TWI743466B - 帶有交錯的齒和外側磨漿區的熱分散機磨盤 - Google Patents

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Abstract

本發明涉及一種熱分散-磨漿磨盤區段，該熱分散-磨漿磨盤區段包括佈置在分散區徑向外側的磨漿區，其中分散區內的齒高度超過磨漿區內的磨刃高度。在此所描述的熱分散-磨漿磨盤區段將允許操作者將熱分散與磨漿組合，且為操作者賦予對於熱分散的程度更大的控制，同時最小地影響磨漿的程度。

Description

帶有交錯的齒和外側磨漿區的熱分散機磨盤
本發明一般係關於用於造紙和紙板工業的熱分散機，且更特定地有關於用於對再生纖維做功的熱分散機區段。
本申請要求了根據35 U.S.C. §119(e)授予2018年4月3日提交的序號為62/651,777的臨時專利申請的權益，其完整內容在此通過引用結合於此。
在回收紙纖維時，工業回收研磨機操作者使用熱分散機以打碎且分離紙纖維內的污染物。熟悉此過程的人典型地將這些污染物稱為“黏性物”。黏性物典型地包括膠、塑膠、墨和其他可被回收的纖維散佈的此種材料。操作者可透過篩選、清潔和/或浮選工藝從纖維漿中移除被分離的黏性物。任何剩餘的顆粒可被打碎到使得該黏性物在最終產品中不可見的程度。分散和分離過程允許操作者將更清潔的再生紙纖維供給到造紙機。此實踐導致更少的帶有污染物的纖維結合到造紙幅材，所以普遍地改進了性能。另外，墨的分散很大程度上改進了最終產品的視覺外觀。
操作者典型地分散了二次纖維，例如舊瓦楞紙板（“OCC”）、舊新聞紙（“ONP”）、混合的辦公廢紙（“MOW”）、雜誌、商用紙，等等。熱分散機通常包括旋轉盤（“轉子”），該旋轉盤面對不旋轉的盤（“定子”）。每個盤包括若干盤段且每個盤段典型地具有齒。齒典型地具有幾何棱柱體的形狀，例如正方形、梯形或金字塔形的棱柱體。齒按照行或帶的形式突伸出盤段的一側。在一個盤上的齒行與所面對的盤的齒行交錯。即，面對的盤段上的齒行佈置在相互不同的半徑上，使得當安裝在熱分散機內時一個磨盤區段的齒行安放在面對的磨盤區段的齒行之間，因此允許轉子上的齒行圍繞旋轉中心移動，而不碰到面對的磨盤區段上的齒。交錯的齒進一步允許第一磨盤區段上的齒在相對的第二磨盤區段上的相鄰近的行內的齒之間延伸。此交錯造成了相對的分散區之間的連續間隙。
典型的面對的熱分散機磨盤在轉子和定子齒側壁之間具有大約1毫米（“mm”）至5毫米之間的縫隙或間隙。此間距允許齒明顯地彎曲並剪切纖維，而不造成顯著量的纖維切割。此彎曲使得汙物、墨和其他黏性物脫開。旋轉的和靜止的熱分散機磨盤之間的間距可透過機構調整，該機構使得在轉子回轉時定子磨盤向著轉子磨盤移動（或轉子磨盤向著定子磨盤移動）。轉子維持定心且具有沿其旋轉軸線移動的自由度。
在轉子元件旋轉時，轉子元件驅動從定子盤的中心進入熱分散機的再生紙纖維的供給流。中心轂蓋（也被稱為“護圈”）將供給流引導到兩個面對的熱分散機盤之間的縫隙內。供給流動然後從旋轉中心徑向向外，越過交錯的齒的帶，經過盤的外周向機器出口行進。出口經常是處在機器底部處的孔，被分散的紙漿通過該孔落入到箱內以用於稀釋和進一步處理。一些熱分散機具有添加到供給側的蒸汽。除輔助再生纖維經過交錯的齒帶的運輸外，補充的蒸汽也允許被分散的再生纖維經過加壓的蒸汽管離開熱分散機。
雖然熱分散機的主要功能是分離和分散，但該設備的副作用之一是所施加的一些能量導致纖維的形成，即“磨漿”。為認識到“分散”和“磨漿”之間的區別，有益的是理解再生紙纖維的物理特徵：再生紙纖維一般地是管狀結構，包括多個稱為“薄片”的同心層。每個薄片包括更細微的結構成分，稱為“纖絲”，該纖絲相互結合以形成薄片。分散將整個管狀纖維自身彎曲，而“磨漿”使得纖維受到明顯更大的摩擦和壓縮能量。所以，磨漿使纖維分層且使形成薄片的纖絲磨開，因此增加了纖維的表面積。在一些情況中，此磨漿是有害的，因為此磨漿降低了紙漿懸液脫水的能力，而在其他情況中，磨漿是合意的。例如，增加纖維的表面積明顯地增加了由被磨漿的纖維製造的紙張或其他產品的抗拉強度。為生產具有合意等級的紙漿，其具有合意的抗拉強度，操作者可能要控制再生紙漿纖維所經受的磨漿的程度。回收操作可在熱分散機之後使用低濃度磨漿機，以提供此另外的磨漿。
先前在將分散和磨漿的元件組合方面的嘗試實現了比單獨分散更大的磨漿。在美國專利申請No. 14/082,424中描述的磨盤區段例如不具有交錯的齒，且使用磨漿原理和更寬的運行縫隙，以施加非常小的分散效果。作為結果的效果是帶有小量分散的大量的磨漿。
帶有交錯的銷的現有的磨漿磨盤區段主要設計為用於磨漿且不用於分散。例如，在美國專利No. 7,354,011中公開的磨漿機磨盤設計具有在整個磨盤區段中與磨漿磨刃交錯的流動限制器。國際申請No. PCT/SE9802124公開了佈置在內部的片分離區內的銷和流動限制器以及在外磨漿區內的磨漿刃。然而，在這兩個設計中，柱形的銷是被包括主要作為在木片進入磨漿區前打碎木片的方式。應當認為銷更均勻地打碎木片且幫助打碎的木片更均勻地分配到磨漿縫隙內，因此減輕了磨漿磨盤區段之間的載荷波動，同時也開始磨漿（即脫纖維）過程。
在上述背景說明段落中所揭露之內容，僅為增進對本發明之背景技術的瞭解，因此，上述之內容僅敘述不構成阻礙本發明專利性之先前技術，且應為本領域習知技藝者所熟知。
本發明申請人揭示如下可能性，即使用熱分散機以將纖維分散且磨漿到所意欲的品質，同時賦予操作者對於纖維在一次透過包括典型的熱分散-磨漿磨盤區段的典型熱分散機中經歷的磨漿量的更大控制。由於使用分開的分散和磨漿設備來生產合意的抗拉強度的再生纖維所導致的時間和能量浪費的問題透過如下方式解決，即在熱分散機磨盤區段上的交錯的熱分散機齒後（即，徑向外側）添加磨刃和溝槽磨漿區，其中熱分散機齒比磨漿磨刃相對於典型的熱分散-磨漿磨盤區段的背面更高，且其中熱分散機齒在側壁結合處具有鋒利的前沿。
在某些典型的實施例中，可能意欲在磨刃和溝槽的磨漿區下具有相對於分散區下方的、包括具有多邊形棱柱的形狀的齒的基板的更厚的基板。在其他典型實施例中，在磨漿區的基板厚度相對於分散區基板厚度方面可能無明顯差異，但在此實施例中，齒一般地比磨漿區內的磨漿磨刃更高。例如，齒可比磨漿磨刃高百分之五十（“50%”）。在其他示例中，齒可以為磨漿磨刃的高度的至少100%（即，加倍）。
本發明申請人已發現多種幾何形狀的交錯的齒設計具有施加大致20千瓦時每噸（“kWh/T”）至60 kWh/T的能量水平的能力，一些設計實現了100 kWh/T的水平和略高的水平。磨漿磨刃和溝槽設計具有遠較大的施加能量的能力，因為面對的磨刃區域和溝槽區域之間的縫隙可被有效地控制為低值，例如幾分之一毫米。這導致傳統的磨漿機磨盤的載荷能力比交錯齒設計高數倍。
傳統的磨刃和溝槽磨漿機磨盤區段過去已一定程度上成功地使用在熱分散機（即熱分散機）內而替代熱分散機磨盤，但此磨漿機磨盤區段通常具有較低的分散效率且經常會具有有限的通過能力。因此，在熱分散機內使用磨漿機磨盤區段是不利的。另一方面，本發明申請人已發現交錯齒模式具有高的體積容量和分散效率，但這些交錯齒模式提供了更少的磨漿作為所施加的能量的一部分。交錯齒模式缺少施加大量能量的能力，且因此缺少提供增加的磨漿效果的能力。
本發明申請人因此揭示其意欲維持分散區內的合理的一致的載荷，以強調高體積容量和分散效率，同時也允許操作者具有對於相對的磨盤區段的磨漿區之間的運行縫隙的進一步的控制範圍。運行縫隙的寬度影響推擠在各磨漿區上的纖維的載荷。不像相對的分散區，相對的磨漿區不交錯。即，相對的磨漿區之間的縫隙當從側面觀察時是直線。
不受理論束縛，大部分磨漿發生在積聚在相對的磨漿區之間的間隙中的纖維墊中。快速地相對移過的相鄰纖維的剪切力和壓縮力，特別是壓縮力，被認為用於形成纖維（即磨開包含再生紙纖維薄片的纖絲）。相對的磨漿區的連續交叉的磨刃和溝槽將大部分剪切力和壓縮力施加到纖維墊內。例如：當兩個相對的磨刃相互交叉時，可以認為夾在這些相對的交叉磨刃之間的纖維與相對的磨刃相互移過且兩個相對的溝槽臨時地對齊時相比經歷了更高的載荷。平均載荷是磨漿縫隙的寬度的函數。總之，透過調整相對的磨漿區之間的間隙的寬度，操作者可以調整相對的磨漿區之間的纖維墊的載荷，從而調整對纖維磨漿的強度和效率。
根據本公開的熱分散-磨漿磨盤區段包括交錯的同心齒區，該交錯的同心齒區之後是使用磨刃和溝槽的磨漿區（即，磨漿區佈置在交錯的同心齒區（即，分散區）的徑向外側）。在典型的熱分散-磨漿磨盤區段設計中，相對的盤的交錯的齒之間的縫隙對於機器的每1毫米調整可被調整以0.1 mm至0.4 mm，而磨刃和溝槽磨漿區將具有隨位置改變的1:1的間隙調整。即，設計的構思方式使得交錯的段和磨漿區在控制縫隙時將都被調整，而磨漿區上的效果將更顯著。此差異可允許相對地不改變的分散效果，同時允許對於磨漿效果的更大的控制。所以，在操作者調整磨盤元件的相互位置且進而調整在此所述的典型地熱分散-磨漿磨盤區段之間的運行縫隙時，操作者可更精確地控制施加到磨漿縫隙內的磨漿能量的強度，而同時維持施加到分散縫隙內的纖維的相當一致的分散能量。
因此，帶有交錯的齒和外磨漿區的典型的熱分散-磨漿磨盤的使用可允許研磨機操作者改進分散效率，同時也將磨漿能量添加到操作者的紙漿，而不使用另外的磨漿設備或不增加在纖維上執行的最大磨漿量。
如下的對於較佳實施例的詳細描述僅作為闡述和描述，並不意圖於窮舉的或限制本發明的範圍和精神。選擇並描述這些實施例是為了最好地解釋本發明的原理和本發明的實際應用。本領域一般技術人員將認識到對於在此說明書中公開的本發明可在不偏離本發明的範圍和精神的情況下有許多變化。
類似的附圖標號在各個圖中指示了對應的部分，除非另外說明。雖然附圖代表了根據本發明的多種特徵和部件的實施例，但附圖不必按比例，且一定的特徵可被誇大，以更好地闡述本公開的實施例，且此示例不被解釋為限制本發明的範圍。
除非另外在此明確地陳述，否則以下解釋規則適用於本說明書：（a）在此使用的所有詞語均應被解釋為具有語境需求的詞性或數量（單數或複數）；（b）除非上下文另有明確規定，否則說明書和申請專利範圍中使用的單數術語“一”，“一個”和“該”包括複數形式。（c）應用於所述範圍或值的先行術語“大約”表示在已知的或本領域中預期的來自測量的範圍或值的偏差內的近似; （d）“此處”，“特此”，“在此”，“此前”和“此後”等詞語以及類似含義的詞語，完整地參考本說明書而不是任何特定段落、權利要求或其他子部分，除非另有說明; （e）描述性標題僅為方便起見，不得控制或影響說明書任何部分的含義或構成; 和（f）“或”和“任何”不是排他性的，且“包括”和“包括”不是限制性的。此外，術語“包含”，“具有”，“包括”和“含有”應被解釋為開放式術語（即，意味著“包括但不限於”）。
說明書中對“一個實施例”，“實施例”，“示例性實施例”等的引用指示了所描述的實施例可包括特定的特點、結構或特性，但是每個實施例可能不必需包括特定的特點、結構或特性。而且，這些短語不一定是指同一實施例。此外，當結合實施例描述特定的特點、結構或特性時，認為結合其他明確描述或未明確描述的實施例來影響此特點、結構或特性處於本領域一般技術人員的知識內。
在提供描述性支持所必需的程度上，申請專利範圍的主題和/或內容在此透過引用完整結合在此。
在此對數值範圍的引用僅意圖於用作個別地表示落入其間任何子範圍的範圍內的每個單獨值的快捷方式，除非本文另有明確說明。 所引用的範圍內的每個分立的值被結合到說明書或申請專利範圍中，如同每個分立的值在此單獨地被引用。在提供特定範圍的值的情況下，應理解每個中間值，該範圍的上限和下限之間的下限單位的十分之一或更小，以及該規定範圍或其子範圍內的任何其它所聲明的值或中間值，除非上下文另有明確規定，否則在此被包括。所有子範圍也被包括。 這些較小範圍的上限和下限也包括在其中，受所述範圍內任何特定和明確地排除的限制。
應注意到在此所使用的一些術語是相對術語。 例如，術語“上”和“下”在位置上彼此相對，即上部件在給定的定向上位於比下部件更高的高度，但如果將裝置反轉則這些術語可以改變。術語“入口”和“出口”是相對於關於給定結構流過所述結構的流體而言，例如，流體通過入口流入結構且通過出口流出結構。術語“上游”和“下游”是相對於流體流過多種部件的方向而言，即流體在流過下游部件之前流過上游部件。
術語“水準”和“垂直”用於指示相對於絕對參考的方向，即相對於地平面的方向。然而，這些術語不應被解釋為要求結構相互絕對平行或絕對垂直。例如，第一垂直結構和第二垂直結構不必需相互平行。術語“頂部”和“底部”或“基部”用於表示其處頂部總是相對于絕對參考高於底部/基部的位置/表面，所述絕對參考即地球表面。術語“向上”和“向下”也涉及絕對參考;向上流動始終抵抗地球的引力。
圖1A描繪了典型的熱分散-磨漿磨盤區段100。在所描繪的實施例中，示例的熱分散-磨漿磨盤區段100是轉子段。熱分散-磨漿磨盤區段100包括基板115，該基板115具有佈置得遠離背面（210，圖2）的正面105。基板115一般地定義了環形的磁區，該磁區透過內弧122、外弧124和側邊116、118界定。內弧122佈置在側面長度SL的第一端111處，且外弧124佈置在側面長度SL的第二端113處，因此外弧124被放置在徑向上遠離內弧122的位置處。第一側邊116在內弧122和外弧124之間延伸。第二側邊118沿外弧124和內弧122的距離遠離第一側邊116佈置。
緊固器孔167延伸通過基板115。操作者將螺栓或其他緊固器（圖未示）***以將熱分散-磨漿磨盤區段100接合到熱分散機元件的背部結構。一旦安裝，則一系列連續的相鄰近的熱分散-磨漿磨盤區段100形成環帶，該環帶構造為圍繞旋轉中心旋轉。所描繪的熱分散-磨漿磨盤區段100被優化以沿逆時針方向R旋轉。
一系列突齒120從基板115伸出。一系列突齒120一般地具有多面體的形狀（即，幾何上的棱柱）。例如，形狀可以是立方體、細長的矩形棱柱、梯形棱柱、三角形棱柱、金字塔形棱柱、截金字塔形棱柱（即，以平台終止而非以點終止的金字塔形）、五邊形棱柱或其他多面體。每個齒120可具有相對於熱分散-磨漿磨盤區段100的內弧122的內壁147和外壁159。每個齒120的後壁165遠離前齒面164佈置。在熱分散-磨漿磨盤旋轉時，前齒面164是齒120的會在後壁165之前遇到齒的旋轉路徑內的固定點的那一側。齒的前齒面164可以是多面的（即包括多個前壁164a 、164b 等），且較佳地具有平的或凹入的形狀，該形狀包括在相鄰近的壁的結合處的鋒利的邊沿173（見147、159、165、164a 、164b ）。與前齒面164沒有凹入形狀的情形相比，前齒面164的凹入的形狀可將再生的纖維275（圖2A）在分散區125內保持平均更長的時間。此外，形成在相鄰近的各壁147、159、165、164a 、164b 的結合處的鋒利的邊沿173可向再生的纖維275提供更大的剪切力，該纖維275在分散區125內花費更長的平均時間。所以，典型的熱分散-磨漿磨盤區段100以提高的效率使得墨和其他黏性物從再生的纖維275脫離。齒120佈置在行117內，該行117以徑向間隔133佈置。側向間隔136也將每個齒120分開。
包含基板115上的齒120的區域156定義了分散區125。一系列齒120中的每個齒120具有齒高度（230，圖2A）。面對的熱分散-磨漿磨盤區段100’上的齒120’（圖1B）類似地以徑向間隔133’佈置在分散區125’內。然而，面對的熱分散-磨漿磨盤區段100’上的齒120’與圖1A中描繪的齒120徑向錯開。即，在熱分散-磨漿磨盤區段100、100’相互面對時，面對的熱分散-磨漿磨盤區段100’上的齒120’佈置在圖1A中描繪的齒120之間。換言之，熱分散-磨漿磨盤區段100的齒120（圖1A）以徑向間隔133’佈置在相對的熱分散-磨漿磨盤區段100’上的齒120’的相鄰近的行117’之間（圖1B）。以此方式，齒120、120’構造為在安裝在熱分散機上時交錯（見圖2A）。應當理解，齒120、120’的交錯的行117的數量和齒120、120’的設計將根據希望的分散能量的大小變化；然而，在本發明的典型的熱分散-磨漿磨盤區段100、100’具有在每個熱分散-磨漿磨盤區段100、100’上最小兩行177的齒120、120’。通常較佳為至少四行117的齒120、120’。齒120的行117可透過熱分散機的直徑限制。在一些典型實施例中，四到八行117的齒120、120’可能是合意的。
一系列磨漿機磨刃140在正面105上在與齒120徑向遠離的位置處從基板115伸出。相鄰近的磨漿機磨刃（例如，見140a 和140b ）和基板115定義了處在相鄰近的磨漿機磨刃（例如，140a 和140b ）之間的溝槽145。溝槽145佈置在每對相鄰近的磨漿機磨刃（例如，140a 和140b ）之間，因此一系列磨漿機磨刃140造成了一系列交替的磨漿機磨刃140和溝槽145。該系列磨漿機磨刃140和溝槽145在正面105上所佔據的區域157已知為“磨漿區”135。磨漿區135佈置為比分散區125更靠近側面長度SL的第二端113。磨漿機磨刃140具有磨漿機磨刃高度（250，見圖2）。齒高度230超過磨漿機磨刃高度250。外磨漿區135可具有最小10 mm的長度。在其他典型實施例中，外磨漿區135可具有優選地25 mm至100 mm之間的長度。每個區（例如，分散區125、磨漿區135和熱分散-磨漿磨盤區段100上的其他的潛在的區段，例如供給擋條區）的幾何形狀部分地受到熱分散-磨漿磨盤區段100、100’的尺寸的限制，該尺寸對於給定的熱分散機型號是固定的。
在某些典型實施例中，磨漿區135的區域157處在熱分散-磨漿磨盤區段100的正面105上的基板115的表面積的20%至33⅓%之間的範圍內。例如，磨漿區135的區域157可為熱分散-磨漿磨盤區段100的正面105上的基板115的表面積的20%、25%或33⅓%。
分散區125的載荷能力一般地比磨漿區135的載荷能力更受到限制。一般地，兩個相對的磨盤100、100’之間的分散區域的總體積（即，分散間隙251（圖2A）的體積加上側向間隔136的總體積）一般地大於相對的磨盤100、100’之間的磨漿區域的可比較的總體積（即，磨漿間隙249（圖2A）的體積和溝槽145的體積）。不受理論束縛，認為如果再生的纖維275的體積和供給率是恆定的，則帶有較小的總體積的區段將經受更大的載荷（即，力）。提高分散區125的效率的一個方式是增加該區段上的分散區125的面積。假定磨漿區135的高的載荷能力，則認為磨漿區135可向徑向內部的分散區125讓出位置，而不犧牲磨漿效率。
在一定的典型的實施例中，分散區125的區域156處在熱分散-磨漿磨盤區段100的正面105上的基板115的表面積的40%至50%的範圍內。在一定的典型的實施例中，分散區125可佔據熱分散-磨漿磨盤區段100的正面105上的基板115的表面積的至少40%。例如，在某些典型的實施例中，磨漿區135佔據熱分散-磨漿磨盤區段100的正面105上的基板115的表面積的30%，而分散區125佔據熱分散-磨漿磨盤區段100的正面105上的基板115的表面積的70%。在又一個典型實施例中，磨漿區135可佔據基板115的表面積的大約30%，分散區125可佔據基板115的表面積的大約40%，且供給區（包括多個內部供給擋條123）可佔據基板115的表面積的大約30%，所述每個都在熱分散-磨漿磨盤區段100的正面105上。在其他典型實施例中，分散區125佔據基板115的表面積的大約50%。
圖1A進一步描繪了佈置在徑向最外的齒120到通向磨漿區135的入口處的磨漿機磨刃140之間的一系列過渡楞條183。過渡楞條183可將徑向最外的齒120實體地連接到磨漿機磨刃140，或過渡楞條183可僅佈置為鄰近徑向最外的齒120和磨漿機磨刃140。過渡楞條183將再生的纖維275供給到磨漿縫隙249內。在一定的典型實施例中，過渡楞條183可具有相比之下更寬的徑向內端和更窄的徑向外端。將進一步理解的是在一定的典型實施例中，過渡楞條183的徑向外端可鄰靠磨漿機溝槽145。在一定的典型實施例中，過渡楞條183的徑向內端可在徑向最外的齒120之間佈置在側向間隔136內或側向間隔136的徑向外部。
不受理論束縛，認為過渡楞條183可幫助將再生的纖維275供給到磨漿區235內，且因此防止再生的纖維275在分散區225和磨漿區235之間駐留和堆積。
熱分散-磨漿磨盤區段100的結構上可以有內部供給擋條123。然而，應當理解的是這些內部供給擋條123可以不在每個熱分散-磨漿磨盤區段100、100’上都存在。
圖1B示出了構造為面對熱分散機內的圖1A的轉子熱分散-磨漿磨盤區段100的典型的相對的熱分散-磨漿磨盤區段100’。在此示例中，相對的熱分散-磨漿磨盤區段100’是定子。應當理解的是在反向旋轉的熱分散機內，相對的熱分散-磨漿磨盤區段100’將是另一個轉子區段（見圖1A）。齒120’構造為與圖1A中所示的齒120交錯。本申請人使用撇號（’）指示特定的特徵描繪在相對的熱分散-磨漿磨盤區段上，所示熱分散-磨漿磨盤區段在所描繪的實施例中是定子磨盤區段100’。類似的附圖標號指示了相對的熱分散-磨漿磨盤區段100、100’上的類似的結構。
圖2A是典型的面對的熱分散-磨漿磨盤區段200、200’的橫截面圖，圖中示出了齒高度230超過了磨漿機磨刃高度250。在運行中，再生的纖維275從旋轉中心徑向向外流動且越過面對的熱分散-磨漿磨盤區段200、200’的內弧222、222’。再生的纖維275然後繼續徑向向外流動通過分散區225、225’和透過面對的分散區225、225’定義的分散縫隙251。
斜面227、227’可如希望地放置在齒120、120’的徑向內側。斜面227、227’防止再生的纖維275在描繪在分散區225、225’的入口處的最大的預期的分散縫隙251處繞過分散效果。如果存在，則內部供給擋條223幫助打碎再生的纖維275且將再生的纖維275引導到分散區225、225’內。
再生的纖維275在與分散區225、225’重疊的交錯的齒220、220’的側向內壁247和側向外壁259的交叉處被處理。不受理論束縛，應當認為壓縮在磨漿區235內提供了磨漿力的大部分，而剪切力形成熱分散機225內的分散力的大部分。這部分地由於與磨漿縫隙249相比相對更大的分散縫隙251。應當認為這些剪切力將黏性物的大部分從再生的纖維275脫離。應當認為分散齒120上的多個鋒利的邊沿173，特別是前齒面164上的多個鋒利的邊沿173，施加了這些剪切力的大部分，且因此改善了分散效果。即，再生的纖維275在側向內壁247和側向外壁259之間且沿著邊沿173的迅速彎曲將汙物、墨和黏性物從再生的纖維275脫離。汙物、墨和黏性物在側向內壁247和側向外壁259之間的迅速的移動和剪切也將該汙物、墨和黏性物打碎到使其將在最終產品中不可見的程度。
在分散之後，交錯的齒220、220’的徑向最外的行217然後進一步將被分散的再生的纖維275供給到透過相對的磨漿機磨刃240、240’的平的頂表面243、243’定義的磨漿縫隙249內。如在圖2A中可見，大的空間存在於徑向最外的齒220的側向外壁259後方。此空間允許製造者將磨漿磨刃240的頂部磨到低於分散齒120的頂部的程度，而在此期間不損壞齒120。然而，此空間也允許再生的纖維275蓄積且駐留在分散區225和磨漿區235之間。因此，在較佳的實施例中，定子熱分散-磨漿磨盤區段200’的基板215’進一步定義了佈置在分散區225’和磨漿區235’之間的偏轉件263’。偏轉件263’將分散的再生的纖維275引導到磨漿間隙249內且因此防止了駐留。應當理解的是在其他典型的實施例中，偏轉件263’可佈置在轉子熱分散-磨漿磨盤區段200上。如所描繪，偏轉件263’可具有過渡厚度（即，將分散區225下方的基板的較薄區連接到磨漿區235下方的基板的較厚區）。
在另一個典型的實施例中，偏轉件263’可被省去。然而，將理解的是無偏轉件263’將使得再生的纖維275到磨漿區235、235’內的供給更低效，且最大的再生的纖維275的通過率可能降低。相對的磨漿區235、235’的特徵可以是磨漿機磨刃240、240’和溝槽245的任何現有的或新的構造，該磨漿機磨刃240、240’具有平的頂表面243、243’，且在磨漿縫隙249內處理再生的纖維275。
不受理論束縛，應當認為其特徵是交錯的齒220、220’（具有更大的對於流動的體積限制）的熱分散-磨漿磨盤區段200、200’的內部部分有助於保持高的生產容量，且提供了有效的分散工作。分散區225、225’為處於熱分散-磨漿磨盤區段200、200’的外周部位置的具有磨漿機磨刃240、240’和溝槽245、245’的磨漿區235、235’供給。磨漿區235、235’具有更大的供給/載荷容量和更高的體積（由於在更靠近外周部處的弧段的更大的面積），以更好地應對生產且施加有效的磨漿能量。
典型的熱分散-磨漿磨盤區段200、200’可鑄造得到，且然後被機器加工以具有相對於背側210的至少兩個不同的表面高度T1、T2，以除磨漿能量外提供有效的分散。交錯的齒220、220’將具有比磨漿機磨刃240、240’（見250、250’）和溝槽245、245’更高的高度230、230’。所以，磨漿機磨刃240、240’的頂部243、243’可被精確地機器加工而不降低交錯的齒220、220’的高度230、230’。交錯的齒220、220’可被鑄造、被機器加工平整或被鑄造和機器加工平整。在某些典型實施例中，交錯的齒220的齒220至少比磨漿機235內的磨漿磨刃240高50%。例如：磨漿機磨刃240可大約為7 mm±3 mm，且分散齒220可至少比磨漿機磨刃240高50%。構思為使得在此所描述的交錯的齒220可具有大約8 mm至大約30 mm的範圍內的高度。在再另一個典型的實施例中，交錯的齒220可至少比磨漿機磨刃240高100%。
圖2B是圖2A中描繪的方框B-B的放大圖。典型的實施例設計為如下方式，即分散間隙251和磨漿間隙249在操作者調整相對的熱分散-磨漿磨盤區段200、200’之間的距離時將都被調整，然而，磨漿間隙249上的效果將比分散間隙251上的效果更顯著。不受理論束縛，應當認為分散主要在交錯的齒220、220’的側向內壁247和側向外壁259的相交處發生，且不越過交錯的齒220、220’的頂部253、253’。所以，在操作者將熱分散-磨漿磨盤區段200向著或背離另一個熱分散-磨漿磨盤區段200’移動時，側向內壁247和側向外壁259之間的分散間隙251比磨漿機磨刃240、240’的相對的頂部243、243’之間的距離改變更小。
對於典型的熱分散-磨漿磨盤區段200、200’，相對的熱分散-磨漿磨盤區段200、200’的交錯的齒220、220’之間的分散間隙251可對於每毫米的機器調整被調整0.1 mm至0.4 mm，而磨漿間隙249將具有1:1的比例的隨位置改變的調整。在一些典型的實施例中，構思使得第二表面高度T2比第一表面高度T1佈置在更厚（測量為從第二表面高度T2到背面210的最短的距離）的基板上。不受理論束縛，第二表面高度T2下方的更厚的基板與相對的熱分散-磨漿磨盤區段200、200’之間的直線的磨漿縫隙249結合可允許典型的熱分散-磨漿磨盤區段200、200’被構造為維持1:1的磨漿縫隙調整比例，同時進一步將典型的熱分散-磨漿磨盤區段200、200’構造為維持對於分散縫隙251的小於1:1的調整比例。此差異將允許相對地不改變的分散效果，同時允許操作者以更高的精度控制磨漿效果。所以，現在變得可透過正確選擇熱分散機磨盤設計來將固定的分散能量施加到再生的纖維275，同時機器位置調整更明顯地控制所施加的磨漿能量。
在某些典型的實施例中，磨漿縫隙249為3 mm或更小。在再另一個典型的實施例中，調整相對的熱分散-磨漿磨盤區段200、200’的軸向位置導致以1:1的比例調整磨漿縫隙249且以1:3的比例調整分散間隙251。即，對於磨漿縫隙249的寬度的每個改變，分散間隙251的寬度改變了磨漿縫隙249的寬度改變的三分之一。
典型的熱分散-磨漿磨盤區段包括：將正面和背面分開的基板，基板具有：正面、側面長度、佈置在側面長度的第一端處的內弧、佈置在側面長度的第二端處的外弧，該外弧沿側面長度在徑向上遠離內弧佈置，在內弧和外弧之間沿側面長度延伸的第一側邊，在內弧和外弧之間沿側面長度延伸的第二側邊，該第二側邊遠離該第一側邊佈置，和與正面沿厚度相對地佈置的背面，背面和正面在外弧、內弧、第一側邊和第二側邊之間延伸；從基板伸出的齒，其中，該齒佈置在以徑向間隔佈置的行內，且佔據基板上的一個區域，其中，該齒中的齒包括：齒高度、壁、和在相鄰近的壁的結合處的邊沿，且該區域定義了分散區；和從基板伸出的磨漿機磨刃，其中相鄰近的磨漿機磨刃和基板定義了在相鄰近的磨漿機磨刃之間的溝槽，其中磨漿機磨刃因此定義了有交替的磨漿機磨刃和溝槽的磨漿區，其中磨漿區佈置為比分散區更靠近側面長度的第二端，其中，磨漿機磨刃在有交替的磨漿機磨刃和溝槽的區域內具有磨漿機磨刃高度，且齒高度超過磨漿機磨刃高度。
另一個典型的熱分散-磨漿磨盤區段包括：基板；從基板伸出的齒，其中齒佈置在以徑向間隔佈置的行內，其中該齒中的齒具有齒高度、壁、和在相鄰近的壁的結合處的邊沿，其中齒佔據基板上的區域，且其中該區域定義了分散區；和從基板伸出的磨漿機磨刃，其中相鄰近的磨漿機磨刃和基板定義了在相鄰近的磨漿機磨刃之間的溝槽，其中磨漿機磨刃因此定義了有交替的磨漿機磨刃和溝槽的磨漿區，其中磨漿區相對于分散區佈置在遠端，其中磨漿機磨刃具有磨漿機磨刃高度，且其中齒高度超過磨漿機磨刃高度。
典型的熱分散機包括：第一熱分散機元件，該第一熱分散機元件具有處在一條軸線處的旋轉中心且構造為圍繞該軸線旋轉；和第二熱分散機元件，該第二熱分散機元件面對第一熱分散機元件，其中第一熱分散機元件和第二熱分散機元件每個包括：背部結構和環形地佈置且固定地接合到背部結構的多個熱分散-磨漿磨盤區段，該熱分散-磨漿磨盤區段具有：基板，該基板包括：正面、側面長度、佈置在側面長度的第一端處的內弧、佈置在側面長度的第二端處的外弧，外弧沿側面長度在徑向上遠離內弧佈置，在內弧和外弧之間沿側面長度延伸的第一側邊，在內弧和外弧之間沿側面長度延伸的第二側邊，該第二側邊遠離該第一側邊佈置，和與正面沿厚度相對地佈置的背面，背面和正面在外弧、內弧、第一側邊和第二側邊之間延伸，其中背面佈置在背側結構上，其中正面進一步包括：從基板伸出的齒，其中齒佈置在以徑向間隔佈置的行內，其中該齒中的齒具有齒高度，壁，和在相鄰近的壁的結合處的邊沿，其中齒佔據了基板上的區域，且其中該區域定義了分散區；和從基板伸出的磨漿機磨刃，其中磨漿機磨刃中的相鄰近的磨漿機磨刃和基板定義了在相鄰近的磨漿機磨刃之間的溝槽，其中磨漿機磨刃因此定義了有交替的磨漿機磨刃和溝槽的磨漿區，其中磨漿區比分散區佈置為更靠近側面長度的第二端，其中有交替的磨漿機磨刃和溝槽的區域內的磨漿機磨刃具有磨漿機磨刃高度，且其中齒高度超過磨漿機磨刃高度，其中第一熱分散機元件上的相對於第二熱分散機元件的相對的齒交錯以定義分散縫隙，且其中第一熱分散機元件上的相對於第二熱分散機元件的相對的磨刃定義了磨漿縫隙。
雖然本發明已結合在此所考慮為最實際且最優選的實施例描述，但應理解的是本發明不限制於所公開的實施例，而是相反本發明意圖於覆蓋包括在本發明的精神和範圍內的多種修改和等價設計。
100、100’、200、200’‧‧‧熱分散-磨漿磨盤區段 105、105’‧‧‧正面 111、111’‧‧‧第一端 113、113’‧‧‧第二端 115、115’、215、215’‧‧‧基板 116、116’‧‧‧第一側邊 117、117’‧‧‧行 118、118’‧‧‧第二側邊 120、120’、220、220’‧‧‧齒 122、122’、222、222’‧‧‧內弧 123‧‧‧內部供給擋條 124、124’‧‧‧外弧 125、125’、225、225’‧‧‧分散區 133、133’‧‧‧徑向間隔 135、135’、235、235’‧‧‧磨漿區 136、136’‧‧‧側向間隔 140、140’、140a、140a’、140b、140b’、240、240’‧‧‧磨漿機磨刃 145、145’、245、245’‧‧‧溝槽 147、147’、247‧‧‧內壁 156、156’、157、157’‧‧‧區域 159、159’、259‧‧‧外壁 164、164’、164a、164a’、164b、164b’‧‧‧前齒面 165‧‧‧後壁 167、167’‧‧‧緊固器孔 173、173’‧‧‧邊沿 183‧‧‧過渡楞條 210‧‧‧背面 223‧‧‧內部供給擋條 227、227’‧‧‧斜面 230、230’‧‧‧高度 243、243’‧‧‧頂表面 249‧‧‧磨漿間隙 250、250’‧‧‧磨漿機磨刃高度 251‧‧‧分散間隙 253、253’‧‧‧ 頂部 275‧‧‧再生的纖維 SL、SL’‧‧‧側面長度 B-B‧‧‧截面 T1、T2‧‧‧表面高度
前文將從如下對於附圖所示的本公開的典型實施例的更具體的描述中顯見。附圖不必按比例，而是強調了所公開的實施例的闡述； 圖1A是包括佈置在分散區徑向外側的磨漿區的典型的轉子熱分散-磨漿磨盤區段的正面的視圖。分散區的齒比磨漿區內的磨刃更高； 圖1B是包括佈置在分散區徑向外側的磨漿區的典型的定子熱分散-磨漿磨盤區段的正面的視圖。分散區的齒比磨漿區內的磨刃更高； 圖2A是圖1A的轉子熱分散-磨漿磨盤區段和圖1B的定子熱分散-磨漿磨盤區段的橫截面側視圖，其中轉子熱分散-磨漿磨盤區段和定子熱分散-磨漿磨盤區段當安裝在熱分散機上時相互面對；及 圖2B是圖2A中的截面B-B的放大圖，圖中進一步詳細圖示了分散縫隙和磨漿縫隙。
100‧‧‧熱分散-磨漿磨盤區段
105‧‧‧正面
111‧‧‧第一端
113‧‧‧第二端
115‧‧‧基板
116‧‧‧第一側邊
117‧‧‧行
118‧‧‧第二側邊
120‧‧‧齒
122‧‧‧內弧
123‧‧‧內部供給擋條
124‧‧‧外弧
125‧‧‧分散區
133‧‧‧徑向間隔
135‧‧‧磨漿區
136‧‧‧側向間隔
140、140a、140b‧‧‧磨漿機磨刃
145‧‧‧溝槽
147‧‧‧內壁
156、157‧‧‧區域
159‧‧‧外壁
164、164a、164b‧‧‧前齒面
165‧‧‧後壁
167‧‧‧緊固器孔
173‧‧‧邊沿
183‧‧‧過渡楞條
SL‧‧‧側面長度

Claims (20)

  1. 一種熱分散-磨漿磨盤區段，包括：將正面和背面分開的基板，該基板具有：正面，側面長度，佈置在該側面長度的第一端處的內弧，佈置在該側面長度的第二端處的外弧，該外弧沿該側面長度在徑向上遠離該內弧佈置，在該內弧和該外弧之間沿該側面長度延伸的第一側邊，在該內弧和該外弧之間沿該側面長度延伸的第二側邊，該第二側邊遠離該第一側邊佈置，及與正面沿厚度相對地佈置的背面，該背面和該正面在該外弧、該內弧、該第一側邊和該第二側邊之間延伸；從該基板伸出的齒，其中該齒：佈置在以徑向間隔佈置的行內，且佔據該基板上的區域，其中該齒中的齒包括：齒高度，壁，及在與相鄰近的壁的結合處的邊沿，並且該區域定義了分散區；及從該基板伸出的磨漿機磨刃，其中，相鄰近的磨漿機磨刃和該基板定義了在相鄰近的磨漿機磨刃之間的溝槽，其中，該磨漿機磨刃因此定義了有交替的磨漿機磨刃和溝槽的磨漿區，其中，該磨漿區佈置為比分散區更靠近該側面長度的第二端，其中該磨漿機磨刃在有交替的該磨漿機磨刃和 該溝槽的區域內具有磨漿機磨刃高度，且其中該齒高度超過該磨漿機磨刃高度。
  2. 根據請求項1所述的熱分散-磨漿磨盤區段，進一步包括佈置在該分散區和該磨漿區之間的偏轉件。
  3. 根據請求項1所述的熱分散-磨漿磨盤區段，進一步包括佈置在徑向最外的齒和該磨漿區之間的過渡楞條。
  4. 根據請求項1所述的熱分散-磨漿磨盤區段，其中該齒進一步包括前齒面，該前齒面包括形成了凹入的形狀的多個前壁。
  5. 根據請求項1所述的熱分散-磨漿磨盤區段，其中該齒比該磨漿機磨刃高至少50%。
  6. 根據請求項1所述的熱分散-磨漿磨盤區段，其中該齒比該磨漿機磨刃高至少100%。
  7. 根據請求項1所述的熱分散-磨漿磨盤區段，其中該齒具有從包括如下項的組中選擇的形狀：立方體、細長的矩形棱柱、梯形棱柱、三角形棱柱、金字塔形體、截金字塔形體、五邊形棱柱或其他多面體。
  8. 一種熱分散-磨漿磨盤區段，包括：基板；從該基板伸出的齒，其中該齒佈置在以徑向間隔佈置的行內，其中該齒中的齒具有齒高度、壁、和在相鄰近的壁的結合處的邊沿，其中該齒佔據基板上的區域，且該區域定義了分散區；及從基板伸出的磨漿機磨刃，其中相鄰近的該磨漿機磨刃和該基板定義了在相鄰近的該磨漿機磨刃之間的溝槽，其中該磨漿機磨刃因此定義了有交替的該磨漿機磨刃和該溝槽的磨漿區，其中，該磨漿區相對於該分散區佈置在遠端，其中該磨漿機磨刃具有磨漿機磨刃高度，且其中該齒高度超過該磨漿機磨刃高度。
  9. 根據請求項8所述的的熱分散-磨漿磨盤區段，進一步包括佈置在該分散區和該磨漿區之間的偏轉件。
  10. 根據請求項8所述的熱分散-磨漿磨盤區段，進一步包括佈置在徑向最外的齒和該磨漿區之間的過渡楞條。
  11. 根據請求項8所述的熱分散-磨漿磨盤區段，其中該齒比該磨漿機磨刃高至少50%。
  12. 根據請求項8所述的熱分散-磨漿磨盤區段，其中該齒比該磨漿機磨刃高至少100%。
  13. 根據請求項8所述的熱分散-磨漿磨盤區段，其中該齒具有從包括如下項的組中選擇的形狀：立方體、細長的矩形棱柱、梯形棱柱、三角形棱柱、金字塔形體、截金字塔形體、五邊形棱柱或其他多面體。
  14. 根據權利要求8所述的熱分散-磨漿磨盤區段，其中該齒進一步包括前齒面，該前齒面包括形成了凹入的形狀的多個前壁。
  15. 一種熱分散機，該熱分散機包括：第一熱分散機元件，該第一熱分散機元件具有處在一條軸線上的旋轉中心且構造為圍繞該軸線旋轉；及第二熱分散機元件，該第二熱分散機元件面對該第一熱分散機組件，其中，該第一熱分散機元件和該第二熱分散機元件各包括：背部結構和環形地佈置且固定地接合到該背部結構的多個熱分散-磨漿磨盤區段，該熱分散-磨漿磨盤區段具有：基板，該基板包括：正面，側面長度，佈置在該側面長度的第一端處的內弧， 佈置在該側面長度的第二端處的外弧，該外弧沿該側面長度在徑向上遠離該內弧佈置，在該內弧和該外弧之間沿該側面長度延伸的第一側邊，在該內弧和該外弧之間沿該側面長度延伸的第二側邊，該第二側邊遠離該第一側邊佈置，及與正面沿厚度相對地佈置的背面，該背面和該正面在該外弧、該內弧、該第一側邊和該第二側邊之間延伸，其中該背面佈置在該背側結構上，其中，該正面進一步包括：從該基板伸出的齒，其中該齒佈置在以徑向間隔佈置的行內，其中該齒中的齒具有齒高度，壁，及在相鄰近的壁的結合處的邊沿，其中，該齒佔據了該基板上的區域，且該區域定義了分散區；及從該基板伸出的磨漿機磨刃，其中，該磨漿機磨刃中的相鄰近的該磨漿機磨刃和該基板定義了在相鄰近的該磨漿機磨刃之間的溝槽，其中，該磨漿機磨刃因此定義了有交替的該磨漿機磨刃和該溝槽的磨漿區，其中，該磨漿區比分散區佈置為更靠近該側面長度的第二端，其中，在有交替的該磨漿機磨刃和該溝槽的區域內的該磨漿機磨刃具有磨漿機磨刃高度，且該齒高度超過該磨漿機磨刃高度，其中，第一熱分散機元件上的相對於第二熱分散機元件的相對的齒交錯以定義分散縫隙，且其中第一熱分散機元件上的相對於第二熱分散機元件的相對的磨刃定義了磨漿縫隙。
  16. 根據請求項15所述的熱分散機，進一步包括佈置在該分散區和該磨漿機之間的偏轉件或佈置在徑向最外的齒和該磨漿區之間的過渡楞條。
  17. 根據請求項15所述的熱分散機，其中該齒進一步包括前齒面，該前齒面包括形成了凹入的形狀的多個前壁。
  18. 根據請求項15所述的熱分散機，其中該齒比該磨漿機磨刃高至少50%。
  19. 根據請求項15所述的熱分散機，其中該齒比該磨漿機磨刃高至少100%。
  20. 根據請求項15所述的熱分散機，其中該分散間隙進一步透過側向內壁和側向外壁定義，且其中該分散間隙對於每一毫米的熱分散機的調整被調整0.1mm至0.4mm，且該磨漿縫隙對於每一毫米的熱分散機的調整被調整1mm。
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