СЕГМЕНТЫ ПЛИТЫ РАФИНЕРА И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СЕГМЕНТА ПЛИТЫ РАФИНЕРА
SEGMENTS OF A REFINER PLATE AND METHOD FOR MANUFACTURING A SEGMENT OF A REFINER PLATE

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
1. РОДСТВЕННАЯ ЗАЯВКА
[0001] Настоящая заявка испрашивает приоритет согласно 35 своду законов США § 119 (e) более ранней даты подачи предварительной заявки на патент США № 62/744,391, поданной 11 октября 2018 г., содержание которой полностью включено в настоящий документ посредством ссылки.
2. ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0002] Настоящее раскрытие в целом относится к плитам рафинера, выполненным с возможностью измельчения волокнистого материала, и более конкретно к сегментам плиты рафинера, выполненным с возможностью измельчения древесной щепы или другого лигноцеллюлозного материала.
3. УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0003] Обработанный целлюлозный материал может быть основным компонентом в нескольких продуктах на основе волокон, включая, например, волокнистые полуфабрикаты, бумагу, древесноволокнистую плиту средней плотности («МДФ»), волокнистые упаковочные материалы и абсорбирующие жидкости наполнители. Для коммерческого производства этих продуктов операторы часто начинают с лигноцеллюлозного материала в качестве сырьевого материала. Лигноцеллюлозный материал обычно представляет собой вещество растительного происхождения, которое содержит целлюлозы и гемицеллюлозы, химически связанные с белковым лигнином. Примеры лигноцеллюлозного растительного вещества включают в себя древесную щепу, солому, жмых сахарного тростника и переработанную бумагу.
[0004] Например, для производства МДФ операторы могут подавать лигноцеллюлозный материал (обычно в форме древесной щепы, древесных отходов, опилок, древесных стружек, отходов строительных материалов или сельскохозяйственных отходов) через механический рафинер.
[0005] Механический рафинер обычно содержит два или большее количество противоположных узлов рафинера. Каждый узел имеет рисунок из приподнятых ножей рафинера на рафинирующей стороне. Канавки разделяют соседние ножи рафинера. Обычно эти узлы рафинирования представляют собой либо круглые диски, кольцевые диски, вложенные усеченные конусы, либо вложенные цилиндры, выполненные с возможностью вращения вокруг общей оси. Каждый узел рафинера может содержать несколько сегментов в форме кольцевых секторов, прикрепленных к опорной конструкции для образования круглого диска, кольцевого диска, усеченного конуса или цилиндра. Рафинирующие стороны противоположных узлов рафинирования обращены друг к другу, а узкий зазор для рафинирования разделяет противоположные узлы рафинирования. По меньшей мере один из узлов рафинирования представляет собой ротор, выполненный с возможностью вращения вокруг указанной оси. Поскольку роторный узел рафинирования вращается с высокой скоростью, операторы подают лигноцеллюлозный материал или другой подаваемый материал через зазор для рафинирования, чтобы разделить, вскрыть и разрезать компоненты волокон. Поскольку механический рафинер разрушает лигноцеллюлозный материал, может выделяться некоторое количество воды в виде пара.
[0006] Входное отверстие зазора для рафинирования расположено ближе к центру вращения, чем выходное отверстие зазора для рафинирования. При вращении роторного узла рафинирования подаваемый материал проходит радиально наружу через зазор для рафинирования.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0007] Проблема повышенного энергопотребления в механических рафинерах в течение срока службы механического рафинера смягчается за счет использования представленного в качестве примера сегмента плиты рафинера, содержащего рафинирующую сторону и заднюю сторону, дистально расположенную от рафинирующей стороны, ножи рафинера, соединенные с основой рафинирующей стороны, при этом ножи рафинера имеют высоту ножа рафинера, и при этом соседние ножи рафинера и основа образуют канавки между соседними ножами, и выступы, расположенные в канавках, при этом выступы имеют высоту выступа, при этом высота выступа составляет 25% или менее от высоты ножа рафинера, и при этом выступы выполнены с возможностью износа с течением времени.
[0008] Проблема с рафинированием с низкой консистенцией заключается в том, что новые сегменты плиты рафинера могут иметь чрезмерную пропускную способность, частично из-за начального объема канавок. Это, в частности, верно в отношении высоких ножей рафинера, которые, в свою очередь, создают канавки большего объема. Сегменты плиты рафинера с большей пропускной способностью позволяют более разреженному подаваемому материалу проходить через секцию рафинирования за заданное количество времени. Если указанная пропускная способность превышает способность рафинирования, рафинер будет создавать большее перекачивание, и энергия, необходимая для вращения рафинера, будет выше, что приведет к потерям энергии, которые являются больше, чем обычно.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
[0009] Вышеизложенное станет очевидным из нижеследующего более конкретного описания представленных в качестве примера вариантов осуществления данного раскрытия, как проиллюстрировано на прилагаемых графических материалах, на которых одинаковые ссылочные позиции относятся к одним и тем же частям на разных видах. Графические материалы не обязательно выполнены в масштабе, вместо этого акцент сделан на иллюстрации раскрытых вариантов осуществления.
Фиг. 1
[0010] представляет собой вид спереди рафинирующей стороны представленного в качестве примера сегмента плиты рафинера, имеющего ряд выступов, расположенных между соседними ножами рафинера.
Фиг. 2
фиг. 1
A-A
[0011] представляет собой увеличенный вид в разрезе сегмента плиты рафинера на  вдоль линии , изображающий выступы и нож рафинера.
Фиг. 3
[0012]  представляет собой вид в перспективе части представленной в качестве примера секции рафинирования сегмента плиты рафинера, имеющего ряд выступов, расположенных внутри канавки.
Фиг. 4
[0013] представляет собой схематическое изображение площади продольного сечения выступов, частично перекрывающих перемычек и полностью перекрывающих перемычек по сравнению с площадью продольного сечения соседнего ножа рафинера.
Фиг. 5
[0014] представляет собой схематическое изображение площади поперечного сечения представленных в качестве примера выступов по сравнению с площадями поперечного сечения частично перекрывающих перемычек, полностью перекрывающих перемычек и ножей рафинера.
Фиг. 6
[0015] представляет собой схематическое изображение разреза вида сбоку механического рафинера, показывающее противоположные сегменты плиты рафинера, образующие зазор.
Фиг. 7
фиг. 7
[0016] представляет собой схематическое изображение вида в перспективе механического рафинера в открытом положении. На  выделены сегменты плиты рафинера по сравнению с механическим рафинером в целом.
Фиг. 8
[0017] представляет собой вид в перспективе схематического изображения секции рафинирования представленного в качестве примера сегмента плиты рафинера, имеющего выступы, при этом выступы являются ограничителями потока.
Фиг. 9
[0018] представляет собой схематическое изображение разреза вида сбоку представленного в качестве примера сегмента плиты рафинера, имеющего ограничители потока, расположенные вдоль длины канавки.
Фиг. 10
[0019] представляет собой схематическое изображение поперечного разреза представленного в качестве примера сегмента плиты рафинера, имеющего ограничители потока.
Фиг. 11A
[0020] представляет собой вид спереди секции литейной формы, который иллюстрирует часть технологии литья для представленного в качестве примера сегмента плиты рафинера.
Фиг. 11B
[0021] представляет собой вид сбоку секции литейной формы, который иллюстрирует часть технологии литья для представленного в качестве примера сегмента плиты рафинера.
Фиг. 11С
[0022] представляет собой вид в перспективе выступа до того, как выступ вставляют в литейную форму.
Фиг. 11D
[0023] представляет собой вид спереди представленного в качестве примера сегмента плиты рафинера, изготовленного с помощью представленной в качестве примера технологии изготовления.
Фиг. 11E
[0024] представляет собой вид сбоку представленного в качестве примера сегмента плиты рафинера, изготовленного с помощью представленной в качестве примера технологии изготовления.
Фиг. 12А
[0025] представляет собой вид в перспективе устройства для установки выступа и клиновидного выступа.
Фиг. 12В
[0026] представляет собой вид сбоку, показывающий установку клиновидного выступа с помощью устройства для установки выступа.
Фиг. 12С
[0027] представляет собой вид спереди, показывающий установку клиновидного выступа с помощью устройства для установки выступа.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0028] Следующее подробное описание предпочтительных вариантов осуществления представлено только для иллюстративных и описательных целей и не предназначено для того, чтобы быть исчерпывающим или ограничивать объем и сущность изобретения. Варианты осуществления были выбраны и описаны, чтобы лучше всего объяснить принципы изобретения и его практическое применение. Обычный специалист в данной области техники поймет, что в изобретение, раскрытое в этом описании, можно внести множество изменений без отклонения от объема и сущности изобретения.
[0029] Соответствующие ссылочные позиции обозначают соответствующие части на нескольких видах. Хотя указанные графические материалы представляют варианты осуществления различных признаков и компонентов в соответствии с настоящим раскрытием, графические материалы не обязательно приведены в масштабе, и некоторые признаки могут быть преувеличены, чтобы лучше проиллюстрировать варианты осуществления настоящего раскрытия, и такие примеры не должны рассматриваться как ограничивающие объем настоящего раскрытия любым способом.
[0030] Ссылки в описании на «один вариант осуществления», «вариант осуществления», «представленный в качестве примера вариант осуществления» и т. д. указывают, что описанный вариант осуществления может включать в себя частный признак, конструкцию или характеристику, но каждый вариант осуществления может не обязательно включать в себя указанный частный признак, конструкцию или характеристику. Более того, такие фразы не обязательно относятся к одному и тому же варианту осуществления. Кроме того, когда частный признак, конструкция или характеристика описываются в связи с вариантом осуществления, предполагается, что специалист в данной области техники может повлиять на такой признак, конструкцию или характеристику в связи с другими вариантами осуществления, независимо от того, описаны они в явном виде или нет.
[0031] Хотя конкретные термины используются в последующем описании для большей ясности, эти термины предназначены для обозначения только частной конструкции варианта осуществления, выбранного для иллюстрации на графических материалах, и не предназначены для определения или ограничения объема данного раскрытия.
[0032] Формы единственного числа «a», «an» и «the» включают в себя множественное число ссылок, если контекст явно не диктует иное. Следует понимать, что числовые значения включают числовые значения, которые являются одинаковыми, если они сведены к одинаковому количеству значащих цифр, и числовые значения, которые отличаются от значения состояний меньше, чем экспериментальная погрешность традиционного метода измерения типа, описанного в настоящей заявке для определения указанного значения.
[0033] В той степени, в которой это необходимо для обеспечения описательной поддержки, объект и/или текст прилагаемой формулы изобретения полностью включены в настоящий документ посредством ссылки.
[0034] Перечисление диапазонов значений в данном документе просто предназначено для использования в качестве сокращенного метода индивидуальной ссылки на каждое отдельное значение, попадающее в диапазон в пределах любых поддиапазонов между ними, если иное явно не указано в данном документе. Каждое отдельное значение в указанном диапазоне включено в описание или формулу изобретения, как если бы каждое отдельное значение было указано в данном документе отдельно. Если предоставляется конкретный диапазон значений, подразумевается, что каждое промежуточное значение, вплоть до десятой или меньшей единицы нижнего предела между верхним и нижним пределом этого диапазона и любым другим заявленным или промежуточным значением в указанном диапазоне или поддиапазоне, включено в данный документ, если контекст явно не диктует иное. Также включены все поддиапазоны. В него также включены верхний и нижний пределы этих меньших диапазонов, с учетом любого конкретно и явно исключенного предела в заявленном диапазоне.
[0035] Используемый в данном документе аппроксимирующий язык может применяться для модификации любого количественного представления, которое может изменяться, не приводя к изменению основной функции, к которой оно относится. Соответственно, значение, модифицированное термином или терминами, такими как «около» и «по существу», не может ограничиваться указанными точными значениями. Модификатор «около» также следует рассматривать как раскрывающий диапазон, определяемый абсолютными значениями двух конечных точек. Например, выражение «от около 2 до около 4» также раскрывает диапазон «от 2 до 4».
то есть
например
то есть
[0036] Следует отметить, что многие из используемых в данном документе терминов являются относительными терминами. Например, термины «верхний» и «нижний» относятся друг к другу по местоположению,  верхний компонент расположен на большей высоте, чем нижний компонент в данной ориентации, но эти термины могут измениться, если устройство перевернуть. Термины «входное отверстие» и «выходное отверстие» относятся к текучей среде, протекающей через них, по отношению к данной конструкции, , текучая среда течет через входное отверстие в конструкцию и течет через выходное отверстие из конструкции. Термины «выше по потоку» и «ниже по потоку» относятся к направлению, в котором текучая среда протекает через различные компоненты,  поток текучей среды через расположенный выше по потоку компонент до протекания через расположенный ниже по потоку компонент.
то есть
то есть
[0037] Термины «горизонтальный» и «вертикальный» используются для обозначения направления относительно абсолютного ориентира,  уровня земли. Однако эти термины не должны толковаться как требующие, чтобы конструкции были абсолютно параллельны или абсолютно перпендикулярны друг другу. Например, первая вертикальная конструкция и вторая вертикальная конструкция не обязательно параллельны друг другу. Термины «верхняя часть» и «нижняя часть» или «основание» используются для обозначения мест/поверхностей, где верхняя часть всегда выше, чем нижняя часть/основание относительно абсолютной точки отсчета,  поверхности Земли. Термины «вверх» и «вниз» также относятся к абсолютной точке отсчета; направленный вверх поток всегда противоречит гравитации Земли.
например
[0038] Термин «прямо», используемый для обозначения двух компонентов системы, таких как клапаны или насосы, или другие устройства управления или датчики (, температуры или давления), может быть расположен на пути между двумя названными компонентами.
фиг. 7
702
703
704
779
703
704
700
786
700
703
фиг. 7
700
788
786
фиг. 7
795
779
783
703
704
704
783
788z
795
779
793
703
704
704
703
704
703
619
фиг. 6
705
700,
700z
783
то есть
[0039] На  показан пример механического дискового рафинера  в открытом положении. Узел  ротора и узел  статора находятся внутри корпуса . Каждый узел ,  рафинирования содержит совокупность сегментов  плиты рафинера, расположенных в кольцевом порядке с образованием кольца, установленного на опорной конструкции . Чтобы лучше проиллюстрировать сегменты  плиты рафинера на узле  ротора, на  показан частично разобранный вид, на котором некоторые из сегментов  плиты рафинера совмещены с, но удалены из крепежных отверстий  на опорной конструкции . На  показана сторона  статора корпуса , открытая вокруг шарниров , для лучшего изображения соответствующих узлов ,  рафинирования. Однако во время работы узел  статора закрыт вокруг шарниров , и болты (не показаны) проходят через соответствующие крепежные отверстия , чтобы неподвижно соединить сторону  статора корпуса  со стороной  ротора. В этом отношении можно сказать, что узел  ротора расположен напротив от узла  статора. Когда узел  статора и узел  ротора обращены друг к другу, узел статора и узел  ротора образуют зазор () между рафинирующими сторонами противоположных сегментов  плиты рафинера. Следует понимать, что другие механические рафинеры имеют другие механизмы открывания ( не обязательно шарнир ).
702
729
700
788
700
729
786
700
729
786
[0040] Для механических дисковых рафинеров  большого диаметра одно или большее количество колец промежуточных сегментов плиты рафинера могут быть расположены между сегментом  разрушающих ножей и внешним сегментом  плиты рафинера. Однако следует также понимать, что такие промежуточные кольца встречаются редко. Болты или крепежные элементы могут проходить через крепежные отверстия  для соединения сегментов ,  плиты рафинера с опорной конструкцией  и тем самым неподвижного соединения сегментов ,  плиты рафинера в форме кольцевых секторов с опорной конструкцией . Следует понимать, что другие известные способы для прикрепления сегментов плиты рафинера к опорной конструкции, считаются входящими в объем настоящего раскрытия и в рамках термина «неподвижно соединять».
700
729
700
707
734
729
фиг. 3A
707
734
700
729
700
707
734
725
700
725
729
786
729
700
фиг. 7
729
747
743
[0041] Используемый в данном документе, и если не указано иное, термин «сегмент ,  плиты рафинера» может относиться к сегменту  плиты рафинера, имеющему интегрированную секцию  рафинирования и секцию  разрушающих ножей, сегменты  разрушающих ножей (см. ), и сегмент плиты рафинера, содержащий секцию  рафинирования, но без секции  разрушающих ножей. В вариантах осуществления, имеющих внешние сегменты  плиты рафинера и сегменты  разрушающих ножей, внешние сегменты  плиты рафинера могут по-прежнему содержать интегрированную секцию  рафинирования и секцию  разрушающих ножей. Однако разрушающие ножи  на внешнем сегменте  плиты рафинера обычно меньше, чем разрушающие ножи  на сегменте  разрушающих ножей. При установке на опорном узле , сегменты  разрушающих ножей расположены радиально внутрь от внешних сегментов  плиты рафинера. На  сегменты разрушающих ножей расположены вокруг кольцевого отражателя . Кольцевой отражатель, в свою очередь, расположен вокруг ступицы .
фиг. 7
6
702
602
фиг. 7
6
[0042] Хотя на  и  изображен дисковый механический рафинер ,  для иллюстрации общей концепции рафинера, конические рафинеры и цилиндрические рафинеры также являются распространенными типами механических рафинеров, и будет понятно, что представленные в качестве примера сегменты плиты рафинера, раскрытые в данном документе, которые выполнены с возможностью работы с механическими рафинерами конического и цилиндрического типов, входят в объем этого раскрытия. В то время как дисковый рафинер имеет два или большее количество противоположных дисков, как показано на  и , конический рафинер имеет два или большее количество вложенных укороченных усеченных конусов, расположенных вокруг общей оси, при этом, по меньшей мере один из вложенных укороченных усеченных конусов содержит узел ротора. Аналогично, цилиндрический рафинер имеет два или большее количество вложенных цилиндрических узлов рафинирования, расположенных вокруг общей оси, при этом, по меньшей мере один из цилиндрических узлов рафинирования представляет собой ротор.
703
603
704
604
[0043] Цилиндрические и конические механические рафинеры могут иметь узел ротора (см. , ) и узел статора (, ). Другие дисковые, конические, двухпоточные и цилиндрические рафинеры могут иметь узлы рафинирования, вращающиеся в противоположных направлениях, или несколько узлов рафинирования, обращенных (или вложенных) к противоположным узлам статора. Следует понимать, что сегменты плиты рафинера, выполненные для конического рафинера или цилиндрического рафинера, приспособлены для образования укороченного усеченного конуса или цилиндра при полной сборке на соответствующем узле рафинирования.
Фиг. 6
602,
фиг. 7
602
603
604
600, 600z
603
604
105
фиг. 1
600, 600z
619
669
602
611
603
C
643
647
669
619
605
600, 600z
623
108
фиг. 1
669
669 в
107
фиг. 1
625
130
фиг. 1
610
600
615
610
620
606
600, 600z
686
603, 604
[0044] представляет собой разрез механического рафинера аналогичного механическому рафинеру, изображенному на . Этот частный механический рафинер имеет узел ротора, обращенный к противоположно расположенному узлу статора. Сегменты плиты рафинера крепятся болтами к ротору и статору соответственно. Рафинирующие стороны () противоположных сегментов  плиты рафинера обращены друг к другу, образуя зазор . Подаваемый материал поступает в механический рафинер через входное отверстие . Когда узел  ротора вращается вокруг центральной оси вращения, ступицаи отражатель направляют подаваемый материал в зазор между рафинирующими сторонами  противоположных сегментов плиты рафинера. Разрушающие ножи в секции  разрушающих ножей () разрушают подаваемый материал на более мелкие кусочки перед подачей подаваемого материала секцию  рафинирования (), содержащую ножи  рафинера и канавки (). Изображенный вариант осуществления показывает внутреннюю дугу сегментов плиты рафинера. Внешняя дуга расположена дистально от внутренней дуги вдоль основы . Задняя сторона каждого сегмента плиты рафинера соединяется с опорной конструкцией соответствующего узла рафинирования.
фиг. 6
602,
600
150
602
100
150
[0045] Хотя на  изображен роторно-статорный механический рафинер  ничто в этом раскрытии не должно толковаться как ограничение представленных в качестве примера сегментов плиты рафинера, имеющих представленные в качестве примера выступы  для использования в механическом рафинере  частного типа. Понятно, что сегменты  плиты рафинера, имеющие представленные в качестве примера выступы , как описано в данном документе, могут использоваться в дисковых рафинерах, конических рафинерах, двухпоточных рафинерах, рафинерах, имеющих статор и ротор, рафинерах встречного вращения, рафинерах, имеющих несколько противоположных дисков или конусов, и любом другом механическом рафинере.
703
603
125
фиг. 1
669
фиг. 6
125
135
фиг. 1
135
135
[0046] В типичном механическом рафинере, когда по меньшей мере один из узлов ,  ротора вращается, одна кромка каждого ножа рафинера () имеет тенденцию сталкиваться с подаваемым материалом  () перед копланарной поперечной дистальной кромкой каждого соответствующего ножа  рафинера. Кромка, которая сначала имеет тенденцию первой сталкиваться с подаваемым материалом, известна как «передняя кромка» (). Обозначение передней кромки  зависит от направления вращения. Например, когда направление вращения меняется на противоположное, ранее обозначенная дистальная кромка становится передней кромкой .
703
603
669
669
619
603
135
625
603
604
669
625
625z
669
625
625z
669
669
669
[0047] Типичный узел , ротора вращается в диапазоне от 900 до 2300 оборотов в минуту («об/мин») для рафинирования с высокой консистенцией и для производства МДФ и выполнен с возможностью передачи значительной кинетической энергии подаваемому материалу при перемещении подаваемого материала через зазор  для рафинирования. При рафинировании с низкой консистенцией ротор может вращаться со скоростью от 400 до 1500 об/мин. Когда роторный узел  рафинера вращается, передние кромки  ножей  рафинера на противоположных узлах ,  рафинера последовательно перекрываются и захватывают подаваемый материал  между противоположными ножами ,  рафинера. По мере того, как роторный узел рафинера продолжает вращаться, противоположные ножи срезают подаваемый материал , чтобы вскрыть, разделить и разрезать волокна. Таким образом, последовательно перекрывающиеся ножи ,  сжимают подаваемый материал , тем самым передавая больше энергии подаваемому материалу  и выполняя больше работы с подаваемым материалом .
603
625,
625z
130
фиг. 1
фиг. 6
603
604
669
619
[0048] По мере того как роторный узел  рафинера продолжает вращаться, противоположные ножи будут проходить друг через друга и соседние противоположные канавки (см. , и ) на противоположных узлах , рафинера последовательно выравниваются. Эта стадия расширения последовательно следует за стадией сжатия и позволяет подаваемому материалу  перемещаться радиально наружу по направлению к выходному отверстию зазора  для рафинирования более свободно, чем во время стадии сжатия.
669
619
130
669
669
[0049] Скопление подаваемого материала  в зазоре  для рафинирования и в канавках  создает подушку из волокна. Считается, что последовательные случаи сжатия и расширения в подушке из волокна являются основным местом, где происходит механическое рафинирование. То есть принудительное движение подаваемого материала  к соседнему подаваемому материалу  в подушке из волокна в первую очередь способствует вскрытию, разделению и разрезанию волокон.
669
625
125
125
125z
фиг. 1
130
130
125
125z
669
619
669
619
130
669
619
669
[0050] Со временем примеси, которые могут присутствовать в подаваемом материале , изнашивают ножи ,  рафинера. Поскольку пространство между соседними ножами , () определяет канавки , то канавки  становятся менее глубокими при уменьшении высоты соседних ножей , . Менее глубокие канавки позволяют большему количеству подаваемого материала  накапливаться в зазоре  для рафинирования, тем самым создавая более толстую и плотную подушку из волокна. То есть неглубокие изношенные канавки имеют меньший объем, чем высокие новые канавки. Лигноцеллюлозный подаваемый материал , который мог бы быть перемещен через новые высокие канавки, вместо этого перемещается в зазор  для рафинирования, когда канавки  становятся изношенными и неглубокими. Таким образом, стадия сжатия передает большую кинетическую энергию большему количеству подаваемого материала  в зазоре  для рафинирования, а дополнительный подаваемый материал  обеспечивает большее трение между волокнами. Таким образом, более толстая подушка из волокна поглощает больше энергии, чем более тонкая подушка из волокна, при прочих равных условиях.
669
600
[0051] Избыточная энергия в более толстой подушке из волокна имеет тенденцию к чрезмерному рафинированию подаваемого материала , создавая избыток костры. «Костра» представляет тонкие полоски рафинированного материала, которые нежелательно использовать в конечном продукте. В результате по мере износа сегментов плиты рафинера качество продукта ухудшается, считая, что потребление энергии остается постоянным. В конце концов, износ ножа рафинера становится настолько серьезным, что сегменты  плиты рафинера необходимо будет заменить. Обычно это происходит, когда потребление энергии на единицу произведенного приемлемого волокна становится неприемлемо высоким или когда образование костры становится настолько выраженным, что приемлемый конечный продукт больше не может быть произведен.
например
т. д.
например
602
702
600
700
603
703
604
704
[0052] Слишком высокое содержание костры в конечном продукте может сделать конечный продукт непригодным для использования по назначению. Например, при производстве МДФ, если в древесноволокнистой плите средней плотности будет слишком много костры, плита, скорее всего, не будет иметь требуемых свойств (, прочности, долговечности и ). Следовательно, по мере износа ножей энергия внутри механического рафинера увеличивается без улучшения качества продукта. Другими словами: по мере износа ножей операторы тратят больше энергии на производство волокна низкого качества, что приводит к получению конечного продукта низкого качества (, МДФ), который часто продается по более низким ценам. Для решения этой проблемы операторы периодически отключают механические рафинеры , , чтобы заменить сегменты ,  плиты рафинера, которые содержат узлы , , ,  рафинирования. Это время простоя приводит к дальнейшим производственным потерям.
например
669
619
[0053] Для решения этой проблемы некоторые производители пытались увеличить высоту ножа рафинера. Увеличение высоты ножа рафинера также увеличивает глубину соседних канавок. Однако более высокие ножи рафинера имеют тенденцию ухудшать начальную производительность. Чрезмерно высокие ножи в МДФ и рафинировании с высокой консистенцией (, около 8 мм или выше) могут привести к нестабильной работе, увеличению количества необработанного материала (и могут образовывать больше костры), а также могут усложнить применение нагрузки для рафинирования из-за недостаточного подаваемого материала , удерживаемого в зазоре  для рафинирования. Эти негативные факторы нейтрализуют любое возможное увеличение срока службы до износа. Кроме того, чрезмерно высокие ножи рафинера (относительно ширин ножей рафинера) в МДФ, рафинировании с высокой консистенцией и низкой консистенцией могут увеличить риск поломки ножа рафинера во время работы. Металлические обломки в механическом рафинере могут быстро увеличить износ и деградацию сегмента плиты рафинера.
например
669
669
[0054] В случае рафинеров с низкой консистенцией высокие ножи создают высокий перекачивающий эффект и высокое давление на выходе, что приводит к более высокой энергии для перекачивания и повышенным эксплуатационным расходам. Таким образом, затраты (с точки зрения энергии и капитала) на эксплуатацию новых рафинеров с низкой консистенцией с чрезмерно высокими ножами рафинера (, около 8 мм или выше) превышают стоимость, которую можно получить из подаваемого материала , который был переработан через такой рафинер с низкой консистенцией. Эти затраты нейтрализуют любое увеличение срока службы сегмента плиты рафинера. По мере износа ножей энергия для перекачивания достигает конкурентоспособных по стоимости значений. Когда высота ножей становится слишком низкой, рафинер не будет способен обработать поток и требования к перекачиванию, что приводит к дополнительному количеству необработанного подаваемого материала . Таким образом, рафинеры с низкой консистенцией имеют узкий диапазон высот ножей, при котором может происходить эффективное рафинирование. Это отрицательно сказывается на полезном сроке службы сегментов плиты рафинера с низкой консистенцией.
т. е.
[0055] Представленные в качестве примера варианты осуществления в соответствии с этим раскрытием допускают более широкий диапазон высот ножей рафинера ( ножи рафинера имеют большее время до износа) без возникновения дополнительных проблем, связанных с более высоким потреблением энергии и/или плохим качеством продукта. Проблема повышенного энергопотребления в механических рафинерах в течение срока службы механического рафинера смягчается за счет использования представленного в качестве примера сегмента плиты рафинера, содержащего рафинирующую сторону и заднюю сторону, дистально расположенную от рафинирующей стороны, ножи рафинера, соединенные с основой рафинирующей стороны, при этом ножи рафинера имеют высоту ножа рафинера, и при этом соседние ножи рафинера и основа образуют канавки между соседними ножами, и выступы, расположенные в канавках, при этом выступы имеют высоту выступа, при этом высота выступа составляет 25% или менее от высоты ножа рафинера, и при этом выступы выполнены с возможностью износа с течением времени.
фиг. 1
105
100
150
120
130
100
110
115
112
C
602
100
113
116
113
116
110
115
112
120
110
115
113
116
[0056] На изображена рафинирующая сторона  представленного в качестве примера сегмента плиты рафинера, имеющего представленные в качестве примера выступы , расположенные на основе  внутри канавок . Сегмент  плиты рафинера имеет изогнутую внутреннюю дугу , расположенную радиально внутрь от изогнутой внешней дуги , измеренной вдоль радиальной линии , проходящей от центра вращения  плиты рафинера, при установке в механическом рафинере . Сегмент  плиты рафинера дополнительно содержит первый конец , дистально расположенный от второго конца . Первый конец  и второй конец проходят от внутренней дуги к внешней дуге вдоль радиальной линии (см. ). Основа проходит между внутренней дугой , внешней дугой , первым концом  и вторым концом .
100
113
100
116
100
фиг. 7
100
110
115
100
738
603
604
[0057] Изображенный сегмент  плиты рафинера представляет собой сегмент плиты рафинера для дискового рафинера. Следует понимать, что представленные в качестве примера сегменты плиты рафинера могут использоваться во всех типах механических рафинеров, в частности, в конических рафинерах и цилиндрических рафинерах. Кроме того, представленные в качестве примера сегменты плиты рафинера, описанные в данном документе более подробно, могут быть выполнены для всех применений термомеханического рафинирования, включая рафинирование с высокой консистенцией, рафинирование с низкой консистенцией и при производстве древесноволокнистых плит средней плотности. При работе первый конец  сегмента  плиты рафинера упирается во второй конец соседнего сегмента плиты рафинера (см. ) до тех пор, пока узел соседних сегментов  плиты рафинера не образует кольцевой диск, в результате чего выровненные изогнутые внутренние дуги  образуют внутреннюю окружность диска, а выровненные изогнутые внешние дуги образуют внешнюю окружность диска. Каждый сегмент  плиты рафинера прикреплен к опорной конструкции  на роторе  или статоре .
123
125
120
105
125z
125zz
120
130
125z
125zz
125
130
107
125
130
фиг. 1
123z
123zz
120
127
108
108
100
127
123
107
100
125
130
107
108
150
108
123z
123zz
например
[0058] Разрушающие ножи  и ножи  рафинера соединяются с основой  на рафинирующей стороне . Соседние ножи рафинера (см., например,  и ) и основа образуют канавки между соседними ножами и рафинера, тем самым образуя рисунок ножей  рафинера и канавок по всей секции рафинирования (, область рисунка ножей рафинера и канавок , обозначенная пунктирной линией на ). Аналогично, соседние разрушающие ножи (см., например,  и ) и основа  образуют разрушающие канавки  вдоль секции  разрушающих ножей. Секция  разрушающих ножей определяется областью сегмента  плиты рафинера, занятой разрушающими канавками  и разрушающими ножами , тогда как секция  рафинирования определяется областью сегмента  плиты рафинера, содержащего рисунок из ножей  рафинера и канавок . Секция  рафинирования расположена радиально наружу от секции  разрушающих ножей. В представленном в качестве примера варианте осуществления выступы  расположены в секции  разрушающих ножей между соседними разрушающими ножами  и .
169
619
фиг. 6
123
110
169
169
107
107
107
169
[0059] Когда подаваемый материал  приближается к зазору для рафинирования (), разрушающие ножи , расположенные на внутренней дуге  кольцевой или конической плиты или рядом с ней, разрушают входящий подаваемый материал  на более мелкие кусочки до того, как подаваемый материал  столкнется с секцией  рафинирования. Подушка из волокна образуется между секциями  рафинирования на противоположных плитах. Следовательно, секция  рафинирования и подушка из волокна являются местом, в котором подаваемый материал  подвергается воздействию, вскрывается и разрезается на волокна.
125
130
фиг. 1
100
125
130
100
140
145
125
140
Н
фиг. 2
145
sh
фиг. 3
Н
sh
Н
145
т.е.
[0060] Рисунок ножей  рафинера и канавок , изображенный на , включен для целей представления в качестве примера. Следует понимать, что сегменты  плиты рафинера, имеющие разные рисунки или конфигурации ножей  рафинера и канавок , считаются входящими в объем этого раскрытия. Сегменты  плиты рафинера могут иметь перемычки , , расположенные между соседними ножами  рафинера. В изображенном варианте осуществления некоторые из перемычек представляют собой полностью перекрывающие перемычки , которые имеют ту же высоту, что и высота ножа рафинера (), в то время как некоторые другие перемычки являются частично перекрывающими перемычками . Высота  частично перекрывающей перемычки () обычно составляет 30% - 90% высоты ножа рафинера (глубины канавки). Например, в МДФ и применениях высокой консистенции, высота  частично перекрывающей перемычки обычно составляет от 30% до 50% высоты  ножа рафинера. Кроме того, проектировщики обычно включают частично перекрывающие перемычки  для структурного усиления ножей.
140
130
169
619
140
145
130
150
140
145
150
130
фиг. 3
150
250
257
фиг. 2
258
фиг. 2
150
120
130
125
[0061] Полностью перекрывающие перемычки  блокируют канавки  и предназначены для направления подаваемого материала  в зазор  для рафинирования. Перемычки ,  размещаются в канавках  не так часто по сравнению с выступами . Некоторые представленные в качестве примера плиты рафинера имеют выступы в комбинации только с полностью перекрывающими перемычками или выступы в комбинации только с частично перекрывающими перемычками. Другие представленные в качестве примера сегменты плиты рафинера не имеют перемычек. Кроме того, перемычка ,  имеет большую площадь сечения, чем выступ , расположенный в той же канавке  (см. ). В представленном в качестве примера варианте осуществления выступ , может иметь около 1 миллиметра («мм») в длину в верхней части () и не более 3 мм в длину в основании  (), где выступ присоединяется к основе канавки . В представленном в качестве примера варианте осуществления ножи  рафинера могут иметь начальную высоту 12 мм, а выступы могут иметь высоту 2 мм.
125
125
140
145
125
140
145,
125
[0062] В других представленных в качестве примера вариантах осуществления ножи  рафинера имеют начальную высоту от 12 мм до 15 мм или любую высоту между ними, а выступы имеют начальную высоту от 2 мм до 3 мм и любую высоту между ними. В других представленных в качестве примера вариантах осуществления ножи  рафинера являются выше чем 15 мм. В еще других представленных в качестве примера вариантах осуществления выступы могут иметь большую высоту, когда высота, необходимая для функциональных конструкций, мала. Например, в рафинерах с низкой консистенцией высота ножа рафинера для целей перекачивания и течения может составлять 4 мм - 6 мм. В таких сегментах плиты рафинера с низкой консистенцией начальная высота ножа рафинера составляет 12 мм - 16 мм, а начальная высота выступа составляет 4 мм - 6 мм. Предпочтительно такое расположение в сегментах плиты рафинера с низкой консистенцией имеет тонкие выступы (по сравнению с любыми сопоставимыми перемычками , ), изготовленные из более мягкого материала, чем ножи  рафинера, или являющиеся как более тонкими, чем перемычки ,  и изготовленные из более мягкого материала, чем ножи  рафинера.
145
387
фиг. 3)
398
фиг. 3
145
120
130
397
фиг. 3
338
фиг. 3
145
125
130
169
619
150
150
125
226
фиг. 2
228
[0063] Для сравнения, частично перекрывающие перемычки могут быть 1 мм - 3 мм в длину в верхней части частично перекрывающей перемычки ( и 6 мм - 10 мм в основании частично перекрывающей перемычки (), где частично перекрывающая перемычка соединяется с основой  канавок . Полностью перекрывающие перемычки могут быть 1 мм - 4 мм в длину в верхней части полностью перекрывающей перемычки () и 6 мм - 15 мм в длину в основании полностью перекрывающей перемычки (). Функция частично перекрывающих перемычек  состоит в том, чтобы усилить сегмент плиты рафинера рисунка ножей  рафинера и канавок  от риска разрушения и отклонить подаваемый материал  по направлению к зазору  для рафинирования между ротором и статором. Функция выступов , напротив, состоит в том, чтобы сделать глубокую канавку похожей на менее глубокую канавку, позволяя указанным выступам  изнашиваться вместе с ножами  рафинера и, таким образом, поддерживать более постоянную эффективную глубину канавки  (), поскольку верхняя часть  ножа рафинера изнашивается в процессе эксплуатации.
фиг. 1
150
130
258
150
120
582
фиг. 5
150
121
125z
581
фиг. 5)
150
124
125zz
150
l
фиг. 2
W
359
фиг. 3
250
h
фиг. 2
l
125z
фиг. 4
фиг. 5
150
h
Н
l
L
h
Н
h
Н
h
Н
130
150
100
150
130
130
107
150
130
100
150
то есть
т. е.
[0064] На  дополнительно изображено несколько выступов , расположенных внутри канавок . Основание  каждого выступа  соединяется с основой . Первая сторона  () выступа соединяется с передней поверхностью соседнего ножа рафинера, а вторая сторона  ( выступа соединяется с задней поверхностью другого соседнего ножа  рафинера. Выступы  характеризуются тем, что они тонкие ( имеют небольшую длину  выступа, ) относительно ширины ножа рафинера в основании ножа рафинера (). Выступы также характеризуются малым поперечным сечением ( имеют небольшую высоту выступа () и длину  выступа) по сравнению с номинальными размерами соседнего ножа рафинера (см.  и  для более подробной информации). Выступы имеют высоту выступа, которая составляет не более чем 25% от высоты ножа рафинера. В некоторых представленных в качестве примера вариантах осуществления длина выступа составляет не более чем 10% от длины  ножа рафинера. В применениях рафинирования, включая, например, применения с низкой и высокой консистенцией, а также МДФ, высота выступа составляет предпочтительно менее чем 30% от высоты  ножа рафинера. В других представленных в качестве примера вариантах осуществления высота выступа составляет предпочтительно менее чем 25% от высоты ножа рафинера. Высота выступа составляет около 20% от высоты ножа рафинера в других представленных в качестве примера вариантах осуществления. В канавке  могут быть расположены несколько выступов . В других представленных в качестве примера вариантах осуществления сегмент  плиты рафинера может иметь по меньшей мере один выступ , расположенный внутри канавки . В еще других представленных в качестве примера вариантах осуществления в каждой канавке  на секции  рафинирования могут быть расположены несколько выступов . В других представленных в качестве примера вариантах осуществления большая часть канавок  на сегменте  плиты рафинера содержит несколько выступов .
150
130
582
фиг. 5)
121
125z
581
фиг. 5
124
125zz
582
581
121
124
125z
125zz
582
581
121
124
150
163
463
фиг. 4
150
145
[0065] Предпочтительно, несколько выступов расположены внутри канавки таким образом, чтобы первая сторона выступа ( соединялась с передней поверхностью соседнего ножа рафинера, а вторая сторона выступа () соединялась с задней поверхностью другого соседнего ножа  рафинера. Однако в других представленных в качестве примера вариантах осуществления стороны ,  выступа не должны соединяться с передней поверхностью  или задней поверхностью  соседних ножей ,  рафинера. В других представленных в качестве примера вариантах осуществления только одна сторона  или  соединяется с поверхностью  или  ножа рафинера. Указанные несколько выступов  расположены с интервалами . Интервалы  () могут быть равными интервалами или неравными интервалами. В представленном в качестве примера варианте осуществления выступы могут быть расположены через каждые 6 мм - 25 мм, а предпочтительно через каждые 10 мм. Для сравнения, частично перекрывающие перемычки , как правило, отстоят друг от друга через каждые 25-50 мм.
150
130
130
273
фиг. 2
169
257
фиг. 2
150,
120
фиг. 2
273
226
100
Н
226
Н
257
226
Н
150
130
463
150
130
463
169
702
602
[0066] Не ограничиваясь теорией, считается, что размещение выступов  через равные интервалы внутри канавки  каждые 6 мм - 25 мм может вести себя так же эффективно, как поднятие нижней части канавки с образованием нижней части вторичной канавки  (). То есть большая часть подаваемого материала может течь через верхнюю часть  () выступов не контактируя с основой . Как более подробно обсуждается со ссылкой на , предполагается, что приподнятая нижняя часть  вторичной канавки создает эффективную глубину канавки, которая остается в диапазоне допустимых глубин канавки на протяжении всего срока службы сегмента  плиты рафинера. Кроме того, в случаях, когда износ является чрезмерным, эффективная потеря высоты ножа рафинера (и, следовательно, изменение эффективной глубины  канавки) будет меньше, чем фактическая потеря высоты ножа рафинера. Например, если изнашиваются верхние части ножа в два раза быстрее, чем верхние части  выступов, эффективная потеря высоты ножа и, следовательно, изменение эффективной глубины канавки будет только половиной фактических потерь высоты ножа рафинера, тем самым позволяя представленным в качестве примера вариантам осуществления поддерживать более равномерную производительность, или более медленное снижение в течение срока службы плиты. В некоторых представленных в качестве примера вариантах осуществления выступы могут быть расположены внутри канавок с интервалами каждые 15 мм - 20 мм. В других представленных в качестве примера вариантах осуществления выступы могут быть расположены внутри канавок с интервалами каждые 12 мм - 15 мм в зависимости от подаваемого материала , подаваемого через механический рафинер , .
фиг. 1
150
150
125z
125zz
150
L
фиг. 3
325z
фиг. 3
325z
фиг. 1
150
125z
125zz
150
125z
125zz
150
125z
125zz
[0067] На  выступы в целом имеют форму прямоугольника или прямоугольной призмы, в частности неправильной прямоугольной призмы. Выступы  проходят в целом ортогонально между соседними ножами  и  рафинера. В других представленных в качестве примера вариантах осуществления выступы могут быть расположены под острым углом по отношению к длине () соседнего ножа рафинера () или под тупым углом по отношению к соседнему ножу  рафинера. На  также показаны выступы , соединяющие каждый соседний нож  и  рафинера. В других представленных в качестве примера вариантах осуществления представленный в качестве примера выступ  может соединять один соседний нож  рафинера, но не противоположный соседний нож  рафинера. В еще других представленных в качестве примера вариантах осуществления представленный в качестве примера выступ  не соединяется ни с соседним ножом , ни с соседним ножом  рафинера.
150
150
125
[0068] Следует понимать, что выступы  могут быть выполнены в различных формах, обеспечивающих, чтобы выступы  были выполнены с возможностью изнашивания с течением времени, предпочтительно с равной или меньшей скоростью, чем ножи  рафинера. Этот износ может быть вызван воздействием примесей в подаваемом материале. Неисчерпывающий список представленных в качестве примера форм ограничителя потока включает в себя: прямоугольник, прямоугольную призму, сегмент прямоугольной призмы, треугольную призму, сегмент треугольный призмы, призму, у которой количество сторон, подвергающихся воздействию подаваемого материала, равно четырем или более, или ее сегмент, многогранник, сегмент многогранника, треугольную пирамиду, сегмент треугольной пирамиды, четырехугольную пирамиду, сегмент четырехугольной пирамиды, пирамиду, имеющую пять или большее количество граней, подвергающихся воздействию подаваемого материала, или ее сегмент, усеченную пирамиду, сегмент усеченной пирамиды, сферический купол, сегмент сферического купола, сфероидный купол, сегмент сфероидного купола, параболическую призму, сегмент параболической призмы, усеченную параболическую призму, сегмент усеченной параболической призмы, конус, сегмент конуса, сфероидный конус, сегмент сфероидного конуса, эллиптический конус, сегмент эллиптического конуса, усеченный конус, капсулу, цилиндрический сегмент, эллипсоидный усеченный конус, сегмент эллипсоидного усеченного конуса, цилиндр, сегмент цилиндра, эллиптический цилиндр, сегмент эллиптического цилиндра, сферу, сегмент сферы, сфероид, сегмент сфероида или комбинации или перестановки любых из вышеперечисленных форм.
150
125
125
150
[0069] В представленном в качестве примера варианте осуществления выступы  изнашиваются, по существу, с той же скоростью, что и ножи  рафинера. В других представленных в качестве примера вариантах осуществления ножи  рафинера изнашиваются быстрее, чем выступы .
150
100
150
150
120
150
130
150
150
150
120
150
125z
125zz
150
125z
125zz
[0070] Выступы  могут быть отлиты вместе с сегментом  плиты рафинера. В других представленных в качестве примера вариантах осуществления выступы  могут быть механически обработаны из литых выступов. В других представленных в качестве примера вариантах осуществления производители могут механически обрабатывать выступы  из литой основы канавки (см. ). В других вариантах осуществления производители могут использовать методы аддитивного производства, такие как сварка или трехмерная (3D) печать, для добавления выступов  внутри канавок . В еще других представленных в качестве примера вариантах осуществления производители могут отливать представленный в качестве примера сегмент плиты рафинера, имея выступы , расположенные в литейной форме, перед тем, как производители заливают расплавленный металл в литейную форму. Затем расплавленный металл для литья может сплавиться с выступами , вставленными в литейную форму. В еще других представленных в качестве примера методах изготовления производители могут приклеивать выступы  к основе . В других представленных в качестве примера вариантах осуществления производители могут впрессовывать или забивать отдельные выступы  в канавку между соседними ножами ,  рафинера таким образом, что выступ  эффективно надежно заклинивается между соседними ножами ,  рафинера.
100
150
125
125
120
125
130
150
125
фиг. 12A-12C
100
150
130
150
125z
125zz
[0071] В других представленных в качестве примера способах производства представленный в качестве примера сегмент  плиты рафинера может быть изготовлен из металлических листов и ножей. В таких способах выступы  могут проходить из ножей  рафинера, и производители могут приклеивать, сплавлять или иным образом прикреплять ножи  рафинера к основе , чтобы образовать рисунок из чередующихся ножей  рафинера и канавок . При других способах изготовления производитель может добавлять выступы отдельно к ножам рафинера (см. ). В других представленных в качестве примера способах производства представленный в качестве примера сегмент  плиты рафинера может иметь выступы , вырезанные лазером в канавках . Другие способы закрепления или создания выступов  между соседними ножами ,  рафинера считаются входящими в объем этого раскрытия.
150
125
150
125
150
[0072] В некоторых представленных в качестве примера вариантах осуществления выступы  могут быть изготовлены из того же материала, что и ножи  рафинера. В других представленных в качестве примера вариантах осуществления выступы  содержат материал, отличный от материала ножей  рафинера. В некоторых представленных в качестве примера вариантах осуществления выступы  содержат материал, выбранный из группы, состоящей из: алюминия, меди, латуни, стали, пластика, дерева и эпоксидной смолы.
Фиг. 2
100
A-A
фиг. 1
205
206
100
фиг. 1-2
250
250
267
Ɵ
220
Ɵ
267
220
h
H
Ɵ
267
269
230
257
250
341
фиг. 3
sh, fh
140, 145
H
269
230
619
[0073] представляет собой разрез сегмента плиты рафинерапо линии на . Рафинирующая сторона расположена напротив задней стороны сегмента плиты рафинера. На изображены выступы , имеющие форму неправильной прямоугольной призмы. Каждый выступ имеет переднюю поверхность выступа, расположенную под углом  относительно основы . Угол между передней поверхностью выступа и основой предпочтительно является тупым. Короткая высота  выступа (по сравнению с высотой  ножа рафинера) и тупой угол  передней поверхности  выступа направляют подаваемый материал , остающийся в канавке  поверх верхней части выступа . Напротив, передняя поверхность () и высота  перемычек  достаточно высоки (по сравнению с высотой  ножа рафинера), чтобы направлять подаваемый материал из канавки в зазор  для рафинирования.
257
250
228
225
226
263
269
250
257
250
269
257
250
273
220
[0074] Не ограничиваясь теорией, заявитель полагает, что расстояние между верхней частью  выступа  и верхней частью  соседнего ножа  рафинера образует эффективную глубину  канавки. Интервалы  выступов желательно являются достаточно малыми, чтобы позволить подаваемому материалу  течь над выступами  при нормальных рабочих условиях. Таким образом, верхние части  нескольких выступов  и скорость, с которой подаваемый материал  проходит через верхние части  нескольких выступов , могут функционировать как нижняя часть  вторичной канавки, расположенная над основой  канавки.
228
225
257
250
225
330
фиг. 3
GWz
фиг. 3
Δ
321
324
фиг. 3
320
GW
фиг. 3
GWz
GW
225
250
Н
h
226
226
100
GWz
[0075] Со временем верхняя часть  ножей  рафинера и верхняя часть  выступов  изнашиваются. Скорость износа может варьироваться в зависимости от типа рафинирования, а также типа и качества рафинируемого материала. По мере износа ножей  рафинера соседние канавки  () становятся более узкими  (), из-за угла  наклона, при котором поверхности ,  ножа рафинера () соединяются с основой . Другими словами, ширина канавки () в верхней части канавки является шире, чем ширина канавки ниже ширины  верхней части канавки. В вариантах осуществления, в которых ножи  рафинера и выступы  изнашиваются по существу с одинаковой скоростью, высота ножа рафинера и высота выступа уменьшаются со временем; но эффективная глубина  канавки остается по существу постоянной. По существу постоянная эффективная глубина  канавки может продлить срок службы сегмента  плиты рафинера, даже если ширина  канавки сужается.
100
300
фиг. 1
3
100
300
120
320
Н
h
226
250
225
то есть
то есть
[0076] Следует отметить, что сегменты и плиты рафинера, изображенные на и , соответственно, представляют собой сегменты , плиты рафинера, которые были отлиты из формы. Можно создать квадратные канавки ( канавки, которые имеют объем правильной прямоугольной призмы) с помощью изготовленных плит (в которых изготавливают ножи, прикрепленные к основе ,  сегмента плиты рафинера) или из сегментов плиты рафинера, отлитых с помощью форм, созданных из процесса аддитивного производства (, 3D печать). В представленных в качестве примера вариантах осуществления, в которых канавки не имеют объема трапециевидной призмы, высота  ножа рафинера и высота  выступа со временем все же уменьшаются; но эффективная глубина  канавки может изменяться в зависимости от соответствующих скоростей износа выступов  и соседних ножей  рафинера.
250
230
263
250
h
H
603
604
130
226
Н
h
226
226
220
230
[0077] Таким образом, выступы , расположенные в канавке  с интервалами , в которой выступы  имеют высоту  выступа, которая составляет 25% или меньше от высоты  соседнего стержня, смягчают проблему наличия более толстой и плотной подушки из волокна между противоположными узлами рафинера (см. , ) из-за канавок , которые со временем становятся менее глубокими. Не ограничиваясь теорией, эффективная глубина  канавки функционирует аналогично традиционной канавке той же глубины и, следовательно, позволяет поддерживать желаемую толщину подушки из волокна в течение более длительных периодов времени. Поскольку разница в высоте  ножа рафинера и высоте  выступа определяет эффективную глубину  канавки, то эффективная глубина  канавки с течением времени перемещается ближе к основе , продолжая выполнять функцию канавки .
225
250
226
H
[0078] В вариантах осуществления, в которых ножи  рафинера изнашиваются с большей скоростью, чем выступы , потеря эффективной глубины  канавки составляет часть потери фактической высоты  ножа рафинера, тем самым замедляя снижение производительности сегмента плиты рафинера.
Фиг. 3
307
300
325
330
325
321, 324
320
330.
330
350
363
100
R
321
325
369
324
324
325
[0079] представляет собой увеличенный вид в перспективе части секции  рафинирования представленного в качестве примера сегмента плиты рафинера, содержащего ножи  рафинера и соседние канавки , расположенные между ножами рафинера. Поверхности  ножа рафинера и основа определяют канавки  Одна или большее количество канавок содержат несколько выступов , расположенных с интервалами . Сегмент плиты рафинера (см. ) вращается в направлении . Передняя поверхность ножей  рафинера имеет тенденцию контактировать с подаваемым материалом  до задних поверхностей . Каждая задняя поверхность расположена на противоположной стороне ножа рафинера.
фиг. 3
351
361
371
368, 368z
368zz
350
358
320
358
w
l
351
350
[0080] На показан объем выступа, объем  частично перекрывающей перемычки и объем  полностью перекрывающей перемычки, относительно номинальных объемов  и ножа соответственно. Каждый выступ имеет основание , соединенное с основой . Основание  выступа содержит ширину  выступа, умноженную на длину выступа. Формула для определения объема выступа изменяется в зависимости от трехмерной формы выступа .
368
325z
325zz
Lz
l
350
359
358
l
W
Lz
359
Lz
l
l
358
357
350
l
350
Lz
368
l
350
110
115
[0081] Номинальный объем  ножа представляет собой объем соседнего ножа ,  рафинера, который имеет общую длину , равную самой длинной длине  выступа . Аналогичным образом, номинальное основание  ножа проходит вместе с соседним основанием  выступа вдоль самой длинной длины  выступа. Ширина ножа рафинера, умноженная на совместно проходящую длину определяет номинальное основание  ножа рафинера. Совместно проходящая длина , проходит на такую же длину, как длина  выступа. В изображенном варианте осуществления длина  выступа в основании  выступа больше, чем длина в верней части  выступа . Следует понимать, что в вариантах осуществления, в которых длина  выступа  является неоднородной, совместно проходящая длина  номинального объема  ножа измеряется от самой длинной длины  выступа , образующей часть выступа, расположенную ближе всего к внутренней дуге , до части выступа, расположенной ближе всего к внешней дуге .
368
325
Δ
321
320
Δ
324
320
325
351
W
359
Wz
328
325
Lz
325
l
H
325
350
350
368
[0082] Номинальный объем  ножа рафинера изменяется в зависимости от трехмерной формы ножа  рафинера. В изображенном варианте осуществления угол  наклона между передней поверхностью  и основой  и угол  наклона между задней поверхностью  и основой  определяют нож  рафинера как трапециевидную призму. Следовательно, формула ½(W+(Wz))(Lz)H обеспечивает номинальный объем  ножа в изображенном варианте осуществления. Где  представляет собой ширину ножа рафинера в номинальном основании  ножа рафинера,  представляет собой ширину ножа рафинера в верхней части  ножа  рафинера,  представляет собой длину, которая для номинального ножа  является общей с длиной  соседнего выступа, и  представляет собой высоту части номинального ножа , примыкающей к выступу . Представленные в качестве примера выступы  имеют объем, который составляет менее чем 40% от номинального объема  ножа.
350
368
351
368
100
350
325
350
368
H
350
326
[0083] В других представленных в качестве примера вариантах осуществления, выступы  могут иметь объем, который составляет более чем 0%, но менее чем 25% от номинального объема  ножа. Предполагается, что отношение объема  выступа к номинальному объему  ножа будет оставаться в пределах раскрытого диапазона на протяжении всего срока службы сегмента  плиты рафинера из-за скоростей, с которыми изнашиваются выступы  и ножи  рафинера. Не ограничиваясь теорией, считается, что представленный в качестве примера выступ , имеющий объем, который составляет менее чем 40% от номинального объема  ножа, и имеющий высоту, которая составляет 30% или меньше от высоты  соседнего ножа рафинера, будет позволять выступу  создавать эффективную глубину  канавки, которая будет работать в пределах погрешности для достижения желаемой производительности рафинера и качества продукции.
фиг. 3
345
348
320
348
sl
sw
361
345
Lz
sl
110
115
[0084] На дополнительно изображена частично перекрывающая перемычка , имеющая основание частично перекрывающей перемычки, соединенное с основой . Основание  частично перекрывающей перемычки содержит длину частично перекрывающей перемычки и ширину частично перекрывающей перемычки. Объем  частично перекрывающей перемычки изменяется в зависимости от трехмерной формы частично перекрывающей перемычки . Номинальная совместно проходящая длина ножа проходит на ту же величину, что и самая длинная длина  частично перекрывающей перемычки, измеренная от части частично перекрывающей перемычки, расположенной ближе всего к внутренней дуге , до части частично перекрывающей перемычки, расположенной ближе всего к внешней дуге .
340
338
320
338
fl
fw
371
340
Lz
fl
110
115
[0085] Полностью перекрывающая перемычка имеет основание  полностью перекрывающей перемычки, соединенное с основой . Основание  полностью перекрывающей перемычки содержит длину  полностью перекрывающей перемычки и ширину  полностью перекрывающей перемычки. Объем  полностью перекрывающей перемычки изменяется в зависимости от трехмерной формы полностью перекрывающей перемычки . Номинальная совместно проходящая длина  ножа проходит на ту же величину, что и самая длинная длина  полностью перекрывающей перемычки, измеренная от части полностью перекрывающей перемычки, расположенной ближе всего к внутренней дуге , до части полностью перекрывающей перемычки, расположенной ближе всего к внешней дуге .
345
361
368z
340
371
368”
[0086] В отличие от представленных в качестве примеров выступов, частично перекрывающие перемычки  имеют объем  частично перекрывающей перемычки, который составляет 40% и 60% от номинального объема  ножа. Точно так же полностью перекрывающая перемычка  имеет объем  полностью перекрывающей перемычки, который составляет от 60% до 100% от номинального объема  ножа.
Фиг. 4
407
400
430
472
450
фиг. 4
469
410
450
415
472
450
546
фиг. 5
425, 525
472
450
474, 476
445
440
472
474
476
546
450
445
440
425, 525
[0087] представляет собой схематическое изображение секции  рафинирования представленного в качестве примера сегмента  плиты рафинера, разрезанной пополам вдоль длины канавки , чтобы показать площади продольного сечения представленных в качестве примера выступов . На  показан общий путь подаваемого материала , текущего из места рядом с внутренней дугой через выступы  по направлению к внешней дуге . Изображенные площади продольного сечения выступов можно сравнить с площадями  поперечного сечения () соседнего номинального ножа . Изображенная площадь  продольного сечения представляет собой самую толстую часть выступа . Аналогичным образом, изображенные площади  продольного сечения перемычек представляют собой наиболее толстую часть частично перекрывающей перемычки и полностью перекрывающей перемычки соответственно. Формула для определения площади продольного сечения выступа, площади  продольного сечения частично перекрывающей перемычки, площади  продольного сечения полностью перекрывающей перемычки и площади  поперечного сечения ножа рафинера будет изменяться в зависимости от формы продольного сечения выступов , частично перекрывающих перемычек , полностью перекрывающих перемычек  и формы поперечного сечения соседнего номинального ножа соответственно.
450a
467
469
457
450
450a
l,
h
742
450
фиг. 4
472
l
450
h
450
т. е.
[0088] Например, выступ  имеет изогнутую переднюю поверхность  выступа, выполненную с возможностью направления подаваемого материала  через верхнюю часть  каждого выступа . Площадь сечения выступа  может быть вычислена путем добавления площади квадратного компонента ( длины  умноженной на высоту ) к оставшейся площади. В качестве другого примера площадь сечения других выступов , изображенных на , может быть вычислена с помощью формулы A=½lh+lh, где A представляет собой площадь  сечения, l представляет собой длину основания выступа , а представляет собой высоту выступа .
425
525
425
525
546
525
546
W
525
359
Wz
525
528
525
H
525
525
550
[0089] В изображенных вариантах осуществления ножи ,  рафинера имеют в целом трапециевидную форму. Однако следует понимать, что ножи ,  рафинера могут иметь ряд возможных форм. Площадь  поперечного сечения трапециевидного ножа  рафинера может быть вычислена с помощью формулы A=½(W+Wz)H, где A представляет собой площадь  поперечного сечения,  представляет собой ширину ножа  рафинера в основании  ножа рафинера,  представляет собой ширину ножа  рафинера в верхней части  ножа  рафинера, а  представляет собой высоту ножа  рафинера. Номинальный нож  рафинера примыкает к выступу .
472
546
450
472
425z
546
445
474
546
425
525
445
474
440
476
546
425
525
476
2
2
2
то есть
[0090] В представленном в качестве примера варианте осуществления площадь  продольного сечения выступа составляет не более чем 20% от площади  поперечного сечения соседнего ножа рафинера. Например, типичный выступ может иметь площадь  продольного сечения, составляющую 3-4 мм, в то время как соседний нож рафинера обычно имеет площадь  поперечного сечения, составляющую 30-50 мм. В качестве сравнения, частично перекрывающая перемычка обычно имеет площадь  продольного сечения, составляющую как минимум 12-25 мм ( от 24% до 83% от площади поперечного сечения типичного ножа ,  рафинера). Однако частично перекрывающие перемычки  обычно имеют еще большую площадь  продольного сечения. Аналогичным образом, полностью перекрывающие перемычки  имеют площадь  продольного сечения, которая составляет 60% - 100% от площади  поперечного сечения соседнего ножа ,  рафинера, в зависимости от формы площади  продольного сечения полностью перекрывающей перемычки.
Фиг. 5
507
500
525
520
530
525z, 525zz
550
530
562, 544, 542
546
507
L
L
фиг. 5
562
544
542
546
550
545
540
525
[0091] представляет собой схематическое изображение поперечного сечения секции рафинирования представленного в качестве примера сегмента плиты рафинера, содержащего ножи  рафинера, расположенные на основе , и канавки , расположенные между соседними ножами (см. ) рафинера, при этом выступы  располагаются внутри таких канавок . Площадь  и поперечного сечения измеряется от плоскости, пересекающей секцию  рафинирования, перпендикулярно длине ножа рафинера. То есть указанная плоскость ортогональна длине ножа рафинера. На  показаны различия в площади  поперечного сечения выступа, площади поперечного сечения частично перекрывающей перемычки и площади  сечения полностью перекрывающей перемычки относительно площади поперечного сечения соседнего ножа рафинера, как измерено вдоль самой толстой части соответствующего выступа , частично перекрывающей перемычки , полностью перекрывающей перемычки  и ножа рафинера.
562
544
542
546
550
545
540
525
562
544
542
546
472
546
550
472
525z
546
545
544
562
525
545
544
540
546
562
525z
2
2
2
то есть
[0092] Площадь  поперечного сечения выступа, площадь  поперечного сечения частично перекрывающей перемычки, площадь  поперечного сечения полностью перекрывающей перемычки и площадь  поперечного сечения ножа рафинера будет изменяться в зависимости от формы выступа , частично перекрывающей перемычки , полностью перекрывающей перемычки  и ножа рафинера  соответственно. В изображенном варианте осуществления площади , ,  и  поперечного сечения представляют собой трапеции. Соответственно, площадь поперечного сечения определяется по формуле: ½(w+(wz))h. В представленном в качестве примера варианте осуществления площадь  продольного сечения выступа составляет не более чем 20% от площади  поперечного сечения соседнего ножа рафинера. Например, типичный выступ может иметь площадь  продольного сечения, составляющую 3-5 мм, в то время как соседний нож рафинера обычно имеет площадь  поперечного сечения, составляющую 20-50 мм. В качестве сравнения, частично перекрывающая перемычка обычно имеет минимальную площадь  поперечного сечения, составляющую 10 мм ( от 20% до 67% от площади поперечного сечения типичного ножа  рафинера). Однако частично перекрывающие перемычки  обычно имеют еще большую площадь  поперечного сечения. Аналогичным образом, полностью перекрывающие перемычки  имеют площадь  поперечного сечения, которая обычно равна или даже больше чем площадь  поперечного сечения соседнего ножа  рафинера.
472
550
546
525z
472
550
546
525z
562
550
546
525z
562
550
546
525z
[0093] В других представленных в качестве примера вариантах осуществления площадь  продольного сечения выступа  составляет не более чем 15% от площади  поперечного сечения соответствующего соседнего ножа  рафинера. В других представленных в качестве примера вариантах осуществления площадь  продольного сечения выступа  составляет не более чем 15% от площади  поперечного сечения соответствующего соседнего ножа  рафинера. В еще другом представленном в качестве примера варианте осуществления площадь  поперечного сечения выступа  составляет не более чем 10% от площади  поперечного сечения соответствующего соседнего ножа  рафинера. В другом представленном в качестве примера варианте осуществления площадь  поперечного сечения выступа  составляет не более чем 15% от площади  поперечного сечения соответствующего соседнего ножа  рафинера.
фиг. 8-10
850, 950, 1050
850
850b, 850c, 850d
800
850b, 850c, 850d
[0094] На показаны представленные в качестве примера варианты осуществления, в которых выступы  представляют собой тип выступа , который также может называться «ограничителем потока». Представленные в качестве примера ограничители потока могут быть использованы в сегменте  плиты рафинера любого типа; однако предполагается, что ограничители  потока могут быть в частности полезны при рафинировании с низкой консистенцией.
869
869
702
869
[0095] При рафинировании с низкой консистенцией операторы обычно значительно разбавляют подаваемый материал  перед перекачиванием подаваемого материала  в механический рафинер (см. ). Например, подаваемый материал  с низкой консистенцией может быть разбавлен в диапазоне, составляющем 2% - 6%.
например,
например
[0096] Проблема с обычными сегментами плиты рафинера для низкой консистенции с чрезмерно высокими ножами рафинера ( около 10 мм или выше) заключается в том, что эти высокие ножи создавали высокий перекачивающий эффект и высокое давление на выходе, что приводило к более высокой энергии для перекачивания и увеличенным операционным затратам. Таким образом, затраты (с точки зрения энергии и капитала) на эксплуатацию новых рафинеров с низкой консистенцией с чрезмерно высокими ножами рафинера (, около 10 мм или выше) превышают стоимость, которую можно получить из подаваемого материала, который был переработан через такой рафинер с низкой консистенцией. Эти затраты нейтрализуют любое увеличение срока службы сегмента плиты рафинера. Когда высота ножей рафинера становится слишком низкой, рафинер не будет способен обработать поток и требования к перекачиванию, что создает ограничение производительности. Таким образом, рафинеры с низкой консистенцией имеют узкий диапазон высот ножей, при котором может происходить эффективное рафинирование. Это отрицательно сказывается на полезном сроке службы сегментов плиты рафинера с низкой консистенцией.
Фиг. 8
807
800
702
110, фиг. 1
115
110,
113
116
113
116
110
115
820
110
113
116
115
805
820
206
820
805
825
820
805
825
Н
825z
825zz
820
830
825z, 825zz
850b, 850c, 850d
830
825z, 825zz
850b, 850c, 850d
850b, 850c, 850d
855
854
1054, фиг. 10
855
821
825z
825z, 825zz
854
824
825zz
825z, 825zz
850b, 850c, 850d
820
830
[0097] представляет собой вид в перспективе схематического изображения секции  рафинирования представленного в качестве примера сегмента плиты рафинера. Проблема наличия узкого диапазона эффективного механического рафинирования, в частности в рафинерах с низкой консистенцией (см. ), смягчается за счет использования представленного в качестве примера сегмента плиты рафинера, содержащего: внутреннюю дугу (см. ), внешнюю дугу , дистально расположенную от внутренней дуги  первый конец , дистально расположенный от второго конца , причем первый конец и второй конец  проходят между внутренней дугой  и внешней дугой , основу , расположенную между внутренней дугой , первым концом , вторым концом  и внешней дугой , сторону рафинирования основы  и заднюю сторону основы , дистально расположенную от стороны рафинирования. Ножи  рафинера соединены с основой  на стороне рафинирования. Ножи рафинера имеют высоту  ножа рафинера, а соседние ножи рафинера (см., например,  и ) и основа образуют канавку между соседними ножами рафинера. Выступ  расположен в канавке между двумя соседними ножами  рафинера, при этом выступ  представляет собой ограничитель  потока, содержащий первый конец  ограничителя, дистально расположенный от второго конца ограничителя (см. также ). Первый конец ограничителя соединяется с передней поверхностью первого ножа  рафинера из двух соседних ножей рафинера. Второй конец ограничителя соединяется с задней поверхностью  второго ножа  рафинера из двух соседних ножей  рафинера, и при этом ограничитель  потока расположен над основой канавки .
855
821
854
824
[0098] В других представленных в качестве примера вариантах осуществления только первый конец  ограничителя соединяется с передней поверхностью . В еще других представленных в качестве примера вариантах осуществления только второй конец  ограничителя соединяется с задней поверхностью .
850b
850c
850d
850
150,
250
350
450
550
фиг. 1-5
850b
850c
850d
850b
850c
850d
[0099] Следует понимать, что ограничитель , ,  потока является типом выступа . Таким образом, любое описание, относящееся к выступу (см. ,, , на соответственно), также описывает возможные варианты осуществления ограничителя , , потока, если не указано иное. Например, ограничитель , ,  потока может принимать различные формы.
[00100] Неисчерпывающий список представленных в качестве примера форм ограничителя потока включает в себя: прямоугольник, прямоугольную призму, сегмент прямоугольной призмы, треугольную призму, сегмент треугольный призмы, призму, у которой количество сторон, подвергающихся воздействию подаваемого материала, равно четырем или более, или ее сегмент, многогранник, сегмент многогранника, треугольную пирамиду, сегмент треугольной пирамиды, четырехугольную пирамиду, сегмент четырехугольной пирамиды, пирамиду, имеющую пять или большее количество граней, подвергающихся воздействию подаваемого материала, или ее сегмент, усеченную пирамиду, сегмент усеченной пирамиды, сферический купол, сегмент сферического купола, сфероидный купол, сегмент сфероидного купола, параболическую призму, сегмент параболической призмы, усеченную параболическую призму, сегмент усеченной параболической призмы, конус, сегмент конуса, сфероидный конус, сегмент сфероидного конуса, эллиптический конус, сегмент эллиптического конуса, усеченный конус, капсулу, цилиндрический сегмент, эллипсоидный усеченный конус, сегмент эллипсоидного усеченного конуса, цилиндр, сегмент цилиндра, эллиптический цилиндр, сегмент эллиптического цилиндра, сферу, сегмент сферы, сфероид, сегмент сфероида или комбинации или перестановки любых из вышеперечисленных форм.
800
850b
850c
850d
830
850b
850c
850d
820
830
850b
850c
850d
850b
850c
850d, 850b
850c
850d
830
825z, 825zz
850b
850b
то есть
[00101] Представленные в качестве примера сегменты  рафинера, содержащие ограничители , ,  потока, могут иметь ограничитель потока, расположенный на любой высоте в канавке , при условии, что ограничитель , ,  потока не соединяется с основой  канавки , в которой расположен ограничитель , ,  потока. В некоторых представленных в качестве примера вариантах осуществления ограничитель , , , ,  потока может быть расположен частично над канавкой  ( частично над соседними ножами  рафинера). Обычно считается, что этот ограничитель  потока, имеющий в целом цилиндрическую форму, может быть желательным для многих применений рафинирования, поскольку считается, что цилиндрическая форма изнашивается более равномерно с течением времени по сравнению с другими формами. Однако также может быть желателен ограничитель  потока с небольшим сдвигом посередине.
850c
867a
867b
869
850c
850d
867
869
[00102] Ограничитель  потока имеет в целом ромбовидную форму с передними поверхностями , , ориентированными таким образом, чтобы направлять подаваемый материал  вокруг ограничителя  потока. Ограничитель  потока имеет общую форму четырехугольной призмы, имеющей переднюю поверхность , ориентированную к поверхности встречного подаваемого материала .
850b
850c
850d
963
фиг. 9
GL
830
Н
830
850b
850c
850d
850b
850c
850d
830
800
850b
850c
850d
825
825
830
850b
850c
850d
850b
850c
850d
850b
850c
850d
800
[00103] Не ограничиваясь теорией, предполагается, что ограничители , ,  потока, расположенные с равными или неравными интервалами  () вдоль длины канавки , имеющие высоту, составляющую не более чем 25% от высоты ножа рафинера, будут уменьшать доступный объем потока канавки , в которой расположены ограничители , ,  потока. Ограничители , ,  потока могут быть расположены в канавках  для достижения эффективной начальной пропускной способности. Таким образом, новые сегменты  плиты рафинера в соответствии с настоящим раскрытием могут иметь эффективную начальную пропускную способность, которая соответствует желаемой производительности рафинера. Предполагается, что со временем ограничители , ,  потока будут изнашиваться примерно с той же скоростью, что и ножи  рафинера. Следовательно, когда ножи  рафинера укорачиваются из-за износа, объем канавок  уменьшается, но поскольку ограничительные стержни , ,  уменьшаются в объеме из-за износа, разница в исходном размере ограничительных стержней , ,  по сравнению с размером изношенных ограничительных стержней , ,  снова добавляется к объему канавки. Таким образом, эффективная пропускная способность может поддерживаться в течение срока службы сегмента  плиты рафинера.
850b
850c
850d
828
825
825
H
825
850b
850c
850d
850b
850c
850d
H
[00104] Кроме того, ограничители , ,  потока, расположенные рядом с верхней частью  ножей  рафинера, будут изнашиваться вместе с ножами  рафинера, когда высота  ножей  рафинера достигнет уровня ограничителя , ,  потока. Это постепенно устранит некоторые из самых верхних ограничителей , ,  потока, тем самым постепенно уменьшая ограничение по мере уменьшения высоты  ножа.
850b
850c
850d
825
[00105] В других представленных в качестве примера вариантах осуществления ограничители , ,  потока могут быть выполнены с возможностью изнашивания с меньшей скоростью, чем ножи  рафинера. В таких вариантах осуществления предполагается, что пропускная способность со временем будет уменьшаться, но производительность рафинирования будет увеличиваться.
Фиг. 9
900
950b
950c
950d
950e
950
950b
950c
950d
950e
963
930
950b
950c
950d
950e
930
463
969
702
602
т. е.
[00106]  представляет собой вид сбоку в разрезе представленного в качестве примера сегмента  плиты рафинера, содержащего ограничители , , ,  потока. Не ограничиваясь теорией, считается, что расположение выступов  ( ограничителей , , ,  потока в этом варианте осуществления) через равные интервалы внутри канавки  через каждые 10 мм - 50 мм. В других представленных в качестве примера вариантах осуществления ограничители , , , потока могут быть расположены внутри канавок с интервалами каждые 20 мм - 40 мм в зависимости от подаваемого материала , подаваемого через механический рафинер ,.
фиг. 9
950b
950c
950d
950e
H
930
950b
950c
950d
950e
920
950d
frh1
950b
frh2
frh1
frh2
950b
950c
950d
950e
930
950b
950c
950d
950e
925
950b
950c
950d
950e
350
[00107] Как показано на , ограничители , , ,  потока могут быть расположены на любой высоте внутри канавки при условии, что ограничитель , , , потока не соединяется с основой . Например, ограничитель  потока расположен на первой высоте  ограничителя потока, а ограничитель  потока расположен на второй высоте  ограничителя потока. Первая высота  ограничителя потока отличается от второй высоты  ограничителя потока. Преимущество наличия ограничителей , , ,  потока, расположенных в канавке  описанным образом, заключается в том, что ограничители , , ,  потока также поддерживают более высокие ножи  рафинера и сопротивляются разрушению, тем самым решая другую проблему, которая мучила сегменты плиты рафинера с более высокими ножами, но без ограничителей , , ,  потока или других типов выступов (см. ).
фиг. 9
950b, 950c, 950d, 950e
972
l
950b, 950c, 950d, 950e
950b, 950c, 950d, 950e
910
950b, 950c, 950d, 950e
915
1025
1025z, 1025zz
1046
1007
L
972
1046
[00108] На дополнительно проиллюстрировано, что ограничители  потока имеют площадь  продольного сечения, измеренную от плоскости, расположенной вдоль самой длинной длины ограничителя  потока, измеренной от части ограничителя  потока, расположенной ближе всего к внутренней дуге , до части ограничителя  потока, расположенной ближе всего к внешней дуге . Первый нож  рафинера из двух соседних ножей  рафинера имеет площадь  поперечного сечения, измеренную от плоскости, пересекающей секцию  рафинирования поперек длины ножа рафинера. Площадь  продольного сечения ограничителя потока составляет меньше чем 15% от площади  поперечного сечения соседнего ножа рафинера.
950b
950c
950d
950e
950b
872
950c
967a
967b
969
950c
950d
967
969
950e
972
[00109] Ограничители , , ,  потока показаны в качестве примеров. Ограничитель  потока имеет в целом цилиндрическую форму и площадь  сечения. Ограничитель  потока имеет в целом ромбическую форму, ориентированную таким образом, что передние поверхности  и  отклоняют подаваемый материал  вокруг ограничителя  потока. Ограничитель  потока является четырехугольной призмой, имеющей переднюю поверхность , прямо ориентированную к поверхности встречного подаваемого материала . Ограничитель  потока имеет форму эллиптического цилиндра и имеет овальную площадь  сечения.
Фиг. 10
1007
1000
1025
1020
1030
1025z, 1025zz
1050
1050b, 1050c, 1050f
1030
фиг
1055
1021
1025z
1054
1024
1025zz
[00110] представляет собой схематическое изображение поперечного сечения секции рафинирования представленного в качестве примера сегмента плиты рафинера, содержащего ножи  рафинера, расположенные на основе , и канавки , расположенные между соседними ножами (см.) рафинера, при этом выступы  являются ограничителями  потока, расположенными внутри таких канавок . На . 10 более четко изображен первый конец ограничителя, соединенный с передней поверхностью ножа  рафинера, и второй конец  ограничителя, соединенный с задней поверхностью соседнего ножа  рафинера.
1050f
1050f
1030
1055
1054
[00111] Ограничитель  потока иллюстрирует, что некоторые представленные в качестве примера ограничители  потока могут иметь внутри канавки  первый конец  ограничителя потока, расположенный на другой высоте, чем второй конец  ограничителя потока.
1062
544, фиг. 5
542, фиг. 5
1046
1050
545, фиг. 5
540
фиг. 5
1025
1046
1025
1046
1062
w • h
.
1050b
1050c
1050f
1062
1025z
1046
2
2
[00112] Площадь  поперечного сечения выступа, площадь () поперечного сечения частично перекрывающей перемычки, площадь () поперечного сечения полностью перекрывающей перемычки и площадь  поперечного сечения ножа рафинера будет изменяться в зависимости от формы выступа , частично перекрывающей перемычки (), полностью перекрывающей перемычки (, ) и ножа  рафинера соответственно. В изображенном варианте осуществления площадь  поперечного сечения ножа  рафинера представляет собой трапецию. Соответственно, площадь поперечного сечения определяется по формуле: ½(W+(Wz))H. Площади поперечного сечения ограничителя потока имеют прямоугольную форму в изображенном варианте осуществления и определяются по формуле () Например, типичный ограничитель , , потока может иметь площадь  поперечного сечения, составляющую 3-8 мм, в то время как соседний нож  рафинера обычно имеет площадь  поперечного сечения, составляющую 20-50 мм.
972
1050
1046
1025z
1062
1050
1046
1025z
[00113] В других представленных в качестве примера вариантах осуществления площадь  продольного сечения выступа  составляет не более чем 20% от площади  поперечного сечения соответствующего соседнего ножа  рафинера. В другом представленном в качестве примера варианте осуществления площадь  поперечного сечения выступа  составляет не более чем 15% от площади  поперечного сечения соответствующего соседнего ножа  рафинера.
Фиг. 11A
1194
1130x
1130
фиг. 11D
1100
фиг. 11D
1130x
1137
фиг. 11B
1196
1130x
1196
1130x
1130
1130
1100
1137
1150
1100
[00114] представляет собой вид спереди литейной формы , имеющей ряд пиков , которые будут образовывать канавки () сегмента  плиты рафинера (). Пики определяют совокупность выемок  () на верхней части пиков . Верхние части пиков в конечном итоге будут образовывать нижнюю часть канавок (или по меньшей мере нижнюю часть канавок  перед фрезерованием (или механической обработкой), если сегмент плиты рафинера позже подвергнется этапу фрезерования или механической обработки). Желательно, чтобы выемки имели форму для размещения выступа , сделанного из более мягкого металла, чем металл остальной части сегмента  плиты рафинера.
1137
1130x
1150
1137
1130x
1100
1137
1130x
1150
1150
GL
1150
1130
1150
фиг. 11C
1130x
1194
1150
1130x
1150
фиг. 11C
1100
1194
1150
1150
1194
1150
например,
например
[00115] В изображенном варианте осуществления две или большее количество выемок  выровнены в поперечном направлении между соседними пиками  таким образом, что один выступ  может поддерживаться линией выровненных в поперечном направлении выемок , чтобы, таким образом, охватывать совокупность соседних пиков . Предполагается, что такой вариант осуществления является наиболее эффективным способом литья сегментов  плиты рафинера в соответствии с представленным в качестве примера процессом. В других представленных в качестве примера вариантах осуществления выемки  не выровнены в поперечном направлении между соседними пиками . В еще других представленных в качестве примера вариантах осуществления вставляемые выступы  могут иметь решетчатую или другую сложную форму, при этом решетчатая или другая сложная форма располагает выступ  с разными длинами вдоль длины  канавки. В других представленных в качестве примера вариантах осуществления решетчатая или другая сложная форма размещает выступы  с разными длинами канавок среди разных канавок . В этом способе изготовления выступающая вставка  () желательно имеет такую форму, чтобы она была заподлицо с формой выемки при вставке в литейную форму . Выступ , расположенный в выемке , является «вставленным выступом». В представленном в качестве примера варианте осуществления выступ  () может быть выполнен из более мягкого металла ( алюминия) по сравнению со сплавом остальной части сегмента плиты рафинера (, обычно из сплава стали). Когда литейная форма  закрыта, выступы  могут удерживаться на месте под действием силы тяжести. В других представленных в качестве примера вариантах осуществления вставленные выступы  удерживаются на месте посредством зажима двух половин литейной формы . В других представленных в качестве примера вариантах осуществления вставленные выступы  могут удерживаться на месте с помощью клея, связующего вещества или сил трения.
1100
1194
1150
1194
1185
1170
1150
1194
1160
1194
[00116] Когда расплавленный металл или сплав, который станет сегментом  плиты рафинера, заливают в литейную форму , расплавленный металл или сплав сплавляется с вставленными выступами , тем самым создавая прочную связь. Таким образом, производители заливают расплавленный металл или сплав в литейную форму  (представлено этапом ), позволяя расплавленному металлу остыть и затвердеть (представлено этапом ) и извлекают сегмент  плиты рафинера из литейной формы  (представлено этапом ). Обычно это делается путем разрушения литейной формы .
Фиг. 11D
1100
1128
1125
1125x
1130x
1194
1150
1125
Фиг. 11E
1100
фиг. 11D
1150
1120
1100
[00117] представляет собой вид спереди представленного в качестве примера сегмента плиты рафинера, созданного с помощью представленного в качестве примера способа изготовления. Верхние части  ножей  рафинера были созданы в нижних частях пространств , образованных между соседними пиками  литейной формы . В изображенном представленном в качестве примера варианте осуществления выступы проходят через соседние ножи рафинера и между ними.  представляет собой боковой вид сечения представленного в качестве примера сегмента  плиты рафинера, изображенной на . С помощью этого представленного в качестве примера производственного процесса выступы встраиваются в основу  сегмента  плиты рафинера.
фиг. 12A, 12B
12C
1250
1225z, 1225zz
фиг. 12C
1225z, 1225zz
1200
1250
[00118] На и  изображен способ изготовления, в котором выступы  заклинивают между соседними ножами  рафинера (). Выступы могут заклиниваться между соседними ножами  рафинера готового или почти готового сегмента плиты рафинера. Это может быть выполнено путем запрессовки выступов  с помощью гидравлического пресса, молота или любым другим известным способом.
фиг. 12A
1239
1277
1277
1250
1239
1250
1230
1239
1250
1250
1225z, 1225zz
Фиг. 12В
1250
Фиг. 12С
[00119] На показано устройство для установки выступа, имеющее прорезь . Желательно, чтобы форма прорези  охватывала верхнюю часть выступа . Устройство  для установки выступа и выступ  расположены в канавке над желаемым местом установки. Гидравлический пресс, молот или другое устройство, выполненное с возможностью приложения направленной вниз силы, затем передает направленную вниз силу через устройство  для установки выступа в выступ для заклинивания выступа вниз и между двумя соседними ножами  рафинера.  представляет собой вид сбоку, показывающий установку выступа  в соответствии с этим представленным в качестве примера способом.  представляет собой вид спереди того же самого.
[00120] Представленный в качестве примера способ включает в себя: размещение выступов в позитивных канавках литейной формы для образования вставленных выступов, причем выступы имеют высоту выступа, при этом высота выступа составляет не более чем 25% от негативной высоты ножа рафинера в литейной форме, заливку расплавленного металла в литейную форму, сплавление вставленных выступов с расплавленным металлом, обеспечение охлаждения расплавленного металла для образования литого сегмента плиты рафинера, удаление литого сегмента плиты рафинера из указанной формы. Представленный в качестве примера способ может дополнительно включать в себя: механическую обработку литых ножей рафинера и литых выступов для рафинирования на рафинирующей стороне литого сегмента плиты рафинера.
[00121] Другой представленный в качестве примера способ включает в себя: заливку расплавленного металла в литейную форму, обеспечение остывания расплавленного металла для образования литого сегмента плиты рафинера, удаление литого сегмента плиты рафинера из указанной формы и механическую обработку канавки основы для образования выступов, при этом выступы имеют высоту выступа, при этом высота выступа составляет не более чем 25% от высоты ножа рафинера, примыкающего к выступам.
[00122] Представленный в качестве примера сегмент плиты рафинера содержит: внутреннюю дугу, внешнюю дугу, дистально расположенную от внутренней дуги, первый конец, дистально расположенный от второго конца, причем первый конец и второй конец проходят между внутренней дугой и внешней дугой, основу, расположенную между внутренней дугой, первым концом, вторым концом и внешней дугой, рафинирующую сторону и заднюю сторону, дистально расположенную от рафинирующей стороны, ножи рафинера, соединенные с основой на рафинирующей стороне, при этом ножи рафинера имеют высоту ножа рафинера, и при этом соседние ножи рафинера и основа образуют канавку между соседними ножами рафинера, и выступ, расположенный в канавке, причем выступы имеют высоту выступа, при этом высота выступа составляет не более чем 30% от высоты ножа рафинера.
[00123] Представленный в качестве примера сегмент плиты рафинера может дополнительно содержать несколько выступов, при этом выступы расположены внутри канавки с равными интервалами, составляющими от 6 миллиметров до 25 миллиметров. Представленный в качестве примера сегмент плиты рафинера может дополнительно содержать совокупность выступов, при этом выступы расположены с неравными интервалами.
[00124] Представленный в качестве примера сегмент плиты рафинера может дополнительно иметь форму прямоугольника, прямоугольной призмы, при этом выступ содержит переднюю поверхность, расположенную под углом относительно основы на рафинирующей стороне сегмента плиты рафинера, и при этом указанный угол является тупым углом.
[00125] В представленном в качестве примера варианте осуществления выступ содержит материал, выбранный из группы, состоящей из: алюминия, меди, латуни, стали, пластика, дерева и эпоксидной смолы.
[00126] В представленном в качестве примера варианте осуществления ножи рафинера имеют начальную высоту ножа, составляющую 12 мм - 15 мм, а выступ имеет начальную высоту выступа, составляющую 2 мм - 3 мм. В еще одном представленном в качестве примера варианте осуществления ножи рафинера имеют начальную высоту ножа, составляющую 10 мм - 20 мм, а выступ имеет начальную высоту выступа, составляющую 2 мм - 5 мм. В еще одном представленном в качестве примера варианте осуществления ножи рафинера имеют начальную высоту ножа, составляющую 12 мм - 15 мм, а выступ имеет начальную высоту выступа, составляющую 2 мм - 3,5 мм. В представленном в качестве примера варианте осуществления длина выступа составляет не более чем 10% от длины ножа рафинера.
[00127] Представленный в качестве примера сегмент плиты рафинера содержит: внутреннюю дугу, внешнюю дугу, дистально расположенную от внутренней дуги, первый конец, дистально расположенный от второго конца, причем первый конец и второй конец проходят между внутренней дугой и внешней дугой, основу, расположенную между внутренней дугой, первым концом, вторым концом и внешней дугой, рафинирующую сторону основы и заднюю сторону основы, дистально расположенную от рафинирующей стороны, ножи рафинера, соединенные с основой на рафинирующей стороне, при этом ножи рафинера имеют высоту ножа рафинера, и при этом соседние ножи рафинера и основа образуют канавку между соседними ножами рафинера, и выступ, расположенный в канавке, причем выступы имеют верхнюю часть выступа, основание выступа и высоту выступа между верхней частью выступа и основанием выступа, и сторону, соединяющую верхнюю часть выступа и основание выступа, при этом любой выступ из указанных выступов имеет площадь продольного сечения, измеренную от плоскости, расположенной вдоль самой длинной длины выступа, измеренной от части выступа, расположенной ближе всего к внутренней дуге, до части выступа, расположенной ближе всего к внешней дуге, при этом каждый соседний нож рафинера из ножей рафинера имеет площадь поперечного сечения, измеренную от плоскости, пересекающей секцию рафинирования поперек длины ножа рафинера, и при этом площадь продольного сечения выступа составляет менее чем 20% от площади поперечного сечения соседнего ножа рафинера.
[00128] В представленном в качестве примера варианте осуществления сегмент плиты рафинера дополнительно содержит разницу между высотой выступа и высотой ножа рафинера, при этом указанная разница между высотой выступа и высотой ножа рафинера представляет собой эффективную глубину канавки.
[00129] В представленном в качестве примера варианте осуществления сегмент плиты рафинера дополнительно содержит перемычки, при этом перемычки имеют площадь продольного сечения перемычки, и при этом площадь продольного сечения перемычки составляет более чем 20% от номинальной продольной площади ножа, при этом номинальная продольная площадь ножа содержит длину и высоту, при этом номинальная длина ножа проходит вместе с самой длинной длиной перемычки.
[00130] В представленном в качестве примера варианте осуществления выступы расположены с неравными интервалами.
[00131] В представленном в качестве примера варианте осуществления любой выступ из выступов имеет форму трапециевидной призмы, при этом выступ содержит переднюю поверхность, расположенную под углом относительно основы на рафинирующей стороне сегмента плиты рафинера, и при этом указанный угол является тупым углом.
[00132] Представленный в качестве примера сегмент плиты рафинера содержит: внутреннюю дугу, внешнюю дугу, дистально расположенную от внутренней дуги, первый конец, дистально расположенный от второго конца, причем первый конец и второй конец проходят между внутренней дугой и внешней дугой, основу, расположенную между внутренней дугой, первым концом, вторым концом и внешней дугой, рафинирующую сторону основы и заднюю сторону основы, дистально расположенную от рафинирующей стороны, ножи рафинера, соединенные с основой на рафинирующей стороне, при этом ножи рафинера имеют высоту ножа рафинера, и при этом соседние ножи рафинера и основа образуют канавку между соседними ножами рафинера, и выступ, расположенный в канавке между двумя соседними ножами рафинера, при этом выступ представляет собой ограничитель потока, содержащий первый конец ограничителя, дистально расположенный от второго конца ограничителя, при этом первый конец ограничителя соединяется с передней поверхностью первого ножа рафинера из двух соседних ножей рафинера, и при этом ограничитель потока расположен над основой канавки.
[00133] В представленном в качестве примера варианте осуществления ограничитель потока имеет площадь продольного сечения, измеренную от плоскости, расположенной вдоль самой длинной длины ограничителя потока, при измерении от части ограничителя потока, расположенной ближе всего к внутренней дуге, до части ограничителя потока, расположенный ближе всего к внешней дуге, при этом первый нож рафинера из двух соседних ножей рафинера имеет площадь поперечного сечения, измеренную от плоскости, пересекающей секцию рафинирования поперек длины ножа рафинера, и при этом площадь продольного сечения ограничителя потока составляет менее чем 20% от площади поперечного сечения соседнего ножа рафинера.
[00134] В представленном в качестве примера варианте осуществления второй конец ограничителя соединяется с задней поверхностью второго ножа рафинера из двух соседних ножей рафинера.
[00135] Представленный в качестве примера вариант осуществления дополнительно содержит несколько выступов, при этом указанные несколько выступов являются ограничителями потока.
[00136] В представленном в качестве примера варианте осуществления первый ограничитель потока из нескольких ограничителей потока расположен на первой высоте ограничителя потока, и при этом второй ограничитель потока из нескольких ограничителей потока расположен на второй высоте ограничителя потока.
[00137] В представленном в качестве примера варианте осуществления первый конец ограничителя потока расположен на высоте, отличной от высоты второго конца ограничителя потока.
[00138] Хотя это изобретение было конкретно показано и описано со ссылками на его представленные в качестве примера варианты осуществления, специалистам в данной области техники будет понятно, что в него могут быть внесены различные изменения в форме и деталях, не выходя за рамки объема изобретения, охватываемого прилагаемой формулой изобретения.