Сегментированная крышка ротора в сборе
SEGMENTED ROTOR COVER ASSEMBLY

Перекрестная ссылка на заявку
Данная заявка является в общем заявкой, испрашивающей приоритет предварительной заявки на патент США № 62/081,818, поданной 19 ноября 2014 г., содержание которой полностью включено в настоящую заявку посредством ссылки.
Предпосылки создания изобретения
1. Область техники, к которой относится изобретение
Данное раскрытие в общем относится к рафинерами, выполненным с возможностью обработки лигноцеллюлозного материала, и более конкретно, к крышкам роторов внутри рафинеров.
2. Предшествующий уровень техники
Процессы получения механической древесной массы, измельчения и обработки древесно-волокнистых плит средней плотности («MDF, ДВП») охватывают механическую обработку лигноцеллюлозного материала между вращающимися дисками или конусами. Повсюду в данной заявке, под термином «рафинер» будут подразумеваться механические рафинеры, диспергирующие устройства или другие устройства, выполненные с возможностью разделения, обработки и разрезания волокон в лигноцеллюлозном материале с помощью размалывающих дисков, имеющих абразивные поверхности.
Рафинеры в общем можно подразделять на дисковые рафинеры и конические рафинеры. Дисковые рафинеры включают в себя однодисковый рафинер, двухдисковый и сдвоенный рафинер. Двухдисковый рафинер также известен как «рафинер встречного вращения». Однодисковый рафинер в общем случае имеет один диск ротора, размещенный напротив неподвижного диска статора. Двухдисковый рафинер в общем случае имеет два противонаправленных диска, которые вращаются в противоположных направлениях. Сдвоенный рафинер обычно использует вращающийся двусторонний диск, расположенный между двумя неподвижными дисками. Конические рафинеры используют вложенные усеченные конусы для обработки, разделения и разрезания лигноцеллюлозного материала. Некоторые конические рафинеры содержат плоскую рафинирующую область, за которой следует коническая рафинирующая область, в то время как некоторые конические рафинеры содержат только коническую секцию таким образом, что разделение, обработка и разрезание лигноцеллюлозного материала происходят по существу полностью в этой конической секции.
Рафинеры, как правило, имеют размалывающие диски, установленные на двух или более дисках или конусах. Размалывающие диски в общем случае имеют абразивную поверхность, содержащую конфигурацию из ножей и канавок, конфигурацию из входящих в зацепление зубьев, или может использоваться их комбинация. Абразивная поверхность размалывающего диска, в общем, выполнена с возможностью обработки древесных волокон или другого лигноцеллюлозного материала с образованием волокнистой массы. Рафинирующий зазор разделяет расположенные напротив друг друга абразивные поверхности на расположенных напротив друг друга дисках или конусах. В рафинере для обработки древесной массы, рафинирующий зазор, как правило, имеет ширину менее одного миллиметра («мм»). В механических диспергирующих устройствах, ширина рафинирующего зазора может составлять от 1 мм до, приблизительно, 6 мм.
Дисковые рафинеры, в общем, имеют загрузочное отверстие в центре одного из противоположных дисков. В однодисковых рафинерах загрузочное отверстие, как правило, продолжается через центр статора. Во время работы ротор вращается быстро, в общем, в диапазоне от 1200 до 1800 оборотов в минуту («об/мин»). Механики вводят загружаемый лигноцеллюлозный материал через загрузочное отверстие, и загружаемый лигноцеллюлозный материал быстро оказывается в контакте с крышкой ротора в центре вращающегося ротора. Когда загружаемый лигноцеллюлозный материал находится в контакте с крышкой ротора, широкие ножи на крышке ротора забрасывают загружаемый лигноцеллюлозный материал в рафинирующий зазор. Таким образом, крышка ротора также известна как «отражатель».
Большие центробежные силы вдоль радиальной протяженности ротора проталкивают лигноцеллюлозный материал через рафинирующий зазор и таким образом обеспечивают возможность абразивным поверхностям размалывающих дисков для разделения, обработки и разрезания лигноцеллюлозных волокон. Эти разделение, обработка и разрезание лигноцеллюлозных волокон могут производить пар, который с течением времени может способствовать эрозии абразивных поверхностей. После однократного прохода через рафинер, лигноцеллюлозный материал, в общем, выходит из рафинирующего зазора в области наружного диаметра размалывающих дисков. После удаления из рафинирующего зазора, лигноцеллюлозный материал может быть собран для последующей обработки, которая может включать в себя дополнительные прохождения рафинирования.
Со временем, длительное воздействие загружаемого лигноцеллюлозного материала стачивает широкие ножи крышки ротора. Загрязняющие вещества в лигноцеллюлозном материале, такие как песок, камни и куски бетона, грязь, металлические фрагменты и другой грубый биологический материал также могут ускорять износ крышки ротора. Крупные загрязняющие вещества, такие как металлические обломки или бетон, могут отклонять куски крышки ротора и истирать крышку ротора асимметрично. Износ крышки ротора, в частности, неравномерный износ, может снижать скорость, с который лигноцеллюлозный материал входит в рафинирующий зазор, что может в конечном счете дестабилизировать рафинер, понижать мощность переработки и снижать качество волокна.
Чтобы избегать этих проблем, механики, в общем, планируют периоды технического обслуживания и ремонта для деактивирования рафинеров для обработки древесной массы и оценки износа. Если крышка ротора достаточно изношена, механик может назначать замену. Время простоя изменяется в зависимости от типа рафинера, но обычно время простоя составляет от трех до двенадцати часов, и при этом для перемещения изношенных крышек роторов может потребоваться несколько рабочих и тяжелое оборудование.
Крышки ротора обычно отливают из стали или другого прочного материала. Крышки ротора могут различаться по весу. Большие крышки ротора могут весить более 100 килограммов («кг»). При замене крышек ротора для всех крышек ротора кроме самых легких механики обычно используют мостовые подъемные краны, вилочные погрузчики или аналогичное тяжелое оборудование. Тяжелое оборудование увеличивает продолжительность технического обслуживания, стоимость и риск травматизма персонала.
Крышка ротора, которая расположена так, что масса крышки ротора равномерно распределена вокруг центра вращения ротора и силы во время работы ротора испытывает воздействие равномерно распределенной центростремительной, известна как «направляемая» крышка ротора. Если крышка ротора направляется неправильно, неравномерное распределение веса крышки ротора и неуравновешенные физические силы могут производить вибрации и ускорять износ оси ротора. Ненадлежащее направление также может увеличивать риск того, что расположенные напротив друг друга размалывающие диски будут контактировать друг с другом во время работы, таким образом обуславливая сильную дестабилизацию размалывающих дисков, возможное причинение вреда персоналу и повреждений окружающему оборудованию.
Время, требуемое для регулирования заменяющей крышки ротора, вместе с временными и финансовыми расходами, связанными с периодами технического обслуживания и ремонта, вносит вклад в производственные потери. В результате, механики могут задерживать замену крышки ротора и продлевать использование крышки ротора за пределы эксплуатационного срока службы крышки ротора. Отсроченное техническое обслуживание может приводить к неэффективным механическим характеристикам рафинера (например, из-за неравномерного износа крышки ротора), которые могут вызывать риски, связанные с угрозой безопасности, увеличивать расход энергии и отрицательно воздействовать на качество волокна.
Таким образом, существует давно испытываемая необходимость в сокращении продолжительности технического обслуживания для удаления и замены изношенных крышек ротора, в то же время улучшая условия безопасности для обслуживающего персонала.
Краткое изложение сущности изобретения
Проблемы, связанные с угрозой безопасности персонала и производственными потерями, которые связаны с общепринятыми крышками роторов рафинера, снижены благодаря использованию сегментированной крышки ротора в сборе, которая содержит фиксатор сегментов крышки, расположенный позади сегментов крышки ротора, при этом каждый сегмент крышки ротора выполнен с возможностью удержания фиксатором сегментов крышки, при этом фиксатор сегментов крышки может направляться вокруг центра вращения ротора, и при этом фиксатор сегментов крышки имеет удерживающее средство, выполненное с возможностью направления сегмента крышки ротора в области диаметра, находящегося между внутренним диаметром и наружным диаметром сегмента крышки или в области наружного диаметра сегмента крышки ротора.
В представленном раскрытии используется сегментированная крышка ротора в сборе, выполненная с возможностью размещения сегментов крышки ротора таким образом, чтобы сегменты крышки ротора были устойчивы к центробежной силе вращающегося ротора (то есть силе инерции массы, действие которой испытывает ротор в результате вращательного движения). Рафинеры с высокой устойчивостью, как правило, имеют роторы, которые могут работать при 1,200–1,800 об/мин, и сегментированная крышка ротора в сборе по желанию может быть выполнена с возможностью выдерживать соответствующую высокую силу инерции, которая является результатом вращательного движения ротора. В традиционных цельных конструкциях крышек ротора эта сила инерции, как правило, является предметом минимального беспокойства, если традиционная крышка ротора в достаточной мере направляется в центре ротора с помощью штифта. Если традиционная цельная крышка ротора изготовлена из стали или другого аналогичного материала, в большинстве случаев используемого в промышленности, целостность конструкции из этого материала обычно обеспечивает достаточную центростремительную силу, чтобы уравновесить центробежные силы функционирующего ротора. Иными словами, если масса цельной крышки ротора равномерно распределена вокруг центра вращения ротора, центробежные и центростремительные силы компенсируются, таким образом уравновешивая цельную крышку ротора.
Иллюстративные сегменты крышки ротора обычно имеют форму геометрического кольцеобразного сектора и имеют кольцеобразно усеченный нижний участок, так что кольцеобразный сектор не заканчивается в виде заостренного клина. Когда механики прикрепляют множество сегментов размалывающего диска прямо или косвенно к ротору и рядом с другими сегментами крышки ротора, множество сегментов крышки ротора обычно образуют кольцо. В других иллюстративных вариантах осуществления, сегментированная крышка ротора в сборе дополнительно может содержать центральный сегмент крышки, расположенный на центре фиксатора сегментов крышки. В других иллюстративных вариантах осуществления, может быть обеспечено множество центральных сегментов крышки. Иллюстративные сегменты крышки ротора, включающие в себя центральные сегменты крышки, и фиксатор сегментов крышки могут быть изготовлены из нержавеющей стали или других материалов, выполненных с возможностью выдерживать частый контакт с абразивным лигноцеллюлозным загружаемым материалом и коррозионным паром.
Сегментирование цельной в противном случае крышки ротора устраняет целостность конструкции цельной крышки ротора, создает несколько центров тяжести и нарушает равновесие системы крышки ротора. Несмотря на это, заявитель решил сегментировать крышку ротора и; вместо того, чтобы пытаться направлять сегменты крышки ротора в центре вращения, обеспечить средство направления в области промежуточного диаметра сегментов крышки ротора. В других иллюстративных вариантах осуществления сегменты крышки ротора могут направляться в области наружного диаметра сегмента крышки ротора. Если сегменты крышки ротора неправильно направляются, сила инерции, вызываемая вращательным движением ротора, может приводить сегменты крышки ротора в движение в радиальном направлении наружу от центра вращения ротора, что может вызывать вибрации, приводить к тому, что сегмент крышки ротора будет входить в рафинирующий зазор, или иным образом влиять на требуемые функциональные возможности рафинера.
Чтобы решить эту проблему, заявитель обеспечил сегментированную крышку ротора в сборе, которая содержит фиксатор сегментов крышки, который может по желанию направляться вокруг ротора. Фиксатор сегментов крышки в общем является круглым или кольцеобразным. Передняя часть фиксатора сегментов крышки может иметь удерживающее средство, выполненное с возможностью зацепления со средством позиционирования на задней стороне сегментов крышки ротора, в частности, во время вращательного движения ротора. Таким образом, фиксатор сегментов крышки может позиционировать и обеспечивать центростремительные силы, достаточные для уравновешивания силы инерции, действие которой испытываются сегменты крышки ротора во время вращательного движения ротора, и таким образом направлять сегменты крышки ротора.
В иллюстративном варианте осуществления, фиксатор сегментов крышки может иметь удерживающее средство, выполненное с возможностью направления сегмента крышки ротора в области наружного диаметра сегмента крышки ротора. В другом иллюстративном варианте осуществления, фиксатор сегментов крышки может иметь удерживающее средство, выполненное с возможностью направления сегмента крышки ротора в области диаметра между наружным диаметром и средним диаметром сегмента крышки ротора. В других иллюстративных вариантах осуществления, фиксатор сегментов крышки может иметь удерживающее средство, выполненное с возможностью направления сегмента крышки ротора в области диаметра между средним диаметром и внутренним диаметром сегмента крышки ротора.
Удерживающее средство может представлять собой удерживающие фланцы, уступы, выступы, зажимы, штифты, зубья или другое аналогичное удерживающее средство, выполненное с возможностью направления сегментов крышки. В вариантах осуществления, в которых удерживающее средство является удерживающими фланцами, средство позиционирования может представлять собой позиционирующие фланцы, выполненные с возможностью позиционирования крышки ротора в сборе в вогнутом пространстве, определяемом одним или несколькими удерживающими фланцами, и зацепления с удерживающими фланцами во время вращательного движения ротора. Таким образом, удерживающие фланцы и позиционирующие фланцы позиционируют сегмент крышки ротора на фиксаторе крышки ротора и обеспечивают центростремительную силу, выполненную с возможностью уравновешивания силы инерции, действие которой испытывают сегменты крышки ротора в результате вращательного движения ротора, чтобы таким образом направлять сегменты крышки ротора. В вариантах осуществления, в которых удерживающее средство представляет собой удерживающие уступы, средство позиционирования может представлять собой позиционирующие уступы, выполненные с возможностью зацепления с удерживающими уступами. В вариантах осуществления, в которых удерживающее средство представляет собой зажимы, средство позиционирования может быть одним или несколькими выступами, выполненными с возможностью взаимной блокировки с этими зажимами. В вариантах осуществления, в которых средство позиционирования представляет собой штифты, удерживающее средство может быть отверстием, выполненным с возможностью приема штифта. В вариантах осуществления, в которых удерживающее средство представляет собой зубья, средство позиционирования может быть углублениями, выполненными с возможностью зацепления и взаимной блокировки с этими зубьями. В вариантах осуществления, в которых удерживающее средство представляет собой другое удерживающее средство, выполненное с возможностью направления сегментов крышки, средство позиционирования может быть другим средством позиционирования, выполненным с возможностью зацепления с этим удерживающим средством, посредством чего удерживающее средство обеспечивает центростремительную силу, достаточную для уравновешивания силы инерции сегмента крышки ротора, вызываемой вращательным движением ротора, и посредством чего удерживающее средство и средство позиционирования позиционируют сегмент крышки ротора на фиксаторе сегментов крышки во время вращательного движения ротора.
Следует понимать, что в вариантах осуществления, в которых фланцы, уступы, зажимы, штифты, зубья или аналогичные механизмы взаимной блокировки расположены на сегментах крышки ротора, удерживающее средство на фиксаторе сегментов крышки может быть выполнено с возможностью взаимной блокировки с механизмами взаимной блокировки на сегментах крышки ротора и наоборот. Кроме того, следует понимать, что фланцы, уступы, зажимы, штифты, зубья или аналогичные механизмы взаимной блокировки могут использоваться индивидуально или в комбинации с механизмами взаимной блокировки, раскрытыми в данном описании. Кроме того, в других иллюстративных вариантах осуществления, элементы взаимной блокировки, которые содержат механизмы взаимной блокировки (например, зажимы и один или несколько выступов, выполненных с возможностью взаимной блокировки с этими зажимами), могут быть расположены на сегменте крышки ротора, центральном сегменте крышки, фиксаторе сегментов крышки, или может использоваться их комбинация. Элемент взаимной блокировки механизма взаимной блокировки, расположенный на сегменте крышки, известен как «элемент взаимной блокировки сегментов крышки», элемент взаимной блокировки механизма взаимной блокировки, расположенный на фиксаторе сегментов крышки, известен как «элемент взаимной блокировки фиксатора», а элемент взаимной блокировки, расположенный на центральном сегменте крышки, известен как «элемент взаимной блокировки центрального сегмента крышки». Кроме того, следует понимать, что механизмы взаимной блокировки, в дополнение к удерживающему средству, выполненному с возможностью использования со средством позиционирования, могут упоминаться «как средства направления» на всем протяжении этого раскрытия.
Если удерживающее средство представляет собой удерживающие фланцы, эти удерживающие фланцы могут иметь высоту от 5 мм до 15 мм. Удерживающие фланцы, в общем, выполнены таким образом, что высота удерживающего фланца является достаточно большой, чтобы входить в зацепление с верхней частью боковой стенки позиционирующего выступа, продолжающегося от задней стороны сегмента крышки ротора. Удерживающие фланцы по желанию выполнены с возможностью зацепления с боковой стенкой выступа, продолжающегося от задней стороны сегмента крышки ротора, таким образом, что каждый удерживающий фланец по существу расположен заподлицо с каждой боковой стенкой выступа, продолжающегося от задней стороны сегмента крышки ротора.
Обеспечивая направляющее средство, выполненное с возможностью направления сегментов крышки ротора в области промежуточного диаметра между внутренним диаметром сегмента крышки ротора и наружным диаметром сегмента крышки ротора, или обеспечивая направляющее средство, выполненное с возможностью направления сегментов крышки ротора в области наружного диаметра сегмента крышки ротора, заявитель установил, что вместо цельных крышек ротора можно использовать сегменты крышки ротора.
Дополнительно, заявитель установил, что широкие ножи и каналы, приближающиеся к области наружного диаметра крышки ротора, имеют тенденцию изнашиваться в большей степени, чем широкие ножи и каналы, расположенные ближе к центру вращения. Поэтому цель настоящего раскрытия заключается в том, чтобы предоставить возможность локализированной замены изношенных широких ножей вблизи внешней периферии крышки ротора в сборе, при этом предоставляя возможность оставлять в использовании пригодные к эксплуатации широкие ножи и каналы, находящиеся ближе к центру вращения.
Цель настоящего раскрытия заключается в том, чтобы получить сегменты крышки ротора, выполненные с возможностью удаления и заменены по истечении требуемого периода времени, например, два раза в год, чтобы гарантировать соответствующие эксплуатационные характеристики рафинера и, следовательно, поддерживать высокое качество волокна.
Еще одна цель настоящего раскрытия заключается в том, чтобы предоставить возможность установки вручную сегментов крышки ротора на фиксаторе сегментов крышки, без необходимости в использовании мостового крана.
Еще одна цель настоящего раскрытия заключается в том, чтобы снизить время простоя рафинера в периоды проведения технического обслуживания и ремонта.
Еще одной дополнительной целью настоящего изобретения является обеспечение фиксатора сегментов крышки, выполненного с возможностью обеспечения центростремительной силы, действующей на сегменты крышки ротора, находящиеся в зацеплении с фиксатором сегментов крышки.
В иллюстративном варианте осуществления крышки ротора в сборе, крышка ротора может содержать сегменты крышки, расположенные рядом с фиксатором сегмента крышки. Фиксатор сегментов крышки может быть смонтирован на роторе в рафинере. Фиксатор сегментов крышки может иметь заднюю сторону, которая может быть расположена на роторе, и фиксатор сегментов крышки может иметь переднюю сторону, которая примыкает к сегментам крышки таким образом, что фиксатор сегментов крышки оказывается расположенным между сегментами крышки и ротором. В других иллюстративных вариантах осуществления, фиксатор сегментов крышки может быть кольцеобразным, так что фиксатор сегментов крышки определяет отверстие в центре фиксатора сегментов крышки. В вариантах осуществления, содержащих кольцеобразный фиксатор сегментов крышки, центральная часть ротора (например, втулка) может быть прикреплена непосредственно к ротору, и центральная часть ротора может продолжаться через отверстие в центре кольцеобразного фиксатора сегментов крышки. В таких вариантах осуществления, содержащих кольцеобразный фиксатор сегментов крышки, обычно нет центрального сегмента крышки или центрального участка фиксатора сегментов крышки. Фиксатор сегментов крышки может иметь средство направления для сегментов крышки.
Крышка ротора в сборе в соответствии с представленным раскрытием может использоваться в сочетании с каждым из дисковых рафинеров или конических рафинеров. Что касается конических рафинеров, фиксатор сегментов крышки и сегменты крышки могут быть по существу аналогичными для фиксаторов сегментов крышки, используемых в сочетании с дисковыми рафинерами.
В другом иллюстративном варианте осуществления, фиксатор сегментов крышки дополнительно может содержать первое удерживающее средство, выполненное с возможностью направления сегмента крышки ротора в области первого промежуточного диаметра на сегменте крышки ротора, и второе удерживающее средство, выполненное с возможностью направления сегмента крышки ротора в области второго промежуточного диаметра на сегменте крышки ротора, отдаленного в радиальном направлении от первого промежуточного диаметра. В некоторых иллюстративных вариантах осуществления, второе удерживающее средство может быть в области наружного диаметра сегмента крышки ротора. Первое удерживающее средство может входить в зацепление с первым средством позиционирования в области первого промежуточного диаметра сегмента крышки ротора, а второе удерживающее средство может входить в зацепление со вторым средством позиционирования в области второго промежуточного диаметра сегмента крышки ротора. В других иллюстративных вариантах осуществления, первый промежуточный диаметр может быть расположен на внутреннем сегменте крышки ротора, в то время как второй промежуточный диаметр может быть расположен на внешнем сегменте крышки ротора. В иллюстративных вариантах осуществления, содержащих внутренний сегмент крышки ротора и внешний сегмент крышки ротора, первый диаметр может быть в области наружного диаметра внутренней крышки ротора. Второй диаметр может быть в области наружного диаметра крышки ротора. В других иллюстративных вариантах осуществления, на роторе могут быть расположены в радиальном направлении более двух наборов сегментов крышки ротора. Комбинации всего вышеперечисленного рассматриваются, как входящие в объем настоящего изобретения.
Удерживающее средство может быть кольцеобразным. В некоторых иллюстративных вариантах осуществления, набор удерживающих средств может быть выполнен с возможностью зацепления с сегментом крышки ротора в области наружного диаметра сегмента крышки ротора или промежуточного диаметра сегмента крышки ротора. Набор средств позиционирования на сегментах крышки ротора может быть выполнен с возможностью зацепления с этим удерживающим средством. В других иллюстративных вариантах осуществления, удерживающее средство может быть кольцеобразным, неразрезным и расположенным на фиксаторе сегментов крышки в области наружного диаметра фиксатора сегментов крышки, промежуточного диаметра фиксатора сегментов крышки, или может использоваться их комбинация. Удерживающее средство на фиксаторе сегментов крышки может быть расположено на расстоянии от, приблизительно, 10 мм от центра вращения ротора (например, оси вращения) до, приблизительно, 25 мм от центра вращения ротора. В других иллюстративных вариантах осуществления, удерживающее средство может быть расположено на расстоянии от, приблизительно, 10 мм от наружного диаметра сегмента крышки ротора до, приблизительно, 25 мм от наружного диаметра сегмента крышки ротора. Расстояние от центра вращения ротора до удерживающего средства обычно известно как радиальная протяженность. Удерживающее средство по желанию может иметь радиальную протяженность, составляющую 12 мм.
Иллюстративный способ замены сегментированной крышки ротора может содержать деактивирование действующего рафинера, организацию доступа к ротору, выведение крышки ротора из зацепления с ротором, позиционирование фиксатора сегментов крышки по центру ротора, позиционирование сегмента крышки над фиксатором сегментов крышки, закрепление фиксатора сегментов крышки по центру ротора с помощью крепежных деталей, продолжающихся от сегментов крышки ротора через фиксатор сегментов крышки и в ротор, при этом фиксатор сегментов крышки имеет переднюю сторону и удерживающее средство, расположенное на передней стороне фиксатора сегментов крышки, при этом сегменты крышки ротора имеют заднюю сторону и средство позиционирования, расположенное по окружности в области диаметра на задней стороне, и при этом средство позиционирования сегментов крышки ротора находится в зацеплении с удерживающим средством фиксатора сегментов крышки. В других иллюстративных вариантах осуществления, крепежные детали могут продолжаться от ротора через фиксатор сегментов крышки и в сегменты крышки ротора.
В еще одном иллюстративном способе, фиксатор сегментов крышки может быть позиционирован по центру держателя пластины. Фиксатор сегментов крышки может быть закреплен в заданном положении крепежными деталями, продолжающимися от сегментов крышки ротора через фиксатор сегментов крышки и в держатель пластины. В других иллюстративных вариантах осуществления, крепежные детали могут продолжаться от держателя пластины через фиксатор сегментов крышки и в сегменты крышки ротора.
Иллюстративная крышка ротора в сборе может содержать: множество сегментов крышки ротора, причем каждый сегмент крышки ротора имеет переднюю сторону, заднюю сторону, внутренний диаметр сегмента крышки ротора, наружный диаметр сегмента крышки ротора и средство позиционирования на задней стороне каждого сегмента крышки ротора; и фиксатор сегментов крышки, выполненный с возможностью зацепления с ротором через уже существующие установочные отверстия в роторе, причем фиксатор сегментов крышки имеет заднюю сторону и удерживающее средство на передней стороне фиксатора сегментов крышки, при этом множество сегментов крышки ротора расположено на передней стороне фиксатора сегментов крышки, и при этом удерживающее средство находится в зацеплении со средством позиционирования на задней стороне каждого сегмента крышки ротора таким образом, что удерживающее средство и средство позиционирования направляют множество сегментов крышки в области диаметра сегмента крышки ротора.
Фиксатор сегментов крышки для крышки ротора в сборе дополнительно может содержать отверстия, совпадающие с уже существующими отверстиями в роторе, и крепежные детали, продолжающиеся через фиксатор сегментов крышки и через уже существующие отверстия в роторе, для соединения фиксатора сегментов крышки с ротором.
В других иллюстративных вариантах осуществления крышки ротора в сборе, фиксатор сегментов крышки дополнительно может содержать отверстия, совпадающие с отверстиями в держателе пластины, расположенном между фиксатором сегментов крышки и ротором, при этом крепежные детали продолжаются через фиксатор сегментов крышки и в держатель пластины.
В других иллюстративных вариантах осуществления, удерживающее средство и средство позиционирования направляют сегменты крышки ротора в области наружного диаметра сегментов крышки ротора.
В дополнительных иллюстративных вариантах осуществления, сегмент крышки ротора дополнительно содержит средний диаметр, находящийся посередине между внутренним диаметром сегмента крышки ротора и наружным диаметром сегмента крышки ротора, и удерживающее средство и средство позиционирования направляют сегмент крышки ротора в области промежуточного диаметра между средним диаметром и наружным диаметром.
В других иллюстративных вариантах осуществления, сегмент крышки ротора дополнительно может содержать средний диаметр, находящийся посередине между внутренним диаметром сегмента крышки ротора и наружным диаметром сегмента крышки ротора, и удерживающее средство и средство позиционирования направляют сегмент крышки ротора в области промежуточного диаметра между средним диаметром и внутренним диаметром.
Фиксатор сегментов крышки может быть кольцеобразным фиксатором сегментов крышки.
В иллюстративном варианте осуществления крышка ротора в сборе может содержать: множество сегментов крышки ротора, причем каждый сегмент крышки ротора имеет: переднюю сторону, заднюю сторону, внутренний диаметр сегмента крышки ротора, наружный диаметр сегмента крышки ротора, средний диаметр сегмента крышки ротора, расположенный между внутренним диаметром крышки ротора и наружным диаметром крышки ротора, и выступ, продолжающийся от задней стороны, при этом выступ имеет боковую стенку выступа на боковой поверхности выступа; и фиксатор сегментов крышки, выполненный с возможностью зацепления с ротором через уже существующие отверстия в роторе, причем фиксатор сегментов крышки имеет: заднюю сторону, переднюю сторону, корпус и удерживающий фланец, продолжающийся от передней стороны фиксатора сегментов крышки, при этом удерживающий фланец имеет боковую стенку удерживающего фланца на боковой поверхности удерживающего фланца, при этом верхняя часть боковой стенки удерживающего фланца и корпус фиксатора сегментов крышки определяют вогнутое пространство, и при этом выступ расположен внутри вогнутого пространства таким образом, что боковая стенка выступа находится в контакте с боковой стенкой удерживающего фланца.
В дополнительных иллюстративных вариантах осуществления, боковая стенка удерживающего фланца может находиться в контакте с боковой стенкой выступа для направления сегмента крышки ротора в области наружного диаметра сегмента крышки ротора. В другом иллюстративном варианте осуществления, боковая стенка удерживающего фланца находится в контакте с боковой стенкой выступа для направления сегмента крышки ротора в области промежуточного диаметра между наружным диаметром сегмента крышки ротора и средним диаметром сегмента крышки ротора. В других иллюстративных вариантах осуществления, боковая стенка удерживающего фланца находится в контакте с боковой стенкой выступа для направления сегмента крышки ротора в области промежуточного диаметра между внутренним диаметром сегмента крышки ротора и средним диаметром сегмента крышки ротора.
Иллюстративная крышка ротора в сборе дополнительно может содержать центральный сегмент крышки, выполненный с возможностью направления на фиксаторе сегментов крышки.
В вариантах осуществления, в которых фиксатор сегментов крышки представляет собой кольцеобразный фиксатор сегментов крышки, боковая стенка удерживающего фланца может находиться в контакте с боковой стенкой выступа для направления сегмента крышки ротора в области промежуточного диаметра между наружным диаметром сегмента крышки ротора и средним диаметром сегмента крышки ротора.
В других вариантах осуществления, в которых фиксатор сегментов крышки представляет собой кольцеобразный фиксатор сегментов крышки, боковая стенка удерживающего фланца может находиться в контакте с боковой стенкой выступа для направления сегмента крышки ротора в области промежуточного диаметра между внутренним диаметром сегмента крышки ротора и средним диаметром сегмента крышки ротора.
Иллюстративная кольцеобразная крышка ротора в сборе может содержать: множество сегментов крышки ротора, причем каждый сегмент крышки ротора имеет переднюю сторону, заднюю сторону, внутренний диаметр сегмента крышки ротора, наружный диаметр сегмента крышки ротора и элемент взаимной блокировки сегментов крышки; и фиксатор сегментов крышки, находящийся в зацеплении с ротором через уже существующие отверстия в роторе, причем фиксатор сегментов крышки имеет заднюю сторону, переднюю сторону и элемент взаимной блокировки фиксатора, при этом элемент взаимной блокировки сегментов крышки находится в зацеплении с элементом взаимной блокировки фиксатора в области диаметра сегментов крышки ротора, отдаленного в радиальном направлении от внутреннего диаметра сегментов крышки ротора.
Иллюстративный фиксатор сегментов крышки дополнительно может содержать отверстия, совпадающие с уже существующими отверстиями в роторе, и крепежные детали, продолжающиеся через фиксатор сегментов крышки и через уже существующие отверстия в роторе, для соединения фиксатора сегментов крышки с ротором. В других иллюстративных вариантах осуществления, фиксатор сегментов крышки дополнительно может содержать отверстия, совпадающие с отверстиями в держателе пластины, расположенном между фиксатором сегментов крышки и ротором, при этом крепежные детали продолжаются через фиксатор сегментов крышки и в держатель пластины.
В некоторых иллюстративных вариантах осуществления, элемент взаимной блокировки сегментов крышки и элемент взаимной блокировки фиксатора определяют механизм взаимной блокировки, и механизм взаимной блокировки направляет сегмент крышки ротора в области промежуточного диаметра между внутренним диаметром крышки ротора и наружным диаметром крышки ротора.
В вариантах осуществления, в которых крышка ротора в сборе содержит элементы взаимной блокировки, фиксатор сегментов крышки может быть кольцеобразным фиксатором сегментов крышки. Крепежные детали могут быть выполнены с возможностью соединения множества сегментов крышки ротора и фиксатора сегментов крышки с ротором.
В вариантах осуществления, в которых крышка ротора в сборе содержит элементы взаимной блокировки, крышка ротора в сборе дополнительно может содержать центральный сегмент крышки, имеющий центр вращения, наружный диаметр и элемент взаимной блокировки центрального сегмента крышки, выполненный с возможностью зацепления с элементом взаимной блокировки фиксатора в области диаметра центральной крышки, отдаленного в радиальном направлении от центра вращения.
Краткое описание чертежей
Вышеизложенное будет очевидно из последующего более конкретного описания иллюстративных вариантов осуществления настоящего раскрытия, как они иллюстрируются на прилагаемых чертежах. Чертежи не обязательно выполнены в масштабе, вместо этого особое внимание уделено иллюстрированию раскрытых вариантов осуществления.
Фиг.1A представляет собой вид в разрезе однодискового рафинера с общепринятой цельной крышкой ротора, держателем пластины ротора и держателем пластины статора.
Фиг.1B представляет собой увеличенное изображение однодискового рафинера, показанного на фиг.1A, которое дополнительно изображает направление цельной крышки ротора вокруг центра вращения.
Фиг.2A представляет собой вид спереди общепринятой цельной крышки ротора.
Фиг.2B представляет собой вид сбоку в разрезе общепринятой цельной крышки ротора.
Фиг.3А представляет собой вид спереди иллюстративного варианта осуществления сегментированной крышки ротора в сборе.
Фиг.3B представляет собой вид сбоку в разрезе фиг.3А, изображающий направляющее устройство для сегментов крышки ротора и центральный сегмент крышки. Фиг.3C представляет собой вид сбоку в разрезе другой иллюстративной сегментированной крышки ротора в сборе, изображающий направляющее устройство для сегментов крышки ротора.
Фиг.4 представляет собой вид в перспективе иллюстративной сегментированной крышки ротора, расположенной на роторном диске с размалывающими дисками.
Фиг.5A представляет собой вид спереди сегмента крышки ротора, выполненного с возможностью направления с помощью кольцеобразного фиксатора сегментов крышки.
Фиг.5B представляет собой вид сбоку в разрезе по линии 5B-5B сегмента крышки ротора, показанного на фиг.5A, дополнительно изображающий кольцеобразный фиксатор сегментов крышки.
Фиг.5C представляет собой вид спереди иллюстративной сегментированной кольцеобразной крышки ротора.
Фиг.6A представляет собой вид сбоку в разрезе иллюстративного сегмента крышки ротора и кольцеобразного фиксатора сегментов крышки, установленного вокруг центральной части ротора.
Фиг.6B представляет собой вид сбоку в разрезе другого иллюстративного сегмента сегментированной крышки ротора и кольцеобразного фиксатора сегментов крышки, установленного вокруг центральной части ротора.
Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления
Последующее подробное описание предпочтительных вариантов осуществления представлено только для иллюстративных и описательных целей и не претендует на исчерпывающий характер или в качестве ограничения сущности и объема изобретения. Варианты осуществления были выбраны и описаны для того, чтобы наилучшим образом объяснить принципы изобретения и его практическое применение. Специалисту в данной области техники будут очевидны многочисленные видоизменения, которые могут быть сделаны в изобретении, раскрытом в этом описании, без отхода от объема и сущности настоящего изобретения. Если не указано иное, соответствующие номера позиций указывают соответствующие части на нескольких видах. Хотя чертежи представляют варианты осуществления различных отличительных признаков и компонентов в соответствии с настоящим раскрытием, чертежи не обязательно выполнены в масштабе, и некоторые отличительные признаки могут быть преувеличены, чтобы лучше проиллюстрировать варианты осуществления настоящего раскрытия, и такие пояснения на примерах не должны рассматриваться, как ограничение области действия существующего раскрытия каким бы то ни было иным образом.
a
Фиг.1A представляет собой вид в разрезе общепринятого однодискового рафинера 101, имеющего корпус 104, образующий камеру 109. Ротор 105 находится внутри камеры 109. Ротор 105 имеет сторону 176 пластины и сторону 177 оси ротора. Сторона 177 оси ротора входит в зацепление с осью 190 ротора, которая продолжается через уплотнение 178, расположенное внутри корпуса 104. Крепежные детали 183 могут соединять уплотнение 178 с корпусом 104. Уплотнение 178 изолирует температуру и давление внутри камеры 109 от внешней среды. Двигатель (не показан) находится в зацеплении с осью 190 ротора и приводит в движение ось 190 ротора и ротор 105 вокруг центра 106 вращения.
b
a
b
a
b
a
a
b
Статор 107 расположен напротив ротора 105. Статор 107 имеет сторону 176 пластины напротив стороны 176 пластины ротора 105. Болты 181 соединяют держатель 113 пластины со стороной 176 пластины статора 107 через установочные отверстия 182 в статоре 107. Эти болты 181 аналогичным образом соединяют держатель 113 пластины со стороной 176 пластины ротора 105 через установочные отверстия 182 в роторе 105. Болты 181 могут продолжаться через статор 107. Болты 181 могут продолжаться через ротор 105. Крепежные детали 183 могут продолжаться до держателя 113 пластины для присоединения сегментов 115 размалывающего диска к статору 107. Точно так же, крепежные детали 183 могут продолжаться через держатель 113 пластины для закрепления сегментов 115 размалывающего диска на роторе 105. Держатели 113 пластины могут обеспечивать дополнительные крепежные отверстия, которые не связаны с ротором 105. Это обеспечивает возможность механикам выполнять сборку сегментов 115, 115 размалывающих дисков на цельном держателе пластины до установки держателя 113 пластины на роторе 105.
a
b
a
b
Сегменты 115 размалывающего диска обычно имеют абразивную поверхность, содержащую конфигурацию из ножей и канавок (см. фиг.4), конфигурацию из входящих в зацепление зубьев, или их комбинацию. Сегменты 115 размалывающего диска на роторе 105 не входят в контакт с сегментами 115 размалывающего диска на статоре 107; наоборот, между противолежащими наборами сегментов 115 и 115 размалывающих дисков существует рафинирующий зазор 119.
В изображенном однодисковом рафинере статор 107 дополнительно определяет загрузочное отверстие 111, расположенное напротив цельной крышки 103 ротора. Когда ротор 105 вращается, механики подают загружаемый лигноцеллюлозный материал F через загрузочное отверстие 111. Широкие ножи 130 могут быть расположены на цельной крышке 103 ротора. Когда лигноцеллюлозный материал F находится в контакте с вращающейся цельной крышкой 103 ротора или широкими ножами 130, цельная крышка 103 ротора или широкие ножи 130 забрасывают загружаемый лигноцеллюлозный материал F через рафинирующий зазор 119 в рафинирующей области 168 (см. путь, изображенный стрелками на фиг.1). Когда лигноцеллюлозные волокна, пар и отходы протекают через рафинирующий зазор 119, абразивные поверхности на сегментах 115 размалывающего диска в общем разделяют, обрабатывают и разрезают лигноцеллюлозные волокна для достижения требуемых длин и свойств. После прохождения через рафинирующий зазор 119, механики могут собирать рафинированные лигноцеллюлозные волокна для последующей обработки, которая может включать в себя дополнительные пропускания через рафинер.
a
b
a
b
Фиг.1B представляет подробный вид прямоугольника B, изображенного на фиг.1A. Ротор 105 может иметь ось 190 ротора, имеющую вес, равномерно распределенный вокруг центра 106 вращения. Ось 190 ротора имеет стороны 192, 192, продолжающиеся наружу от нижней части 193 сердечника, которые определяют вогнутое пространство 195 на стороне 176 пластины ротора 105. Вогнутое пространство 195 расположено вокруг центра 106 вращения. Первый блок 191 держателя 113 пластины продолжается в вогнутое пространство 195. Таким образом, первый блок 191 направляет держатель 113 пластины в центре вращения 106 ротора. Таким образом, стороны 192a, 192 оси 190 ротора направляют держатель 113 пластины к ротору 105 так, чтобы держатель 113 пластины вращался вокруг центра тяжести держателя пластины.
a
b
a
b
На фиг.1B, держатель 113 пластины дополнительно имеет второй блок 196, продолжающийся в вогнутое пространство 197, определяемое уступами 187, 187, продолжающимися от задней стороны 188 цельной крышки 103 ротора. Уступы 187, 187 позиционируют цельную крышку 103 ротора вокруг центра 106 вращения, и целостность конструкции цельной крышки 103 ротора обеспечивает центростремительную силу, которая уравновешивает силу инерции, действие которой испытывает цельная крышка 103 ротора в результате вращательного движения ротора. Цельная крышка 103 ротора может дополнительно позиционироваться в области среднего диаметра (MD) наклонными стенками 185a, 185b, находящимися в зацеплении с третьим блоком 184 держателя 113 пластины.
Фиг.2A представляет собой вид спереди общепринятой цельной крышки 203 ротора. Цельная крышка ротора может весить от 80 фунтов до 200 фунтов (36,288 кг – 90,72 кг) и в общем направляется вокруг центра 206 вращения, который в общем совпадает с центром тяжести цельной крышки ротора. Вес цельной крышки ротора может способствовать тому, чтобы при замене изношенной крышки 203 ротора механики использовали грузоподъемные краны, вилочные погрузчики или другое тяжелое оборудование. Цельная крышка 203 ротора имеет широкие ножи 238 и широкие каналы 237, выполненные с возможностью направлять загружаемый лигноцеллюлозный материал F (фиг.1A) в рафинирующий зазор 119 (фиг.1A). В этом варианте, цельная крышка 203 ротора закреплена на держателе 113 пластины (фиг.1A) с задней стороны через крепежные детали 183, продолжающиеся через резьбовые отверстия 250. Цельные крышки 203 ротора имеют резьбовые отверстия 250 около периферии и не имеют таких отверстий в области меньших диаметров.
a
b
a
b
Фиг.2B представляет собой вид сбоку в разрезе традиционной цельной крышки 203 ротора. Цельная крышка 203 ротора имеет переднюю сторону 223 и заднюю сторону 288. Цельная крышка 203 ротора может иметь уступы 287, 287, продолжающиеся от задней стороны 288 цельной крышки 203 ротора в области среднего диаметра MD. Уступы 287, 287 направляют цельную крышку 203 ротора так, чтобы цельная крышка 203 ротора располагалась по центру на роторе 205. Когда цельная крышка 203 ротора вращается, широкие ножи 238 и широкие каналы 237 направляют загружаемый лигноцеллюлозный материал F в рафинирующий зазор 119.
Фиг.3А изображает вид спереди иллюстративного варианта осуществления сегментированной крышки 303 ротора в сборе. Центральный сегмент 365 крышки расположен вокруг центра 306 вращения. В иллюстративном варианте осуществления, центральный сегмент 365 крышки может направляться в области промежуточного диаметра IMD. Промежуточный диаметр IMD центрального сегмента крышки может быть расположен между центром 306 вращения и наружным диаметром OD центрального сегмента крышки. Наружный диаметр OD центрального сегмента крышки может быть расположен рядом с внутренним диаметром ID сегмента крышки ротора. В других иллюстративных вариантах осуществления, центральный сегмент 365 крышки может отсутствовать, и фиксатор 318 сегментов крышки может быть выполнен с возможностью иметь центральный участок 365’, подвергаемый воздействию загружаемого лигноцеллюлозного материала F, обеспечивая при этом удерживающее средство для сегментов 317 крышки ротора (см. фиг.3C).
a
a
b
a
b
a
b
На фиг.3А, крепежные детали 383 продолжаются через центральный сегмент 365 крышки и заканчиваются в фиксаторе 318 сегментов крышки для присоединения центрального сегмента 365 крышки к фиксатору 318 сегментов крышки. Крепежные детали 383, продолжающиеся через отдельные отверстия (354, см. фиг.3B), могут вводить в зацепление фиксатор 318 сегментов крышки с уже существующими установочными отверстиями в роторе 105 или отверстиями в держателе 113 пластины. Центральный сегмент 365 крышки может иметь широкие каналы 337, определяемые соседними широкими ножами 338 на передней стороне 323 сегментированной крышки 303 ротора в сборе. Один или несколько из широких ножей 338 на центральном сегменте 365 крышки могут совпадать в радиальном направлении с одним или несколькими из широких ножей 338 на сегментах 317 крышки ротора таким образом, что выровненные в радиальном направлении широкие ножи 338, 328 будут продолжаться от точки (см. 306) на центральном сегменте 365 крышки. В других иллюстративных вариантах осуществления, широкие ножи 338 на центральном сегменте 365 крышки могут не совпадать в радиальном направлении с одним или несколькими широкими ножами 338 на сегменте 317 крышки ротора.
Сегменты 317 крышки ротора расположены в радиальном направлении наружу от центра 306 вращения вокруг центрального сегмента 365 крышки или центрального участка 365’ крышки. Сегменты 317 крышки ротора в общем выполнены так, что являются сегментами геометрического кольца геометрически правильной формы. В других иллюстративных вариантах осуществления, крепежные детали 383 могут продолжаться через сегменты 317 крышки ротора, фиксатор 318 сегментов крышки и через уже существующие отверстия в роторе 105 для размещения фиксатора 318 сегментов крышки между сегментами 317 крышки ротора и ротором 105.
a
b
Фиг.3B показывает, что каждый сегмент 317 крышки ротора может иметь выступ 344, продолжающийся от задней стороны 371 сегмента 317 крышки ротора. Выступ 344 может быть ограничен боковыми стенками 359, 359. Удерживающий фланец 311 продолжается от корпуса 347 фиксатора 318 сегментов крышки к передней стороне 323 сегментированной крышки 303 ротора в сборе. Удерживающий фланец 311 может быть расположен кольцеобразно вокруг фиксатора 318 сегментов крышки. Следует понимать, что удерживающий фланец 311 может быть единым неразрезным элементом, который расположен вокруг области диаметра фиксатора 318 сегментов крышки. В других иллюстративных вариантах осуществления, несколько удерживающих фланцев 311 могут быть расположены вокруг области общего диаметра на фиксаторе 318 сегментов крышки. В других иллюстративных вариантах осуществления, фиксатор 318 сегментов крышки может иметь не менее двух удерживающих фланцев 311, расположенных в областях других диаметров на фиксаторе 318 сегментов крышки. В других иллюстративных вариантах осуществления, фиксатор 318 сегментов крышки может иметь не менее двух удерживающих фланцев 311, расположенных вокруг области по меньшей мере одного первого общего диаметра, и не менее двух удерживающих фланцев, расположенных вокруг области последующих общих диаметров. Комбинации вышеупомянутых вариантов осуществления рассматриваются, как находящиеся в пределах объема настоящего изобретения.
Для ясности, использование подстрочных индексов «a» или «b» после элемента, который может быть выполнен с возможностью продолжаться как единое целое по диаметру ротора 105, 605, сегмента 317, 417, 517, 617 крышки ротора, фиксатора 318 сегментов крышки ротора, центрального сегмента 365 крышки или кольцеобразного фиксатора 527, 627 сегментов крышки ротора, будет использоваться для различения верхних участков элемента от нижних участков этого элемента.
a
a
a
a
b
a
b
b
a
b
a
b
Удерживающий фланец 311 имеет боковую стенку 326, выполненную с возможностью контактирования с боковой стенкой 359 выступа 344. Боковая стенка 326 удерживающего фланца расположена напротив боковой стенки 326, которая продолжается от корпуса 347 фиксатора 318 сегментов крышки к передней стороне 323 сегментированной крышки 303 ротора в сборе. Боковая стенка 326a удерживающего фланца, корпус 347 фиксатора 318 сегментов крышки, расположенный между боковой стенкой 326 и 326, и боковая стенка 326 определяют вогнутое пространство 362, выполненное с возможностью приема выступа 344 крышки ротора. Выступ 344 крышки ротора может быть расположен между боковыми стенками 326 и 326. Таким образом, боковые стенки 326, 326 могут определять пространство, выполненное с возможностью приема средства позиционирования (например, выступа 344 крышки ротора), и таким образом позиционировать сегменты 317 крышки ротора относительно центрального сегмента 365 крышки или центрального участка 365’ крышки, обеспечивая конструкции, выполненные с возможностью уравновешивания сил, действие которых сегменты размалывающего диска 317 испытывают в результате вращательного движения ротора. Крепежные детали 383 могут присоединять сегменты 317 крышки ротора с сегментом крышки к ротору 105 или к держателю 113 пластины через фиксатор 318 сегментов крышки. В изображенном иллюстративном варианте осуществления, крепежные детали 383 продолжаются от отверстий 354 в сегментах 317 крышки ротора через отверстия 354 в фиксаторе 318 сегментов крышки, но крепежные детали 383 не продолжаются в ротор 105 или держатель 113 пластины. Крепежные детали, которые продолжаются через резьбовые отверстия 350, размещают фиксатор 318 сегментов крышки между центральным сегментом 365 крышки и держателем 113 пластины, и тем самым удерживают центральный сегмент 365 крышки и фиксатор 318 сегментов крышки на держателе 113 пластины. В изображенном варианте осуществления, крепежные детали 383, продолжающиеся через отверстия 354, просто соединяют сегменты 317 крышки ротора с фиксатором 318 сегментов крышки. Таким образом, фиксатор 318 сегментов крышки с удерживающим средством может иметь резьбовые отверстия 350, выполненные с возможностью совпадения с уже существующими отверстиями в роторе 105 (см. 450, фиг.4), наряду с тем, что также обеспечиваются дополнительные отверстия 354, которые не совпадают с уже существующими отверстиями в роторе 105. Крепежные детали 383 в общем обеспечивают усилие в осевом направлении (например, усилие, параллельное линии, представляющей центр 306 вращения), достаточное для прикрепления сегментов 317 крышки ротора к фиксатору 318 сегментов крышки, когда ротор 105 не вращается. Крепежные детали 383 не выполнены с возможностью противостоять силе инерции I, действие которой испытывают сегменты 317 крышки ротора, когда ротор 105 вращается. В других иллюстративных вариантах осуществления, каждое отверстие на фиксаторе 318 сегментов крышки может совпадать с уже существующим отверстием в роторе 105. В других иллюстративных вариантах осуществления, содержащих резьбовые отверстия 350, дополнительные крепежные детали 383 могут продолжаться через центральный сегмент 365 крышки и прикреплять центральный сегмент 365 крышки к резьбовым отверстиям 350 в фиксаторе 318 сегментов крышки. В качестве альтернативы, резьбовые отверстия 350 могут находиться на центральном сегменте 365 крышки, в соответствии с отверстиями в держателе 113 пластины, а крепежные детали 383 могут продолжаться через центральный сегмент 365 крышки и фиксатор 318 сегментов крышки, чтобы закреплять центральный сегмент 365 крышки на держателе 113 пластины таким образом, чтобы фиксатор сегментов крышки размещался между центральным сегментом 365 крышки и держателем 113 пластины.
a
a
b
a
Не ограничиваясь теорией, когда ротор 105 вращается, удерживающий фланец 311 обеспечивает центростремительную силу C, достаточную для уравновешивания силы инерции I, вызываемой вращательным движением ротора. В этом приведенном в качестве примера варианте осуществления, удерживающий фланец 311 расположен рядом с наружным диаметром OD фиксатора 318 сегментов крышки и выполнен с возможностью направления сегмента 317 крышки ротора в области промежуточного диаметра IMD, расположенного между наружным диаметром OD сегмента крышки ротора и средним диаметром MD сегмента крышки ротора. На фиг.3B и 3C, наружный диаметр OD фиксатора 318 сегментов крышки и сегмента 317 крышки ротора являются одинаковыми по протяженности. В других иллюстративных вариантах осуществления, наружный диаметр OD сегмента 317 крышки ротора может не быть одинаковым по протяженности с наружным диаметром OD фиксатора 318 сегментов крышки. Удерживающий фланец 311 выполняет такую же функцию в нижней части сегментированной крышки 303 ротора в сборе. Если удерживающий фланец 311 или аналогичное средство для сведения к нулю силы инерции I, действие которой испытывают сегменты 317 крышки ротора во время вращательного движения, отсутствует, сегменты 317 крышки ротора могут перемещаться в радиальном направлении наружу за пределы наружного диаметра OD фиксатора 318 сегментов крышки. Такое перемещение может разбалансировать ротор 105, заставить сегменты 317 крышки ротора вторгаться в рафинирующий зазор 119 и в общем ускорять необходимость в техническом обслуживании или замене рафинера.
Следует понимать, что хотя на этих чертежах изображена сегментированная крышка 317 ротора, имеющая один выступ 344, крышки 317 ротора, имеющие несколько выступов, в том числе несколько выступов разных размеров, а также соответствующие средства позиционирования, также считаются входящими в объем этого раскрытия.
Фиг.3B дополнительно изображает вид сбоку в разрезе иллюстративной сегментированной крышки 303 ротора в сборе, имеющей центральной сегмент 365 крышки и сегменты 317 крышки ротора, расположенные в фиксаторе 318 сегментов крышки. Центральный сегмент 365 крышки и сегменты 317 крышки ротора могут быть съемными и заменяемыми по истечении требуемого периода времени, например, два раза в год, чтобы гарантировать соответствующие рабочие характеристики рафинера и поддерживать целостность и надежность качества волокна. Крепежные детали 383, в общем, соединяют сегменты 317 крышки ротора с ротором 105 таким образом, что фиксатор 318 сегментов крышки заклинивается между сегментами 317 крышки ротора и ротором 105.
a
b
a
b
a
b
b
a
b
а
b
Фиксатор 318 сегментов крышки может иметь центральный выступ 345, продолжающийся от корпуса 347 фиксатора 318 сегментов крышки. Центральный сегмент 365 крышки имеет уступы 335, 335, продолжающиеся от задней стороны 361 центрального сегмента 365 крышки. Уступы 335, 335 и задняя сторона 361 центрального сегмента 365 крышки определяют вогнутое пространство 367. В этом иллюстративном варианте осуществления, уступы 335, 335 расположены по существу посередине между центром 306 вращения и удерживающим фланцем 311. Центральный выступ 345 может быть выполнен с возможностью продолжения в вогнутое пространство 365 так, что уступы 335 и 335 входят в контакт с боковыми стенками 363, 363 центрального выступа 345, и таким образом позиционируют центральный сегмент крышки вокруг центра 306 вращения в области среднего диаметра MD центрального сегмента крышки.
a
b
a
b
a
b
a
b
a
b
b
b
b
b
b
b
b
a
b
Поскольку центральный сегмент 365 крышки является цельным, неразрезная конструкция центрального сегмента 365 крышки обеспечивает достаточную центростремительную силу C, чтобы сводить на нет силу инерции I, вызываемую вращательным движением ротора вокруг центра 306 вращения. Центростремительная сила C, обеспечиваемая центральным сегментом 365 крышки, и позиционирование, обеспечиваемое уступами 335 и 335 и центральным выступом 345 фиксатора 318 сегментов крышки, направляют центральный сегмент 365 крышки вокруг центра 306 вращения в области среднего диаметра MD центрального сегмента крышки. Чтобы направлять центральный сегмент 365 крышки, могут использоваться другие средства направления. В других иллюстративных вариантах осуществления центральный сегмент 365 крышки может направляться в области промежуточного диаметра (IMD) фиксатора сегментов крышки, наружного диаметра (OD) фиксатора сегментов крышки, или может использоваться их комбинация. Фиксатор 318 сегментов крышки может быть выкован и обработан на станке для получения точных технических характеристик. В других иллюстративных вариантах осуществления, фиксатор сегментов крышки может быть отлит и обработан на станке. В приведенных в качестве примера вариантах осуществления на фиг.3B и 3C, фиксатор 318 сегментов крышки дополнительно содержит позиционирующие уступы 351, 351, которые продолжаются от задней стороны 389 фиксатора 318 сегментов крышки. Позиционирующие уступы 351, 351 и корпус 347 фиксатора 318 сегментов крышки определяют второе вогнутое пространство 373, выполненное с возможностью приема центрального выступа ротора (не показан). Каждый позиционирующий уступ 351, 351 имеет наружную стенку 353, 353, соответственно. В отношении позиционирующего уступа 351 отметим, в частности, что наружная стенка 353 позиционирующего уступа 351 находится в зацеплении с боковой стенкой 396 уже существующего кольцеобразного выступа 398 на роторе 105. Уже существующий кольцеобразный выступ 398 и позиционирующий уступ 351 позиционируют фиксатор 318 сегментов крышки на роторе 105. Уже существующий кольцеобразный выступ 398 обеспечивает центростремительную силу C, которая равна и противоположна силе инерции I, действие которой фиксатор 318 сегментов крышки испытывает в результате вращательного движения ротора. Таким образом, позиционирующий уступ 351 и уже существующий кольцеобразный выступ 398 направляют фиксатор 318 сегментов крышки на роторе 103, используя наружную стенку 353 позиционирующего уступа 351. В этом иллюстративном варианте осуществления, позиционирующий уступ 351 направляет фиксатор 318 сегментов крышки по существу аналогичным образом. Следует понимать, что в других иллюстративных вариантах осуществления, фиксатор 318 сегментов крышки может направляться внутренними стенками позиционирующих уступов 351a, 351. Кроме того, следует понимать, что в других иллюстративных вариантах осуществления, сегменты крышки ротора могут направляться наружными стенками или внутренними стенками элементов взаимной блокировки.
Фиг.3C изображает вид сбоку в разрезе иллюстративной сегментированной крышки 303 ротора в сборе, в которой центральный участок 365', ограниченный внутренним диаметром ID сегментов 317 крышки ротора, является неотъемлемой частью в фиксаторе 318 сегментов крышки. В этом иллюстративном варианте осуществления, фиксатор 318 сегментов крышки расположен на роторе 105 вокруг центра 306 вращения таким же образом, как в варианте осуществления на фиг.3B.
Хотя на фиг.3А-3C удерживающий фланец 311 и выступ 344 крышки ротора направляют сегменты 317 крышки ротора, следует понимать, что любое из средств направления, раскрытых в настоящей заявке, может использоваться отдельно или в сочетании с другим средством направления для направления сегментов 317 крышки ротора и фиксатора 318 сегментов крышки в соответствии со способом, описанным в данном документе.
Фиг.4 представляет собой вид спереди в перспективе иллюстративной сегментированной крышки 403 ротора в сборе, окруженной сегментами 415 размалывающего диска. На этом чертеже, крепежные детали 483 соединяют и сегментированную крышку 403 ротора в сборе, и сегменты 415 размалывающего диска с ротором (см. 105). В этом конкретном варианте осуществления, сегменты 415 размалывающего диска имеют набор чередующихся ножей 416 и канавок 414. Перемычки 412 могут соединять два или несколько ножей 416, таким образом разделяя канавки в общем в радиальном направлении (например, в направлении, начинающемся в центре 406 вращения и идущем наружу по направлению к наружному диаметру OD ротора 105). Перемычки 412 заставляют загружаемый лигноцеллюлозный материал F двигаться в рафинирующий зазор 119 и облегчают рафинирование. Следует понимать, что хотя фиг.4 изображает рафинер, сегментированная крышка 406 ротора в сборе может быть выполнена с возможностью использования с диспергирующими устройствами или другими устройствами, выполненным с возможностью разделения, обработки и разрезания волокон в лигноцеллюлозном материале с помощью пластин, имеющих абразивные поверхности, которые могут включать в себя конструкции входящих в зацепление зубьев.
a
В иллюстративном варианте осуществления, изображенном на фиг.4, сегментированная крышка 403 ротора в сборе содержит набор сегментов 417 крышки ротора. Сегменты 417 крышки ротора являются съемными и могут быть заменены по истечении требуемого периода времени. Вариант осуществления на фиг.4 имеет фиксатор 418 сегментов крышки ротора с выполненным как единое целое центральным участком 465’. Крепежные детали 483 могут присоединять фиксатор 418 сегментов крышки к ротору 105, используя первоначальные отверстия 450 в роторе 105. Фиксатор 418 сегментов крышки обеспечивает сквозные отверстия 450, которые совпадают с первоначальными отверстиями ротора 105. Иллюстративный фиксатор 418 сегментов крышки включает в себя первый удерживающий фланец 411, выполненный с возможностью приложения центростремительной силы C к сегментам 417 крышки ротора в области промежуточного диаметра IMD (см. фиг.3B) рядом с наружным диаметром OD сегмента крышки ротора (см. фиг.3B).
Фиг.5A изображает единственный сегмент 517 крышки ротора, выполненный с возможностью направления вокруг центральной части 666 (фиг.6A, 6B) ротора 605 (фиг.6A, 6B) с помощью кольцеобразного фиксатора 527 сегментов крышки (фиг.5B). Сегмент 517 крышки ротора имеет широкие ножи 538 и широкие каналы 537, выполненные с возможностью забрасывания загружаемого лигноцеллюлозного материала F в рафинирующий зазор 619 (фиг.6A, 6B). Сегмент 517 крышки ротора дополнительно может иметь область А вокруг крепежных деталей 583, имеющую толщину Т (фиг.5B), которая больше, чем толщина t (фиг.5B) корпуса 558 сегмента 517 крышки ротора. Область А вокруг крепежных деталей 583 может защищать боковые стороны крепежных деталей 583 от поступления туда загружаемого лигноцеллюлозного материала F, и таким образом снижать износ крепежных деталей.
а
b
Фиг.5B представляет собой вид сбоку в разрезе по линии 5B-5B варианта осуществления, показанного на фиг.5A. Кольцеобразный фиксатор 527 сегментов крышки и сегмент 517 крышки ротора определяют отверстие 550, выполненное с возможностью приема крепежной детали 583. Хотя крепежные детали 583 не выполнены с возможностью направления сегментов 517 крышки ротора, головка 683 (фиг.6A) крепежной детали 583 обеспечивает слабую центростремительную силу c, направленную к нижнему участку области A вокруг крепежных деталей 583. Эта слабая центростремительная сила c не достаточна для того, чтобы уравновешивать силу инерции I сегмента 517 крышки ротора и, следовательно, крепежные детали 583 не направляют сегменты 517 крышки ротора. В некоторых иллюстративных вариантах осуществления, толщина t сегмента 517 крышки ротора в области внутреннего диаметра ID сегмента крышки ротора может превышать толщину t’ сегмента 517 крышки ротора в области наружного диаметра OD сегмента крышки ротора. Толщина t корпуса 558 сегмента 517 крышки ротора может уменьшаться постепенно и непрерывно вдоль корпуса 558 от внутреннего диаметра ID к наружному диаметру OD.
Кольцеобразный фиксатор 527 сегментов крышки является цельным сегментом крышки ротора, направляющим пластину. Кольцеобразный фиксатор 527 сегментов крышки может быть выполнен с возможностью направления сегментов 517 крышки ротора в области наружного диаметра OD сегмента крышки ротора. В других иллюстративных вариантах осуществления, кольцеобразный фиксатор 527 сегментов крышки может быть выполнен с возможностью направления сегментов 517 крышки ротора в области промежуточного диаметра IMD, расположенного между внутренним диаметром ID сегмента крышки ротора и наружным диаметром OD сегмента крышки ротора. В других иллюстративных вариантах осуществления, кольцеобразный фиксатор 527 сегментов крышки может быть выполнен с возможностью направления сегментов 517 крышки ротора в области среднего диаметра MD сегмента крышки ротора.
a
a
а
В иллюстративном варианте осуществления на фиг.513, кольцеобразный фиксатор 527 сегментов крышки имеет удерживающий фланец 511 с боковой стенкой 526, выполненной с возможностью зацепления с боковой стенкой 559 выступа 544 крышки ротора. В этом иллюстративном варианте осуществления, выступ 544 продолжается от корпуса 558 сегмента 517 крышки ротора у задней стороны 571 сегмента 517 крышки ротора. Направляющий фланец 511 обеспечивает центростремительную силу C, достаточную для того, чтобы сводить на нет силу инерции I, действие которой испытывает сегмент 517 крышки ротора в результате вращательного движения ротора, и таким образом, направляет сегмент 517 крышки ротора поблизости от наружного диаметра OD.
Фиг.5C представляет собой вид спереди трех сегментов 517 крышки ротора, выполненных с возможностью использования с кольцеобразным фиксатором 527 сегментов крышки. Количество сегментов 517 крышки ротора в иллюстративной сегментированной крышке 503 ротора в сборе по желанию равно трем или больше. На фиг.5C, сегментированная крышка 503 ротора в сборе имеет область, определяющую центральное отверстие 555 в центре кольцеобразной сегментированной крышки 503 ротора в сборе.
a
Фиг.6A представляет собой вид сбоку в разрезе рафинера 601, оснащенного иллюстративной сегментированной крышкой 603 ротора в сборе, направляемой в области промежуточного диаметра IMD между наружным диаметром OD сегмента крышки ротора и средним диаметром MD сегмента крышки ротора. Кольцеобразный фиксатор 627 сегментов крышки имеет удерживающий фланец 511, который направляет сегменты 517 крышки ротора таким же способом, как описано со ссылкой на фиг.5B.
a
b
Кольцеобразная крышка 503 ротора в сборе может быть расположена вокруг центральной части 666. Центральная часть 666 может быть конической, чтобы облегчать направление загружаемого лигноцеллюлозного материала F от загрузочного отверстия 611 к сегментам 617 крышки ротора и в конечном счете в рафинирующий зазор 619, определяемый противолежащими сегментом 615 размалывающего диска, расположенным на роторе 605, и сегментом 615, расположенным на статоре 607.
В этом иллюстративном варианте осуществления, ротор 605 имеет уже существующий кольцеобразный выступ 698. Кольцеобразный фиксатор 627 сегментов крышки является цельным и имеет внутренний диаметр ID и наружный диаметр OD. Корпус 699 кольцеобразного фиксатора 627 сегментов крышки имеет высоту h, которая может равняться высоте h’ уже существующего кольцеобразного выступа 698. Уже существующий кольцеобразный выступ 698 может позиционировать кольцеобразный фиксатор 627 сегментов крышки вокруг центра 606 вращения. Поскольку кольцеобразный фиксатор 627 сегментов крышки является кольцеобразной цельной деталью, целостность конструкции кольцеобразного фиксатора 627 сегментов крышки обеспечивает центростремительную силу, достаточную для уравновешивания силы инерции I, вызываемой вращательным движением ротора. Таким образом, уже существующий кольцеобразный выступ 698 и кольцеобразный фиксатор 627 сегментов крышки направляют кольцеобразный фиксатор 627 сегментов крышки в области внутреннего диаметра ID фиксатора сегментов крышки.
Фиг.6B представляет собой вид в разрезе другой иллюстративной сегментированной крышки 603 ротора в сборе с кольцеобразным фиксатором 627 крышки ротора. Кольцеобразный фиксатор 627 крышки ротора направляет сегмент 617 крышки ротора в области промежуточного диаметра IMD между средним диаметром MD сегмента крышки ротора и внутренним диаметром ID сегмента крышки ротора. Кольцеобразный фиксатор 627 сегментов крышки может иметь длину I, которая в общем короче, чем длина I’ (фиг.6A) кольцеобразного фиксатора 627 сегментов крышки, выполненного с возможностью направления сегмента крышки ротора в области наружного диаметра OD крышки ротора или в области промежуточного диаметра IMD между наружным диаметром OD крышки ротора и средним диаметром MD крышки ротора. Сегменты крышек ротора могут иметь толщину t поблизости от центра 606 вращения, которая больше, чем толщина t’ крышки ротора в области наружного диаметра OD сегментов крышки ротора. Сегмент 617 крышки ротора может быть тоньше в области наружного диаметра OD, чтобы избежать блокирования рафинирующего зазора 619. Направление сегмента 617 крышки ротора в области промежуточного диаметра IMD между средним диаметром MD сегментов крышки ротора и внутренним диаметром ID сегментов крышки ротора может обеспечить возможность механикам использовать сегменты крышки ротора там, где имеется ограниченное пространство между ротором 605 и рафинирующим зазором 619.
Хотя настоящее изобретение было конкретно показано и описано со ссылками на приведенные в качестве примера варианты его осуществления, специалистам в данной области техники должно быть понятно, что в них могут быть сделаны различные изменения в форме и деталях, без отступления от сущности и объема изобретения, охватываемого прилагаемой формулой изобретения.