[发明专利]具有弯曲磨条和锯齿状前缘的定子精炼机板元件

说明书

相关申请

本申请要求2012年11月9日申请的美国临时专利申请第61/724,516号的权益，其全部内容通过引用结合在此。

技术领域

本发明涉及用于木质纤维素材料的盘式精炼机，例如用于生产机械纸浆、热磨机械纸浆、中密度纤维板（MDF）的制造、纸浆用刨花板、化学纸浆、浆料制备和各种化学-热磨机械纸浆（共同称为机械纸浆和机械制浆方法）以及高稠度、中稠度和低稠度精炼的盘式精炼机。

背景技术

在用在机械制浆方法中的精炼机中，原材料，典型地木材或其它木质纤维素材料（统称为木屑）通过其中一个精炼机圆盘的中部被进给，并且通过由一个或两个转子圆盘的旋转所产生的强离心力被向外推进。这些精炼机可以是高稠度、中稠度或低稠度精炼机。精炼机板安装在精炼机圆盘的相对面的每个面上。木屑通常在从板和圆盘的内部周界到外部周界的径向方向上在相对的精炼机板之间移动。

当用于高稠度精炼时，精炼机圆盘可以以每分钟900至2300转（RPM）的旋转速度运行，并且当用于低稠度精炼时，以低至每分钟400转的旋转速度运行。当木屑在圆盘之间时，能量经由附着到圆盘的精炼机板传递到材料。

精炼机板通常以磨条（bars）和凹槽以及隔断（dam）的模式为特征，磨条、凹槽和隔断一起对木质纤维素材料施加重复的压缩和剪切动作。作用在材料上的压缩和剪切动作使木质纤维素纤维与原材料分离，提供一定量的材料的进化（development）或纤维化，并且产生了通常不期望的某些切断纤维。对于将原木屑转变成合适的纸板或造纸纤维成分来说，纤维分离和进化是必要的。

在机械法制浆方法中，会发生大量摩擦，例如在木屑和精炼机板之间。该摩擦降低了方法的能量效率。

开发可在较高能量效率例如较低磨损下运行的精炼机板的努力已经实现，主要涉及减小圆盘之间的操作间隙。已知的提高能量效率的技术主要涉及精炼机板节段的前面上的设计特征，其通常加速越过精炼机板上精炼区的木屑进给。这些技术会导致降低由在精炼机板之间流动的木屑所形成的纤维垫的厚度。当能量通过精炼机板施加到较薄的纤维垫上时，对于给定能量输入，施加到木屑上的压缩率可以变大，并且可以导致精炼木屑中的更有效的能量使用。

降低纤维垫的厚度允许较小的操作间隙，例如相对的精炼机板之间的空隙。减小间隙可能导致木屑纤维切割的增加、由圆盘所生产的纸浆的强度性能降低、精炼机板的磨损率增加、以及精炼机板操作寿命的降低。

据信，能量效率在朝向精炼机盘的周边时最大。精炼机板的相对速度在板的周边区域中最大。精炼机板上的精炼磨条在精炼机板的周边区域中以较高速度在相对板上越过彼此。据信，精炼磨条较高的越过速度增加了板的周边区域中的精炼效率。

木质纤维趋向于快速流动通过精炼机板的周边区域。在周边区域中纤维的流动性增加是因为强离心力以及由圆盘之间产生的蒸汽流的向前流动所产生的力。在周边区域中较短的停留时间限制了能够在精炼表面的最有效部分中完成的工作量。

在美国专利第8,157,195号中描述的锯齿状或参差不齐的精炼机板的几何结构的发展据信可以提供高能效精炼。这种观念使用各种相对的板，这取决于所期望的方法和纸浆性能。

已知的精炼机板和构造包括在美国专利第8,157,195号和第7,900,862号以及美国专利申请第13/547,144号中描述的那些，其每一个的全部内容通过引用明确地结合在此。

发明内容

在一方面，本发明提供一种用于木质纤维素材料的机械精炼机的精炼机板。所述精炼机板包括固定至基本上不动的基板上的定子精炼表面。定子精炼表面包括位于定子精炼表面上的多个磨条和凹槽，而且每个磨条包括前沿侧壁和与前沿侧壁相对的后沿侧壁。前沿侧壁具有不规则表面，该不规则表面包括从不规则表面朝向相邻磨条上的后沿侧壁延伸出的多个突起。后沿侧壁具有光滑表面并且在后沿侧壁上没有不规则表面。

在另一方面，本发明提供一种在具有相对的精炼机板的精炼机中机械精炼木质纤维素材料的方法，所述相对的精炼机板包括转子精炼机板和定子精炼机板。