ES2313890T3 - Elemento refinado. - Google Patents

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Abstract

Un elemento refinador destinado a refinadores de tipo "disco" para el trabajo de material fibroso, en que el elemento refinador (10) está formado con un dibujo de relieves alargados (11), con superficies superiores (13) y bordes (14), y acanaladuras intermedias (12), caracterizado porque está formado al menos un escalón (17, 20, 21, 22, 23) en las superficies superiores (13) de los relieves (11), de modo que están formados sobre los relieves al menos dos bordes delanteros longitudinales (14, 18, 24) situados a diferentes alturas.

Description

Elemento de refinado.
Este invento se refiere a refinadores de tipo "disco", con discos refinadores enfrentados que giran uno con respecto al otro. Los discos refinadores están provistos de elementos refinadores, entre los cuales se forma una cavidad de refinador con una zona de refinador para el trabajo de un material fibroso. El material fibroso es preferiblemente material de fibra lignocelulósica, y el refinador se utiliza para fabricar, por ejemplo, pulpa de rechazo, pulpa de fibra reciclada y pulpas mecánicas tales como pulpa para cartón, pulpa termomecánica (TMP; del inglés, thermomechanical pulp) y pulpa quimio-termomecánica (CTMP; del inglés, chemi-thermomechanical pulp), así como pulpas químicas.
Más exactamente, el invento se refiere a un elemento refinador para uso en un refinador del tipo anteriormente citado.
Se diseña un elemento refinador con un dibujo de relieves alargados y acanaladuras intermedias. Los relieves y las acanaladuras se forman de diferentes modos, dependiendo del material fibroso que se va a trabajar y del grado de trabajo y, de este modo, en el caso de material lignocelúlosico, de la calidad deseada de la pulpa. Por ejemplo, los relieves pueden ser continuos o discontinuos y estar dispuestos con diferentes dibujos.
La cavidad del refinador es diseñada para que el material fibroso pase del interior hacia fuera, visto en dirección radial. En la parte más interna de la cavidad del refinador, los elementos refinadores están normalmente diseñados para que lleven a cabo una primera desintegración del material y hagan avanzar el material más hacia fuera en la cavidad del refinador. En la porción interna de la cavidad del refinador, donde la distancia entre las superficies refinadoras es máxima, también tiene lugar una cierta desfibración, es decir, una separación de las fibras del material lignocelulósico. Más adelante, la distancia disminuye hacia fuera para que se lleve a cabo el trabajo deseado del material fibroso.
El trabajo del material fibroso es llevado sustancialmente a cabo por los relieves de los elementos refinadores. Por lo tanto, su diseño tiene una importancia esencial para la calidad de la pulpa. Otros factores que influyen en la calidad de la pulpa son, por ejemplo, el tamaño de la cavidad del refinador, los contenidos de líquidos en el material fibroso, la alimentación, la temperatura, etc.
Los relieves tienen una superficie superior con bordes. Conforme se trabaja el material fibroso se desgastan los relieves, especialmente sus bordes, que por ello se redondean. En los casos en que un disco refinador es estacionario, sus relieves muy a menudo se desgastan más porque la diferencia de velocidad entre el material fibroso y el disco estacionario del refinador es mayor que la diferencia de velocidad entre el material fibroso y los discos giratorios del refinador.
El desgaste es causado sobre todo por el hecho de que arena y otras partículas extrañas duras acompañan al material fibroso al refinador y, de este modo, a la cavidad del refinador, donde entran repetidamente en contacto con los relieves de los elementos refinadores.
Los discos del refinador tienen normalmente, uno con respecto al otro, una velocidad de rotación de hasta 3000 revoluciones por minuto, y la cavidad del refinador tiene normalmente un tamaño de aproximadamente 0,2 a 2 mm. Las partículas duras extrañas con un diámetro superior a la cavidad del refinador pueden causar por ello un gran daño a los elementos refinadores, aunque también las partículas pequeñas someten los elementos refinadores a un desgaste.
Cuando el borde delantero del relieve se redondea a causa del desgaste, aumenta la exigencia de energía para fabricar pulpa con una calidad deseada. El grado de trabajo, y por ello la calidad de la pulpa, dependen de la cavidad del refinador, cuyo tamaño está controlado para que se obtenga la deseada calidad de pulpa. Con el desgaste aumentado y desigual de los bordes de los relieves surgen problemas para mantener la deseada calidad de pulpa, lo que significa que los elementos refinadores deben ser cambiados.
El desgaste de los relieves es un problema especialmente grande en la fabricación de pulpa de fibra de madera, en la que el material fibroso incluye a menudo muchas impurezas, tales como, por ejemplo, piedras y arena. Los elementos refinadores deben ser cambiados cuando se desgastan, lo que implica una interrupción del proceso. Por lo tanto, se desea mantener la agudeza de los bordes de los relieves durante el mayor tiempo posible.
En el Documento US 5467931 se describe un elemento refinador con relieves y acanaladuras. Cada relieve tiene una superficie superior que se inclina hacia arriba, que forma un borde cortante (54, 66) con una cara delantera (56, 68) y una cara trasera. En la realización mostrada en la Figura 5, los relieves se ensanchan gradualmente por la cara delantera del relieve de modo que se forma un abultamiento.
El problema de mantener el borde afilado es resuelto mediante relieves inclinados, que "tienden a afilarse con el desgaste".
El presente invento presenta otra solución de los problemas anteriormente citados. De este modo, de acuerdo con el invento, es posible utilizar elementos refinadores durante más tiempo sin una exigencia aumentada de energía y con una calidad mantenida de pulpa. Al formarse al menos un escalón en las superficies superiores de los relieves, se forman al menos dos bordes longitudinales situados a diferentes alturas sobre los relieves. Esto significa que, inicialmente, el borde superior es activo y está sometido a desgaste. Conforme se desgasta gradualmente el borde superior, el trabajo de borde pasa al borde del relieve situado inmediatamente hacia abajo del escalón. Por ello, la vida operativa del elemento refinador puede resultar sustancialmente prolongada.
Los escalones pueden extenderse, por ejemplo, por la longitud completa de los relieves o quedar interrumpidos por pequeñas porciones sin escalón en la dirección longitudinal de los relieves. A lo largo de los relieves, cada escalón puede tener una profundidad constante o variable en las superficies superiores de los relieves. Los escalones se pueden formar en sólo una cara de los relieves o en ambas caras. Se proporciona preferiblemente un solo escalón en un relieve pero, en ciertos casos, se pueden formar dos o más escalones.
Cuando sólo se forman escalones en una cara de los relieves, no se puede cambiar la dirección de rotación de los discos refinadores que llevan los elementos refinadores. Sin embargo, con respecto a la resistencia, esto puede ser aún un diseño adecuado.
Los rasgos caracterizadores del invento resultan evidentes a partir de las reivindicaciones adjuntas. A continuación se describe el invento con mayor detalle, con referencia al dibujo adjunto que ilustra ciertas realizaciones del invento.
La Figura 1 muestra la cara frontal de un elemento refinador con un dibujo de relieves y acanaladuras intermedias;
Las Figuras 2-5 muestran la superficie superior de los relieves con diferentes diseños;
La Figura 6 es un corte transversal de un relieve de acuerdo con las Figuras 2-4; y
La Figura 7 es un corte transversal de un relieve de acuerdo con la Figura 5.
En la Figura 1, se muestra un elemento refinador 10 que está provisto de un dibujo de relieves 11 y acanaladuras intermedias 12, en el que los relieves tienen superficies superiores 13 con bordes 14. El dibujo está dividido en dos zonas, una interna 15 y una externa 16. Los relieves y las acanaladuras son más gruesos en la zona interna que en la zona externa. Los relieves de la zona interna están destinados a llevar a cabo una primera desintegración del material y a hacer avanzar el material hacia fuera, a la zona externa. Los relieves de la zona externa están dispuestos más densamente, lo que implica más bordes de relieves para efectuar la desfibración y el trabajo sustanciales del material. El dibujo también puede comprender más zonas, en cuyo caso el dibujo se hace normalmente más denso de una zona a otra, radialmente hacia fuera.
En la Figura 2 se muestra una realización de un relieve 11 sobre un elemento refinador de acuerdo con el invento. A lo largo del relieve 11 se extiende un escalón 17 que está situado hacia abajo de la superficie superior 13 del relieve. La diferencia de nivel debe ser uno o algunos milímetros, preferiblemente 2-5 mm. De este modo, se forman dos bordes longitudinales situados a diferentes alturas, es decir, el borde 14 en la superficie superior del relieve y el borde 18 en el escalón 17. El escalón 17 tiene una profundidad constante en el relieve pero, a lo largo del relieve, está interrumpido por pequeñas porciones 19 sin escalón con objeto de mejorar la resistencia del relieve 11. En el relieve, la transición del escalón 17 al nivel situado encima está adecuadamente redondeada, como aparece en la Figura 6, con objeto de proporcionar la resistencia óptima al relieve.
En la Figura 3 se muestra otra realización del relieve. Difiere de la Figura 2 en que el escalón 20 tiene una profundidad variable a lo largo del relieve, en la superficie superior 13 del relieve.
En la Figura 4 se muestra una realización con escalones 21 en ambas caras del relieve 11. Esto implica que, con dichos relieves, un elemento refinador puede girar en ambas direcciones.
En las Figuras 5 y 7 se muestra otra alternativa de un relieve con dos escalones 22, 23 en diferentes niveles, en la que se forma sobre el relieve un borde adicional 24 sobre el escalón más bajo 23. Por supuesto, además es posible combinar la mostrada realización de relieves de un modo adecuado sobre un elemento refinador.
Los relieves diseñados de acuerdo con el invento pueden estar dispuestos en cualquier zona del elemento refinador, pero preferiblemente en una zona externa, donde la desfibración y el trabajo son muy intensivos y la distancia entre los elementos refinadores enfrentados es más corta, es decir, la cavidad del refinador es más pequeña.

Claims (7)

1. Un elemento refinador destinado a refinadores de tipo "disco" para el trabajo de material fibroso, en que el elemento refinador (10) está formado con un dibujo de relieves alargados (11), con superficies superiores (13) y bordes (14), y acanaladuras intermedias (12), caracterizado porque está formado al menos un escalón (17, 20, 21, 22, 23) en las superficies superiores (13) de los relieves (11), de modo que están formados sobre los relieves al menos dos bordes delanteros longitudinales (14, 18, 24) situados a diferentes alturas.
2. Un elemento refinador como el definido en la Reivindicación 1, caracterizado porque cada escalón (17) se extiende por la longitud completa de los relieves (11).
3. Un elemento refinador como el definido en la Reivindicación 1, caracterizado porque cada escalón (17, 20, 21, 22) está interrumpido por porciones sin escalón en la dirección longitudinal de los relieves.
4. Un elemento refinador como el definido en cualquiera de las Reivindicaciones precedentes, caracterizado porque cada escalón (17, 22, 23) tiene una profundidad constante en las superficies superiores (13) de los relieves (11).
5. Un elemento refinador como el definido en cualquiera de las Reivindicaciones 1-3, caracterizado porque, a lo largo de los relieves, cada escalón tiene una profundidad variable en las superficies superiores de los relieves.
6. Un elemento refinador como el definido en cualquiera de las Reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los escalones están formados solamente en una cara de los relieves.
7. Un elemento refinador como el definido en cualquiera de las Reivindicaciones 1-5, caracterizado porque los escalones están formados en ambas caras de los relieves.
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