具有杆间磨损突起的磨盘的制作方法

专利2022-05-09  71


具有杆间磨损突起的磨盘


背景技术:

1.1. 相关申请的交叉引用本申请依照美国法典第35篇第119(e)节要求于2018年10月11日提交的专利申请号为62/744,391的美国临时专利申请的较早申请日的权益,其全部内容通过引用并入本文。
2.2. 技术领域本公开总体涉及被构造成研磨纤维材料的磨盘,更具体地,涉及被构造成研磨木屑或其他木质纤维素材料的磨盘段。
3.3. 相关技术加工过的纤维素材料可以是几种基于纤维的产品中的主要成分,包括例如纸浆、纸张、中密度纤维板(“mdf”)、纤维包装材料和液体吸收性填充材料。为了对这些产品进行商业化生产,操作者通常从将木质纤维素材料作为原料开始。木质纤维素材料通常是基于植物的物质,包括化学结合到蛋白质木质素的纤维素和半纤维素。木质纤维素植物物质的示例包括木屑、玉米秸秆、甘蔗渣和再生纸。
4.例如,为了生产mdf,操作者可通过机械精磨机供给木质纤维素材料(通常以木屑、木质废材、锯屑、刨花、废弃建筑材料或农业废材的形式进行供给)。
5.机械精磨机通常包括两个或更多个相对的精磨机组件。每个组件在精磨侧上具有一定样式的凸起式磨杆。槽分隔相邻的磨杆。典型地,这些精磨组件是圆盘、环形盘、嵌套式圆锥截头锥体,或者是被构造成围绕公共轴线旋转的嵌套式圆柱体。每个精磨机组件可包括若干固定在背衬结构上的环状扇形段,以形成圆盘、环形盘、圆锥截头锥体或圆柱体。相对的精磨组件的精磨侧彼此面对,并且较窄的精磨间隙将相对的精磨组件分隔开。精磨组件中的至少一个是被构造成绕轴线旋转的转子。当转子精磨组件高速旋转时,操作者通过精磨间隙供给木质纤维素材料或其他进给材料,以分离、形成和切割组分纤维。随着机械精磨机分解木质纤维素材料,一些水可能以蒸汽的形式释放出来。
6.与精磨间隙的出口相比,精磨间隙的入口更靠近旋转中心。随着转子精磨组件旋转,进给材料径向向外穿过精磨间隙。


技术实现要素:

7.机械精磨机中在机械精磨机的工作寿命期间的能量使用增加的问题通过使用示例性的磨盘段得以缓解,该磨盘段具有精磨侧和远离精磨侧设置的后侧,磨杆接合到精磨侧的基底,其中磨杆具有磨杆高度,并且其中相邻的磨杆和基底在相邻的磨杆之间限定槽,并且槽中设置突起,其中该突起具有突起高度,其中突起高度为磨杆高度的25%或更小,并且其中该突起被构造成随时间而磨损。
8.低稠度精磨的一个问题是,新的磨盘段可能部分由于槽的初始体积而具有过大的流动能力。对于高磨杆而言尤其如此,这反过来会产生更大体积的槽。具有更大流动能力的磨盘段允许更稀的进给材料在给定的时间内通过精磨部段。如果流动量超过精磨能力,则
精磨机将产生更多的泵送,并且转动精磨机所需的能量将更高,从而导致比通常情况下更大的能量损失。该过程可能会产生高压出口流量,这会给下游造成进一步的麻烦。
附图说明
9.如附图所示,根据本公开的示例性实施方案的以下更具体的描述,前述内容将变得显而易见,在附图中,贯穿不同视图,相同的附图标记指代相同的部分。附图不一定按比例绘制,重点在于说明所公开的实施方案。
10.图1是在相邻的磨杆之间设置有一系列突起的示例性磨盘段的精磨侧的正视图。
11.图2是描绘突起和磨杆的图1中磨盘段的沿线a

a的特写横截面视图。
12.图3是在槽内设置有一系列突起的磨盘段的示例性精磨部段的一部分的透视图。
13.图4是突起、表面下阻挡部和全表面阻挡部的纵向横截面积与相邻的磨杆的纵向横截面积相比的示意图。
14.图5是示例性突起的横向横截面积与表面下阻挡部、全表面阻挡部和磨杆的横向横截面积相比的示意图。
15.图6是示出了限定间隙的相对磨盘段的机械精磨机的侧视图的横截面示意图。
16.图7是处于打开位置的机械精磨机的透视图的示意图。图7突出了相对于整个机械精磨机的磨盘段。
17.图8是具有突起的示例性磨盘段的精磨部段的示意图的透视图,其中突起是限流部。
18.图9是具有沿槽长度设置的限流部的示例性磨盘段的侧视图的横截面示意图。
19.图10是具有限流部的示例性磨盘段的横向横截面的示意图。
20.图11a是示出了示例性磨盘段的铸造技术的一部分的铸造模具的截面的正视图。
21.图11b是示出了示例性磨盘段的铸造技术的一部分的铸造模具的截面的侧视图。
22.图11c是突起被插入铸造模具之前的突起的透视图。
23.图11d是通过示例性制造技术制造的示例性磨盘段的正视图。
24.图11e是通过示例性制造技术制造的示例性磨盘段的侧视图。
25.图12a是突起设置部和楔形突起的透视图。
26.图12b是示出将楔形突起与突起设置部安装在一起的侧视图。
27.图12c是示出将楔形突起与突起设置部安装在一起的正视图。
具体实施方式
28.下面对优选实施方案的详细描述仅出于说明和描述的目的,并且不旨在穷举或限制本发明的范围和精神。实施方案是为了最好地说明本发明的原理及其实际应用进行选择和描述的。本领域普通技术人员将认识到,在不脱离本发明的范围和精神的情况下,可对本说明书中公开的发明进行许多变型。
29.贯穿若干视图,相应的附图标记表示相应的部分。尽管附图表示根据本公开的各种特征和部件的实施方案,但是附图不一定按比例绘制,并且为了更好地说明本公开的实施方案,可能夸大了某些特征,并且这种范例不应被解释为以任何方式限制本公开的范围。
30.说明书中对“一个实施方案”、“实施方案”、“示例性实施方案”等的引用指示所描
述的实施方案可包括特定的特征、结构或特性,但是每个实施方案不一定包括该特定的特征、结构或特性。此外,这样的短语不一定指代相同的实施方案。此外,当结合实施方案描述特定的特征、结构或特性时,无论是否明确描述,都认为结合其他实施方案影响这样的特征、结构或特性处于本领域技术人员的知识范围内。
31.尽管为了清楚,在下面的描述中使用了特定的术语,但是这些术语旨在仅涉及附图中为了说明而选择的实施方案的特定结构,并且不旨在限定或限制本公开的范围。
32.除非上下文另有明确规定,否则单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数指示物。应当将数值理解为包括当减少到相同数量的有效数字时相同的数值,以及与状态值相差小于本申请中描述的用于确定数值的常规测量技术的实验误差的数值。
33.在提供描述性支持所必需的程度上,所附权利要求的主题和/或文本通过引用整体并入本文。
34.除非本文中另外明确指出,否则本文中值范围的引用仅旨在用作单独指代落入范围内的在其间的任何子范围内的每个单独值的简写方法。在列举的范围内的每个单独的值被并入到说明书或权利要求书中,就像该每个单独的值在本文中被单独列举一样。在提供特定范围的值的情况下,应当理解,除非上下文中另有明确规定,否则每个介于该范围的上限和下限之间的下限单位的十分之一或更小的中间值以及该范围或其子范围中的任何其他所述或中间值都被包括在本文中。也包括所有子范围。其中也包括这些较小范围的上限和下限,受制于所述范围中的任何具体和明确排除的限制。
35.如本文所使用的,近似语言可用于修饰任何可能变化的定量表示,而不会导致与其相关的基本功能的改变。因此,由一个术语或多个术语(诸如,“约”和“大约”)修饰的值可不限于指定的精确值。修饰语“约”也应该被认为是公开了由两个端点的绝对值所限定的范围。例如,“从约2到约4”的表述也公开了“从2到4”的范围。
36.应当注意,本文所使用的许多术语是相对术语。例如,术语“上部”和“下部”在位置上是相对的,即在给定的取向上,上部部件位于比下部部件更高的高度,但是如果设备翻转,这些术语会发生改变。术语“入口”和“出口”是相对于给定结构的流过它们的流体而言的,例如,流体通过入口流入该结构,并且通过出口流出该结构。术语“上游”和“下游”是指流体流过各种部件的方向,即流体在流过下游部件之前流过上游部件。
37.术语“水平”和“竖直”用于表示相对于绝对参考(即,地面水平)的方向。然而,这些术语不应被解释为要求结构绝对平行或绝对彼此垂直。例如,第一竖直结构和第二竖直结构不必彼此平行。术语“顶部”和“底部”或“基部”用于指顶部相对于绝对参考(即,地球表面)总是高于底部/基部的位置/表面。术语“向上”和“向下”也是相对于绝对参照物的;向上流动总是与地球的重力相反。
38.术语“直接”,其中用于指两个系统部件,诸如阀或泵,或其他控制装置,或传感器(例如,温度或压力),可位于两个指定部件之间的路径中。
39.图7描绘处于打开位置的示例性机械盘式精磨机702。转子组件703和定子组件704位于壳体779内。每个精磨组件703、704包括环形排列以形成安装在背衬结构786上的环的多个磨盘段700。为了更好地示出转子组件703上的磨盘段700,图7示出了部分分解图,其中磨盘段700中的一些与背衬结构786上的紧固孔788对齐,但是从该紧固孔移除。图7示出了围绕铰链783打开的壳体779的定子侧795,以更好地描绘相应的精磨组件703、704。然而,在
操作期间,定子组件704围绕铰链783闭合,并且螺栓(未描绘)延伸穿过相应的紧固件孔788z,以将壳体779的定子侧795固定地接合到转子侧793。在这方面,可以说转子组件703与定子组件704相对设置。当定子组件704和转子组件703彼此面对时,定子组件704和转子组件703在相对的磨盘段700、700z的精磨侧705之间限定间隙619(图6)。应当理解,其他机械精磨机具有不同的打开机构(即,不一定是铰链783)。
40.对于大直径机械圆盘精磨机702,中间磨盘段的一个或多个环可设置在破碎杆段729和外部磨盘段700之间。然而,也应该理解,这种中间环较为罕见。螺栓或紧固件可延伸穿过紧固件孔788,以将磨盘段700、729接合到背衬结构786,从而将环形扇形磨盘段700、729固定地接合到背衬结构786。应当理解,将磨盘段附连到背衬结构上的其他已知方式被认为在本公开的范围内,并且处于术语“固定接合”的范围内。
41.如本文所使用的,除非另有说明,否则“磨盘段”700、729可指具有集成的精磨部段707和破碎杆部段734的磨盘段700,破碎杆段729(参见图3a)和包括精磨部段707但没有破碎杆部段734的磨盘段。在具有外部磨盘段700和破碎杆段729的实施方案中,外部磨盘段700仍然可包括集成的精磨部段707和破碎杆部段734。然而,外部磨盘段700上的破碎杆725通常小于破碎杆段729上的破碎杆725。当安装在背衬组件786上时,破碎杆段729从外部磨盘段700径向向内设置。在图7中,破碎杆段729绕环形抛料环747设置。该环形抛料环又围绕毂743设置。
42.尽管图7和图6描绘了盘式机械精磨机702、602以示出精磨的一般概念,但是锥形精磨机和圆柱形精磨机也是机械精磨机的常见类型,并且应当理解,本文所公开的被构造成与锥形和圆柱形机械精磨机一起工作的示例性磨盘段处于本公开的范围内。如图7和6所描绘,盘式精磨机具有两个或更多个相对的盘,锥形精磨机具有两个或更多个绕公共轴线设置的嵌套式截头圆锥截头锥体,其中嵌套式截头圆锥截头锥体中的至少一个包括转子组件。同样,锥形精磨机具有绕公共轴线设置的两个或更多个嵌套式圆柱形精磨组件,其中圆柱形精磨组件中的至少一个是转子。
43.圆柱形和圆锥形机械精磨机可具有转子组件(参见703、603)和定子组件(704、604)。其他盘式、锥形、双流和圆柱形精磨机可具有反向旋转的精磨组件,或者面对(或嵌套在)相对的定子组件的多个转子组件。应当理解,当完全组装在相应的精磨组件上时,为锥形精磨机或圆柱精磨机构造的磨盘段适于形成截头圆锥截头锥体或圆柱体。
44.图6是类似于图7所描绘的机械精磨机的机械精磨机602的横截面视图。该特定的机械精磨机602具有转子组件603,该转子组件面向相对设置的定子组件604。螺栓将磨盘段600、600z分别紧固到转子603和定子604。相对的磨盘段600、600z的精磨侧105(图1)彼此面对,以限定间隙619。进给材料669通过入口611进入机械精磨机602。随着转子组件603围绕旋转中心轴线c旋转时,毂643和抛料环647将进给材料669导入相对的磨盘段600、600z的精磨侧605之间的间隙619中。在将进给材料669送入包括磨杆625和槽130(图1)的精磨部段107(图1)之前,在破碎杆部段108(图1)中的破碎杆623将进给材料669破碎成更小的块。所描绘的实施方案示出了磨盘段600的内弧610。外弧615沿基底620远离内弧610设置。每个磨盘段600、600z的后侧606接合相应的精磨组件603、604的背衬结构686。
45.尽管图6描绘了转子

定子机械精磨机602,但是本公开中的任何内容都不应被解释为限制具有用于特定类型的机械精磨机602的示例性突起150的示例性磨盘段600。应当
理解,如本文所述的具有示例性突起150的磨盘段100可用于盘式精磨机、锥形精磨机、双流精磨机、具有定子和转子的精磨机、反向旋转精磨机、具有多个相对的盘或锥体的精磨机以及任何其他的机械精磨机。
46.在典型的机械精磨机中,当转子组件703、603中的至少一个旋转时,每个磨杆125(图1)的一个边缘倾向于在每个相应的磨杆125的共面横向远端边缘之前遇到进给材料669(图6)。倾向于首先遇到进给材料的边缘被称为“前缘”135(图1)。根据旋转方向来指定前缘135。例如,当旋转方向反向时,先前指定的远端边缘变成前缘135。
47.用于高稠度精磨和用于mdf生产的典型的转子组件703、603以每分钟900至2300转(“rpm”)的范围旋转,并且被构造成当进给材料669移动通过精磨间隙619时向进给材料669传递显著的动能。在低稠度精磨中,转子可以400至1500rpm的速度旋转。随着转子精磨机组件603旋转,相对的精磨机组件603、604上的磨杆625的前缘135连续地重叠并将进给材料669截留在相对的磨杆625、625z之间。随着转子精磨机组件继续旋转,相对的杆剪切进给材料669,以形成、分离和切割纤维。也就是说,连续重叠的杆625、625z压缩进给材料669,从而向进给材料669传递更多的能量,并且对进给材料669做更多的功。
48.随着转子精磨机组件603继续旋转,相对的杆625、625z将彼此通过,并且相对的精磨机组件603、604上相邻的相对槽(参见图1和图6中的130)连续对齐。该膨胀阶段相继地跟随压缩阶段,并且允许进给材料669比在压缩阶段期间更自由地径向向外朝向精磨间隙619的出口移动。
49.进给材料669在精磨间隙619和槽130中的积聚产生纤维垫。纤维垫中连续的压缩和膨胀情况被认为是机械精磨发生的主要位置。也就是说,进给材料669抵靠纤维垫中相邻的进给材料669的强有力运动主要有助于纤维的形成、分离和切割。
50.随着时间的推移,进给材料669中可能存在的污染物会磨损磨杆625、125。因为相邻杆125、125z之间的空间(图1)限定槽130,所以当相邻杆125、125z的高度降低时,槽130变得更浅。较浅的槽允许更多的进给材料669积聚在精磨间隙619中,从而产生较厚、较密的纤维垫。也就是说,浅的被磨损的槽比高的新的槽体积小。当槽130变得磨损和较浅时,应当已经移动通过高的新的槽的木质纤维素原料669反而移动到精磨间隙619。因此,压缩阶段将更多的动能传递给精磨间隙619中的更大量的进给材料669,并且额外的进给材料669允许更多的纤维间摩擦。因此,与较薄的纤维垫相比,在所有其他变量相同的情况下,较厚的纤维垫将吸收更多的能量。
51.较厚的纤维垫中的过剩能量倾向于过度精磨进给材料669以产生过量的碎片。“碎片”是被精磨的材料中的薄片,不适合用于最终产品。因此,随着磨盘段磨损,在假设能量输入保持不变的情况下,产品质量下降。最终,磨杆磨损变得非常严重,以致于需要更换磨盘段600。当生产每单位可接受纤维的能量消耗变得高得不可接受时,或者当碎片生产变得如此显著以致于不能再生产可接受的最终产品时,通常会发生这种情况。
52.最终产品中的碎片含量过高会使最终产品不适合其预期目的。例如,在mdf生产中,如果中密度纤维板中存在太多的碎片,则板材可能不具备必要的性能(如强度、耐用性等)。因此,随着杆磨损,机械精磨机内的能量增加,而产品质量没有提高。换句话说:随着杆磨损,操作者消耗更多的能量来生产劣质纤维,这导致最终产品(例如,mdf)质量低劣,这通常以较低的价格出售。为了解决这个问题,操作者周期性地停用机械精磨机602、702,以更
换包括精磨组件603、703、604、704的磨盘段600、700。这种停机会导致进一步的生产损失。
53.一些制造商试图增加磨杆的高度来解决这个问题。增加磨杆高度也会增加相邻槽的深度。然而,较高的磨杆往往会导致较差的初始性能。mdf和高稠度精磨中过高的杆(例如,约8mm或更高)会导致操作不稳定、未处理材料增加(并且可能产生更多碎片),并且因为没有足够的进给材料669保持在精磨间隙619中,所以可能导致难以施加精磨负载。这些负面因素抵消了磨损寿命的任何潜在增益。此外,mdf中过高的磨杆(相对于磨杆宽度)、高稠度和低稠度精磨可能增加磨杆在操作过程中断裂的风险。机械精磨机中的金属碎屑可能迅速加剧磨盘段的磨损和劣化。
54.在低稠度精磨机的情况下,较高的杆产生较高的泵送效果和较高的出口压力,这导致泵送能量更高和运行成本增加。这样,运行具有过高的磨杆(例如,大约8mm或更高)的新的低稠度精磨机的成本(在能量和资金方面)超过了可从已经通过这种低稠度精磨机加工的进给材料669得到的价值。这些成本抵消了磨盘段使用寿命的任何增益。随着杆磨损,泵送能量达到具有成本竞争力的值。当杆的高度变得太低时,精磨机将不能处理流动和泵送要求,这导致进一步未加工的进给材料669。因此,低稠度精磨机具有较窄范围的杆高度,在该高度下可进行有效的精磨。这对低稠度磨盘段的使用寿命存在负面影响。
55.根据本公开的示例性实施方案允许更宽范围的磨杆高度(即,磨杆具有更大的磨损距离),而不会导致更高能耗和/或较差产品质量的额外问题。机械精磨机中在机械精磨机的工作寿命期间的能量使用增加的问题通过使用示例性的磨盘段得以缓解,该磨盘段具有精磨侧和远离精磨侧设置的后侧,磨杆接合到精磨侧的基底,其中磨杆具有磨杆高度,并且其中相邻的磨杆和基底在相邻的磨杆之间限定槽,并且槽中设置突起,其中该突起具有突起高度,其中突起高度为磨杆高度的25%或更小,并且其中该突起被构造成随时间而磨损。
56.图1描绘了示例性磨盘段100的精磨侧105,该磨盘段具有设置在槽130内的基底120上的示例性突起150。当安装在机械精磨机602中时,沿从磨盘旋转中心c延伸的径向线112测量的,磨盘段100具有从弯曲外弧115径向向内设置的弯曲内弧110。磨盘段100还包括第一端部113,该第一端部远离第二端部116设置。第一端部113和第二端部116沿径向线(参见112)从内弧110延伸到外弧115。基底120在内弧110、外弧115、第一端部113和第二端部116之间延伸。
57.所描绘的磨盘段100是用于盘式精磨机的磨盘段。应当理解,示例性磨盘段可用于所有类型的机械精磨机,尤其是锥形精磨机和圆柱形精磨机。此外,如本文更全面描述的示例性磨盘段可被构造成用于所有热机械精磨应用,包括高稠度精磨、低稠度精磨以及中密度纤维板生产中的应用。在操作中,磨盘段100的第一端部113邻接相邻磨盘段100的第二端部116(参见图7),直到相邻磨盘段100的组装产生环形盘,由此对齐的弯曲内弧110形成盘的内圆周,并且对齐的弯曲外弧115形成盘的外圆周。每个磨盘段100固定在转子603或定子604上的背衬结构738上。
58.破碎杆123和磨杆125接合精磨侧105上的基底120。相邻的磨杆(参见例如125z和125zz)和基底120在相邻的磨杆125z和125zz之间限定槽130,从而在整个精磨部段107中形成一定样式的磨杆125和槽130(例如,图1中由虚线包围的一定样式的磨杆125和槽130的区域)。同样地,相邻的破碎杆(参见例如123z和123zz)和基底120沿破碎杆部段108限定破碎
槽127。破碎杆部段108由磨盘段100的被破碎槽127和破碎杆123占据的区域限定,而精磨部段107由磨盘段100的包括一定样式的磨杆125和槽130的区域限定。从破碎杆部段108径向向外设置精磨部段107。在示例性实施方案中,突起150设置在相邻的破碎杆123z和123zz之间的破碎杆部段108中。
59.随着进给材料169接近精磨间隙619(图6),设置在环形或锥形板的内弧110处或附近的破碎杆123在进给材料169遇到精磨部段107之前将进入的进给材料169破碎成更小的块。在相对的盘上的精磨部段107之间形成纤维垫。因此,精磨部段107和纤维垫是进给材料169被暴露、形成和切割成纤维的位置。
60.图1中描绘的磨杆125和槽130的样式是为了示例的目的而包括的。应当理解,具有不同样式或构造的磨杆125和槽130的磨盘段100被认为在本公开的范围内。磨盘段100可具有阻挡部140、145,阻挡部140、145设置在相邻的磨杆125之间。在所描绘的实施方案中,一些阻挡部是全表面阻挡部140,其具有与磨杆高度h相同的高度(图2),而一些其他阻挡部是表面下阻挡部145。表面下阻挡部高度sh(图3)通常为磨杆高度h(即,槽深度)的30%至90%。例如,在mdf和高稠度应用中,表面下阻挡部高度sh通常介于磨杆高度h的30%和50%之间。此外,设计者通常结合表面下阻挡部145来在结构上加强杆。
61.全表面阻挡部140阻挡槽130,并且被设计成将进给材料169导入精磨间隙619。与突起150相比,阻挡部140、145不经常被设置在槽130中。一些示例性磨盘具有仅与表面阻挡部结合的突起,或者仅与表面下阻挡部结合的突起。其他示例性磨盘段没有阻挡部。此外,与设置在相同槽130中的突起150相比,阻挡部140、145具有更大的横截面积(参见图3)。在示例性实施方案中,突起150、250在顶部257处可以是约1mm(“mm”)长(图2),而在基部258处不超过3mm长(图2),其中突起150连接槽130的基底120。在示例性实施方案中,磨杆125可具有12mm的初始高度,并且突起可以是2mm高。
62.在其他示例性实施方案中,磨杆125具有12mm至15mm的初始高度或其间的任何高度,并且突起具有2mm至3mm的初始高度和其间的任何高度。在其他示例性实施方案中,磨杆125高于15mm。在其他示例性实施方案中,当功能设计所需的高度较低时,突起可具有更大的高度。例如,在低稠度精磨机中,用于泵送和流动目的的磨杆高度可以是4mm至6mm。在这种低稠度磨盘段中,初始磨杆高度是12mm至16mm,并且初始突起高度是4mm至6mm。优选地,在低稠度磨盘段中的这种布置具有较薄的突起(相对于任何可比较的阻挡部140、145),由比磨杆125更软的材料制成,或者比阻挡部140、145都薄,并且由比磨杆125更软的材料制成。
63.作为比较,表面下阻挡部145在表面下阻挡部顶部387处可以是1mm至3mm长(图3),并且在表面下阻挡部基部398处可以是6mm至10mm长(图3),其中表面下阻挡部145接合槽130的基底120。全表面阻挡部在全表面阻挡部顶部397可以是1mm至4mm长(图3),并且在全表面阻挡部基部338可以是6mm至15mm长(图3)。表面下阻挡部145的功能是增强磨杆125和槽130的磨盘段样式,防止破裂的风险,并且使进给材料169朝向转子和定子之间的精磨间隙619偏转。相比之下,突起150的功能是使较深的槽表现得像较浅的槽,同时允许所述突起150随着磨杆125磨损,并因此随着磨杆顶部228使用而磨损,保持更恒定的有效槽深度226(图2)。
64.图1还描绘了设置在槽130内的多个突起150。每个突起150的基部258接合基底
120。突起150的第一侧582(图5)接合相邻的磨杆125z的前导面121,突起150的第二侧581(图5)接合另一相邻的磨杆125zz的尾随面124。突起150的特征在于相对于磨杆基部359处的磨杆宽度w(图3)而言较薄(即,具有较短的突起长度l,图2)。突起250的特征还在于相对于相邻的磨杆125z的参考尺寸而言,其横截面较小(即,具有较短的突起高度h(图2)和突起长度l)(更详细地参见图4和图5)。突起150的突起高度h不超过磨杆高度h的25%。在某些示例性实施方案中,突起长度l不超过磨杆长度l的10%。在精磨应用中,包括例如低稠度、高稠度和mdf应用,优选地,突起高度h小于磨杆高度h的30%。在其他示例性实施方案中,优选地,突起高度h小于磨杆高度h的25%。在其他示例性实施方案中,突出高度h约为磨杆高度h的20%。可在槽130中设置多个突起150。在其他示例性实施方案中,磨盘段100可具有设置在槽130内的至少一个突起150。在其他示例性实施方案中,可在精磨部段107上的每个槽130中设置多个突起150。在其他示例性实施方案中,磨盘段100上的大部分槽130包括多个突起150。
65.优选地,将多个突起150设置在槽130内,使得突起的第一侧582(图5)接合相邻的磨杆125z的前导面121,并且突起的第二侧581(图5)接合另一相邻的磨杆125zz的尾随面124。然而,在其他示例性实施方案中,突出侧582、581不需要接合相邻的磨杆125z、125zz的前导面121或尾随面124。在又一示例性实施方案中,仅一侧582或581接合磨杆面121或124。以间隔163设置多个突起150。间隔463(图4)可以是规则间隔或不规则间隔。在示例性实施方案中,突起150可以每6mm至25mm间隔开,并且优选地以每10mm间隔开。作为比较,表面下阻挡部145通常以每25至50mm进一步间隔开。
66.不受理论的限制,认为在槽130内每隔6mm至25mm以规则间隔设置突起150可有效地起到与升高槽130的底部以形成第二槽底部273(图2)相同的作用。也就是说,大部分进给材料169可流过突起150的顶部257(图2),而不接触基底120。如参考图2更全面地讨论的,升高的第二槽底部273被认为产生了有效槽深度226,该有效槽深度在磨盘段100的整个工作寿命期间保持在可接受的槽深度范围内。此外,在磨损非常严重的情况下,磨杆高度h的有效损失(因此有效的槽深度226的变化)将小于磨杆高度h的实际损失。例如,如果杆顶部的磨损速度是突起顶部257的两倍,磨杆高度的有效损失以及因此有效的槽深度226的变化将仅仅是磨杆高度h的实际损失的一半,从而允许示例性实施方案保持更均匀的性能,或者在磨盘寿命期间更缓慢下降。在某些示例性实施方案中,突起150可以每15mm至20mm的间隔463设置在槽130内。在其他示例性实施方案中,突起150可以每12mm至15mm的间隔463设置在槽130内,这取决于通过机械精磨机702、602进给的进给材料169。
67.在图1中,突起150通常具有矩形或矩形棱柱的形状,特别是不规则的矩形棱柱。突起150在相邻的磨杆125z和125zz之间大致正交延伸。在其他示例性实施方案中,突起150可相对于相邻的磨杆325z(图3)的长度l(图3)成锐角设置,或者相对于相邻的磨杆325z成钝角设置。图1还描绘了与每个相邻的磨杆125z和125zz接合的突起150。在其他示例性实施方案中,示例性突起150可接合一个相邻的磨杆125z,但是不接合相对的相邻的磨杆125zz。在其他示例性实施方案中,示例性突起150既不接合相邻的磨杆125z,也不接合相邻的磨杆125zz。
68.应当理解,突起150可被实现为多种形状,只要突起150被构造成优选地以与磨杆125相同或更慢的速度随时间磨损。这种磨损可能是由于污染物暴露在进给材料中造成的。
示例性突起形状的非穷举列表可包括:矩形、矩形棱柱、矩形棱柱段、三角形棱柱、三角形棱柱段、暴露于供给材料的边数为四个或更多的棱柱或其一段、多面体、多面体段、三棱锥、三棱锥段、四边形棱锥、四边形棱锥段、具有暴露于供给材料的五个或更多面的棱锥或其一段、锥状截头锥体、锥状截头锥体段、球形圆顶、球形圆顶段、球体圆顶、球体圆顶段、抛物面棱柱、抛物面棱柱段、平截头抛物面棱柱、平截头抛物面棱柱段、圆锥、圆锥段、球形圆锥、球形圆锥段、椭圆形圆锥、椭圆形圆锥段、圆锥截头锥体、胶囊、圆柱段、椭圆形圆锥截头锥体、椭圆形圆锥截头锥体段、圆柱、圆柱段、椭圆形圆柱,椭圆形圆柱段、球体、球体段、椭球体、椭球体段或任意前述形状的组合或排列。
69.在示例性实施方案中,突起150以与磨杆125基本相同的速度磨损。在其他示例性实施方案中,磨杆125以比突起150磨损得更快的磨损。
70.突起150可与磨盘段100一起铸造。在其他示例性实施方案中,突起150可由铸造突起加工而成。在其他示例性实施方案中,制造商可从铸造槽基底加工突起150(参见120)。在其他实施方案中,制造商可使用诸如焊接或三维(3d)印刷的增材制造技术来在槽130内添加突起150。在其他示例性实施方案中,在制造商将熔融金属倒入铸造模具之前,制造商可通过将突起150设置在铸造模具中来铸造示例性磨盘段。然后,熔融的铸造金属可与嵌入在铸造模具中的突起150融合。在其他示例性制造技术中,制造商可将突起150胶合到基底120。在其他示例性制造实施方案中,制造商可将离散的突起150压入或锤入相邻的磨杆125z、125zz之间的槽中,使得突起150有效地牢固楔入在相邻的磨杆125z、125zz之间。
71.在其他示例性制造方法中,示例性磨盘段100可由金属板和杆制成。在这种方法中,突起150可从磨杆125延伸,并且制造商可将磨杆125胶合、熔合或以其他方式紧固到基底120,以形成一定样式的交替的磨杆125和槽130。在其他制造方法中,制造商可将突起150单独添加到磨杆125(参见图12a至图12c)。在其他示例性制造方法中,示例性磨盘段100可使突起150被激光切割到槽130中。在相邻的磨杆125z、125zz之间附连或产生突起150的其他方法被认为是处于本公开的范围内。
72.在某些示例性实施方案中,突起150可由与磨杆125相同的材料制成。在又一示例性实施方案中,突起150包括不同于磨杆125的材料。在某些示例性实施方案中,突起150包括从由铝、铜、黄铜、钢、塑料、木材和环氧树脂组成的组中选择的材料。
73.图2是沿图1中线a

a的磨盘段100的横截面视图。精磨侧205与磨盘段100的后侧206相对设置。图1至图2描绘了具有不规则矩形棱柱形状的突起250。每个突起250具有相对于基底220以角度θ设置的突起前导面267。优选地,突起前导面267和基底220之间的角度θ为钝角。较短的突起高度h(与磨杆高度h相比)和突起前导面267的钝角θ将槽230中剩余的进给材料269引导到突起250的顶部257上方。相比之下,阻挡部140、145的前导面341(图3)和高度sh、fh足够高(与磨杆高度h相比),以将进给材料269引导出槽230并进入精磨间隙619。
74.不受理论的约束,申请人认为突起250的顶部257和相邻的磨杆225的顶部228之间的距离形成有效槽深度226。理想地,突起间隔263足够小,以允许进给材料269在正常操作条件下在突起250上方流动。以这种方式,多个突起250的顶部257以及进给材料269通过多个突起250的顶部257的速度可用作设置在槽基底220上方的第二槽底部273。
75.随着时间的推移,磨杆225的顶部228和突起250的顶部257会被磨损。磨损率可根
据精磨类型以及被精磨材料的类型和质量而变化。随着磨杆225被磨损,相邻的槽330(图3)由于磨杆面321、324(图3)与基底320接合的拔模角δ而变窄gwz(图3)。换句话说,槽的顶部的槽宽度gw(图3)比顶部槽宽度gw以下的槽宽度gwz宽。在磨杆225和突起250以基本相同的速度磨损的实施方案中,磨杆高度h和突起高度h随着时间而减小;但是,有效的槽深度226保持基本恒定。即使槽宽度gwz变窄,基本恒定的有效槽深度226也能延长磨盘段100的使用寿命。
76.应该注意的是,图1和图3中描绘的磨盘段100和300分别代表已经由模具铸造的磨盘段100、300。可以利用预制的板(其中制造商将杆固定到磨盘段基底120、320上)或利用由增材制造工艺(即,3d印刷)产生的模具铸造的磨盘段来制造方形槽(即,具有规则矩形棱柱体积的槽)。在槽不具有梯形棱柱的体积的示例性实施方案中,磨杆高度h和突起高度h仍然随着时间而减小;但是,有效槽深度226可根据突起250和相邻的磨杆225各自的磨损率而改变。
77.以这种方式,突起250以间隔263设置在槽230中,其中突起250的突起高度h为相邻的磨杆高度h的25%或更小,减轻了由于槽130随着时间变浅而在相对的精磨机组件(参见603、604)之间具有更厚、更致密的纤维垫的问题。不受理论的限制,有效槽深度226类似于相同深度的传统槽来起作用,因此允许纤维垫在更长的时间内保持期望的厚度。因为磨杆高度h和突起高度h的差异限定了有效槽深度226,所以有效槽深度226随着时间的推移移动得更靠近基底220,同时仍然起到槽230的作用。
78.在磨杆225的磨损速度比突起250更快的实施方案中,有效槽深度226的损失是实际磨杆高度h损失的一小部分,从而延缓磨盘段性能的下降。
79.图3是示例性磨盘段300的精磨部段307的一部分的透视特写视图,该磨盘段300包括磨杆325以及设置在磨杆325之间的相邻槽330。磨杆面321、324和基底320限定槽330。一个或多个槽330包括以间隔363设置的多个突起350。磨盘段(参见100)沿方向r旋转。磨杆325的前导面321倾向于在尾随面324之前接触进给材料369。每个尾随面324设置在磨杆325的相对侧。
80.图3描绘了分别相对于参考杆体积368、368z和368zz的突起体积351、表面下阻挡部体积361和全表面阻挡部体积371。每个突起350具有接合基底320的基部358。突起基部358包括突起宽度w乘以突起长度l。用于确定突起体积351的公式基于突起350的三维形状而变化。
81.参考磨杆体积368是与突起350的最长长度l共享长度lz的相邻磨杆325z、325zz的体积。同样,参考杆基部359与相邻的突起基部358沿最长突起长度l同等延伸。磨杆的宽度w乘以同等延伸长度lz限定了磨杆参考基部359。同等延伸长度lz延伸与突出长度l相同的长度。在所描绘的实施方案中,突起基部358处的突起长度l比突起350的顶部357处的长度更长。应当理解,在突起350的长度l不均匀的实施方案中,参考杆体积368的同等延伸长度lz是从突起350的最长长度l(从突起的最靠近内弧110设置的部分到突起的最靠近外弧115设置的部分)测量的。
82.参考磨杆体积368根据磨杆325的三维形状而变化。在所描绘的实施方案中,前导面321和基底320之间的拔模角δ以及尾随面324和基底320之间的拔模角δ将磨杆325限定为梯形棱柱。因此,在所描绘的实施方案中,公式
½ꢀ
(w (wz))(lz)h提供了参考杆体积351。
其中,w是磨杆参考基部359处的磨杆宽度,wz是磨杆325的顶部328处的磨杆宽度,lz是参考磨杆325与相邻突起长度l共享的长度,并且h是参考磨杆325的与突起350相邻的部分的高度。示例性突起350的体积小于参考杆体积368的40%。
83.在其他示例性实施方案中,突起350的体积可大于参考杆体积368的0%但小于该参考杆体积368的25%。可设想,由于突起350和磨杆325的磨损率,突起体积351相对于参考杆体积368的比率将在磨盘段100的整个工作寿命期间保持在所公开的范围内。不受理论的约束,认为体积小于参考杆体积368的40%并且高度是相邻磨杆高度h的30%或更小的示例性突起350将允许突起350产生有效槽深度326,该槽深度326将在误差范围内操作以实现期望的精磨机性能和产品质量。
84.图3还描绘了表面下阻挡部345,其具有接合基底320的表面下基部348。表面下基部348包括表面下阻挡部长度sl和表面下阻挡部宽度sw。表面下阻挡部体积361基于表面下阻挡部345的三维形状而变化。参考杆的同等延伸长度lz与最长表面下阻挡部长度sl延伸相同的量,该最长表面下阻挡部长度sl是从表面下阻挡部的最靠近内弧110设置的部分和表面下阻挡部的最靠近外弧115设置的部分测量的。
85.全表面阻挡部340具有接合基底320的全表面阻挡部基部338。全表面阻挡部基部338包括全表面阻挡部长度fl和全表面阻挡部宽度fw。全表面阻挡部体积371基于全表面阻挡部340的三维形状而变化。参考杆的同等延伸长度lz与最长全表面阻挡部长度fl延伸相同的量,该最长全表面阻挡部长度fl是从全表面阻挡部的最靠近内弧110设置的部分和全表面阻挡部的最靠近外弧115设置的部分测量的。
86.与示例性突起形成对比,表面下阻挡部345具有表面下阻挡部体积361,其为参考杆体积368z的40%和60%。类似地,全表面阻挡部340具有全表面阻挡部体积371,其为参考杆体积368”的60%至100%。
87.图4是沿槽430的长度平分的示例性磨盘段400的精磨部段407的示意图,以描绘示例性突起450的纵向横截面积472。图4示出了进给材料469从靠近内弧410的位置跨过突起450流向外弧415的一般路径。所描绘的突起450的纵向横截面积472可与相邻参考杆425、525的横向横截面积546(图5)进行比较。所描绘的纵向横截面积472代表突起450的最厚部分。同样,所描绘的阻挡部的纵向横截面积474、476分别代表表面下阻挡部445和全表面阻挡部440的最厚部分。用于确定突起的纵向横截面积472、表面下阻挡部的纵向横截面积474、全表面阻挡部的纵向横截面积476和磨杆的横向横截面积546的公式将分别根据突起450、表面下阻挡部445、全表面阻挡部440的纵向横截面形状以及相邻参考杆425、525的横向横截面形状而变化。
88.例如,突起450a具有弯曲的突起前导面467,其被构造成将进给材料469引导到每个突起450的顶部457上方。突起450a的横截面积可通过将正方形部分的区域(即长度l乘以高度h)与剩余区域相加来计算。作为另一示例,图4中其他所描绘的突起450的横截面积742可利用公式a=
½
lh lh来计算,其中a是横截面积472,l是突起450的基部的长度l,并且h是突起450的高度。
89.在所描绘的实施方案中,磨杆425、525具有大致梯形的形状。然而,应当理解,可以多种可能的形状来表示磨杆425、525。梯形磨杆525的横向横截面积546可利用公式a=
ꢀ½ꢀ
(w wz)h来计算,其中a是横向横截面积546,w是磨杆525在磨杆基部359处的宽度,wz是磨杆
525在磨杆525顶部528处的宽度,并且h是磨杆525的高度。参考磨杆525邻近突起550。
90.在示例性实施方案中,突起的纵向横截面积472不大于相邻的磨杆的横向横截面积546的20%。例如,典型的突起450可具有3 mm2至4 mm2的纵向横截面积472,而相邻的磨杆425z通常具有30 mm2至50 mm2的横向横截面积546。作为比较,表面下阻挡部445通常具有12 mm2至25 mm2的纵向横截面积474(即,典型的磨杆425、525的横向横截面积546的24%和83%之间)作为最小值。然而,表面下阻挡部445通常具有甚至更大的纵向横截面积474。类似地,全表面阻挡部440具有纵向横截面积476,该纵向横截面积476是相邻的磨杆425、525的横向横截面积546的60%至100%,这取决于全表面阻挡部的纵向横截面积476的形状。
91.图5是表示示例性磨盘段500的精磨部段507的横向截面的示意图,该磨盘段500具有设置在基底520上的磨杆525和设置在相邻的磨杆(参见525z、525zz)之间的槽530,其中突起550设置在这样的槽530内。横向横截面积562、544、542和546是从横向于磨杆长度l的横切精磨部段507的平面测量的。也就是说,该平面垂直于磨杆长度l。图5描绘了沿相应突起550、表面下阻挡部545、全表面阻挡部540和磨杆525的最厚部分测量的相对于相邻的磨杆的横向横截面积546的突起的横向横截面积562、表面下阻挡部的横向横截面积544和全表面阻挡部的横截面积542的差异。
92.突起的横向横截面积562、表面下阻挡部的横向横截面积544、全表面阻挡部的横向横截面积542和磨杆的横向横截面积546将分别基于突起550、表面下阻挡部545、全表面阻挡部540和磨杆525的形状而变化。在所描绘的实施方案中,横向横截面积562、544、542和546是梯形。因此,每一个的横截面积由公式
½ꢀ
(w (wz))h给出。在示例性实施方案中,突起的纵向横截面积472不大于磨杆的横向横截面积546的20%。例如,典型的突起550可具有3 mm2至5 mm2的纵向横截面积472,而相邻的磨杆525z通常具有20 mm2至50 mm2的横向横截面积546。相比之下,表面下阻挡部545通常具有10 mm2的最小横向横截面积544(即,处于典型磨杆525的横向横截面积562的20%至67%之间)。然而,表面下阻挡部545通常具有甚至更大的横向横截面积544。类似地,全表面阻挡部540具有横向横截面积546,其通常等于或甚至大于相邻的磨杆525z的横向横截面积562。
93.在其他示例性实施方案中,突起550的纵向横截面积472不大于相应的相邻的磨杆525z的横向横截面积546的15%。在又一其他示例性实施方案中,突起550的纵向横截面积472不大于相应的相邻的磨杆525z的横向横截面积546的15%。在又一示例性实施方案中,突起550的横向横截面积562不大于相邻的磨杆525z的横向横截面积546的10%。在又一示例性实施方案中,突起550的横向横截面积562不大于相邻的磨杆525z的横向横截面积546的15%。
94.图8至图10描绘了示例性实施方案,其中突起850、950、1050是一种也可被称为“限流部”的类型的突起850。示例性限流部850b、850c、850d可用于任何类型的磨盘段800;然而,预期限流部850b、850c、850d在低稠度精磨中特别有用。
95.在低稠度精磨中,操作者通常在将进给材料869泵入机械精磨机之前显著地稀释进给材料869(参见702)。例如,可在2%至6%的范围内稀释低稠度进给材料869。
96.具有过高的磨杆(例如,约10mm或更高)的常规低稠度磨盘段的一个问题在于,这些较高的磨杆产生较高的泵送效果和较高的出口压力,这导致泵送能量更高和操作成本增加。这样,运行具有过高的磨杆(例如,大约10mm或更高)的新的低稠度精磨机的成本(在能
量和资金方面)超过了可从已经通过这种低稠度精磨机加工的进给材料得到的价值。这些成本抵消了磨盘段使用寿命的任何增益。当磨杆的高度变得过低时,精磨机将无法处理流动和泵送要求,这就造成了容量限制。因此,低稠度精磨机具有较窄范围的杆高度,在该高度下可进行有效的精磨。这对低稠度磨盘段的使用寿命存在负面影响。
97.图8是示例性磨盘段800的精磨部段807的示意性表示的透视图。特别是在低稠度精磨机中,具有较窄范围的有效机械精磨的问题(参见702)通过使用示例性的磨盘段得以缓解,该磨盘段包括:内弧(参见110,图1);远离内弧110设置的外弧115;远离第二端部116设置的第一端部113,第一端部113和第二端部116在内弧110和外弧115之间延伸;设置在内弧110、第一端部113、第二端部116和外弧115之间的基底820;基底820的精磨侧805;和基底820的远离精磨侧805设置的后侧206。磨杆825在精磨侧805接合到基底820。磨杆825具有磨杆高度h,并且相邻的磨杆(例如,参见825z和825zz)和基底820在相邻的磨杆825z、825zz之间限定槽830。突起850b、850c、850d设置在两个相邻的磨杆825z、825zz之间的槽830中,其中突起850b、850c、850d是限流部850b、850c、850d,该限流部具有第一限流部端部855,该第一限流部端部远离第二限流部端部854设置(也参见图10中的1054)。第一限流部端部855接合两个相邻的磨杆825z、825zz的第一磨杆825z的前导面821。第二限流部端部854接合两个相邻的磨杆825z、825zz的第二磨杆825zz的尾随面824,并且其中限流部850b、850c、850d设置在槽830的基底820上方。
98.在其他示例性实施方案中,仅第一限流部端部855接合前导面821。在又一示例性实施方案中,仅第二限流部端部854接合尾随面824。
99.应当理解,限流部850b、850c、850d是一种类型的突起850。因此,除非另有说明,否则与突起(分别参见图1至图5中的150、250、350、450、550)相关的任何描述也描述了限流部850b、850c、850d的可能的实施方案。例如,限流部850b、850c、850d可采取多种形状。
100.示例性限流部形状的非穷举列表包括:矩形、矩形棱柱、矩形棱柱段、三角形棱柱、三角形棱柱段、暴露于供给材料的边数为四个或更多的棱柱或其一段、多面体、多面体段、三棱锥、三棱锥段、四边形棱锥、四边形棱锥段、具有暴露于供给材料的五个或更多面的棱锥或其一段、锥状截头锥体、锥状截头锥体段、球形圆顶、球形圆顶段、球体圆顶、球体圆顶段、抛物面棱柱、抛物面棱柱段、平截头抛物面棱柱、平截头抛物面棱柱段、圆锥、圆锥段、球形圆锥、球形圆锥段、椭圆形圆锥、椭圆形圆锥段、圆锥截头锥体、胶囊、圆柱段、椭圆形圆锥截头锥体、椭圆形圆锥截头锥体段、圆柱、圆柱段、椭圆形圆柱,椭圆形圆柱段、球体、球体段、椭球体、椭球体段或任意前述形状的组合或排列。
101.包括限流部850b、850c、850d的示例性磨盘段800可将限流部设置在槽830内的任何高度,只要限流部850b、850c、850d不与设置有限流部850b、850c、850d的槽830的基底820接合。在某些示例性实施方案中,限流部850b、850c、850d、850b、850c、850d可部分地设置在槽830上方(即,部分地在相邻的磨杆825z、825zz上方)。通常认为,因为与其他形状相比,圆柱形形状被认为随着时间的推移磨损更为均匀,所以具有大致圆柱形形状的限流部850b对于许多精磨应用来说是理想的。然而,在中间进行轻微移动的限流部850b也是理想的。
102.限流部850c具有大致菱形的形状,其前导面867a、867b被定向成引导进给材料869围绕限流部850c。限流部850d具有大致的四边形棱柱的形状,其具有朝向迎面而来的进给材料869进行定向的前导面867。
103.不受理论的限制,可设想,沿高度不超过磨杆高度h的25%的槽830的长度gl以规则或不规则间隔963(图9)设置的限流部850b、850c、850d将减少设置有限流部850b、850c、850d的槽830的可用流动体积。限流部850b、850c、850d可被设置在槽830中,以实现有效的起始流动能力。以这种方式,根据本公开的新的磨盘段800可具有适合于所期望的精磨能力的有效起始流动能力。随着时间的推移,可设想限流部850b、850c、850d将以与磨杆825大致相同的速度磨损。因此,随着磨杆825由于磨损而缩短,槽830的体积减小,但是随着限流杆850b、850c、850d由于磨损而收缩,限流杆850b、850c、850d的原始大小与限流杆850b、850c、850d的磨损大小的差异被重新添加到槽体积中。以这种方式,可在磨盘段800的工作寿命期间保持有效的流动能力。
104.另外,当磨杆825的高度h达到限流部850b、850c、850d的高度时,靠近磨杆825的顶部828设置的限流部850b、850c、850d将与磨杆825一起磨损。这将逐渐消除一些最上面的限流部850b、850c、850d,从而随着杆高度h的降低而逐渐减少限制。
105.在其他示例性实施方案中,限流部850b、850c、850d可被构造成以比磨杆825更慢的速度磨损。在这样的实施方案中,可设想,流动能力将随着时间而减少,但是精磨能力将增加。
106.图9是具有限流部950b、950c、950d、950e的示例性磨盘段900的横截面侧视图。不受理论的约束,认为以每10mm至50mm的规则间隔963在槽930内设置突起950(即,在该实施方案中为限流部950b、950c、950d、950e)。在又一示例性实施方案中,可以每20mm至40mm的间隔463在槽930内设置限流部950b、950c、950d、950e,这取决于通过机械精磨机702、602供给的供给材料969。
107.如图9所示,可将限流部950b、950c、950d、950e设置在槽930内的任何高度,只要限流部950b、950c、950d、950e不与基底920接合。例如,将限流部950d设置在第一限流部高度frh1,并且将限流部950b设置在第二限流部高度frh2。第一限流部高度frh1不同于第二限流部高度frh2。以所述方式将限流部950b、950c、950d、950e设置在槽930中的优点是限流部950b、950c、950d、950e还支撑较高的磨杆925并抵抗断裂,从而解决了困扰具有较高磨杆但没有限流部950b、950c、950d、950e或其他类型突起的磨盘段的另一问题(参见350)。
108.图9还示出了限流部950b、950c、950d、950e具有从沿限流部950b、950c、950d、950e的最长长度l设置的平面所测量的纵向横截面积972,该最长长度l是从限流部950b、950c、950d、950e最靠近内弧910设置的部分到限流部950b、950c、950d、950e最靠近外弧915设置的部分测量的。两个相邻的磨杆1025z、1025zz的第一磨杆1025具有横向横截面积1046,该横向横截面积1046是从横向于磨杆长度l而横切精磨部段1007的平面测量的。限流部纵向横截面积972小于相邻的磨杆横向横截面积1046的15%。
109.作为示例示出限流部950b、950c、950d、950e。限流部950b具有大致圆柱形的形状和横截面积872。限流部950c具有大致菱形的形状,被定向成使得前导面967a和967b偏转限流部950c周围的进给材料969。限流部950d是四边形棱柱,具有被定向成直接面对进给材料969的前导面967。限流部950e具有椭圆形圆柱体的形状,并且具有椭圆形横截面积972。
110.图10是表示示例性磨盘段1000的精磨部段1007的横向截面的示意图,该磨盘段1000具有设置在基底1020上的磨杆1025和设置在相邻的磨杆之间的槽1030(参见1025z、1025zz),其中突起1050是设置在这些槽1030内的限流部1050b、1050c、1050f。图10更清楚
地描绘了第一限流部端部1055接合磨杆1025z的前导面1021,并且第二限流部端部1054接合相邻的磨杆1025zz的尾随面1024。
111.限流部1050f示出了某些示例性限流部1050f可具有设置在槽1030内与第二限流部端部1054不同高度的第一限流部端部1055。
112.突起的横向横截面积1062、表面下阻挡部的横向横截面积(544,图5)、全表面阻挡部的横向横截面积(542,图5)和磨杆的横向横截面积1046将分别基于突起1050、表面下阻挡部(545,图5)、全表面阻挡部(540,图5)和磨杆1025的形状而变化。在所描绘的实施方案中,磨杆1025的横向横截面积1046是梯形。因此,横向横截面积1046由公式
½ꢀ
(w (wz))h给出。在所描绘的实施方案中,限流部的横向横截面积1062是矩形,并且由公式(w
ꢀ•ꢀ
h)给出。例如,典型的限流部1050b、1050c、1050f可具有3 mm2至8 mm2的横向横截面积1062,而相邻的磨杆1025z通常具有20 mm2‑
50 mm2的横向横截面积1046。
113.在示例性实施方案中,突起1050的纵向横截面积972不大于相应的相邻的磨杆1025z的横向横截面积1046的20%。在又一示例性实施方案中,突起1050的横向横截面积1062不大于相邻的磨杆1025z的横向横截面积1046的15%。
114.图11a是具有一系列峰(peak)1130x的铸造模具1194的正视图,这些峰将限定槽1130(图11d),磨盘段1100(图11d)。峰1130x在峰1130x的顶部1196限定了多个凹口1137(图11b)。峰1130x的顶部1196将最终限定槽1130的底部(或者如果磨盘段1100随后进行铣削或加工步骤,则在铣削(或加工)之前至少限定槽1130的底部)。理想地,将凹口1137成形为容纳由比磨盘段1100的其余部分的金属更软的金属制成的突起1150。
115.在所描绘的实施方案中,两个或更多个凹口1137在相邻的峰1130x之间横向对齐,使得单个突起1150可由一行横向对齐的凹口1137支撑,从而跨越多个相邻的峰1130x。可设想,这样的实施方案是根据示例性工艺铸造磨盘段1100的最有效的方式。在其他示例性实施方案中,凹口1137不在相邻的峰1130x之间横向对齐。在其他示例性实施方案中,待插入的突起1150可以是网格或其他复杂形状,其中网格或其他复杂形状沿槽长度gl以不同的长度设置突起1150。在其他示例性实施方案中,网格或其他复杂形状在不同的槽1130中以不同的槽长度放置突起1150。在该制造方法中,理想低,将突起插入件1150(图11c)成形为当插入到铸造模具1194中时与凹口1130x的形状齐平。设置在凹口1130x中的突起1150是“嵌入式突起”。在示例性实施方案中,与磨盘段1100的其余部分的合金(例如,通常为钢的合金)相比,突起1150(图11c)可由更软的金属(例如,铝)制成。当铸造模具1194关闭时,突起1150可通过重力保持在适当的位置。在其他示例性实施方案中,通过夹紧铸造模具1194的两半而将嵌入式突起1150保持在适当位置。在其他示例性实施方案中,可通过胶水、粘合剂或摩擦力将嵌入式突起1150保持在适当位置。
116.当将成为磨盘段1100的熔融金属或合金被倒入铸造模具1194中时,熔融金属或合金与嵌入式突起1150融合,从而产生持久的结合。由此,制造商将熔融金属或合金倒入铸造模具1194中(由步骤1185表示),允许熔融金属冷却和凝固(由步骤1170表示),并且从铸造模具1194中取出磨盘段1150(由步骤1160表示)。这通常通过打破铸造模具1194来完成。
117.图11d是利用示例性制造方法制造的示例性磨盘段1100的正视图。在铸造模具1194的相邻峰1130x之间限定的空间1125x的底部形成磨杆1125的顶部1128。在所描绘的示例性实施方案中,突起1150横跨相邻的磨杆1125并位于它们之间。图11e是图11d中描绘的
示例性磨盘段1100的截面的侧视图。利用该示例性制造过程,将突起1150变得被嵌入到磨盘段1100的基底1120中。
118.图12a、图12b和图12c描绘了一种将突起1250楔入相邻的磨杆1225z、1225zz之间(图12c)的制造方法。可将突起可楔入成品或接近成品的磨盘段1200的相邻的磨杆1225z、1225zz之间。这可通过利用液压机、锤子或任何其他已知方法压配合突起1250来实现。
119.图12a描绘了具有狭槽1277的突起设置部1239。理想地,将狭槽1277成形为包围突起1250的顶部。突起设置部1239和突起1250位于槽1230中所需安装位置的上方。液压机、锤子或其他被构造成施加向下的力的装置然后通过突起设置部1239将向下的力传递到突起1250中,以将突起1250向下楔入两个相邻的磨杆1225z、1225zz并且楔入其之间。图12b是示出根据该示例性方法的突起1250的安装的侧视图。图12c是它的正视图。
120.一种示例性方法包括:在铸造模具的正向槽中布置突起以限定嵌入式突起,该突起具有突起高度,其中该突起高度不超过铸造模具中负向磨杆高度的25%,将熔融金属倒入铸造模具中,将嵌入式突起与熔融金属熔合,允许熔融金属冷却以限定铸造磨盘段,从铸造模具中取出铸造磨盘段。一种示例性方法还可包括:在铸造磨盘段的精磨侧加工铸造磨杆和铸造精磨突起。
121.另一示例性方法包括:将熔融金属倒入铸造模具中,允许熔融金属冷却以限定铸造磨盘段,从模具中取出铸造磨盘段,并且加工槽基底以限定突起,其中突起具有突起高度,其中该突起高度不超过邻近突起的磨杆高度的25%。
122.一种示例性磨盘段包括:内弧;外弧,其远离内弧设置;第一端部,其远离第二端部设置,该第一端部和第二端部在内弧和外弧之间延伸;基底,其设置在内弧、第一端部、第二端部和外弧之间;精磨侧和远离该精磨侧设置的后侧;磨杆,其在精磨侧与基底接合,其中磨杆具有磨杆高度,并且其中相邻的磨杆和基底限定相邻的磨杆之间的槽;以及设置在槽中的突起,突起具有突起高度,其中突起高度不超过磨杆高度的30%。
123.一种示例性磨盘段还可包括多个突起,其中突起在槽内以6mm至25mm之间的规则间隔设置。一种示例性磨盘段还可包括多个突起,其中突起以不规则间隔设置。
124.一种示例性磨盘段还可具有矩形、矩形棱柱的形状,其中突起具有在磨盘段的精磨侧上相对于基底成一定角度设置的前导面,并且其中该角度是钝角。
125.在示例性实施方案中,该突起包括从由铝、铜、黄铜、钢、塑料、木材和环氧树脂组成的组中选择的材料。
126.在示例性实施方案中,磨杆具有12mm至15mm的初始磨杆高度,并且突起具有2mm至3mm的初始突起高度。在另一示例性实施方案中,磨杆具有10mm至20mm的初始磨杆高度,并且突起具有2mm至5mm的初始突起高度。在又一示例性实施方案中,磨杆具有12mm至15mm的初始磨杆高度,并且突起具有2mm至3.5mm的初始突起高度。在示例性实施方案中,突起长度不超过磨杆长度的10%。
127.一种示例性磨盘段包括:内弧;外弧,其远离内弧设置;第一端部,其远离第二端部设置,该第一端部和第二端部在内弧和外弧之间延伸;基底,其设置在内弧、第一端部、第二端部和外弧之间;基底的精磨侧以及基底的后侧,该后侧远离精磨侧设置;磨杆,其在精磨侧接合到基底,其中磨杆具有磨杆高度,并且其中相邻的磨杆和基底限定相邻的磨杆之间的槽;以及设置在槽中的突起,突起具有突起顶部、突起基部、突起顶部和突起基部之间的
突起高度以及连接突起顶部和突起基部的侧部,其中突起中的一个突起具有从沿该突起的最长长度设置的平面测量的纵向横截面积,该最长长度是从该突起的最靠近内弧设置的部分到该突起的最靠近外弧设置的部分测量的,其中磨杆的相邻的磨杆具有从横向于磨杆长度而横切精磨部段的平面测量的横向横截面积,并且其中突起纵向横截面积小于相邻的磨杆横向横截面积的20%。
128.在示例性实施方案中,磨盘段还包括突起高度和磨杆高度之间的差,其中突起高度和磨杆高度之间的差是有效槽深度。
129.在示例性实施方案中,磨盘段还包括阻挡部,其中阻挡部具有阻挡部纵向横截面积,并且其中阻挡部纵向横截面积大于参考杆纵向面积的20%,其中参考杆纵向面积包括长度和高度,其中参考杆长度与阻挡部的最长长度同等延伸。
130.在示例性实施方案中,以不规则间隔设置突起。
131.在示例性实施方案中,突起中的一个突起具有梯形棱柱的形状,其中该突起具有在磨盘段的精磨侧上相对于基底成一定角度设置的前导面,并且其中该角度是钝角。
132.一种示例性磨盘段包括:内弧;外弧,其远离内弧设置;第一端部,其远离第二端部设置,该第一端部和第二端部在内弧和外弧之间延伸;基底,其设置在内弧、第一端部、第二端部和外弧之间;基底的精磨侧以及基底的远离该精磨侧设置的后侧;磨杆,其在精磨侧与基底接合,其中磨杆具有磨杆高度,并且其中相邻的磨杆和基底限定相邻的磨杆之间的槽;以及设置在在两个相邻的磨杆之间的槽的突起,其中突起是限流部,该限流部具有第一限流部端部,该第一限流部端部远离第二限流部端部设置,其中第一限流部端部接合两个相邻的磨杆中的第一磨杆的前导面,并且其中限流部设置在槽的基底上方。
133.在示例性实施方案中,限流部具有从沿限流部的最长长度设置的平面测量的纵向横截面积,该最长长度是从限流部的最靠近内弧设置的部分到限流部的最靠近外弧设置的部分测量的,其中两个相邻的磨杆中的第一磨杆具有从横向于磨杆长度而横切精磨部段的平面测量的横向横截面积,并且其中限流部纵向横截面积小于相邻的磨杆横向横截面积的20%。
134.在示例性实施方案中,第二限流部端部接合两个相邻的磨杆中的第二磨杆的尾随面。
135.示例性实施方案还包括多个突起,其中多个突起是限流部。
136.在示例性实施方案中,多个限流部中的第一限流部设置在第一限流部高度,并且其中多个限流部中的第二限流部设置在第二限流部高度。
137.在示例性实施方案中,第一限流部端部设置在与第二限流部端部不同的高度。
138.虽然已参考本发明的示例性实施方案具体地示出和描述了本发明,但本领域技术人员将理解的是,在不脱离由所附权利要求涵盖的本发明的范围的情况下,可在其中进行形式和细节上的各种改变。

技术特征:
1.一种磨盘段,所述磨盘段包括:内弧;外弧,所述外弧远离所述内弧设置;远离第二端部设置的第一端部,所述第一端部和所述第二端部在所述内弧和所述外弧之间延伸;基底,所述基底设置在所述内弧、所述第一端部、所述第二端部和所述外弧之间;精磨侧和后侧,所述后侧远离所述精磨侧设置;磨杆,所述磨杆在所述精磨侧接合到所述基底,其中所述磨杆具有磨杆高度,并且其中相邻的磨杆和所述基底限定所述相邻的磨杆之间的槽;以及突起,所述突起设置在所述槽中,所述突起具有突起高度,其中所述突起高度不超过所述磨杆高度的30%。2.根据权利要求1所述的磨盘段,其中所述突起具有一定的形状,并且所述形状选自由矩形、矩形棱柱、矩形棱柱段、三角形棱柱、三角形棱柱段、暴露于供给材料的边数为四个或更多的棱柱或其一段、多面体、多面体段、三棱锥、三棱锥段、四边形棱锥、四边形棱锥段、具有暴露于供给材料的五个或更多面的棱锥或其一段、锥状截头锥体、锥状截头锥体段、球形圆顶、球形圆顶段、球体圆顶、球体圆顶段、抛物面棱柱、抛物面棱柱段、平截头抛物面棱柱、平截头抛物面棱柱段、圆锥、圆锥段、球形圆锥、球形圆锥段、椭圆形圆锥、椭圆形圆锥段、圆锥截头锥体、胶囊、圆柱段、椭圆形圆锥截头锥体、椭圆形圆锥截头锥体段、圆柱、圆柱段、椭圆形圆柱,椭圆形圆柱段、球体、球体段、椭球体、椭球体段或其组合所组成的组。3.根据权利要求1至2中任一项所述的磨盘段,所述磨盘段还包括多个突起,其中所述突起以6毫米至25毫米之间的规则间隔设置在所述槽内。4.根据权利要求1至3中任一项所述的磨盘段,所述磨盘段还包括多个突起,其中所述突起以不规则间隔设置。5.根据权利要求1至4中任一项所述的磨盘段,其中所述突起具有矩形棱柱的形状,其中所述突起具有在所述磨盘段的所述精磨侧上相对于所述基底成一定角度设置的前导面,并且其中所述角度是钝角。6.根据权利要求1至5中任一项所述的磨盘段,其中所述突起包括选自由铝、铜、黄铜、钢、塑料、木材和环氧树脂组成的组的材料。7.根据权利要求1至6中任一项所述的磨盘段,其中所述磨杆具有10mm至20mm的初始磨杆高度,并且所述突起具有2mm至5mm的初始突起高度。8.根据权利要求1至7中任一项所述的磨盘段,其中所述磨杆还包括:参考杆体积,所述参考杆体积包括所述磨杆的与突起的最长长度共享一长度的一部分的体积;以及参考杆基部,所述参考杆基部沿所述最长突起长度与相邻的突起基部同等延伸,其中所述突起还包括突起体积,并且其中所述突起体积小于所述参考杆体积的40%。9.根据权利要求1至8中任一项所述的磨盘段,其中所述磨杆具有12mm至15mm的初始磨杆高度,并且所述突起具有2mm至3.5mm的初始突起高度。10.一种磨盘段,所述磨盘段包括:内弧;外弧,所述外弧远离所述内弧设置;
远离第二端部设置的第一端部,所述第一端部和所述第二端部在所述内弧和所述外弧之间延伸;基底,所述基底设置在所述内弧、所述第一端部、所述第二端部和所述外弧之间;所述基底的精磨侧和所述基底的后侧,所述后侧远离所述精磨侧设置;磨杆,所述磨杆在所述精磨侧接合到所述基底,其中所述磨杆具有磨杆高度,并且其中相邻的磨杆和所述基底限定所述相邻的磨杆之间的槽;以及设置在所述槽中的突起,所述突起具有突起顶部、突起基部、所述突起顶部和所述突起基部之间的突起高度以及连接所述突起顶部和所述突起基部的侧部,其中所述突起中的一个突起具有从沿所述突起的最长长度设置的平面测量的纵向横截面积,所述最长长度是从所述突起的最靠近所述内弧设置的部分到所述突起的最靠近所述外弧设置的部分测量的,其中所述磨杆的相邻的磨杆具有从横向于磨杆长度而横切所述精磨部段的平面测量的横向横截面积,并且其中突起纵向横截面积小于相邻的磨杆横向横截面积的20%。11.根据权利要求10所述的磨盘段,所述磨盘段还包括所述突起高度和所述磨杆高度之间的差,其中所述突起高度和所述磨杆高度之间的差是有效槽深度。12.根据权利要求10至11中任一项所述的磨盘段,所述磨盘段还包括阻挡部,其中所述阻挡部具有阻挡部纵向横截面积,并且其中所述阻挡部纵向横截面积大于参考杆纵向面积的20%,其中所述参考杆纵向面积包括长度和高度,其中所述参考杆长度与所述阻挡部的最长长度同等延伸。13.根据权利要求10至12中任一项所述的磨盘段,其中所述突起具有一定的形状,并且所述形状选自由矩形棱柱、矩形棱柱段、三角形棱柱、三角形棱柱段、暴露于供给材料的边数为四个或更多的棱柱或其一段、多面体、多面体段、三棱锥、三棱锥段、四边形棱锥、四边形棱锥段、具有暴露于供给材料的五个或更多面的棱锥或其一段、锥状截头锥体、锥状截头锥体段、球形圆顶、球形圆顶段、球体圆顶、球体圆顶段、抛物面棱柱、抛物面棱柱段、平截头抛物面棱柱、平截头抛物面棱柱段、圆锥、圆锥段、球形圆锥、球形圆锥段、椭圆形圆锥、椭圆形圆锥段、圆锥截头锥体、胶囊、圆柱段、椭圆形圆锥截头锥体、椭圆形圆锥截头锥体段、圆柱、圆柱段、椭圆形圆柱,椭圆形圆柱段、球体、球体段、椭球体、椭球体段或其组合所组成的组。14.根据权利要求10至13中任一项所述的磨盘段,其中所述突起以6毫米至25毫米之间的规则间隔设置在所述槽内。15.根据权利要求10至14中任一项所述的磨盘段,其中所述突起以不规则间隔设置。16.根据权利要求10至15中任一项所述的磨盘段,其中所述突起中的一个突起具有梯形棱柱的形状,其中所述突起具有在所述磨盘段的所述精磨侧上相对于所述基底成一定角度设置的前导面,并且其中所述角度是钝角。17.一种磨盘段,所述磨盘段包括:内弧;外弧,所述外弧远离所述内弧设置;远离第二端部设置的第一端部,所述第一端部和所述第二端部在所述内弧和所述外弧之间延伸;基底,所述基底设置在所述内弧、所述第一端部、所述第二端部和所述外弧之间;
所述基底的精磨侧和所述基底的后侧,所述后侧远离所述精磨侧设置;磨杆,所述磨杆在所述精磨侧接合到所述基底,其中所述磨杆具有磨杆高度,并且其中相邻的磨杆和所述基底限定所述相邻的磨杆之间的槽;以及突起,所述突起设置在两个相邻的磨杆之间的槽中,其中所述突起是限流部,所述限流部具有远离第二限流部端部设置的第一限流部端部,其中所述第一限流部端部接合所述两个相邻的磨杆的第一磨杆的前导面,并且其中所述限流部设置在所述槽的所述基底上方。18.根据权利要求17所述的磨盘段,所述限流部具有从沿所述限流部的最长长度设置的平面测量的纵向横截面积,所述最长长度是从所述限流部的最靠近所述内弧设置的部分到所述限流部的最靠近所述外弧设置的部分测量的,其中所述两个相邻的磨杆中的所述第一磨杆具有从横向于磨杆长度而横切所述精磨部段的平面测量的横向横截面积,并且其中限流部纵向横截面积小于所述相邻的磨杆横向横截面积的20%。19.根据权利要求17至18中任一项所述的磨盘段,其中所述第二限流部端部接合所述两个相邻的磨杆中的第二磨杆的尾随面。20.根据权利要求17至19中任一项所述的磨盘段,所述磨盘段还包括多个突起,其中所述多个突起是限流部。21.根据权利要求20所述的磨盘段,其中所述多个限流部中的第一限流部设置在第一限流部高度,并且其中所述多个限流部中的第二限流部设置在第二限流部高度。22.根据权利要求17至21中任一项所述的磨盘段,其中所述第一限流部端部设置在与所述第二限流部端部不同的高度。23.一种方法,所述方法包括:将突起布置在铸造模具的正向槽中以限定嵌入式突起,所述突起具有突起高度,其中所述突起高度不超过所述铸造模具中负向磨杆高度的25%;将熔融金属倒入所述铸造模具中;将所述嵌入式突起与所述熔融金属熔合;允许所述熔融金属冷却以限定铸造磨盘段;以及从所述模具中取出所述铸造磨盘段。24.根据权利要求20所述的方法,所述方法还包括:在所述铸造磨盘段的精磨侧加工铸造磨杆和铸造精磨突起。
技术总结
精磨机中在精磨组件的工作寿命期间的能量使用增加的问题通过使用磨盘段得以缓解,该磨盘段具有精磨侧和远离精磨侧设置的后侧,磨杆接合到精磨侧的基底,其中磨杆具有磨杆高度,并且其中相邻的磨杆和基底限定相邻的磨杆之间的槽,并且槽中设置突起,其中该突起具有突起高度,其中突起高度为磨杆高度的30%或更小。小。小。


技术研发人员:L
受保护的技术使用者:安德里兹有限公司
技术研发日:2019.10.07
技术公布日:2021/6/29

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