(57)【要約】      （修正有）【課題】運転要員に対する安全条件を改善しつつ、損耗したローターキャップの除去及び交換のためのメンテナンス時間を減少させ、併せて繊維品質の低下を防止したローターキャップアセンブリの提供。【解決手段】複数のローターキャップセグメント３１７を、キャップセグメント保持具３１８上の保持手段、及び複数のキャップセグメント３６５上の位置決め手段を用いて誘導案内することによって、ローターキャップセグメント３１７及びキャップセグメント保持具アセンブリ３０３は、プレートホルダー若しくはローターディスクのいずれかを実質的に変更することなく、プレートホルダーに固定されるか、又はリファイナーのローターディスクに直接的に固定されるローターキャップアセンブリ３０３。【選択図】図３Ｂ
2016108715.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ローターキャップアセンブリであって、このローターキャップアセンブリは、
複数のローターキャップセグメント；及び
ローターにおいて予め存在している固定用の孔を通じてローターに係合されるように構成されたキャップセグメント保持具
を含み、
前記ローターキャップセグメントのそれぞれは、前面サイド、背面サイド、ローターキャップセグメント内径、ローターキャップセグメント外径、及び各ローターキャップセグメントの背面サイド上の位置決め手段を有し、
前記キャップセグメント保持具は、背面サイド、及びキャップセグメント保持具の前面サイド上の保持手段を有し、
前記複数のローターキャップセグメントは、キャップセグメント保持具の前面サイド上に配置され、
前記保持手段は、各ローターキャップセグメントの背面サイド上の位置決め手段に係合し、それによって保持手段及び位置決め手段が、複数のキャップセグメントをローターキャップセグメントの径において誘導案内していることを特徴とするローターキャップアセンブリ。
【請求項２】
キャップセグメント保持具が、ローター上に予め存在している孔と位置が合う孔と、キャップセグメント保持具を通り、さらにローターに予め存在している孔を通って延びているファスナーとをさらに含み、キャップセグメント保持具をローターに係合させている請求項１に記載のローターキャップアセンブリ。
【請求項３】
キャップセグメント保持具が、キャップセグメント保持具とローターとの間に配置されているプレートホルダーにおける孔と位置が合う孔をさらに含み、ファスナーがキャップセグメント保持具を通ってプレートホルダーへ延びている請求項１に記載のローターキャップアセンブリ。
【請求項４】
保持手段及び位置決め手段が、ローターキャップセグメントを、ローターキャップセグメントの外径において誘導案内している請求項１に記載のローターキャップアセンブリ。
【請求項５】
ローターキャップセグメントが、ローターキャップセグメント内径とローターキャップセグメント外径との間の途中の中径をさらに含み、保持手段及び位置決め手段が、ローターキャップセグメントを、中径と外径との間の中間径において誘導案内している請求項１に記載のローターキャップアセンブリ。
【請求項６】
ローターキャップセグメントが、ローターキャップセグメント内径とローターキャップセグメント外径との間の途中の中径をさらに含み、保持手段及び位置決め手段が、ローターキャップセグメントを、中径と内径との間の中間径において誘導案内している請求項１に記載のローターキャップアセンブリ。
【請求項７】
キャップセグメント保持具が、環状キャップセグメント保持具である請求項１に記載のローターキャップアセンブリ。
【請求項８】
ローターキャップアセンブリであって、このローターキャップアセンブリは、
複数のローターキャップセグメントを含み、
各ローターキャップセグメントは、
前面サイド、
背面サイド、
ローターキャップセグメント内径、
ローターキャップセグメント外径、
ローターキャップ内径とローターキャップ外径との間に配置されているローターキャップセグメント中径、及び
背面サイドから延びており、そのサイドにおいて側壁を有する突出部を有し；
さらに、ローターキャップアセンブリは、ローターにおいて予め存在している孔を通じてローターに係合されるように構成されたキャップセグメント保持具を含み、
該キャップセグメント保持具は、
背面サイド、
前面サイド、
本体、及び
キャップセグメント保持具の前面サイドから延びている保持リップを有し、
該保持リップは、保持リップのサイドにおいて保持リップ側壁を有し、
該保持リップ側壁の頂部、及びキャップセグメント保持具の本体は凹形スペースを規定し、
前記突出部は、突出部側壁が保持リップ側壁に接触するように凹形スペース内に配置されていることを特徴とするローターキャップアセンブリ。
【請求項９】
キャップセグメント保持具が、ローター上に予め存在している孔と位置が合う孔と、キャップセグメント保持具を通り、さらにローターにおいて予め存在している孔を通って延びているファスナーとをさらに含み、キャップセグメント保持具をローターに係合させている請求項８に記載のローターキャップアセンブリ。
【請求項１０】
キャップセグメント保持具が、キャップセグメント保持具とローターとの間に配置されているプレートホルダーにおける孔と位置が合う孔をさらに含み、ファスナーがキャップセグメント保持具を通ってプレートホルダーへ延びている請求項８に記載のローターキャップアセンブリ。
【請求項１１】
保持リップの側壁が突出部の側壁に接触しており、ローターキャップセグメントを、ローターキャップセグメント外径に誘導案内している請求項８に記載のローターキャップアセンブリ。
【請求項１２】
保持リップ側壁が突出部側壁に接触しており、ローターキャップセグメントを、ローターキャップセグメントの外径とローターキャップセグメントの中径との間の中間径において誘導案内している請求項８に記載のローターキャップアセンブリ。
【請求項１３】
保持リップ側壁が突出部側壁に接触しており、ローターキャップセグメントを、ローターキャップセグメントの内径とローターキャップセグメントの中径との間の中間径に誘導案内している請求項８に記載のローターキャップアセンブリ。
【請求項１４】
キャップセグメント保持具上に誘導案内されるように構成された中心キャップセグメントをさらに含む請求項８に記載のローターキャップアセンブリ。
【請求項１５】
キャップセグメント保持具が、環状キャップセグメント保持具である請求項８に記載のローターキャップアセンブリ。
【請求項１６】
保持リップ側壁が突出部側壁に接触しており、ローターキャップセグメントを、ローターキャップセグメントの外径とローターキャップセグメントの中径との間の中間径に誘導案内している請求項１５に記載のローターキャップアセンブリ。
【請求項１７】
保持リップ側壁が突出部側壁に接触しており、ローターキャップセグメントを、ローターキャップセグメントの内径とローターキャップセグメントの中径との間の中間径に誘導案内している請求項１５に記載のローターキャップアセンブリ。
【請求項１８】
環状ローターキャップアセンブリであって、この環状ローターキャップアセンブリは、
複数のローターキャップセグメント；及び
ローターにおいて予め存在している孔を通じてローターに係合しているキャップセグメント保持具
を含み、
前記ローターキャップセグメントのそれぞれは、前面サイド、背面サイド、ローターキャップセグメント内径、ローターキャップセグメント外径、及びキャップセグメントインターロックエレメントを有し、
前記キャップセグメント保持具は、背面サイド、前面サイド、及び保持具インターロックエレメントを有し、
前記キャップセグメントのインターロックエレメントは、ローターキャップセグメント内径から半径方向に遠位するローターキャップセグメント径において、保持具インターロックエレメントに係合していることを特徴とする環状ローターキャップアセンブリ。
【請求項１９】
キャップセグメント保持具が、ローター上に予め存在している孔と位置が合う孔と、キャップセグメント保持具を通り、さらにローターにおいて予め存在している孔を通って延びているファスナーとをさらに含み、キャップセグメント保持具をローターに係合させている請求項１８に記載のローターキャップアセンブリ。
【請求項２０】
キャップセグメント保持具が、キャップセグメント保持具とローターとの間に配置されたプレートホルダーにおける孔と位置が合う孔をさらに含み、ファスナーはキャップセグメント保持具を通ってプレートホルダーへ延びている請求項１８に記載のローターキャップアセンブリ。
【請求項２１】
キャップセグメントインターロックエレメント及び保持具インターロックエレメントが、インターロックメカニズムを規定し、該インターロックメカニズムが、ローターキャップセグメントを、ローターキャップの内径とローターキャップの外径との間の中間径において誘導案内している請求項１８に記載のローターキャップアセンブリ。
【請求項２２】
キャップセグメント保持具が、環状キャップセグメント保持具である請求項１８に記載のローターキャップアセンブリ。
【請求項２３】
複数のローターキャップセグメント及びキャップセグメント保持具を、ローターに係合させるように構成されているファスナーをさらに含む請求項１８に記載のローターキャップアセンブリ。
【請求項２４】
回転中心、外径を有する中心キャップセグメントをさらに含み、中心キャップセグメントインターロックエレメントが、回転中心から半径方向に遠位する中心キャップ径において、保持具インターロックエレメントに係合するように構成されている請求項１６に記載のローターキャップアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示はリグノセルロース系材料を処理するために構成されたリファイナーに一般に関し、リファイナー内のローターキャップに特に関する。
【発明の背景】
【０００２】
メカニカルパルプ化プロセス、ディスパージョンプロセス、及び中質繊維板（「MDF」medium density fiberboard）プロセスは、回転しているディスク間又はコーン間でのリグノセルロース系材料の機械的処理を含んでいる。本出願において、「リファイナー」とは、リグノセルロース系材料中の繊維を、研磨面を有するリファイナープレートで離解、解繊及び切断するように構成されたメカニカルリファイナー、ディスパーザー、又は他の装置を指称するものと理解されたい。
【０００３】
リファイナーは、ディスクリファイナーと、コニカルリファイナーとに大別される。ディスクリファイナーは、シングルディスクリファイナー、ダブルディスクリファイナー及びツインリファイナーを含む。ダブルディスクリファイナーは、「逆回転リファイナー」としても知られている。シングルディスクリファイナーは、１つの静止ステーターディスクに対向して設置されている１つのローターディスクを一般に有する。ダブルディスクリファイナーは、反対方向に回転する２つの対向しているディスクを一般に有する。ツインリファイナーは、２つの静止ディスク間に配置されている回転ダブルサイドディスクを典型的に利用する。コニカルリファイナーは、入れ子状の（nested）先端を切り取ったコーンを使用して、リグノセルロース系材料を解繊、離解及び切断する。いくつかのコニカルリファイナーは、フラットリファイニングエリアを含み、次にコニカルリファイナーが続くが、一方、他のいくつかのコニカルリファイナーはコニカルセクションのみを含み、リグノセルロース系材料の解繊、離解及び切断がこのコニカルセクションにおいて実質的に完全に起こる。
【０００４】
リファイナーは、２つ又はそれ以上のディスク又はコーン上に装着されたリファイナープレートを典型的に有する。リファイナープレートは、バーと溝とのパターン、噛合歯のパターン又はそれらの組合せを含む研磨面を通常有する。リファイナープレートの研磨面は、木材繊維又は他のリグノセルロース系材料を処理して、パルプを形成するように一般に適合されている。リファイニングギャップは、対向して配置されているディスク又はコーン上に対向して配置されている研磨面を隔てている。メカニカルパルプリファイナーにおいて、リファイニングギャップは１ミリメートル（「mm」）未満の間隔を典型的に有する。メカニカルディスパーザーにおいて、リファイニングギャップの間隔は１ｍｍから約６ｍｍまでの範囲である。
【０００５】
ディスクリファイナーは、対向しているディスクの１つの中心において供給入口を一般に有する。シングルディスクリファイナーにおいては、供給入口はステーターの中心を通って通常延びている。運転中に、ローターは、通常、１分間あたり1,200〜1,800回転（「rpm」）の範囲で迅速に回転する。運転者はリグノセルロース系供給材料を供給入口から投入し、リグノセルロース系材料は回転しているローターの中心にあるローターキャップに迅速に接触する。リグノセルロース系供給材料がローターキャップに接触すると、ローターキャップ上の幅広いバーがリグノセルロース系供給材料をリファイニングギャップに投入させる（fling）。従って、ローターキャップは「フリンガー（flinger）」としても知られている。
【０００６】
ローターの半径長さに沿う高遠心力は、リグノセルロース系材料がリファイニングギャップを通過するようにし、それによってリファイナープレートの研磨面がリグノセルロース系繊維を離解、解繊及び切断することを可能にする。リグノセルロース系材料のこの離解、解繊及び切断はスチームを生成し、時間がたつにつれて研磨面の侵蝕をもたらす。リファイナーを一回通過した後、リグノセルロース系材料はリファイナープレートの外径にあるリファイニングギャップを一般に出る。リファイニングギャップから一旦追い出されると、リグノセルロース系材料はさらなる処理のために収集されることがあり、これには、付加的にリファイニングを通過させることが含まれる。
【０００７】
長期間にわたってリグノセルロース系供給材料に持続的に晒されると、ローターキャップの幅広いバーは磨砕する。リグノセルロース系材料中の混入物、例えば、砂、石、コンクリート片、きょう雑物、金属片、及び他の粗い生物由来物質がローターキャップの損耗を加速させる。大きな混入物、例えば金属片又はコンクリートは、ローターキャップのかなりの部分を削ぎ取り、ローターキャップを非対称に損耗させる。ローターキャップの損耗、特に不均一な損耗は、リグノセルロース系材料がリファイニングギャップに入る速度を乱し、最終的にリファイナーを不安定にし、リファイニング能力を減少させ、繊維品質を低下させる。
【０００８】
これらの問題を回避するために、通常、運転者はメカニカルパルプリファイナーを停止し、損耗を評価するためのメンテナンス期間を定めている。もしローターキャップが大いに劣化していれば、運転者は交換の処置を施す。運転停止時間はリファイナーのタイプに依存して変化するが、運転停止時間は一般に３時間から１２時間までの範囲であり、損耗したローターキャップを取り扱うために数人の作業員及び重機を必要とする。
【０００９】
ローターキャップは、スチール又は他の耐久性材料で通常は鋳造される。ローターキャップは重量が異なり、大型のローターキャップは100キログラム（「Kg」）を超える重量であることがある。運転者は、最軽量のローターキャップ以外のすべてのローターキャップを交換するときに、頭上式クレーン、フォークリフト又は類似の重機を通常は利用する。重機は、メンテナンスの時間、コスト及び人員の負傷リスクを増加させる。
【００１０】
ローターキャップの質量がローターの回転中心の周りに均等に分布するように位置され、ローターの運転中に均一な向心力を受けるローターキャップは、「誘導案内された」（piloted）ローターキャップとして知られている。もしローターキャップが不適切に誘導案内されれば、ローターキャップの不均一な重量分布及びアンバランスな物理的な力によって振動が生じ、ローターシャフトの損耗を加速することがある。不適切な誘導案内によって、対向して配置されているリファイナープレートが運転中に互いに接触するリスクが増加することもあり、それによって、激しいリファイナープレートの不安定化、作業員への危険性、及び周囲の機材への損傷の原因となる。
【００１１】
交換ローターキャップを誘導案内するために必要とされる時間は、メンテナンス期間に伴なう一時的コスト及び財務的なコスト（temporal and financial costs）と共に生産量の低減の原因となる。その結果、運転者はローターキャップの交換を遅らせ、ローターキャップの使用をローターキャップの耐用期間を超えて延ばすことがある。メンテナンスが遅れることによって、（例えば、不均一なローターキャップの損耗に由来して）メカニカルリファイナーの能力が非効率的になることがあり、これが安全性へのリスクをもたらし、エネルギー消費を増加させ、繊維品質に悪影響をおよぼすことがある。
【００１２】
そのため、運転要員に対する安全条件を改善しつつ、損耗したローターキャップの除去及び交換のためのメンテナンス時間を減少させる必要性が長い間認識されている。
【発明の概要】
【００１３】
従来のリファイナーローターキャップに起因する作業員の安全性へのリスク及び生産量の低減の問題は、ローターキャップセグメントの裏側に位置するキャップセグメント保持具を含むセグメント化ローターキャップアセンブリを使用することによって軽減され、各ローターキャップセグメントはキャップセグメント保持具によって保持されるように構成され、キャップセグメント保持具はローターの回転中心の周りで誘導案内され、キャップセグメント保持具は、ローターキャップセグメントをキャップセグメントの内径と外径との間の径において又はローターキャップセグメントの外径において誘導案内するために構成された保持手段を有する。
【００１４】
本開示は、ローターキャップセグメントが回転しているローターの遠心力（すなわち、ローターの質量が円運動の結果として受ける慣性）に抵抗するように、ローターキャップセグメントを位置させるために構成されたセグメント化ローターキャップアセンブリを利用するものである。高コンシステンシーリファイナーは、1,200〜1,800rpmで運転されるローターを一般に有し、セグメント化ローターキャップアセンブリは、ローターの円運動により生ずる対応する高い慣性に耐えるように構成されているのが望ましい。伝統的なシングルピースローターキャップのデザインにおいて、伝統的なローターキャップがピンによってローターの中心に正確に誘導案内されれば、この慣性は一般にごくわずかな懸念でしかない。伝統的なシングルピースローターキャップが、スチール又は業界でよく使用される他の類似の材料で作製されているならば、その材料の構造的一体性によって、運転下のローターの遠心力を相殺するために十分な向心力が一般に提供される。すなわち、シングルピースローターキャップの質量がローターの回転中心の周りに均等に分布されれば、遠心力と向心力は相殺され、それによってシングルピースローターキャップをバランスさせることができる。
【００１５】
例示的なローターキャップセグメントは、幾何学的な円環セクターの形状を典型的に有し、且つ環状セクターが先の尖ったクサビで終端しないように、環状に先端が切り取られた下部部分を有する。運転者が、複数のリファイナープレートセグメントをローターに直接的又は間接的に取り付け、そして他のローターキャップセグメントに隣接して取り付けると、複数のローターキャップセグメントは円環を典型的に形成する。他の例示的な実施態様において、セグメント化ローターキャップアセンブリはキャップセグメント保持具の中心に配置されている中心キャップセグメントをさらに含むことがある。さらに他の例示的な実施態様において、複数の中心キャップセグメントが提供されることがある。中心キャップセグメントを含む例示的なローターキャップセグメント及びキャップセグメント保持具は、ステンレススチール又は研磨性のリグノセルロース系供給材料及び腐蝕性のスチームとの頻繁な接触に耐えるように構成された他の材料で作製される。
【００１６】
元々はシングルピースであるローターキャップをセグメント化することは、シングルピースローターキャップの構造的一体性を除去し、複数の重心を作り出し、ローターキャップシステムをアンバランスにする。この事実にも拘わらず、出願人はローターキャップをセグメント化させることを決定し、ローターキャップセグメントを回転中心に誘導案内することを試みるよりも、むしろその代わりに、誘導案内する手段を、ローターキャップセグメントの中間径に提供することを試みることを決定した。他の例示的な実施態様において、ローターキャップセグメントはローターキャップセグメントの外径に誘導案内されることがある。もしローターキャップセグメントが不適切に誘導案内されれば、ローターの回転運動によって生ずる慣性は、ローターキャップセグメントがローターの回転中心から半径方向外側に移動することを引き起こし、このことは、振動を引き起こすか、ローターキャップセグメントがリファイニングギャップに入ることを引き起こすか、あるいはリファイナーの機能を妨害することになる。
【００１７】
この問題に対処するために、出願人は、ローターの周りに望ましく誘導案内されるキャップセグメント保持具を含むセグメント化ローターキャップアセンブリを提供した。キャップセグメント保持具は、一般に円形又は環状である。キャップセグメント保持具の前面は、特にローターの円運動中に、ローターキャップセグメントの背面上の位置決め手段を係合（engage）するように構成された保持手段を有する。このように、キャップセグメント保持具は、位置させ、ローターの円運動中にローターキャップセグメントが受ける慣性をバランスさせ、それによってローターキャップセグメントを誘導案内するのに十分な向心力を提供する。
【００１８】
例示的な実施態様において、キャップセグメント保持具は、ローターキャップセグメントをローターキャップセグメントの外径に誘導案内するように構成された保持手段を有する。他の例示的な実施態様において、キャップセグメント保持具は、ローターキャップセグメントを、ローターキャップセグメントの外径と中径との中間にある径に誘導案内するように構成された保持手段を有することがある。さらに他の例示的な実施態様において、キャップセグメント保持具は、ローターキャップセグメントを、ローターキャップセグメントの中径と内径との中間にある径に誘導案内するように構成された保持手段を有することがある。
【００１９】
保持手段は、キャップセグメントを誘導案内するように構成された保持リップ、ステップ、突出部、クランプ、ピン、歯状体、又は他の類似の保持手段である。保持手段が保持リップである実施態様において、位置決め手段は、ローターキャップアセンブリを、１つ又はそれ以上の保持リップによって規定された凹形スペースに位置づけ、ローターの円運動中に保持リップに係合するように構成された位置決めリップである。このように、保持リップ及び位置決めリップは、ローターキャップセグメントをローターキャップ保持具上に位置させ、ローターの回転運動の結果としてローターキャップセグメントが受ける慣性を相殺し、それによってローターキャップセグメントを誘導案内するように構成された向心力を提供する。保持手段が保持ステップである実施態様において、位置決め手段は、保持ステップに係合するように構成された位置決めステップである。保持手段がクランプである実施態様において、位置決め手段は、クランプとインターロックするように構成された１つ又はそれ以上の突出部である。位置決め手段がピンである実施態様において、保持手段は、ピンを受け入れるように構成された孔である。保持手段が歯状体である実施態様において、位置決め手段は、歯状体に係合し、歯状体とインターロックするように構成された歯状の窪みである。保持手段がキャップセグメントを誘導案内するように構成された他の保持手段である実施態様において、位置決め手段は、保持手段に係合するように構成された他の位置決め手段であり、それによって、保持手段は、ローターの円運動によって引き起こされるローターキャップセグメントの慣性を相殺するために十分な向心力を提供し、それによって保持手段及び位置決め手段は、ローターキャップセグメントを、ローターの円運動中にキャップセグメント保持具上に位置づける。
【００２０】
リップ、ステップ、クランプ、ピン、歯状体、又は類似のインターロックメカニズムがローターキャップ上に配置されている実施態様において、キャップセグメント保持具上の保持手段は、ローターキャップセグメント上のインターロックメカニズムとインターロックするように構成され、これはローターキャップセグメントもまた同様であることを理解されたい。リップ、ステップ、クランプ、ピン、歯状体、又は類似のインターロックメカニズムは単独で使用されるか、又は本明細書に開示されているインターロックメカニズムと組み合わせて使用されることをさらに理解されたい。さらに、他の例示的な実施態様において、インターロックメカニズム（例えば、クランプ（clamps）と、該クランプ（the clamps）とインターロックするように構成された１つ又はそれ以上の突出部）を含むインターロックエレメントが、ローターキャップセグメント、中心キャップセグメント、キャップセグメント保持具、又はそれらの組み合わせ上に配置されることがある。キャップセグメント上に配置されたインターロックメカニズムのインターロックエレメントは、「キャップセグメントインターロックエレメント」として知られ、キャップセグメント保持具上のインターロックメカニズムのインターロックエレメントは「保持具インターロックエレメント」として知られ、中心キャップセグメント上に配置されているインターロックエレメントは「中心キャップセグメントインターロックエレメント」として知られている。位置決め手段と共に使用されるように構成された保持手段に加えて、インターロックメカニズムは、本開示において「誘導案内手段」と呼ばれることをさらに理解されたい。
【００２１】
保持手段が保持リップであるならば、保持リップは５ｍｍ〜１５ｍｍの高さを有する。保持リップは、保持リップの高さが、ローターキャップセグメントの背面から延びている位置決め突出部の側壁の高さに係合するために十分に高くなるように一般に構成されている。保持リップは、各保持リップがローターキャップセグメントの背面から延びている突出部の各側壁に実質的に接触するように、ローターキャップセグメントの背面から延びている突出部の側壁に係合するように構成されているのが望ましい。
【００２２】
ローターキャップセグメントをローターキャップセグメントの内径とローターキャップセグメントの外径との中間にある径において誘導案内するように構成された誘導案内手段を提供することによって、又はローターキャップセグメントをローターキャップセグメントの外径において誘導案内するように構成された誘導案内手段を提供することによって、出願人はローターキャップセグメントをシングルピースローターキャップの代わりに使用することが可能であることを見出した。
【００２３】
さらに、出願人は、ローターキャップの外径に近づく幅広いバー及びチャネルが、回転中心により近い幅広いバー及びチャネルよりも速い速度で損耗する傾向があることを見出した。従って、本開示の目的は、回転中心により近い使用可能な幅広いバー及びチャネルを使用し続けることを可能にしつつ、ローターキャップアセンブリの外縁に近い損耗した幅広いバーを局所的に交換することを可能にすることである。
【００２４】
所望の期間後、例えば２年に１回（biannually）ほど、取り外され、交換されるように構成されているローターキャップセグメントを得て、適切なリファイナーの運転能力を確実にし、それによって繊維品質を保持することが本開示の他の目的である。
【００２５】
ローターキャップセグメントを、キャップセグメント保持具上に、頭上式クレーンを使用する必要なく、手動で取り付けることを可能にすることが本開示のもう１つの目的である。
【００２６】
メンテナンス期間中のリファイナーの停止時間を減少させることが本開示のさらなる目的である。
【００２７】
キャップセグメント保持具と係合されたローターキャップセグメントに向心力を提供するように構成されたキャップセグメント保持具を提供することが本開示のまたさらなる目的である。
【００２８】
ローターキャップアセンブリの例示的な実施態様において、ローターキャップは、キャップセグメント保持具に隣接して配置されているキャップセグメント群を含む。キャップセグメント保持具は、リファイナーにおけるローターに装着されている。キャップセグメント保持具はローター上に配置されている背面サイドを有し、さらにキャップセグメント保持具は、キャップセグメント保持具がキャップセグメントとローターとの間に配置されるように、キャップセグメントに隣接している前面を有する。また他の例示的な実施態様において、キャップセグメント保持具は、キャップセグメント保持具がキャップセグメント保持具の中心にある孔を規定するように、環状である。環状キャップセグメント保持具を含む実施態様において、ローター中心部分（例えばハブ）はローターに直接的に取り付けられることもあり、ローター中心部分は環状キャップセグメント保持具の中心にある孔を通って延びている。環状キャップセグメント保持具を含むそのような実施態様においては、キャップセグメント保持具の中心キャップセグメント又は中心部分が一般に存在しない。キャップセグメント保持具は、キャップセグメントのための誘導案内手段を有する。
【００２９】
本開示に従うローターキャップセンブリは、ディスクリファイナー又はコニカルリファイナーのいずれかのそれぞれと共に使用される。コニカルリファイナーに関しては、キャップセグメント保持具及びキャップセグメントは、ディスクリファイナーと共に使用されるキャップセグメント保持具と実質的に類似している。
【００３０】
他の例示的な実施態様において、キャップセグメント保持具は、ローターキャップセグメントを、ローターキャップセグメント上の第１中間径において誘導案内するように構成された第１保持手段、及びローターキャップセグメントを、第１中間径から半径方向に遠位するローターキャップセグメント上の第２中間径において誘導案内するように構成された第２保持手段をさらに含む。ある例示的な実施態様において、第２保持手段はローターキャップセグメント外径にあることがある。第１保持手段は、ローターキャップセグメントの第１中間径上の第１位置決め手段に係合し、第２保持手段は、ローターキャップセグメントの第２中間径上の第２位置決め手段に係合する。他の例示的な実施態様において、第１中間径は内側ローターキャップセグメント上に配置され、一方、第２中間径は外側ローターキャップセグメント上に配置される。内側ローターキャップセグメント及び外側ローターキャップセグメントを含む例示的な実施態様において、第１径は内側ローターキャップの外径にあり、第２径はローターキャップの外径にある。他の例示的な実施態様において、ローターキャップセグメントの２以上のセットがローター上に半径方向に配置されることがある。上記のものを組み合わせたものは、本開示の範囲内にあると考えられる。
【００３１】
保持手段は円周であることがある。ある例示的な実施態様において、一連の保持手段は、ローターキャップセグメントを、ローターキャップセグメントの外径又はローターキャップセグメントの中間径において係合するように構成されている。ローターキャップセグメント上の一連の位置決め手段は、保持手段に係合するように構成されている。他の例示的な実施態様において、保持手段は、円周であり、連続的であり、キャップセグメント保持具外径、キャップセグメント保持具中間径、又はそれらの組合せにおいて、キャップセグメント保持具上に配置される。キャップセグメント保持具上の保持手段は、ローターの回転中心（例えば、回転軸）から約１０ｍｍ〜約２５ｍｍの間に配置される。他の例示的な実施態様において、保持手段は、ローターキャップセグメント外径から約１０ｍｍ〜約２５ｍｍの間に配置される。ローターの回転中心から保持手段までの距離は、半径長さとして通常知られている。保持手段は、１２ｍｍの半径長さを有することが望ましい。
【００３２】
セグメント化ローターキャップを交換するための例示的な方法は、作動中のリファイナーの動作を停止させること、ローターにアクセスすること、ローターキャップをローターから外すこと、キャップセグメント保持具をローターの中心上に位置させること、キャップセグメントをキャップセグメント保持具上に位置させること、キャップセグメント保持具を、ローターキャップセグメントからキャップセグメント保持具を通ってローターへ延びているファスナーを使用することによって、ローターの中心上に固定することを含み、
前記キャップセグメント保持具は、前面サイド、及びキャップセグメント保持具の前面サイド上に配置されている保持手段を有し、
前記ローターキャップセグメントは、背面サイド、及び背面サイド上の径において円周に配置されている位置決め手段を有し、
前記ローターキャップセグメントの位置決め手段は、キャップセグメント保持具の保持手段に係合している。
他の例示的な実施態様において、ファスナーはローターからキャップセグメント保持具を通ってローターキャップセグメントへ延びている。
【００３３】
他の例示的な方法において、キャップセグメント保持具は、プレートホルダーの中心の上に位置される。キャップセグメント保持具は、ローターキャップセグメントからキャップセグメント保持具を通ってプレートホルダーへ延びているファスナーによって、位置へ固定される。他の例示的な実施態様において、ファスナーはプレートホルダーからキャップセグメント保持具を通ってローターキャップセグメントへ延びている。
【００３４】
例示的なローターキャップアセンブリは、複数のローターキャップセグメント、及び
ローターにおいて予め存在している固定用の孔を通じてローターに係合されるように構成されたキャップセグメント保持具を含み、
各ローターキャップセグメントは、前面サイド、背面サイド、ローターキャップセグメント内径、ローターキャップセグメント外径、及び各ローターキャップセグメントの背面上の位置決め手段を有し、
前記キャップセグメント保持具は、背面サイド、及びキャップセグメント保持具の前面サイド上の保持手段を有し、
前記複数のローターキャップセグメントは、キャップセグメント保持具の前面サイド上に配置され、
前記保持手段は、保持手段及び位置決め手段が複数のキャップセグメントをローターキャップセグメントの径において誘導案内するように、各ローターキャップセグメントの背面サイド上の位置決め手段に係合している。
【００３５】
ローターキャップアセンブリのキャップセグメント保持具は、ローター上に予め存在している孔と位置が合う孔と、キャップセグメント保持具を通り、さらにローターに予め存在している孔を通って延びているファスナーとをさらに含み、キャップセグメント保持具をローターに係合させる。
【００３６】
ローターキャップアセンブリの他の例示的な実施態様において、キャップセグメント保持具は、キャップセグメント保持具とローターとの間に配置されているプレートホルダーにおける孔と位置が合う孔をさらに含み、ファスナーがキャップセグメント保持具を通ってプレートホルダーへ延びている。
【００３７】
さらに他の例示的な実施態様において、保持手段及び位置決め手段は、ローターキャップセグメントを、ローターキャップセグメントの外径において誘導案内している。
【００３８】
さらに例示的な実施態様において、ローターキャップセグメントは、ローターキャップセグメント内径とローターキャップセグメント外径との間の途中の中径をさらに含み、保持手段及び位置決め手段は、ローターキャップセグメントを、中径と外径との間の中間径において誘導案内している。
【００３９】
他の例示的な実施態様において、ローターキャップセグメントは、ローターキャップセグメント内径とローターキャップセグメント外径との途中の中径をさらに含み、保持手段及び位置決め手段は、ローターキャップセグメントを、中径と内径との間の中間径において誘導案内している。
【００４０】
キャップセグメント保持具は、環状キャップセグメント保持具である。
【００４１】
例示的な実施態様において、ローターキャップアセンブリは、複数のローターキャップセグメント、及びローターにおいて予め存在している孔を通じてローターに係合されるように構成されているキャップセグメント保持具を含み、
各ローターキャップセグメントは、前面サイド、背面サイド、ローターキャップセグメント内径、ローターキャップセグメント外径、ローターキャップ内径とローターキャップ外径との間に配置されているローターキャップセグメント中径、及び背面サイドから延びている突出部を有し、
該突出部は、突出部のサイドにおいて突出部側壁を有し、
前記キャップセグメント保持具は、背面サイド、前面サイド、本体、及びキャップセグメント保持具の前面サイドから延びている保持リップを有し、
該保持リップは、保持リップのサイドにおいて保持リップの側壁を有し、
該保持リップ側壁の頂部、及びキャップセグメント保持具の本体が凹形スペースを規定しており、
前記突出部は、突出部の側壁が保持リップの側壁に接触するように、凹形スペース内に配置されている。
【００４２】
さらなる例示的な実施態様において、保持リップ側壁は突出部側壁に接触し、ローターキャップセグメントをローターキャップセグメント外径において誘導案内する。他の例示的な実施態様において、保持リップ側壁は突出部側壁に接触し、ローターキャップセグメントを、ローターキャップセグメント外径とローターキャップセグメント中径との間の中間径において誘導案内している。他の例示的な実施態様において、保持リップ側壁は突出部側壁に接触し、ローターキャップセグメントを、ローターキャップセグメント内径とローターキャップセグメント中径との間の中間径において誘導案内している。
【００４３】
例示的なローターキャップアセンブリは、キャップセグメント保持具上に誘導案内されるように構成された中心キャップセグメントをさらに含む。
【００４４】
キャップセグメント保持具が環状キャップセグメント保持具である実施態様において、保持リップ側壁は突出部側壁に接触し、ローターキャップセグメントを、ローターキャップセグメント外径とローターキャップセグメント中径との間の中間径において誘導案内している。
【００４５】
キャップセグメント保持具が環状キャップセグメントである他の実施態様において、保持リップ側壁は突出部側壁に接触し、ローターキャップセグメントを、ローターキャップセグメント内径とローターキャップセグメント中径との間の中間径において誘導案内している。
【００４６】
例示的な環状ローターキャップアセンブリは、複数のローターキャップセグメント、及びローターにおいて予め存在している孔を通じてローターに係合しているキャップセグメント保持具を含み、
各ローターキャップセグメントは、前面サイド、背面サイド、ローターキャップセグメント内径、ローターキャップセグメント外径、及びキャップセグメントのインターロックエレメントを有し、
前記キャップセグメント保持具は、背面サイド、前面サイド、及び保持具インターロックエレメントを有し、
キャップセグメントインターロックエレメントは、ローターキャップセグメント内径から半径方向に遠位するローターキャップセグメント径において保持具インターロックエレメントに係合している。
【００４７】
例示的なキャップセグメント保持具は、ローター上に予め存在している孔と位置が合う孔と、キャップセグメント保持具を通り、さらにローターにおいて予め存在している孔を通って延びているファスナーとをさらに含み、キャップセグメント保持具をローターに係合させている。他の例示的な実施態様において、キャップセグメント保持具は、キャップセグメント保持具とローターとの間に配置されているプレートホルダーにおける孔と位置が合う孔をさらに含み、ファスナーはキャップセグメント保持具を通ってプレートホルダーへ延びている。
【００４８】
ある例示的な実施態様において、キャップセグメントインターロックエレメントと保持具インターロックエレメントとがインターロックメカニズムを規定し、該インターロックメカニズムがローターキャップセグメントを、ローターキャップ内径とローターキャップ外径との間の中間径において誘導案内している。
【００４９】
ローターキャップアセンブリがインターロックエレメントを含む実施態様において、キャップセグメント保持具は環状キャップセグメント保持具である。ファスナーは、複数のローターキャップセグメント、及びキャップセグメント保持具をローターに係合させるように構成されている。
【００５０】
ローターキャップアセンブリがインターロックエレメントを含む実施態様において、ローターキャップアセンブリは中心キャップセグメントをさらに含むが、該中心キャップセグメントは、回転中心、外径、及び中心キャップセグメントのインターロックエレメントを有し、該中心キャップセグメントのインターロックエレメントは、回転中心から半径方向に遠位する中心キャップの径において、保持具インターロックエレメントに係合するように構成されている。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
前述のことは、添付の図面に示すように、本開示の例示的な実施態様の下記のより詳細な説明から明らかとなるであろう。図面は必ずしも縮尺通りのものではなく、開示されている実施態様を図示することに重点が置かれている。
【００５２】
【図１Ａ】図１Ａは、従来のシングルピースローターキャップ、ロータープレートホルダー及びステータープレートホルダーを有するシングルディスクリファイナーの断面図である。
【００５３】
【図１Ｂ】図１Ｂは図１Ａのシングルディスクリファイナーの拡大図であり、これは回転中心の周りにシングルピースローターキャップを誘導案内することをさらに示している。
【００５４】
【図２Ａ】図２Ａは従来のシングルピースローターキャップの正面図である。
【００５５】
【図２Ｂ】図２Ｂは従来のシングルピースローターキャップの側断面図である。
【００５６】
【図３Ａ】図３Ａは、セグメント化ローターキャップアセンブリの例示的な実施態様の正面図である。
【００５７】
【図３Ｂ】図３Ｂは図３Ａの側断面図であり、ローターキャップセグメント及び中心キャップセグメントのための誘導案内配置（piloting arrangement）を示している。
【図３Ｃ】図３Ｃは、ローターキャップセグメントのための誘導案内配置を示す他の例示的なセグメント化ローターキャップアセンブリの側断面図である。
【００５８】
【図４】図４はリファイナープレートを有するローターディスク上に配置された例示的なセグメント化ローターキャップの斜視図である。
【００５９】
【図５Ａ】図５Ａは、環状キャップセグメント保持具に誘導案内されるように構成されたローターキャップセグメントの正面図である。
【００６０】
【図５Ｂ】図５Ｂは、ライン５Ｂ−５Ｂに沿う図５Ａにおけるローターキャップセグメントの側断面図であり、環状キャップセグメント保持具をさらに示している。
【００６１】
【図５Ｃ】図５Ｃは例示的なセグメント化環状ローターキャップの正面図である。
【００６２】
【図６Ａ】図６Ａは、ローター中心部分の周りに装着された例示的なローターキャップセグメント及び環状キャップセグメント保持具の側断面図である。
【００６３】
【図６Ｂ】図６Ｂは、ローター中心部分の周りに装着された他の例示的なセグメント化ローターキャップセグメント及び環状キャップセグメント保持具の側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００６４】
好ましい実施態様についての下記の詳細な説明は、図示及び説明の目的のためのみに示されたものであり、論じ尽すこと又は発明の範囲及び要旨を制限することを意図するものではない。実施態様は、発明の原理及びその具体的な応用を最もよく説明するために選択され、記載されている。当業者は、本発明の範囲及び要旨から逸脱することなく、多くの変更が、本明細書に開示されている発明についてなされ得ることを認識するであろう。別途説明されない限り、対応する参照記号は、いくつかの図面を通して、対応する部材を示す。図面は本開示に従う種々の特徴及び構成要素の実施態様を示すが、これらの図面は必ずしも縮尺を通りのものではなく、ある特徴は本開示の実施態様をよりよく示すために誇張されており、そのような例示は、如何なる方法でも、本開示の範囲を制限するように解釈されるべきでない。
【００６５】
図１Ａは、チャンバー１０９を規定しているハウジング１０４を有する従来のシングルディスクリファイナー１０１の断面図である。ローター１０５はチャンバー１０９内に存在する。ローター１０５は、プレートサイド１７６ａ及びローターシャフトサイド１７７を有する。ローターシャフトサイド１７７は、ハウジング１０４内に配置されたシール１７８を介して延びるローターシャフト１９０に係合している。ファスナー１８３は、シール１７８をハウジング１０４に係合させている。シール１７８は、チャンバー１０９内の温度及び圧力を外部環境から隔離している。モーター(図示せず)はローターシャフト１９０に係合し、ローターシャフト１９０及びローター１０５を回転中心１０６の周りで駆動させる。
【００６６】
ステーター１０７はローター１０５に対向して配置されている。ステーター１０７は、ローター１０５のプレートサイド１７６ａに対向するプレートサイド１７６ｂを有する。ボルト１８１は、プレートホルダー１１３をステーター１０７における固定用の孔１８２を通じてステーター１０７のプレートサイド１７６ｂに係合させる。これらのボルト１８１は、プレートホルダー１１３を、ローター１０５における固定用の孔１８２を通じてローター１０５のプレートサイド１７６ａに同様に係合させる。ボルト１８１はステーター１０７を通って延びている。ボルト１８１はローター１０５を通って延びている。ファスナー１８３はプレートホルダー１１３に延び、ステーター１０７上のリファイナープレートセグメント１１５ｂを係合させる。同様に、ファスナー１８３はプレートホルダー１１３を通って延び、ローター１０５上のリファイナープレートセグメント１１５ａを保持する。プレートホルダー１１３は、ローター１０５と連通しない追加的なファスナーホールを提供することがある。これは、運転者が、プレートホルダー１１３をローター１０５に取り付ける前に、リファイナープレートセグメント１１５ａ、１１５ｂをシングルピースプレートホルダー上でアセンブリーすることを可能にする。
【００６７】
リファイナープレートセグメント１１５は、バーと溝とのパターン（図４参照）、噛合歯のパターン、又はこれらの組み合わせを含む研磨面を通常は有する。ローター１０５上のリファイナープレートセグメント１１５ａはステーター１０７上のリファイナープレートセグメント１１５ｂと接触せず、むしろ、リファイナープレートセグメント１１５ａ及びリファイナープレートセグメント１１５ｂの対向しているセットの間に、リファイニングギャップ１１９が存在する。
【００６８】
図示されているシングルディスクリファイナーにおいて、ステーター１０７はシングルピースローターキャップ１０３に対向して配置されている供給入口１１１をさらに規定する。ローター１０５が回転すると、運転者はリグノセルロース系供給材料Ｆを供給入口１１１に供給する。幅広いバー１３０がシングルピースローターキャップ１０３上に配置されることがある。リグノセルロース系材料Fが回転しているシングルピースローターキャップ１０３又は幅広いバー１３０に接触すると、シングルピースローターキャップ１０３又は幅広いバー１３０はリグノセルロース系供給材料Ｆをリファイニングギャップ１１９を通じてリファイニングエリア１６８に投げ入れる（図１における矢印によって示されている経路を参照）。リグノセルロース系繊維、スチーム及びデブリ（debris）がリファイニングギャップ１１９を通って流れると、リファイナープレートセグメント１１５上の研磨面によってリグノセルロース系繊維が、通常、離解、解繊及び切断されて、所望の長さ及び特性を有することになる。リファイニングギャップ１１９を通過した後、運転者はリファイニングされたリグノセルロース系繊維をさらなる処理のために収集することがあり、これには追加的にリファイナーを通過させることが含まれ得る。
【００６９】
図１Ｂは、図１Ａに示されたボックスＢの詳細図である。ローター１０５は、回転中心１０６の周りに均等に分布された重量を有するローターシャフト１９０を有する。ローターシャフト１９０は、ローター１０５のプレートサイド１７６ａにおいて凹形スペース１９５を規定するコア底部１９３から外側方向に延びているサイド１９２ａ、１９２ｂを有する。凹形スペース１９５は、回転中心１０６の周りに配置されている。プレートホルダー１１３の第１ブロック１９１は、凹形スペース１９５へ延びている。そのようにして、第１ブロック１９１は、プレートホルダー１１３をローターの回転中心１０６に誘導案内している。すなわち、ローターシャフト１９０のサイド１９２ａ、１９２ｂは、プレートホルダー１１３をローター１０５に誘導案内し、その結果、プレートホルダー１１３はプレートホルダーの重心の周りを回転する。
【００７０】
図１Ｂにおいて、プレートホルダー１１３は、シングルピースローターキャップ１０３の背面サイド１８８から延びているステップ１８７ａ、１８７ｂによって規定された凹形スペース１９７へ延びている第２ブロック１９６をさらに有する。ステップ１８７ａ、１８７ｂはシングルピースローターキャップ１０３を回転中心１０６の周りに位置づけ、シングルピースローターキャップ１０３の構造的一体性が、ローターの円運動の結果としてシングルピースローターキャップ１０３が受ける慣性をバランスする向心力を提供する。シングルピースローターキャップ１０３は、プレートホルダー１１３の第３のブロック１８４に係合している傾斜壁１８５ａ、１８５ｂによって中間径（ＭＤ）にさらに位置づけられている。
【００７１】
図２Ａは、従来のシングルピースローターキャップ２０３の正面図である。シングルピースローターキャップは８０ポンド〜２００ポンドの間の重量であり、回転中心２０６の周りに一般に誘導案内されるが、この回転中心がシングルピースローターキャップの重力中心と一般に一致する。シングルピースローターキャップの重量によっては、運転者が損耗したローターキャップ２０３を交換するときに、クレーン、フォークリフト又は他の重機を使用することを考慮することになる。シングルピースローターキャップ２０３は、リグノセルロース系供給材料Ｆ(図１Ａ)をリファイニングギャップ１１９(図１Ａ)へ指向させるように構成された幅広いバー２３８及び幅広いチャネル２３７を有する。このバージョンにおいて、シングルピースローターキャップ２０３は、ネジ筋付き孔２５０を通って延びているファスナー１８３を通じて背面からプレートホルダー１１３(図１Ａ)に固定されている。シングルピースローターキャップ２０３は、周辺に向かうネジ筋付き孔２５０を有し、より小さい径においてそのような孔を欠いている。
【００７２】
図２Ｂは、伝統的なシングルピースローターキャップ２０３の側断面図である。 シングルピースローターキャップ２０３は、前面サイド２２３及び背面サイド２８８を有する。シングルピースローターキャップ２０３は中径ＭＤ（middle diameter）において、シングルピースローターキャップ２０３の背面２８８から延びているステップ２８７ａ、２８７ｂを有する。ステップ２８７ａ、２８７ｂはシングルピースローターキャップ２０３を誘導案内し、それによってシングルピースローターキャップ２０３はローター２０５上の中心に置かれる。シングルピースローターキャップ２０３が回転すると、幅広いバー２３８及び幅広いチャネル２３７は、リグノセルロース系材料Ｆをリファイニングギャップ１１９へ指向させる。
【００７３】
図３Ａは、セグメント化ローターキャップアセンブリ３０３の例示的な実施態様の正面図を示す。中心キャップセグメント３６５は回転中心３０６の周りに配置されている。例示的な実施態様において、中心キャップセグメント３６５は中間径ＩＭＤ（intermediate diameter）において誘導案内されることがある。中心キャップセグメントの中間径ＩＭＤは、回転中心３０６と中心キャップセグメントの外径ＯＤ（outer diameter）との間に配置されている。中心キャップセグメントの外径ＯＤは、ローターキャップセグメントの内径ＩＤ(inner diameter)に隣接して配置されている。他の例示的な実施態様において、中心キャップセグメント３６５はないこともあり、キャップセグメント保持具３１８がローターキャップセグメント３１７のための保持手段を提供しつつ、リグノセルロース系供給材料Ｆに曝露されている中心部分３６５´を有するように構成されていることがある(図３Ｃ参照)。 
【００７４】
図３Ａにおいて、ファスナー３８３は中心キャップセグメント３６５を通って延び、キャップセグメント保持具３１８で終端し、中心キャップセグメント３６５をキャップセグメント保持具３１８に係合させる。分離した孔（３５４、図３Ｂ参照）を通って延びているファスナー３８３は、キャップセグメント保持具３１８を、ローター１０５において予め存在している固定用の孔、又はプレートホルダー１１３における孔に係合させる。中心キャップセグメント３６５は、セグメント化ローターキャップアセンブリ３０３の前面サイド３２３上の隣接する幅広いバー３３８ａによって規定された幅広いチャネル３３７を有する。中心キャップセグメント３６５上の１つ又はそれ以上の幅広いバー３３８ａは、ローターキャップセグメント３１７上の１つ又はそれ以上の幅広いバー３３８ｂと半径方向に位置が合い、それによって半径方向に位置合わせされた幅広いバー３３８ａ、３３８ｂは中心キャップセグメント３６５上のポイント（３０６参照）から延びているようにみえる。他の例示的な実施態様において、中心キャップセグメント３６５上の幅広いバー３３８ａはローターキャップセグメント３１７上の１つ又はそれ以上の幅広いバー３３８ｂと半径方向に位置が合わないこともある。
【００７５】
ローターキャップセグメント３１７は、中心キャップセグメント３６５又は中心キャップ部分３６５´の周りに回転中心から半径方向外側に配置されている。ローターキャップセグメント３１７は、幾何学的な円環の規則的なセグメント群であるように一般に構成されている。他の例示的な実施態様において、ファスナー３８３は、ローターキャップセグメント３１７、キャップセグメント保持具３１８を通って、さらにローター１０５において予め存在している孔を通って延び、キャップセグメント保持具３１８をローターキャップセグメント３１７とローター１０５との間にサンドイッチする。
【００７６】
図３Ｂは、各ローターキャップセグメント３１７がローターキャップセグメント３１７の背面サイド３７１から延びている突出部３４４を有することを示す。突出部３４４は、側壁３５９ａ、３５９ｂによって境界づけられている。保持リップ３１１が、キャップセグメント保持具３１８の本体３４７からセグメント化ローターキャップアセンブリ３０３の前面サイド３２３に向かって延びている。保持リップ３１１は、キャップセグメント保持具３１８の周りに環状に配置され得る。保持リップ３１１は、キャップセグメント保持具３１８の径の周りに配置されている単一の連続エレメントであると理解されるであろう。他の例示的な実施態様において、複数の保持リップ３１１がキャップセグメント保持具３１８上の共通の径の周りに配置されることもある。さらに他の例示的な実施態様において、キャップセグメント保持具３１８は、キャップセグメント保持具３１８上の異なる径に配置されている１つ以上の保持リップ３１１を有することがある。さらに他の例示的な実施態様において、キャップセグメント保持具３１８は、少なくとも１つの第１の共通の径の周りに配置された１つ以上の保持リップ３１１と、それに続く共通の径の周りに配置された１つ以上の保持リップとを有することがある。上記の実施態様の組合せも、本開示の範囲内にあると考えられる。
【００７７】
明確にするために、添え字「ａ」又は「ｂ」がエレメントの後に使用されているが、このエレメントはシングルピースとして、ローター１０５、６０５、ローターキャップセグメント３１７、４１７、５１７、６１７、ローターキャップセグメント保持具３１８、中心キャップセグメント３６５、又は環状ローターキャップセグメント保持具５２７、６２７の径の周りに拡がるように構成されている。そしてこれらの添え字「ａ」、「ｂ」はエレメントの上部部分をエレメントの下部部分から区別するために使用される。
【００７８】
保持リップ３１１ａは、突出部３４４の側壁３５９ａに接触するように構成された側壁３２６ａを有する。保持リップ側壁３２６ａは、キャップセグメント保持具３１８の本体３４７からセグメント化ローターキャップアセンブリ３０３の前面サイド３２３に向かって延びている側壁３２６ｂに対向して配置されている。保持リップ側壁３２６ａと、側壁３２６ａ、側壁３２６ｂ間に配置されているキャップセグメント保持具３１８の本体３４７と、側壁３２６ｂとが、ローターキャップの突出部３４４を受け入れるために構成された凹形スペース３６２を規定する。ローターキャップ突出部３４４は、側壁３２６ａと側壁３２６ｂとの間に配置されている。このようにして、側壁３２６ａ、側壁３２６ｂは位置決め手段（例えば、ローターキャップの突出部３４４）を受け入れるために構成されたスペースを規定し、それによって、ローターの円運動の結果としてリファイナープレートセグメント３１７が受ける力をバランスさせるように構成された構造を提供しながら、ローターキャップセグメント３１７を、中心キャップセグメント３６５又は中心キャップ部分３６５´に対して位置づける。ファスナー３８３は、ローターキャップセグメント３１７を、キャップセグメント保持具３１８を介して、ローター１０５へのキャップセグメント又はプレートホルダー１１３に係合させる。図示された例示的な実施態様において、ファスナー３８３はローターキャップセグメント３１７における孔３５４から、キャップセグメント保持具３１８における孔３５４を通って延びているが、ファスナー３８３はローター１０５又はプレートホルダー１１３の中へ延びていない。ネジ筋付き孔３５０を通って延びるファスナーは、中心キャップセグメント３６５とプレートホルダー１１３との間にキャップセグメント保持具３１８をサンドイッチし、それによって中心キャップセグメント３６５及びキャップセグメント保持具３１８をプレートホルダー１１３に保持している。図示されている実施態様において、孔３５４を通って延びているファスナー３８３はローターキャップセグメント３１７をキャップセグメント保持具３１８に係合させているだけである。このようにして、保持手段を有するキャップセグメント保持具３１８は、ローター１０５において予め存在する孔と位置が合うように構成されたネジ筋付き孔３５０を有するが（４５０、図４参照）、一方で、ローター１０５において予め存在する孔と位置が合わない追加的な孔３５４をさらに提供する。ファスナー３８３は、ローター１０５が回転していないときに、ローターキャップセグメント３１７をキャップセグメント保持具３１８に固定するために十分な軸方向の力（例えば、回転中心３０６を示すラインに平行な力）を一般に提供する。ファスナー３８３は、ローター１０５が回転しているときに、ローターキャップセグメント３１７が受ける慣性Ｉに耐えるように構成されていない。他の例示的な実施態様において、キャップセグメント保持具３１８上の各孔はローター１０５において予め存在している孔と位置が合うことがある。ネジ筋付き孔３５０に関するさらに他の例示的な実施態様において、追加的なファスナー３８３は中心キャップセグメント３６５を���って延び、中心キャップセグメント３６５をキャップセグメント保持具３１８におけるネジ筋付き孔３５０に固定する。あるいはネジ筋付き孔３５０が中心キャップセグメント３６５に見られ、プレートホルダー１１３における孔と一直線になり、ファスナー３８３が中心キャップセグメント３６５及びキャップセグメント保持具３１８を通って延び、キャップセグメント保持具が中心キャップセグメント３６５とプレートホルダー１１３との間にサンドイッチされるように、中心キャップセグメント３６５をプレートホルダー１１３に固定する。
【００７９】
理論に拘束されるものではないが、ローター１０５が回転しているときに、保持リップ３１１ａは、ローターの回転運動によって引き起こされる慣性Ｉを相殺するのに十分な向心力Ｃを提供する。この例示の実施態様において、保持リップ３１１ａはキャップセグメント保持具３１８の外径ＯＤの近くに位置され、ローターキャップセグメント３１７を、ローターキャップセグメントの外径ＯＤとローターキャップセグメントの中径ＭＤとの間に配置されている中間径ＩＭＤに誘導案内するように構成されている。図３Ｂ及び図３Ｃにおいて、キャップセグメント保持具３１８の外径ＯＤ及びローターキャップセグメント３１７の外径ＯＤは、同一の外延を持つ。他の例示的な実施態様において、ローターキャップセグメント３１７の外径ＯＤは、キャップセグメント保持具３１８の外径ＯＤと同一の外延を持たないことがある。保持リップ３１１ｂは、セグメント化ローターキャップアセンブリ３０３の底部において同様な機能を果たす。もしローターキャップセグメント３１７が回転運動中に受ける慣性Ｉを無効にするための保持リップ３１１ａ又は類似の手段が存在しないならば、ローターキャップセグメント３１７はキャップセグメント保持具３１８の外径ＯＤを超えて半径方向外側に移動し、そのような移動はローター１０５をアンバランスにし、ローターキャップセグメント３１７がリファイニングギャップ１１９に侵入し、リファイナーのメンテナンス又は交換の必要性を一般に加速する。
【００８０】
１つの突出部３４４を有するセグメント化ローターキャップ３１７がこれらの図において示されたが、複数の突出部（異なる寸法の複数の突出部を含む）を有するローターキャップ３１７、及び対応する位置決め手段が本開示の範囲内にあると考えられることを理解されたい。
【００８１】
図３Ｂは、キャップセグメント保持具３１８に配置された中心キャップセグメント３６５及びローターキャップセグメント３１７を有する例示的なセグメント化ローターキャップアセンブリ３０３の側断面図をさらに示す。中心キャップセグメント３６５及びローターキャップセグメント３１７は、例えば２年に１回などの所望の期間の後で取り外して交換することが可能であり、これにより、適切なリファイナー性能を確実にし、繊維品質の完全性を保持する。ファスナー３８３は、キャップセグメント保持具３１８がローターキャップセグメント３１７とローター１０５との間でクサビとされるように、ローターキャップセグメント３１７をローター１０５に一般に係合させる。
【００８２】
キャップセグメント保持具３１８は、キャップセグメント保持具３１８の本体から延びている中心突出部３４５を有する。中心キャップセグメント３６５は、中心キャップセグメント３６５の背面サイド３６１から延びているステップ３３５ａ、３３５ｂを有する。中心キャップセグメント３６５のステップ３３５ａ、３３５ｂ及び背面サイド３６１は、凹形スペース３６７を規定する。この例示的な実施態様において、ステップ３３５ａ、３３５ｂは、回転中心３０６と保持リップ３１１ｂとの間の中間に実質的に位置される。中心突出部３４５は、凹形スペース３６５へ延びるように構成され、その結果、ステップ３３５ａ及びステップ３３５ｂが中心突出部３４５の側壁３６３ａ、３６３ｂに接触し、それによって回転中心３０６の周りの中心キャップセグメントを中心キャップセグメントの中径ＭＤに位置づける。
【００８３】
中心キャップセグメント３６５はシングルピースであるため、中心キャップセグメント３６５の連続構造によって、回転中心３０６の周りのローターの円運動によって引き起こされる慣性Ｉを無効にするために十分な向心力Ｃが提供される。中心キャップセグメント３６５によって与えられる向心力Ｃ、ステップ３３５ａ及びステップ３３５ｂによって提供される位置決定、及びキャップセグメント保持具３１８の中心突出部３４５が、回転中心３０６の周りの中心キャップセグメント３６５を、中心キャップセグメントの中径ＭＤに誘導案内する。他の誘導案内手段が中心キャップセグメント３６５を誘導案内するために使用されることがある。他の例示的な実施態様において、中心キャップセグメント３６５は、キャップセグメント保持具の中間径（ＩＭＤ）、キャップセグメント保持具の外径（ＯＤ）、又はそれらの組合せに誘導案内されることがある。キャップセグメント保持具３１８は鍛造され、精密な仕様に機械加工される。他の例示的な実施態様において、キャップセグメント保持具は鋳造及び機械加工されることがある。図３Ｂ及び図３Ｃの例示の実施態様において、キャップセグメント保持具３１８は、キャップセグメント保持具３１８の背面サイド３８９から延びる位置決めステップ３５１ａ、３５１ｂをさらに含む。キャップセグメント保持具３１８の位置決めステップ３５１ａ、３５１ｂ及び本体３４７は、中心ローター突出部（図示せず）を受け入れるように構成された第２凹形スペース３７３を規定する。それぞれの位置決めステップ３５１ａ、３５１ｂは、外壁３５３ａ、３５３ｂをそれぞれ有する。位置決めステップ３５１ｂについて特に言及すれば、位置決めステップ３５１ｂの外壁３５３ｂが、ローター１０５上に予め存在している環状突出部３９８の側壁３９６に係合する。予め存在している環状突出部３９８、及び位置決めステップ３５１ｂは、キャップセグメント保持具３１８をローター１０５上に位置づける。予め存在している環状突出部３９８は、ローターの円運動の結果としてキャップセグメント保持具３１８が受ける慣性力Ｉに等しく、反対向きである向心力Ｃを提供する。このようにして、位置決めステップ３５１ｂ、及び予め存在している環状突出部３９８は、キャップセグメント保持具３１８を、位置決めステップ３５１ｂの外壁３５３ｂを使用してローター１０３上に誘導案内する。この例示的な実施態様において、位置決めステップ３５１ａはキャップセグメント保持具３１８を実質的に同様に誘導案内する。他の例示的な実施態様では、キャップセグメント保持具３１８は、位置決めステップ３５１ａ、３５１ｂの内壁に誘導案内されることがあることを理解されたい。他の例示的な実施態様において、ローターキャップセグメントが、インターロックしているエレメントの外壁又は内壁によって誘導案内されることがあることをさらに理解されたい。
【００８４】
図３Ｃは、例示的なセグメント化ローターキャップアセンブリ３０３の側断面図を示し、ローターキャップセグメント３１７の内径ＩＤによって境界づけられている中心部分３６５´がキャップセグメント保持具３１８における不可欠なエレメントである。この例示的な実施態様において、キャップセグメント保持具３１８は、図３Ｂにおける実施態様と同様に、回転中心３０６の周りでローター１０５上に位置づけられている。
【００８５】
保持リップ ３１１及びローターキャップ突出部３４４は、図３Ａ-図３Ｃにおけるローターキャップセグメント３１７を誘導案内するけれども、本明細書に開示されている誘導案内手段のいずれも単独で使用され、又は、本明細書に開示されている態様と両立する、ローターキャップセグメント３１７及びキャップセグメント保持具３１８を誘導案内するための他の誘導案内手段と組み合わされて使用されることがあることを理解されたい。
【００８６】
図４は、リファイナープレートセグメント４１５によって囲まれている例示的なセグメント化ローターキャップアセンブリ４０３に面する斜視図である。この図において、ファスナー４８３は、セグメント化ローターキャップアセンブリ４０３及びリファイナープレートセグメント４１５の両方をローター（１０５参照）に係合させる。この特定の実施態様において、リファイナープレートセグメント４１５は、一連の交互するバー４１６と溝４１４とを有する。ダム４１２は２つ又はそれ以上のバー４１６を架橋し、それによって一般に半径方向（例えば、回転中心４０６を起点とし、ローター１０５の外径ＯＤに向かって外側に移動する方向）にある溝を隔てている。ダム４１２は、リグノセルロース系供給材料Ｆをリファイニングギャップ１１９へ押しやるようにし、リファイニングを促進する。図４はリファイナーを示しているが、セグメント化ローターキャップアセンブリ４０６は、リグノセルロース系材料中の繊維を、研磨面を有するプレートで、離解、解繊及び切断するように構成されているディスパーザー又は他の装置で使用されるように構成されており、これは噛合歯のデザインを含むことがある。
【００８７】
図４に示されている例示的な実施態様において、セグメント化ローターキャップアセンブリ４０３は、ローターキャップセグメント４１７の１セットを含む。ローターキャップセグメント４１７は取り外し可能であり、所望の期間の経過後に交換される。図４における実施態様は、一体化した中心部分４６５´を有するローターキャップセグメント保持具４１８を有する。ファスナー４８３ａは、ローター１０５中の元々の孔４５０を使用して、キャップセグメント保持具４１８をローター１０５に係合させることができる。キャップセグメント保持具４１８は、ローター１０５の元々の孔と位置が合う貫通孔４５０を提供する。例示的なキャップセグメント保持具４１８は、向心力Ｃを、ローターキャップセグメントの外径ＯＤ（図３Ｂ参照）の近くの中間径ＩＭＤ（図３Ｂ参照）においてローターキャップセグメント４１７に適用するように構成された第１の保持リップ４１１ａを含む。
【００８８】
図５Ａは、環状キャップセグメント保持具５２７（図５Ｂ）を用いて、ローター６０５（図６Ａ、図６Ｂ）の中心部分６６６（図６Ａ、図６Ｂ）の周りに誘導案内されるように構成されたシングルローターキャップセグメント５１７を示す。ローターキャップセグメント５１７は、リグノセルロース系供給材料Ｆをリファイニングギャップ６１９（図６Ａ、図６Ｂ）へ投入するように構成されている幅広いバー５３８及び幅広いチャネル５３７を有する。ローターキャップセグメント５１７は、ローターキャップセグメント５１７の本体５５８の厚さｔ（図５Ｂ）より厚い厚さＴ（図５Ｂ）を有するファスナー５８３の周りにエリアＡをさらに有する。ファスナー５８３の周りのエリアＡは、ファスナー５８３のサイドを、流入するリグノセルロース系供給材料Ｆから保護し、それによってファスナーの損耗を減少させる。
【００８９】
図５Ｂは、ライン５Ｂ−５Ｂに沿ってとられた図５Ａにおける実施態様の側断面図である。環状キャップセグメント保持具５２７及びローターキャップセグメント５１７は、ファスナー５８３を受け入れるように構成された孔５５０を規定する。ファスナー５８３はローターキャップセグメント５１７を誘導案内するように構成されていないが、ファスナー５８３の頭部６８３ａ（図６Ａ）が、弱い向心力ｃを、ファスナー５８３の周りのエリアＡｂの下部部分に提供する。この弱い向心力ｃは、ローターキャップセグメント５１７の慣性Ｉを相殺するのに不十分であり、それ故に、ファスナー５８３はローターキャップセグメント５１７を誘導案内しない。ある例示的な実施態様において、ローターキャップセグメントの内径ＩＤにおけるローターキャップセグメント５１７の厚さｔは、ローターキャップセグメントの外径ＯＤにおけるローターキャップセグメント５１７の厚さｔ´を超えている。ローターキャップセグメント５１７の本体５５８の厚さｔは、本体５５８に沿って、内径ＩＤから外径ＯＤまで、徐々に、連続的に減少する。
【００９０】
環状キャップセグメント保持具５２７は、シングルピースローターキャップセグメントの誘導案内プレートである。環状キャップセグメント保持具５２７は、ローターキャップセグメント５１７を、ローターキャップセグメントの外径ＯＤにおいて誘導案内するように構成されている。他の例示的な実施態様において、環状キャップセグメント保持具５２７は、ローターキャップセグメント５１７を、ローターキャップセグメントの内径ＩＤとローターキャップセグメントの外径ＯＤとの間に配置されている中間径ＩＭＤにおいて誘導案内するように構成されている。さらに他の例示的な実施態様において、環状キャップセグメント保持具５２７は、ローターキャップセグメント５１７を、ローターキャップセグメントの中径ＭＤに誘導案内するように構成されている。
【００９１】
図５Ｂの例示的な実施態様において、環状キャップセグメント保持具５２７は、ローターキャップ突出部５４４の側壁５５９ａに係合するように構成された側壁５２６ａを有する保持リップ５１１ａを有する。この例示的な実施態様において、突出部５４４は、ローターキャップセグメント５１７の背面サイド５７１において、ローターキャップセグメント５１７の本体５５８から延びている。誘導案内リップ５１１ａは、ローターの円運動の結果としてローターキャップセグメント５１７が受ける慣性Ｉを無効にするために十分な向心力Ｃを提供し、それによってローターキャップセグメント５１７を外径ＯＤの近くに誘導案内する。
【００９２】
図５Ｃは、環状キャップセグメント保持具５２７と共に使用されるように構成された３つのローターキャップセグメント５１７の正面図である。例示的なセグメント化ローターキャップアセンブリ５０３におけるローターキャップセグメント５１７の数は、３つ又はそれ以上が望ましい。図５Ｃにおいて、セグメント化ローターキャップアセンブリ５０３は、環状セグメント化ローターキャップアセンブリ５０３の中心における中心孔５５５を規定しているエリアを有する。
【００９３】
図６Ａは、ローターキャップセグメントの外径ＯＤとローターキャップセグメントの中径ＭＤとの間の中間径ＩＭＤにおいて誘導案内された例示的なセグメント化ローターキャップアセンブリ６０３が装着された、リファイナー６０１の側断面図である。環状キャップセグメント保持具６２７は、ローターキャップセグメント５１７を図５Ｂで説明したのと同様に誘導案内する保持リップ５１１ａを有する。
【００９４】
環状ローターキャップアセンブリ５０３は、中心部分６６６の周りに配置されている。中心部分６６６は、リグノセルロース系供給材料Ｆを供給入口６１１からローターキャップセグメント６１７に向かって指向させ、最終的に、対向している、ローター６０５上に配置されているリファイナープレートセグメント６１５ａと、ステーター６０７上に配置されているリファイナープレートセグメント６１５ｂとによって規定されているリファイニングギャップ６１９に指向させることを促進するようにコニカル形状である。
【００９５】
この例示的な実施態様において、ローター６０５は予め存在している環状突出部６９８を有する。環状キャップセグメント保持具６２７は、内径ＩＤ及び外径ＯＤを有するシングルピースである。環状キャップセグメント保持具６２７の本体６９９は、予め存在している環状突出部６９８の高さｈ´と等しい高さｈを有する。 予め存在している環状突出部６９８は、環状キャップセグメント保持具６２７を回転中心６０６の周りに位置づける。環状キャップセグメント保持具６２７はシングル環状ピースであるので、環状キャップセグメント保持具６２７の構造的一体性によって、ローターの円運動によって引き起こされる慣性Ｉを相殺するために十分な向心力が提供される。このようにして、予め存在している環状突出部６９８及び環状キャップセグメント保持具６２７は、環状キャップセグメント保持具６２７をキャップセグメント保持具の内径ＩＤにおいて誘導案内する。
【００９６】
図６Ｂは、環状ローターキャップ保持具６２７を有する他の例示的なセグメント化ローターキャップアセンブリ６０３の断面図である。環状キャップセグメント保持具６２７は、ローターキャップセグメント６１７を、ローターキャップセグメントの中径ＭＤとローターキャップセグメントの内径ＩＤとの間の中間径ＩＭＤにおいて誘導案内する。環状キャップセグメント保持具６２７は、ローターキャップの外径ＯＤにおいて、又はローターキャップの外径とローターキャップの中径ＭＤとの間の中間径ＩＭＤにおいて、ローターキャップセグメントを誘導案内するように構成された環状キャップセグメント保持具６２７の長さｌ´（図６Ａ）より一般に短い長さｌを有する。ローターキャップセグメントは、ローターキャップセグメントの外径ＯＤにおけるローターキャップの厚さｔ´より厚い、回転中心６０６近くの厚さｔを有する。ローターキャップセグメント６１７は、リファイニングギャップ６１９を遮蔽することを避けるために外径ＯＤにおいてより薄い。ローターキャップセグメント６１７をローターキャップセグメントの中径ＭＤとローターキャップセグメントの内径ＩＤとの間の中間径ＩＭＤにおいて誘導案内することによって、運転者は、ローター６０５とリファイニングギャップ６１９との間に限定されたクリアランスがある場合において、ローターキャップセグメントを使用することを可能にする。
【００９７】
本発明は、例示の実施態様を参照して特に示され、説明されたが、当業者は、添付の請求項によって規定されている本発明の範囲から逸脱することなく、形態や細部に種々の変更がなされ得ることを理解するであろう。
【図１Ａ】
2016108715.tif 000003
【図１Ｂ】
2016108715.tif 000004
【図２Ａ】
2016108715.tif 000005
【図２Ｂ】
2016108715.tif 000006
【図３Ａ】
2016108715.tif 000007
【図３Ｂ】
2016108715.tif 000008
【図３Ｃ】
2016108715.tif 000009
【図４】
2016108715.tif 000010
【図５Ａ】
2016108715.tif 000011
【図５Ｂ】
2016108715.tif 000012
【図５Ｃ】
2016108715.tif 000013
【図６Ａ】
2016108715.tif 000014
【図６Ｂ】
2016108715.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成28年4月7日(2016.4.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７８】
保持リップ３１１ａは、突出部３４４の側壁３５９ａに接触するように構成された側壁３２６ａを有する。保持リップ側壁３２６ａは、キャップセグメント保持具３１８の本体３４７からセグメント化ローターキャップアセンブリ３０３の前面サイド３２３に向かって延びている側壁３２６ｂに対向して配置されている。保持リップ側壁３２６ａと、側壁３２６ａ、側壁３２６ｂ間に配置されているキャップセグメント保持具３１８の本体３４７と、側壁３２６ｂとが、ローターキャップの突出部３４４を受け入れるために構成された凹形スペース３６２を規定する。ローターキャップ突出部３４４は、側壁３２６ａと側壁３２６ｂとの間に配置されている。このようにして、側壁３２６ａ、側壁３２６ｂは位置決め手段（例えば、ローターキャップの突出部３４４）を受け入れるために構成されたスペースを規定し、それによって、ローターの円運動の結果としてリファイナープレートセグメント３１７が受ける力をバランスさせるように構成された構造を提供しながら、ローターキャップセグメント３１７を、中心キャップセグメント３６５又は中心キャップ部分３６５´に対して位置づける。ファスナー３８３は、ローターキャップセグメント３１７を、キャップセグメント保持具３１８を介して、ローター１０５又はプレートホルダー１１３に係合させる。図示された例示的な実施態様において、ファスナー３８３はローターキャップセグメント３１７における孔３５４から、キャップセグメント保持具３１８における孔３５４を通って延びているが、ファスナー３８３はローター１０５又はプレートホルダー１１３の中へ延びていない。ネジ筋付き孔３５０を通って延びるファスナーは、中心キャップセグメント３６５とプレートホルダー１１３との間にキャップセグメント保持具３１８をサンドイッチし、それによって中心キャップセグメント３６５及びキャップセグメント保持具３１８をプレートホルダー１１３に保持している。図示されている実施態様において、孔３５４を通って延びているファスナー３８３はローターキャップセグメント３１７をキャップセグメント保持具３１８に係合させているだけである。このようにして、保持手段を有するキャップセグメント保持具３１８は、ローター１０５において予め存在する孔と位置が合うように構成されたネジ筋付き孔３５０を有するが（４５０、図４参照）、一方で、ローター１０５において予め存在する孔と位置が合わない追加的な孔３５４をさらに提供する。ファスナー３８３は、ローター１０５が回転していないときに、ローターキャップセグメント３１７をキャップセグメント保持具３１８に固定するために十分な軸方向の力（例えば、回転中心３０６を示すラインに平行な力）を一般に提供する。ファスナー３８３は、ローター１０５が回転しているときに、ローターキャップセグメント３１７が受ける慣性Ｉに耐えるように構成されていない。他の例示的な実施態様において、キャップセグメント保持具３１８上の各孔はローター１０５において予め存在している孔と位置が合うことがある。ネジ筋付き孔３５０に関するさらに他の例示的な実施態様において、追加的なファスナー３８３は中心キャップセグメント３６５を通って延び、中心キャッ���セグメント３６５をキャップセグメント保持具３１８におけるネジ筋付き孔３５０に固定する。あるいはネジ筋付き孔３５０が中心キャップセグメント３６５に見られ、プレートホルダー１１３における孔と一直線になり、ファスナー３８３が中心キャップセグメント３６５及びキャップセグメント保持具３１８を通って延び、キャップセグメント保持具が中心キャップセグメント３６５とプレートホルダー１１３との間にサンドイッチされるように、中心キャップセグメント３６５をプレートホルダー１１３に固定する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８９】
図５Ｂは、ライン５Ｂ−５Ｂに沿ってとられた図５Ａにおける実施態様の側断面図である。環状キャップセグメント保持具５２７及びローターキャップセグメント５１７は、ファスナー５８３を受け入れるように構成された孔５５４を規定する。ファスナー５８３はローターキャップセグメント５１７を誘導案内するように構成されていないが、ファスナー５８３の頭部６８３ａ（図６Ａ）が、弱い向心力ｃを、ファスナー５８３の周りのエリアＡｂの下部部分に提供する。この弱い向心力ｃは、ローターキャップセグメント５１７の慣性Ｉを相殺するのに不十分であり、それ故に、ファスナー５８３はローターキャップセグメント５１７を誘導案内しない。ある例示的な実施態様において、ローターキャップセグメントの内径ＩＤにおけるローターキャップセグメント５１７の厚さｔは、ローターキャップセグメントの外径ＯＤにおけるローターキャップセグメント５１７の厚さｔ´を超えている。ローターキャップセグメント５１７の本体５５８の厚さｔは、本体５５８に沿って、内径ＩＤから外径ＯＤまで、徐々に、連続的に減少する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９４】
環状ローターキャップアセンブリ６０３は、中心部分６６６の周りに配置されている。中心部分６６６は、リグノセルロース系供給材料Ｆを供給入口６１１からローターキャップセグメント６１７に向かって指向させ、最終的に、対向している、ローター６０５上に配置されているリファイナープレートセグメント６１５ａと、ステーター６０７上に配置されているリファイナープレートセグメント６１５ｂとによって規定されているリファイニングギャップ６１９に指向させることを促進するようにコニカル形状である。
【外国語明細書】
【TITLE OF INVENTION】
SEGMENTED ROTOR CAP ASSEMBLY
【TECHNICAL FIELD】
【０００１】This disclosure relates generally to refiners configured to process lignocellulosic material, and more particularly to rotor caps within refiners.
【BACKGROUND ART】
【０００２】Mechanical pulping, dispersion, and medium density fiberboard ("MDF") processes involve mechanical treatment of lignocellulosic material between rotating discs or cones.  Throughout this application, "refiner" will be understood to refer mechanical refiners, dispersers, or other devices configured to separate, develop, and cut fibers in lignocellulosic material with refiner plates having abrasive surfaces.
【０００３】Refiners can be broadly categorized into disc refiners and conical refiners.  Disc refiners include the single-disc refiner, the double-disc, and the twin refiner.  The double-disc refiner is also known as a "counter-rotating refiner."  The single-disc refiner generally has one rotor disc placed opposite a stationary stator disc.  The double-disc refiner generally has two opposing discs that rotate in opposite directions.  The twin refiner typically utilizes a rotating double-sided disc disposed between two stationary discs.  Conical refiners use nested truncated cones to develop, separate, and cut lignocellulosic material.  Some conical refiners comprise a flat refining area, followed by a conical refining area, while some conical refiners comprise only a conical section such that lignocellulosic material development, separation, and cutting occurs substantially entirely in the conical section.
【０００４】Refiners typically have refiner plates mounted on two or more discs or cones.  The refiner plates usually have an abrasive surface comprising a pattern of bars and grooves, a pattern of intermeshing teeth, or a combination thereof.  A refiner plate's abrasive surface is generally adapted to process wood fibers or other lignocellulosic material to form pulp.  A refining gap separates oppositely disposed abrasive surfaces on oppositely disposed discs or cones.  In a mechanical pulp refiner, the refining gap typically has a width of less than one millimeter ("mm").  In mechanical dispersers, the width of the refining gap may range from 1 mm to about 6 mm.
【０００５】Disc refiners generally have a feed inlet at the center of one of the opposing discs. In single disc refiners, the feed inlet typically extends through the center of the stator.  During operation, the rotor spins quickly, generally in a range of 1,200 to 1,800 rotations per minute ("rpm").  Operators inject lignocellulosic feed material through the feed inlet and the lignocellulosic feed material quickly contacts a rotor cap at the center of the spinning rotor.  As the lignocellulosic feed material contacts the rotor cap, wide bars on the rotor cap fling the lignocellulosic feed material into the refining gap.  As such, the rotor cap is also known as a "flinger".
【０００６】The high centrifugal forces along the radial length of the rotor, force lignocellulosic material through the refining gap and thereby allow the refiner plates' abrasive surfaces to separate, develop, and cut the lignocellulosic fibers.  This separation, development, and cutting of the lignocellulosic fibers can generate steam, which may contribute to abrasive surface erosion over time.  After a single pass through the refiner, the lignocellulosic material generally exits the refining gap at the outer diameter of the refiner plates.  Once expelled from the refining gap, the lignocellulosic material may be collected for further processing, which may include additional refining passes. 
【０００７】Over time, prolonged exposure to lignocellulosic feed material grinds away the rotor cap's wide bars.  Contaminants in the lignocellulosic material such as sand, stones, and pieces of concrete, dirt, metal fragments, and other coarse biological material, can also accelerate rotor cap wear.  Large contaminants, such as metal pieces or concrete can sheer off chunks of rotor cap and wear the rotor cap asymmetrically.  Rotor cap wear, particularly uneven wear, can disrupt the rate at which lignocellulosic material enters the refining gap, which can ultimately destabilize the refiner, reduce refining capacity, and decrease fiber quality.
【０００８】To avoid these problems, operators generally schedule maintenance periods to deactivate mechanical pulp refiners and evaluate wear.  If the rotor cap has deteriorated sufficiently, an operator may prescribe replacement.  Downtime varies depending on the type of refiner, but downtime generally ranges from three to twelve hours, and may require several workers and heavy equipment to handle worn rotor caps. 
【０００９】Rotor caps are commonly cast in steel or other durable material.  Rotor caps may vary in weight.  Large rotor caps may weigh over 100 kilograms ("Kg").  Operators typically utilize overhead cranes, forklifts, or similar heavy equipment when replacing a rotor cap for all but the lightest rotor caps.  Heavy equipment increases maintenance time, costs, and risk of injury to personnel.
【００１０】A rotor cap that is positioned so that the rotor cap's mass is evenly distributed around the rotor's center of rotation and that experiences uniform centripetal force during rotor operation is known as a "piloted" rotor cap.  If a rotor cap is improperly piloted, the rotor cap's uneven weight distribution and unbalanced physical forces could create vibrations and accelerate rotor shaft wear.  Improper piloting may also increase the risk that the oppositely disposed refiner plates will contact each other during operation, thereby predicating violent refiner plate destabilization, potential harm to personnel, and damage to surrounding equipment. 
【００１１】The time required to pilot a replacement rotor cap, together with the temporal and financial costs associated with maintenance periods contributes to production loss.  As a result, operators may delay rotor cap replacement and extend rotor cap use beyond the rotor cap's useful life.  Delayed maintenance can lead to inefficient mechanical refiner performance (e.g. from uneven rotor cap wear), which can pose safety risks, increase energy consumption, and negatively impact fiber quality. 
【００１２】As such, there is a long felt need to reduce maintenance time for the removal and replacement of worn rotor caps while improving safety conditions for operating personnel.
【BRIEF SUMMARY OF INVENTION】
【００１３】The problems of personnel safety risks and loss of production attributable to conventional refiner rotor caps is mitigated by using a segmented rotor cap assembly that comprises a cap segment retainer positioned behind rotor cap segments, wherein each rotor cap segment is configured to be retained by the cap segment retainer, wherein the cap segment retainer can be piloted around the rotor's center of rotation, and wherein the cap segment retainer has retaining means configured to pilot a rotor cap segment at a diameter intermediate the cap segment's inner diameter and outer diameter or at the rotor cap segment's outer diameter.
【００１４】The present disclosure utilizes a segmented rotor cap assembly configured to position rotor cap segments such that the rotor cap segments resist the centrifugal force of a spinning rotor (i.e. the inertia the mass of the rotor experiences as a result of circular motion).  High consistency refiners generally have rotors that can operate at 1,200 to 1,800 rpm and the segmented rotor cap assembly is desirably configured to withstand corresponding high inertia that results from the rotor's circular motion.  In traditional single-piece rotor cap designs, this inertia is generally of minimal concern if the traditional rotor cap is adequately piloted at the rotor's center by a pin.  If a traditional single-piece rotor cap is made of steel or another similar material commonly used in the industry, the structural integrity of the material generally provides sufficient centripetal force to cancel out the centrifugal forces of an operational rotor.  That is, if the single-piece rotor cap's mass is evenly distributed around the rotor's center of rotation, the centrifugal and centripetal forces cancel out, thereby balancing the single-piece rotor cap.
【００１５】Exemplary rotor cap segments typically have a shape of a geometric annulus sector and have an annularly truncated lower portion, such that the annular sector does not terminate in a pointed wedge.  When operators attach multiple refiner plate segments directly or indirectly to the rotor and adjacently to other rotor cap segments, the multiple rotor cap segments typically form an annulus.  In other exemplary embodiments, the segmented rotor cap assembly may further comprise a central cap segment disposed on the center of the cap segment retainer.  In other exemplary embodiments, multiple central cap segments may be provided.  Exemplary rotor cap segments, including central cap segments, and the cap segment retainer may be made of stainless steel or other materials configured to withstand frequent contact with the abrasive lignocellulosic feed material and corrosive steam. 
【００１６】Segmenting an otherwise single-piece rotor cap obviates the structural integrity of the single-piece rotor cap, creates multiple centers of gravity, and unbalances the rotor cap system. Despite this fact, Applicant decided to segment the rotor cap and; rather than attempt to pilot the rotor cap segments at the center of rotation, to instead provide piloting means at an intermediate diameter of the rotor cap segments.  In other exemplary embodiments the rotor cap segments may be piloted at the rotor cap segment's outer diameter.  If rotor cap segments are improperly piloted, the inertia caused by the rotor's rotational motion may cause the rotor cap segments to move radially outward from rotor's center of rotation, which may cause vibrations, cause a rotor cap segment to enter the refining gap, or otherwise interrupt the refiner's functionality.
【００１７】To address this issue, Applicant has provided a segmented rotor cap assembly, which comprises a cap segment retainer that may desirably be piloted around the rotor.  The cap segment retainer is generally circular or annular.  The front of the cap segment retainer may have retaining means configured to engage positioning means on the back of rotor cap segments, particularly during the rotor's circular movement.  In this manner, the cap segment retainer may position and provide centripetal forces sufficient to balance the inertia the rotor cap segments experienced during the rotor's circular movement and thereby pilot the rotor cap segments. 
【００１８】In an exemplary embodiment, the cap segment retainer may have retaining means configured to pilot a rotor cap segment at the rotor cap segment's outer diameter.  In another exemplary embodiment, the cap segment retainer may have retaining means configured to pilot a rotor cap segment at a diameter intermediate the rotor cap segment's outer diameter and middle diameter.  In still other exemplary embodiments, the cap segment retainer may have retaining means configured to pilot a rotor cap segment at a diameter intermediate the rotor cap segment's middle diameter and inner diameter. 
【００１９】The retaining means may be retaining lips, steps, protrusions, clamps, pins, teeth, or other similar retaining means configured to pilot the cap segments.  In embodiments where the retaining means are retaining lips, the positioning means may be positioning lips configured to position the a rotor cap assembly in a concave space defined by one or more retaining lips and to engage the retaining lips during the rotor's circular motion.  In this manner, the retaining lips and the positioning lips position the rotor cap segment on the rotor cap retainer and provide centripetal force configured to cancel out the inertia the rotor cap segments experience as a result of the rotor's circular motion to thereby pilot the rotor cap segments.  In embodiments where the retaining means are retaining steps, the positioning means may be positioning steps configured to engage the retaining steps.  In embodiments where the retaining means are clamps, the positioning means may be one or more protrusions configured to interlock with the clamps.  In embodiments where the positioning means are pins, the retaining means may be a hole configured to receive the pin.  In embodiments where the retaining means are teeth, the positioning means may be indentations configured to engage and interlock with the teeth.  In embodiments where the retaining means are other retaining means configured to pilot the cap segments, the positioning means may be other positioning means configured to engage the retaining means whereby the retaining means provide centripetal force sufficient to cancel out the inertia of the rotor cap segment caused by the rotor's circular motion and whereby the retaining means and the positioning means position the rotor cap segment on the cap segment retainer during the rotor's circular motion. 
【００２０】It will be understood that in embodiments where lips, steps, clamps, pins, teeth or similar interlocking mechanisms are disposed on rotor cap segments, the retaining means on the cap segment retainer may be configured to interlock with the interlocking mechanisms on the rotor cap segments and vice versa.  It will further be understood that lips, steps, clamps, pins, teeth, or similar interlocking mechanisms may be used singularly or in combination with the interlocking mechanisms disclosed herein.  Further, in other exemplary embodiments, the interlocking elements that comprise the interlocking mechanisms (e.g. clamps and one or more protrusions configured to interlock with the clamps) may be disposed on a rotor cap segment, a central cap segment, the cap segment retainer, or a combination thereof.  An interlocking element of an interlocking mechanism disposed on a cap segment is known as a "cap segment interlocking element," an interlocking element of an interlocking mechanism disposed on a cap segment retainer is known as a "retainer interlocking element," and an interlocking element disposed on a central cap segment is known as a "central cap segment interlocking element."  It will further be understood that interlocking mechanisms, in addition to retaining means configured to be used with positioning means, may be referred to as "piloting means" throughout this disclosure. 
【００２１】If the retaining means are retaining lips, the retaining lips may have a height of 5 mm to 15 mm.  The retaining lips are generally configured such that the height of the retaining lip is sufficiently tall to engage the height of the sidewall of a positioning protrusion extending from the back of the rotor cap segment.  The retaining lips are desirably configured to engage the sidewall of a protrusion extending from the back of the rotor cap segment such that each retaining lip is substantially flush to each sidewall of a protrusion extending from the back of the rotor cap segment.
【００２２】By providing piloting means configured to pilot the rotor cap segments at a diameter intermediate the rotor cap segments' inner diameter and the rotor cap segments' outer diameter, or by providing piloting means configured to pilot the rotor cap segments at the rotor cap segments' outer diameter, Applicant has found that it is possible to use rotor cap segments in lieu of single-piece rotor caps. 
【００２３】Additionally, Applicant has found that wide bars and channels approaching the rotor cap's outer diameter tend to wear at a greater rate than wide bars and channels nearer the center of rotation.  It is therefore an object of the present disclosure to permit localized replacement for worn wide bars near the outer periphery of a rotor cap assembly, while permitting serviceable wide bars and channels closer to the center of rotation to remain in use.
【００２４】It is an object of the present disclosure to have rotor cap segments configured to be removed and replaced after a desired time period, such as bi-annually, to ensure suitable refiner operating performance and hence preserve fiber quality.
【００２５】It is another object of the present disclosure to permit manual installation of rotor cap segments onto a cap segment retainer, without the need for using an overhead crane.
【００２６】It is a further object of the present disclosure to reduce refiner downtime during maintenance periods.
【００２７】It is a still further object of the present disclosure to provide a cap segment retainer configured to provide centripetal force to rotor cap segments engaged with the cap segment retainer.
【００２８】In an exemplary embodiment of the rotor cap assembly, the rotor cap may comprise cap segments disposed adjacently to a cap segment retainer.  The cap segment retainer may be mounted to a rotor in a refiner.  The cap segment retainer may have a back side that may be disposed on the rotor, and the cap segment retainer may have a front side that is adjacent to the cap segments such that the cap segment retainer is disposed between the cap segments and the rotor.  In still other exemplary embodiments, the cap segment retainer may be annular such that the cap segment retainer defines a hole in the center of the cap segment retainer.  In embodiments comprising an annular cap segment retainer, a rotor central part (e.g. a hub) may be attached directly to the rotor and the rotor central part may extend through the hole in the center of the annular cap segment retainer.  In such embodiments comprising an annular cap segment retainer, there is generally no central cap segment or central portion of the cap segment retainer.  The cap segment retainer may have piloting means for the cap segments.
【００２９】A rotor cap assembly in accordance with the present disclosure may be used in conjunction with each of either disc refiners or conical refiners.  With regard to conical refiners, the cap segment retainer and cap segments may be substantially similar to cap segment retainers used in conjunction with disc refiners.
【００３０】In another exemplary embodiment, the cap segment retainer may further comprise a first retaining means configured to pilot a rotor cap segment at a first intermediate diameter on the rotor cap segment and a second retaining means configured to pilot a rotor cap segment at a second intermediate diameter on the rotor cap segment radially distal from the first intermediate diameter.  In certain exemplary embodiments, the second retaining means may be at a rotor cap segment outer diameter.  The first retaining means can engage a first positioning means on the rotor cap segment's first intermediate diameter and the second retaining means can engage a second positioning means on the rotor cap segment's second intermediate diameter.  In other exemplary embodiments, the first intermediate diameter may be disposed on an inner rotor cap segment while the second intermediate diameter may be disposed on an outer rotor cap segment.  In exemplary embodiments involving an inner rotor cap segment and an outer rotor cap segment, the first diameter may be at the inner rotor cap's outer diameter.  The second diameter may be at the rotor cap's outer diameter.  In other exemplary embodiments, more than two sets of rotor cap segments may be disposed radially on the rotor.  Combinations of the above are considered to be within the scope of this disclosure. 
【００３１】The retaining means may be circumferential.  In certain exemplary embodiments, a series of retaining means may be configured to engage a rotor cap segment at a rotor cap segment outer diameter or rotor cap segment intermediate diameter.  A series of positioning means on the rotor cap segments may be configured to engage the retaining means.  In other exemplary embodiments, the retaining means may be circumferential, continuous, and disposed on a cap segment retainer at the cap segment retainer's outer diameter, a cap segment retainer intermediate diameter, or a combination thereof.  The retaining means on the cap segment retainer may be disposed between about 10 mm from the center of rotation of the rotor (e.g. the rotational axis) to about 25 mm from the center of rotation of the rotor.  In other exemplary embodiments, the retaining means may be disposed between about 10 mm from the rotor cap segment's outer diameter to about 25 mm from the rotor cap segment's outer diameter.  The distance from the center of rotation of the rotor to the retaining means is commonly known as the radial length.  The retaining means may desirably have a radial length of 12 mm. 
【００３２】An exemplary method for replacing a segmented rotor cap may comprise deactivating an active refiner, accessing the rotor, disengaging a rotor cap from a rotor, positioning a cap segment retainer over a center of the rotor, positioning a cap segment over the cap segment retainer, securing the cap segment retainer on the center of the rotor by using fasteners extending from the rotor cap segments through the cap segment retainer, and into the rotor, wherein the cap segment retainer has a front side and retaining means disposed on the front side of the cap segment retainer, wherein the rotor cap segments have a back side and positioning means disposed circumferentially at a diameter on the back side, and wherein the positioning means of the rotor cap segments engage the retaining means of the cap segment retainer.  In other exemplary embodiments, the fasteners may extend from the rotor through the cap segment retainer and into the rotor cap segments. 
【００３３】In another exemplary method, the cap segment retainer may be positioned over a center of a plate holder.  The cap segment retainer may be secured into position by fasteners extending from rotor cap segments through the cap segment retainer and into the plate holder.  In other exemplary embodiments, the fasteners may extend from the plate holder through the cap segment retainer and into the rotor cap segments.
【００３４】An exemplary rotor cap assembly may comprise: multiple rotor cap segments, each rotor cap segment having a front side, a back side, a rotor cap segment inner diameter, a rotor cap segment outer diameter, and positioning means on the back side of each rotor cap segment; and a cap segment retainer configured to be engaged to a rotor through pre-existing fixing holes in the rotor, the cap segment retainer having a back side and retaining means on a front side of the cap segment retainer, wherein the multiple rotor cap segments are disposed on the front side of the cap segment retainer, and wherein the retaining means engage the positioning means on the back side of each rotor cap segment such that the retaining means and the positioning means pilot the multiple cap segments at a rotor cap segment diameter.
【００３５】The cap segment retainer of rotor cap assembly may further comprise holes aligning with pre-existing holes on the rotor and fasteners extending through the cap segment retainer and through pre-existing holes in the rotor to engage the cap segment retainer to the rotor. 
【００３６】In other exemplary embodiments of the rotor cap assembly, the cap segment retainer may further comprise holes aligning with holes in a plate holder disposed between the cap segment retainer and the rotor, wherein fasteners extend through the cap segment retainer and into the plate holder.
【００３７】In still other exemplary embodiments, the retaining means and the positioning means pilot the rotor cap segments at the outer diameter of the rotor cap segments. 
【００３８】In further exemplary embodiments, the rotor cap segment further comprises a middle diameter halfway between the rotor cap segment inner diameter and the rotor cap segment outer diameter and the retaining means and the positioning means pilot the rotor cap segment at an intermediate diameter between the middle diameter and the outer diameter. 
【００３９】In other exemplary embodiments, the rotor cap segment may further comprise a middle diameter halfway between the rotor cap segment inner diameter and the rotor cap segment outer diameter and the retaining means and the positioning means pilot the rotor cap segment at an intermediate diameter between the middle diameter and the inner diameter.
【００４０】The cap segment retainer may be an annular cap segment retainer.
【００４１】In an exemplary embodiment, a rotor cap assembly may comprise: multiple rotor cap segments each rotor cap segment has: a front side, a back side, a rotor cap segment inner diameter, a rotor cap segment outer diameter, a rotor cap segment middle diameter located between the rotor cap inner diameter and the rotor cap outer diameter, and a protrusion extending from the back side, wherein the protrusion has a protrusion sidewall at a side of the protrusion; and a cap segment retainer configured to be engaged to a rotor through pre-existing holes in the rotor, the cap segment retainer has: a back side, a front side, a body, and a retaining lip extending from the front side of the cap segment retainer, wherein the retaining lip has a retaining lip sidewall at a side of the retaining lip, wherein a top of the retaining lip sidewall and the body of the cap segment retainer define a concave space, and wherein the protrusion is disposed within the concave space such that the protrusion sidewall contacts the retaining lip sidewall.
【００４２】In further exemplary embodiments, the retaining lip sidewall may contact the protrusion sidewall to pilot a rotor cap segment at the rotor cap segment outer diameter.  In another exemplary embodiment, the retaining lip sidewall contacts the protrusion sidewall to pilot a rotor cap segment at an intermediate diameter between the rotor cap segment outer diameter and the rotor cap segment middle diameter.  In other exemplary embodiments, the retaining lip sidewall contacts the protrusion sidewall to pilot a rotor cap segment at an intermediate diameter between the rotor cap segment inner diameter and the rotor cap segment middle diameter.
【００４３】An exemplary rotor cap assembly may further comprise a central cap segment configured to be piloted on the cap segment retainer.
【００４４】In embodiments where the cap segment retainer is an annular cap segment retainer, the retaining lip sidewall may contact the protrusion sidewall to pilot a rotor cap segment at an intermediate diameter between the rotor cap segment outer diameter and the rotor cap segment middle diameter.
【００４５】In other embodiments where the cap segment retainer is an annular cap segment retainer, the retaining lip sidewall may contact the protrusion sidewall to pilot a rotor cap segment at an intermediate diameter between the rotor cap segment inner diameter and the rotor cap segment middle diameter.
【００４６】An exemplary annular rotor cap assembly may comprise: multiple rotor cap segments, each rotor cap segment having a front side, a back side, a rotor cap segment inner diameter, a rotor cap segment outer diameter, and a cap segment interlocking element; and a cap segment retainer engaging a rotor through pre-existing holes in the rotor, the cap segment retainer having a back side, a front side, and a retainer interlocking element, wherein the cap segment interlocking element engages the retainer interlocking element at a rotor cap segment diameter radially distal from the rotor cap segment inner diameter.
【００４７】An exemplary cap segment retainer may further comprise holes aligning with pre-existing holes on the rotor and fasteners extending through the cap segment retainer and through pre-existing holes in the rotor to engage the cap segment retainer to the rotor.  In other exemplary embodiments, the cap segment retainer may further comprise holes aligning with holes in a plate holder disposed between the cap segment retainer and the rotor, wherein fasteners extend through the cap segment retainer and into the plate holder.
【００４８】In certain exemplary embodiments, the cap segment interlocking element and the retainer interlocking element define an interlocking mechanism and the interlocking mechanism pilots a rotor cap segment at an intermediate diameter between the rotor cap inner diameter and the rotor cap outer diameter.
【００４９】In embodiments in which the rotor cap assembly comprises interlocking elements, the cap segment retainer may be an annular cap segment retainer.  Fasteners may be configured to engage the multiple rotor cap segments and the cap segment retainer to a rotor.
【００５０】In embodiments in which the rotor cap assembly comprises interlocking elements, the rotor cap assembly may further comprise a central cap segment having a center of rotation, an outer diameter, and a central cap segment interlocking element configured to engage the retainer interlocking element at a central cap diameter radially distal from the center of rotation.
【BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS】
【００５１】The foregoing will be apparent from the following more particular description of exemplary embodiments of the disclosure, as illustrated in the accompanying drawings.  The drawings are not necessarily to scale, with emphasis instead being placed upon illustrating the disclosed embodiments.
【００５２】FIG. 1A is a cross-section of a single disc refiner with a conventional single-piece rotor cap, a rotor plate holder, and a stator plate holder.
【００５３】FIG. 1B is an expanded view of the single disc refiner of FIG. 1A, which further depicts piloting the single-piece rotor cap around the center of rotation. 
【００５４】FIG. 2A is a facing view of a conventional single-piece rotor cap.
【００５５】FIG. 2B is a cross-sectional side view of a conventional single-piece rotor cap.
【００５６】FIG. 3A is a facing view of an exemplary embodiment of the segmented rotor cap assembly.
【００５７】FIG. 3B is a cross-sectional side view of FIG. 3A, depicting the piloting arrangement for the rotor cap segments and center cap segment. FIG. 3C is a cross-sectional side view of another exemplary segmented rotor cap assembly depicting the piloting arrangement for the rotor cap segments.
【００５８】FIG. 4 is a perspective view of an exemplary segmented rotor cap disposed on a rotor disc with refiner plates.
【００５９】FIG. 5A if a facing view of rotor cap segment configured to be piloted with an annular cap segment retainer.
【００６０】FIG. 5B is a cross sectional side view of the rotor cap segment in FIG. 5A along the line 5B-5B further depicting the annular cap segment retainer.
【００６１】FIG. 5C is a facing view of an exemplary segmented annular rotor cap.
【００６２】FIG. 6A. is a cross-sectional side view of an exemplary rotor cap segment and annular cap segment retainer mounted around a rotor central part.
【００６３】FIG. 6B. is cross-sectional side view of another exemplary segmented rotor cap segment and annular cap segment retainer mounted around a rotor central part.
【MODE FOR CARRYING OUT INVENTION】
【００６４】The following detailed description of the preferred embodiments is presented only for illustrative and descriptive purposes and is not intended to be exhaustive or to limit the scope and spirit of the invention.  The embodiments were selected and described to best explain the principles of the invention and its practical application.  A person of ordinary skill in the art will recognize many variations can be made to the invention disclosed in this specification without departing from the scope and spirit of the invention.  Except as otherwise stated, corresponding reference characters indicate corresponding parts throughout the several views.  Although the drawings represent embodiments of various features and components according to the present disclosure, the drawings are not necessarily to scale and certain features may be exaggerated in order to better illustrate embodiments of the present disclosure, and such exemplifications are not to be construed as limiting the scope of the present disclosure in any manner.
【００６５】FIG. 1A is a cross-section of a conventional single-disc refiner 101 having a housing 104 defining a chamber 109.  A rotor 105 resides within the chamber 109.  The rotor 105 has a plate side 176a and a rotor shaft side 177.  The rotor shaft side 177 engages a rotor shaft 190 that extends through a seal 178 disposed within the housing 104.  Fasteners 183 may engage the seal 178 to the housing 104.  The seal 178 isolates the temperature and pressure within the chamber 109 from the external environment.  A motor (not depicted) engages the rotor shaft 190 and drives the rotor shaft 190 and rotor 105 around the center of rotation 106.
【００６６】A stator 107 is disposed opposite the rotor 105.  The stator 107 has a plate side 176b opposite the plate side 176a of the rotor 105.  Bolts 181 engage a plate holder 113 to the plate side 176b of the stator 107 through fixing holes 182 in the stator 107.  These bolts 181 similarly engage the plate holder 113 to the plate side 176a of the rotor 105 through fixing holes 182 in the rotor 105.  The bolts 181 may extend through the stator 107.  The bolts 181 may extend through the rotor 105.  Fasteners 183 can extend to the plate holder 113 to engage refiner plate segments 115b on the stator 107.  Similarly, fasteners 183 can extend through the plate holder 113 to hold the refiner plate segments 115a on the rotor 105.  The plate holders 113 may provide additional fastener holes that do not communicate with the rotor 105.  This allows operators to assemble the refiner plate segments 115a, 115b on the single piece plate holder before installing the plate holder 113 to the rotor 105. 
【００６７】Refiner plate segments 115 usually have an abrasive surface comprising a pattern of bars and grooves (see FIG. 4), a pattern of intermeshing teeth, or a combination thereof.  The refiner plate segments 115a on the rotor 105 do not contact the refiner plate segments 115b on the stator 107; rather, a refining gap 119 exists between the opposing sets of refiner plate segments 115a and 115b. 
【００６８】In the depicted single disc refiner, the stator 107 further defines a feed inlet 111 disposed opposite the single-piece rotor cap 103.  As the rotor 105 spins, operators feed lignocellulosic feed material F through the feed inlet 111.  Wide bars 130 may be disposed upon the single-piece rotor cap 103.  As the lignocellulosic material F contacts the spinning single-piece rotor cap 103 or wide bars 130, the single-piece rotor cap 103 or wide bars 130 flings the lignocellulosic feed material F through the refining gap 119 in the refining area 168 (see path depicted by arrows in FIG. 1).  As lignocellulosic fibers, steam, and debris flow through the refining gap 119, the abrasive surfaces on the refiner plate segments 115 generally separate, develop, and cut lignocellulosic fibers into desirable lengths and properties.  After passing though the refining gap 119, operators may collect the refined lignocellulosic fibers for further processing, which may include additional refiner passes.
【００６９】FIG. 1B is a detailed view of the box B depicted in FIG. 1A.  The rotor 105 may have a rotor shaft 190 having a weight evenly distributed around the center of rotation 106.  The rotor shaft 190 has sides 192a, 192b extending outwardly from a core bottom 193 that define a concave space 195 at the plate side 176a of the rotor 105.  The concave space 195 is disposed around the center of rotation 106.  A first block 191 of the plate holder 113 extends into the concave space 195.  In so doing, the first block 191 pilots the plate holder 113 at the rotor's center of rotation 106.  That is, the sides 192a, 192b of the rotor shaft 190 pilot the plate holder 113 to the rotor 105 so that the plate holder 113 rotates around the plate holder's center of gravity. 
【００７０】In FIG. 1B, the plate holder 113 further has a second block 196 extending into a concave space 197 defined by steps 187a, 187b extending from the back side 188 of the single-piece rotor cap 103.  The steps 187a, 187b position the single-piece rotor cap 103 around the center of rotation 106 and the structural integrity of the single-piece rotor cap 103 provides the centripetal force that balances the inertia that the single-piece rotor cap 103 experiences as a result of the rotor's circular motion.  The single-piece rotor cap 103 may be further positioned at a middle diameter (MD) by slanted walls 185a, 185b engaging a third block 184 of the plate holder 113.
【００７１】FIG. 2A is a front view of a conventional single-piece rotor cap 203.  The single-piece rotor cap may weigh between 80 lbs. and 200 lbs. and is generally piloted around the center of rotation 206, which generally coincides with the single-piece rotor cap's center of gravity.  The single-piece rotor cap's weight can encourage operators to use cranes, forklifts, or other heavy equipment when replacing worn rotor caps 203.  The single-piece rotor cap 203 has wide bars 238 and wide channels 237 configured to direct lignocellulosic feed material F (FIG. 1A) into the refining gap 119 (FIG. 1A).  In this version, the single-piece rotor cap 203 is fixed to the plate holder 113 (FIG. 1A) from the back through fasteners 183 extending through threaded holes 250.  Single-piece rotor caps 203 have threaded holes 250 towards the periphery and lack such holes at smaller diameters.
【００７２】FIG. 2B is a cross-sectional side view of a traditional single-piece rotor cap 203.  The single-piece rotor cap 203 has a front side 223 and a back side 288.  The single-piece rotor cap 203 may have steps 287a, 287b extending from the back 288 side of the single-piece rotor cap 203 at the middle diameter MD.  The steps 287a, 287b pilot the single-piece rotor cap 203 so that the single piece rotor cap 203 is centered on the rotor 205.  As the single-piece rotor cap 203 rotates, the wide bars 238 and wide channels 237 direct lignocellulosic material F into the refining gap 119. 
【００７３】FIG. 3A depicts a front view of an exemplary embodiment of a segmented rotor cap assembly 303.  A central cap segment 365 is disposed around the center of rotation 306.  In an exemplary embodiment, the central cap segment 365 may be piloted at an intermediate diameter IMD.  The central cap segment's intermediate diameter IMD may be disposed between the center of rotation 306 and the central cap segment's outer diameter OD.  The central cap segment's outer diameter OD may be disposed adjacent to a rotor cap segment's inner diameter ID.  In other exemplary embodiments, the central cap segment 365 may be absent and the cap segment retainer 318 may be configured to have a center portion 365' exposed to the lignocellulosic feed material F while providing retaining means for rotor cap segments 317 (see FIG. 3C). 
【００７４】In FIG. 3A, fasteners 383 extend through the central cap segment 365 and terminate in the cap segment retainer 318 to engage the central cap segment 365 to the cap segment retainer 318.  Fasteners 383 extending through separate holes (354, see FIG. 3B) may engage the cap segment retainer 318 to pre-existing fixing holes in the rotor 105 or holes in the plate holder 113.  The central cap segment 365 may have wide channels 337 defined by adjacent wide bars 338a on the front side 323 of the segmented rotor cap assembly 303.  One or more of the wide bars 338a on the central cap segment 365 may align radially with one or more wide bars 338b on the rotor cap segments 317 such that the radially aligned wide bars 338a, 328b appear to extend from a point (see 306) on the central cap segment 365.  In other exemplary embodiments, the wide bars 338a on the central cap segment 365 may not align radially with one or more wide bars 338b on the rotor cap segments 317.
【００７５】The rotor cap segments 317 are disposed radially outward from the center of rotation 306 around the central cap segment 365 or central cap portion 365'.  The rotor cap segments 317 are generally configured to be regular segments of a geometric annulus.  In other exemplary embodiments, fasteners 383 may extend through the rotor cap segments 317, cap segment retainer 318, and through pre-existing holes in the rotor 105 to sandwich the cap segment retainer 318 between the rotor cap segments 317 and the rotor 105. 
【００７６】FIG. 3B shows that each rotor cap segment 317 may have a protrusion 344 extending from the back side 371 of the rotor cap segment 317.  The protrusion 344 may be bounded by sidewalls 359a, 359b.  A retaining lip 311 extends from the body 347 of the cap segment retainer 318 toward the front side 323 of the segmented rotor cap assembly 303.  The retaining lip 311 can be disposed annularly around the cap segment retainer 318.  It will be understood that the retaining lip 311 may be a single continuous element that is disposed around a diameter of the cap segment retainer 318.  In other exemplary embodiments, multiple retaining lips 311 may be disposed around a common diameter on the cap segment retainer 318.  In still other exemplary embodiments, the cap segment retainer 318 may have more than one retaining lip 311 disposed at different diameters on the cap segment retainer 318.  In still other exemplary embodiments, the cap segment retainer 318 may have more than one retaining lip 311 disposed around at least one first common diameter and more than one retaining lips disposed around subsequent common diameters.  Combinations of the above embodiments are considered to be within the scope of this disclosure.
【００７７】For clarity, the use of the subscripts "a" or "b" after an element that may be configured to extend as a single piece around a diameter of a rotor 105, 605 rotor cap segment 317, 417, 517, 617, rotor cap segment retainer 318, central cap segment 365, or annular rotor cap segment retainer 527, 627 will be used to differentiate upper portions of the element from lower portions of the element. 
【００７８】The retaining lip 311a, has a sidewall 326a configured to contact the sidewall 359a of the protrusion 344.  The retaining lip sidewall 326a is disposed opposite a sidewall 326b that extends from the body 347 of the cap segment retainer 318 toward the front side 323 of the segmented rotor cap assembly 303.  The retaining lip sidewall 326a, the body 347 of the cap segment retainer 318 disposed between sidewall 326a and 326b, and sidewall 326b define a concave space 362 configured to receive the rotor cap's protrusion 344.  The rotor cap protrusion 344 can be disposed between the sidewalls 326a and 326b.  In this manner, the sidewalls 326a, 326b can define a space configured to receive the positioning means (e.g. the rotor cap's protrusion 344) and thereby position the rotor cap segments 317 relative to the central cap segment 365 or central cap portion 365' while providing structures configured to balance the forces the refiner plate segments 317 experience as a result of the rotor's circular motion.  Fasteners 383 can engage the rotor cap segments 317 to the cap segment to the rotor 105 or a plate holder 113 through the cap segment retainer 318.  In the depicted exemplary embodiment, the fasteners 383 extend from holes 354 in the rotor cap segments 317 through holes 354 in the cap segment retainer 318 but the fasteners 383 do not extend into the rotor 105 or plate holder 113.  The fasteners that extend through threaded holes 350 sandwich the cap segment retainer 318 between the central cap segment 365 and the plate holder 113 and thereby hold the central cap segment 365 and the cap segment retainer 318 to the plate holder 113.  In the depicted embodiment, the fasteners 383 extending through holes 354 merely engage the rotor cap segments 317 to the cap segment retainer 318.  In this manner, the cap segment retainer 318 with retaining means may have threaded holes 350 configured to align with pre-existing holes in the rotor 105 (see 450, FIG. 4) while further providing additional holes 354 that do not align with pre-existing holes in the rotor 105.  The fasteners 383 generally provide axial force (e.g. force parallel with the line representing the center of rotation 306) sufficient to secure the rotor cap segments 317 to the cap segment retainer 318 when the rotor 105 is not spinning.  The fasteners 383 are not configured to withstand the inertia I the rotor cap segments 317 experience when the rotor 105 is spinning.  In other exemplary embodiments, each hole on the cap segment retainer 318 may align with a pre-existing hole in the rotor 105.  In still other exemplary embodiments involving threaded holes 350, additional fasteners 383 may extend through central cap segment 365, and secure the central cap segment 365 to the threaded holes 350 in the cap segment retainer 318.  Alternatively, threaded holes 350 can be found in the central cap segment 365, lining up with holes in the plate holder 113, and fasteners 383 can extend through the central cap segment 365 and the cap segment retainer 318 to secure the central cap segment 365 to the plate holder 113 such that the cap segment retainer is sandwiched between the central cap segment 365 and the plate holder 113.
【００７９】Without being bounded by theory, when the rotor 105 is spinning, the retaining lip 311a provides centripetal force C sufficient to cancel out the inertia I caused by the rotor's circular motion.  In this example embodiment, retaining lip 311a is located near the outer diameter OD of the cap segment retainer 318 and is configured to pilot the rotor cap segment 317 at intermediate diameter IMD disposed between the rotor cap segment's outer diameter OD and the rotor cap segment's middle diameter MD.  In FIGs. 3B and 3C, the outer diameter OD of the cap segment retainer 318 and rotor cap segment 317 are coextensive.  In other exemplary embodiments, the outer diameter OD of the rotor cap segment 317 may not be coextensive with the outer diameter OD of the cap segment retainer 318.  Retaining lip 311b preforms the same function at the bottom of the segmented rotor cap assembly 303.  If the retaining lip 311a or similar means for nullifying the inertia I that the rotor cap segments 317 experience during rotational motion were absent, the rotor cap segments 317 may move radially outward beyond the outer diameter OD of the cap segment retainer 318.  Such movement could unbalance the rotor 105, cause a rotor cap segment 317 to encroach into the refining gap 119, and generally accelerate the need for refiner maintenance or replacement. 
【００８０】It will be understood that although a segmented rotor cap 317 having one protrusion 344 is depicted in these figures, rotor caps 317 having multiple protrusions, including multiple protrusions of different dimensions, as well as corresponding positioning means are considered to be within the scope of this disclosure.
【００８１】FIG. 3B further depicts a cross-sectional side view of an exemplary segmented rotor cap assembly 303 having a central cap segment 365 and rotor cap segments 317 disposed in a cap segment retainer 318.  The central cap segment 365 and rotor cap segments 317 may be removable and replaceable after a desired time period, such as bi-annually to ensure suitable refiner performance and to preserve the integrity of fiber quality.  Fasteners 383 generally engage the rotor cap segments 317 to the rotor 105 such that the cap segment retainer 318 is wedged between the rotor cap segments 317 and the rotor 105.
【００８２】The cap segment retainer 318 may have a central protrusion 345 extending from the body 347 of the cap segment retainer 318.  The central cap segment 365 has steps 335a, 335b extending from the back side 361 of the central cap segment 365.  The steps 335a, 335b, and the back side 361 of the central cap segment 365 define a concave space 367.  In this exemplary embodiment, the steps 335a, 335b are located substantially halfway between the center of rotation 306 and the retaining lip 311b.  The central protrusion 345 can be configured to extend into the concave space 365 such that the steps 335a and 335b contact the sidewalls 363a, 363b of the central protrusion 345 and thereby position the central cap segment around the center of rotation 306 at the central cap segment's middle diameter MD.
【００８３】Because the central cap segment 365 is a single piece, the continuous structure of the central cap segment 365 provides sufficient centripetal force C to nullify the inertia I caused by the rotor's circular motion around the center of rotation 306.  The centripetal force C supplied by the central cap segment 365 and the positioning provided by the steps 335a and 335b and central protrusion 345 of the cap segment retainer 318 pilot the central cap segment 365 around the center of rotation 306 at the central cap segment's middle diameter MD.   Other piloting means may be used to pilot the central cap segment 365.  In other exemplary embodiments the central cap segment 365 may be piloted at the cap segment retainer's intermediate diameter (IMD), a cap segment retainer's outer diameter (OD), or a combination thereof. The cap segment retainer 318 may be forged and machined to precise specifications.  In other exemplary embodiments, the cap segment retainer may be cast and machined.  In the example embodiments of FIGs. 3B and 3C, the cap segment retainer 318 further comprises positioning steps 351a, 351b that extend from the back side 389 of the cap segment retainer 318.  The positioning steps 351a, 351b, and the body 347 of the cap segment retainer 318 define a second concave space 373 configured to receive a center rotor protrusion (not depicted).  Each positioning step 351a, 351b has an outer wall 353a, 353b respectively.  Referring to positioning step 351b in particular, the outer wall 353b of the positioning step 351b engages the sidewall 396 of a pre-existing annular protrusion 398 on the rotor 105.  The pre-existing annular protrusion 398 and the positioning step 351b position the cap segment retainer 318 on the rotor 105.  The pre-existing annular protrusion 398 provides centripetal force C that is equal and opposite to the force of inertia I that the cap segment retainer 318 experiences as a result of the rotor's circular motion.  In this manner the positioning step 351b and the pre-existing annular protrusion 398 pilot the cap segment retainer 318 on the rotor 103 using the outer wall 353b of the positioning step 351b.  In this exemplary embodiment, positioning step 351a pilots the cap segment retainer 318 in substantially the same manner.  It will be understood that on other exemplary embodiments, the cap segment retainer 318 may be piloted with the inner walls of positioning steps 351a, 351b.  It will further be understood that in other exemplary embodiments, the rotor cap segments may be piloted by the outer walls or inner walls of interlocking elements. 
【００８４】FIG. 3C depicts a cross-sectional side view of an exemplary segmented rotor cap assembly 303 in which the center portion 365', bounded by the inner diameter ID of the rotor cap segments 317, is an integral element in the cap segment retainer 318.  In this exemplary embodiment, the cap segment retainer 318 is positioned on the rotor 105 around the center of rotation 306 in the same manner as the embodiment in FIG. 3B.
【００８５】Although retaining lip 311 and rotor cap protrusion 344 pilot the rotor cap segments 317 in FIGs. 3A-3C, it will be understood that any of the piloting means disclosed in this application may be used singularly or in combination with other piloting means to pilot the rotor cap segments 317 and cap segment retainer 318 consistent with the manner disclosed herein.
【００８６】FIG. 4 is a perspective view facing an exemplary segmented rotor cap assembly 403 surrounded by refiner plate segments 415.  In this figure, fasteners 483 engage both the segmented rotor cap assembly 403 and the refiner plate segments 415 to a rotor (see 105).  In this particular embodiment, the refiner plate segments 415 have a series of alternating bars 416 and grooves 414.  Dams 412 may bridge two or more bars 416 thereby separating grooves in a generally radial direction (e.g. a direction originating at the center of rotation 406 and moving outward toward the outer diameter OD of the rotor 105).  Dams 412 force lignocellulosic feed material F into the refining gap 119 and facilitate refining.  It will be understood that although FIG. 4 depicts a refiner, the segmented rotor cap assembly 406 may be configured to be used with dispersers or other devices configured to separate, develop, and cut fibers in lignocellulosic material with plates having abrasive surfaces, which may include intermeshing teeth designs. 
【００８７】In the exemplary embodiment depicted in FIG. 4, the segmented rotor cap assembly 403 comprises a set of rotor cap segments 417.  The rotor cap segments 417 are removable and may be replaced after a desired time period.  The embodiment in FIG. 4 has a rotor cap segment retainer 418 with an integrated central portion 465'.  Fasteners 483a can engage the cap segment retainer 418 to the rotor 105 using the original holes 450 in the rotor 105.  The cap segment retainer 418 provides through holes 450 that align with the original holes of the rotor 105.  The exemplary cap segment retainer 418 includes a first retaining lip 411a configured to apply centripetal force C to the rotor cap segments 417 at an intermediate diameter IMD (see FIG. 3B) near the rotor cap segment's outer diameter OD (See FIG. 3B).
【００８８】FIG. 5A depicts a single rotor cap segment 517 configured to be piloted around a central part 666 (FIG 6A, 6B) of a rotor 605 (FIG 6A, 6B) with an annular cap segment retainer 527 (FIG. 5B).  The rotor cap segment 517 has wide bars 538 and wide channels 537 configured to fling lignocellulosic feed material F into the refining gap 619 (FIG. 6A, 6B).  The rotor cap segment 517 may further have an area A around the fasteners 583 that has a thickness T (FIG. 5B) that is thicker than a thickness t (FIG. 5B) of the body 558 of the rotor cap segment 517.  The area A around the fasteners 583 may protect the sides of the fasteners 583 from incoming lignocellulosic feed material F and thereby reduce fastener wear. 
【００８９】FIG. 5B is a cross sectional side view of the embodiment in FIG. 5A taken along the line 5B-5B.  The annular cap segment retainer 527 and rotor cap segment 517 define a hole 550 configured to receive a fastener 583.  Although the fasteners 583 are not configured to pilot the rotor cap segments 517, the head 683a (FIG. 6A) of the fastener 583 provides weak centripetal force c to the lower portion of the area Ab around the fasteners 583.  This weak centripetal force c is insufficient to cancel out the inertia I of the rotor cap segment 517 and therefore, the fasteners 583 do not pilot the rotor cap segments 517.  In certain exemplary embodiments, the thickness t of the rotor cap segment 517 at a rotor cap segment's inner diameter ID may exceed the thickness t' of the rotor cap segment 517 at the rotor cap segment's outer diameter OD.  The thickness t of the body 558 of the rotor cap segment 517 may decrease gradually and continuously along the body 558 from the inner diameter ID to the outer diameter OD.
【００９０】The annular cap segment retainer 527 is a single-piece rotor cap segment piloting plate.  The annular cap segment retainer 527 may be configured to pilot the rotor cap segments 517 at a rotor cap segment's outer diameter OD.  In other exemplary embodiments, the annular cap segment retainer 527 can be configured to pilot the rotor cap segments 517 at an intermediate diameter IMD disposed between the rotor cap segment's inner diameter ID and the rotor cap segment's outer diameter OD.  In still other exemplary embodiments the annular cap segment retainer 527 can be configured to pilot the rotor cap segments 517 at a rotor cap segment's middle diameter MD.
【００９１】In the exemplary embodiment of FIG. 5B, the annular cap segment retainer 527 has a retaining lip 511a with a sidewall 526a configured to engage the sidewall 559a of rotor cap protrusion 544.  In this exemplary embodiment, the protrusion 544 extends from the body 558 of the rotor cap segment 517 at the back side 571 of the rotor cap segment 517.  The piloting lip 511a provides centripetal force C sufficient to nullify the inertia I the rotor cap segment 517 experiences as a result of the rotor's circular motion, and thereby pilots the rotor cap segment 517 near the outer diameter OD.
【００９２】FIG. 5C is a front view of three rotor cap segments 517 configured to be used with an annular cap segment retainer 527.  The amount of rotor cap segments 517 in an exemplary segmented rotor cap assembly 503 is desirably three or more.  In FIG. 5C, the segmented rotor cap assembly 503 has an area defining a center hole 555 in the center of the annular segmented rotor cap assembly 503.
【００９３】FIG. 6A is a cross sectional side view of a refiner 601 outfitted with an exemplary segmented rotor cap assembly 603 piloted at an intermediate diameter IMD between the rotor cap segment's outer diameter OD and the rotor cap segment's middle diameter MD.  An annular cap segment retainer 627 has a retaining lip 511a that pilots the rotor cap segments 517 in the same manner described in FIG. 5B.
【００９４】The annular rotor cap assembly 503 may be disposed around a central part 666.  The central part 666 may be conical to facilitate directing lignocellulosic feed material F from the feed inlet 611 toward the rotor cap segments 617 and ultimately the refining gap 619 defined by the opposing refiner plate segments 615a disposed on the rotor 605, 615b disposed on the stator 607. 
【００９５】In this exemplary embodiment, the rotor 605 has a pre-existing annular protrusion 698.  The annular cap segment retainer 627 is a single piece that has an inner diameter ID and an outer diameter OD.  The body 699 of the annular cap segment retainer 627 has a height h that may equal the height h' of the pre-existing annular protrusion 698.  The pre-existing annular protrusion 698 can position the annular cap segment retainer 627 around the center of rotation 606.  Because the annular cap segment retainer 627 is a single-annular piece, the structural integrity of the annular cap segment retainer 627 provides the centripetal force sufficient to cancel out the inertia I caused by the rotor's circular motion.  In this manner, the pre-existing annular protrusion 698 and the annular cap segment retainer 627 pilot the annular cap segment retainer 627 at the cap segment retainer's inner diameter ID. 
【００９６】FIG 6B is a cross sectional view of another exemplary segmented rotor cap assembly 603 with an annular rotor cap retainer 627.  The annular cap segment retainer 627 pilots the rotor cap segment 617 at an intermediate diameter IMD between the rotor cap segment's middle diameter MD and the rotor cap segment's inner diameter ID.  The annular cap segment retainer 627 may have a length l that is generally shorter than a length l' (FIG. 6A) of an annular cap segment retainer 627 configured to pilot a rotor cap segment at the rotor cap's outer diameter OD or at an intermediate diameter IMD between the rotor cap's outer diameter OD the rotor cap's middle diameter MD.  Rotor caps segments may have a thickness t near the center of rotation 606 that is thicker than a rotor cap's thickness t' at the outer diameter OD of the rotor cap segments.  A rotor cap segment 617 may be thinner at the outer diameter OD to avoid blocking the refining gap 619.  Piloting the rotor cap segments 617 at an intermediate diameter IMD between the rotor cap segments' middle diameter MD and the rotor cap segments' inner diameter ID may allow operators to use rotor cap segments where there is limited clearance between the rotor 605 and the refining gap 619. 
【００９７】While this invention has been particularly shown and described with references to example embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the scope of the invention encompassed by the appended claims.
1.     A rotor cap assembly comprising: 
multiple rotor cap segments, each rotor cap segment having a front side, a back side, a rotor cap segment inner diameter, a rotor cap segment outer diameter, and positioning means on the back side of each rotor cap segment; and    
a cap segment retainer configured to be engaged to a rotor through pre-existing fixing holes in the rotor, the cap segment retainer having a back side and retaining means on a front side of the cap segment retainer, wherein the multiple rotor cap segments are disposed on the front side of the cap segment retainer, and wherein the retaining means engage the positioning means on the back side of each rotor cap segment such that the retaining means and the positioning means pilot the multiple cap segments at a rotor cap segment diameter.      
2.     The rotor cap assembly of claim 1, wherein the cap segment retainer further comprises holes aligning with pre-existing holes on the rotor and fasteners extending through the cap segment retainer and through pre-existing holes in the rotor to engage the cap segment retainer to the rotor.
3.     The rotor cap assembly of claim 1, wherein the cap segment retainer further comprises holes aligning with holes in a plate holder disposed between the cap segment retainer and the rotor, wherein fasteners extend through the cap segment retainer and into the plate holder.
4.     The rotor cap assembly of claim 1, wherein the retaining means and the positioning means pilot the rotor cap segments at the outer diameter of the rotor cap segments. 
5.     The rotor cap assembly of claim 1, wherein a rotor cap segment further comprises a middle diameter halfway between the rotor cap segment inner diameter and the rotor cap segment outer diameter and wherein the retaining means and the positioning means pilot the rotor cap segment at an intermediate diameter between the middle diameter and the outer diameter. 
6.     The rotor cap assembly of claim 1, wherein a rotor cap segment further comprises a middle diameter halfway between the rotor cap segment inner diameter and the rotor cap segment outer diameter and wherein the retaining means and the positioning means pilot the rotor cap segment at an intermediate diameter between the middle diameter and the inner diameter.
7.     The rotor cap assembly of claim 1, wherein the cap segment retainer is an annular cap segment retainer.
8.     A rotor cap assembly comprising:
multiple rotor cap segments each rotor cap segment having:
a front side, 
a back side,
a rotor cap segment inner diameter, 
a rotor cap segment outer diameter,
a rotor cap segment middle diameter located between the rotor   
cap inner diameter and the rotor cap outer diameter, and
a protrusion extending from the back side, wherein the  
protrusion has a protrusion sidewall at a side of the protrusion; 
and
a cap segment retainer configured to be engaged to a rotor through   
pre-existing holes in the rotor, the cap segment retainer having:
a back side,
a front side, 
a body, and 
a retaining lip extending from the front side of the cap 
segment retainer,
wherein the retaining lip has a retaining lip sidewall 
at a side of the retaining lip,
wherein a top of the retaining lip sidewall and the body 
of the cap segment retainer define a concave space, and
wherein the protrusion is disposed within the concave  
space such that the protrusion sidewall contacts the retaining   
lip sidewall.
9.     The rotor cap assembly of claim 8, wherein the cap segment retainer further comprises holes aligning with pre-existing holes on the rotor and fasteners extending through the cap segment retainer and through pre-existing holes in the rotor to engage the cap segment retainer to the rotor.
10.    The rotor cap assembly of claim 8, wherein the cap segment retainer further comprises holes aligning with holes in a plate holder disposed between the cap segment retainer and the rotor, wherein fasteners extend through the cap segment retainer and into the plate holder.
11.    The rotor cap assembly of claim 8, wherein the retaining lip sidewall contacts the protrusion sidewall to pilot a rotor cap segment at the rotor cap segment outer diameter.
12.    The rotor cap assembly of claim 8, wherein the retaining lip sidewall contacts the protrusion sidewall to pilot a rotor cap segment at an intermediate diameter between the rotor cap segment outer diameter and the rotor cap segment middle diameter.
13.    The rotor cap assembly of claim 8, wherein the retaining lip sidewall contacts the protrusion sidewall to pilot a rotor cap segment at an intermediate diameter between the rotor cap segment inner diameter and the rotor cap segment middle diameter.
14.    The rotor cap assembly of claim 8 further comprising a central cap segment configured to be piloted on the cap segment retainer.
15.    The rotor cap assembly of claim 8, wherein the cap segment retainer is an annular cap segment retainer.
16.    The rotor cap assembly of claim 15, wherein the retaining lip sidewall contacts the protrusion sidewall to pilot a rotor cap segment at an intermediate diameter between the rotor cap segment outer diameter and the rotor cap segment middle diameter.
17.    The rotor cap assembly of claim 15, wherein the retaining lip sidewall contacts the protrusion sidewall to pilot a rotor cap segment at an intermediate diameter between the rotor cap segment inner diameter and the rotor cap segment middle diameter.
18.    An annular rotor cap assembly comprising:
multiple rotor cap segments, each rotor cap segment having a front side, a back side, a rotor cap segment inner diameter, a rotor cap segment outer diameter, and a cap segment interlocking element; and
a cap segment retainer engaging a rotor through pre-existing holes in the rotor, the cap segment retainer having a back side, a front side, and a retainer interlocking element, wherein the cap segment interlocking element engages the retainer interlocking element at a rotor cap segment diameter radially distal from the rotor cap segment inner diameter.
19.    The rotor cap assembly of claim 18, wherein the cap segment retainer further comprises holes aligning with pre-existing holes on the rotor and fasteners extending through the cap segment retainer and through pre-existing holes in the rotor to engage the cap segment retainer to the rotor.
20.    The rotor cap assembly of claim 18, wherein the cap segment retainer further comprises holes aligning with holes in a plate holder disposed between the cap segment retainer and the rotor, wherein fasteners extend through the cap segment retainer and into the plate holder.
21.    The rotor cap assembly of claim 18, wherein the cap segment interlocking element and the retainer interlocking element define an interlocking mechanism and wherein the interlocking mechanism pilots a rotor cap segment at an intermediate diameter between the rotor cap inner diameter and the rotor cap outer diameter.
22.    The rotor cap assembly of claim 18, wherein the cap segment retainer is an annular cap segment retainer.
23.    The rotor cap assembly of claim 18 further comprising fasteners configured to engage the multiple rotor cap segments and the cap segment retainer to a rotor. 
24.    The rotor cap assembly of claim 16 further comprising a central cap segment having center of rotation, an outer diameter, and a central cap segment interlocking element is configured to engage the retainer interlocking element at a central cap diameter radially distal from the center of rotation.
1. ABSTRACT
A rotor cap assembly has been conceived using multiple wedge-shaped rotor cap segments, in which the cap segments are disposed on a cap segment retainer and in which the cap segment retainer pilots the multiple rotor cap segments at a diameter intermediate the cap segments' outer diameter and the cap segments' middle diameter.  By piloting multiple rotor cap segments with retaining means on the cap segment retainer and positioning means on the multiple cap segments, the rotor cap segments and cap segment retainer assembly may be fixed to a plate holder or directly to a rotor disc of a refiner without substantially altering either the plate holder or the rotor disc. 
2. SELECTED DRAWING
FIG. 3B
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