меньшей мере одной канавки; вращение по меньшей мере одного из противоположных рафинерных дисков; вызов вращательного течения подаваемого материала, поток которого проходит через по меньшей мере одну канавку, вследствие взаимодействия подаваемого материала и по меньшей мере одного вызывающего вращение элемента; рафинирование подаваемого материала, поток которого проходит через зазор, и выведение рафинированного подаваемого материала из зазора между противоположными рафинерными дисками.

26. Способ по п. 25, отличающийся тем, что криволинейная поверхность ограничивает каждую канавку в поперечном сечении.

27. Способ по п. 25, отличающийся тем, что поперечное сечение каждой из канавок является полукруглым или полуэллиптическим.

28. Способ по п. 25, отличающийся тем, что по меньшей мере один вызывающий вращение элемент в каждой из канавок ориентирован под наклонным углом к оси по меньшей мере одной канавки.

29. Способ по п. 28, отличающийся тем, что угол наклона находится в диапазоне от 35 до 75 градусов.

30. Способ по п. 25, отличающийся тем, что по меньшей мере один вызывающий вращение элемент включает в себя группу повторяющихся гребней, выступающих внутрь от стенки по меньшей мере одной канавки.

31. Способ по п. 30, отличающийся тем, что каждый из повторяющихся гребней ориентирован под углом к оси по меньшей мере одной канавки.

32. Способ по п. 30, отличающийся тем, что каждый из повторяющихся гребней включает в себя наклонную боковую стенку.

33. Способ по п. 25, отличающийся тем, что по меньшей мере один рафинерный диск включает в себя кольцевую совокупность сегментов пластин, и каждый из сегментов пластины включает в себя переднюю сторону с частью зоны рафинирования.

34. Способ по п. 25, отличающийся тем, что по меньшей мере один вызывающий вращение элемент включает в себя группу узких областей в по меньшей мере одной канавке, образованных боковыми стенками канавок, имеющих волнообразный профиль по длине по меньшей мере одной канавки, причем волнообразный профиль на одной из боковых стенок смещен относительно волнообразного профиля на другой из боковых стенок.

35. Способ по п. 25, отличающийся тем, что высота по меньшей мере одного вызывающего вращение элемента больше в нижней половине канавок по сравнению с высотой по меньшей мере одного вызывающего вращение элемента в верхней половине канавок.

36. Способ по п. 25, отличающийся тем, что по меньшей мере один вызывающий вращение элемент представляет собой группу вращательных элементов в по меньшей мере одной канавке, а высота вызывающих вращение элементов увеличивается в радиальном направлении наружу по меньшей мере одной канавки.

37. Способ по п. 25, отличающийся тем, что по меньшей мере один вызывающий вращение элемент включает в себя вращательный элемент, который образует перегородку на полную высоту, которая ориентирована под углом к оси по меньшей мере одной канавки.