研磨磨片区段的制作方法

研磨磨片区段
1.本发明涉及一种磨片区段，其用于在由两个相对彼此旋转的并且由磨片区段构成的处理面限定边界的研磨缝中研磨水悬浮纤维材料，所述磨片区段由基体构成，所述基体具有面向研磨缝的、长条形的并且以至少一个方向分量径向延伸的处理元件和在处理元件之间延伸的槽。
2.本发明还包括一种由多个并排布置的根据本发明的磨片区段构成的处理面，以及一种用于制造根据本发明的磨片区段的方法，所述磨片区段用于在研磨缝中研磨水悬浮纤维材料，所述磨片区段由基体构成，所述基体具有面向研磨缝的处理元件。
3.这种磨片早已为人所知并且被安装在研磨机，所谓的磨浆机中。在此，在磨浆机中的悬浮液具有约2
‑
8％的固体含量。
4.这种机器通常具有至少一个转子和至少一个定子，其具有或者圆盘形的或者锥形的处理面，磨片安装在所述处理面上，以便可以在它们之间形成研磨缝。磨片在处理面上具有凸条和槽，因此也被称为
″
刀磨片
″
。
5.所述磨片承受很高的磨损并且因此必须以确定的间隔被替换。此外，这种磨损在使用寿命期间还导致处理效果发生改变。
6.在纸浆和造纸工业中在机械处理纤维材料中产生的运营成本的相当一部分来自能源成本。因此，一直都在努力以这样的方式构建和运行磨片和所使用的机器，即以预期的结果为衡量标准，不需要过大的能量输入。
7.因此可以理解的是，在磨片的开发上投入了相当多的耗费，这体现在磨片的形状的设计和材料选择上。
8.在此，为了降低磨片的制造成本，例如在文献de 10 2004 016 661 a1中建议，由多个元件组成磨片，然后把它们相互焊接或钎接。
9.本发明要解决的技术问题是，在尽可能高效研磨的同时延长这种磨片区段的使用寿命。
10.根据本发明上述技术问题以此解决，在所述基体中布置有多个通道，所述通道至少以一个方向分量径向地并且相对于研磨缝至少近似平行地延伸，并且相对于研磨缝分别具有不同的距离，所述通道沿旋转方向观察至少部分地相互重叠或与槽底部重叠。
11.若在工作中处理元件由于磨损而被完全磨蚀，这就同时导致通道的打开，所述通道沿旋转方向与槽底部重叠。这些通道的面向研磨缝的壁的磨蚀导致所述通道现在作为槽起作用，并且位于打开的通道之间的面作为处理元件起作用。
12.因此，通道的宽度应基本上相当于槽的宽度，和/或在沿旋转方向相邻的通道之间的壁的宽度应基本上相当于处理元件的宽度。
13.此外，通道应分别至少近似平行于至少一个沿轴向基本上位于上方的长条形的处理元件延伸。
14.有利的是，通道也可以朝研磨缝略微倾斜。若通道径向向外朝研磨缝倾斜，则在磨损时，通道首先径向向外打开。
15.以此方式保证，即使磨损加剧，仍有足够大的敞开的槽面以及处理元件所需的切
边长度。
16.理想的是，处理面的、磨片区段的通道的或处理面的、磨片区段的一区域的通道的设计和/或布局选择为，使槽的敞开的面积和/或切边长度在整个使用寿命期间保持近似相同，使得空载功率在整个使用寿命内也保持基本相同。
17.为实现此，有利的是，相邻的槽的槽底部位于不同深度。在此有利的是，相邻的槽不仅在初始状态中，而且在磨损期间都是不一样深的。
18.为此在结构上已证明有利的是，在基体中存在多个上下相叠的并且相对于研磨缝至少近似平行地延伸的平面，所述平面分别具有多个通道。
19.在此，相邻的平面的通道应沿旋转方向相互错开地延伸，使得这些通道沿旋转方向观察部分地重叠。
20.不受此影响的是，为了均匀研磨，槽至少绝大部分具有恒定的宽度和/或处理元件的宽度至少绝大部分一样大。
21.针对深度研磨有利的是，处理元件的宽度在0.1至1.5mm之间和/或处理元件的高度小于5mm。
22.为了优化长条形的处理元件以及通道的布局以及它们的作用，长条形的处理元件以及通道有利地至少局部区段不笔直地延伸。
23.大多圆形或圆环形的处理面通常由多个磨片区段组成。在此，基体的圆直径应在35至150cm之间。
24.为了在处理面的每种磨损状态下都提供足够大数量的槽和处理元件，有利的是，以不同方式布置和/或构成相邻磨片区段的通道，使得在每种磨损状态下都有足够大数量的通道是打开的。此外，处理元件的平均数量以及总宽度可以保持恒定。
25.为此有利的是，至少两个相邻的磨片区段的至少一部分通道平面距离研磨缝不一样远。
26.在制造根据本发明的磨片区段的方法方面重要的是，处理元件至少部分地、优选完全地，并且基体也有利地至少部分地由一种或多种液体的和/或膏状的和/或固体的材料逐层涂覆，并在此经受物理或化学的硬化过程或熔化过程。这种硬化或熔化过程也包括烧结。
27.通过逐层涂覆，处理元件以及通道的材料和形状可以更容易和全面地适应特殊要求。
28.在此必须要注意的是，根据所涂覆的材料和专门的硬化过程或熔化过程，会出现高达30％的收缩率。
29.由于这种用于研磨纤维材料的机器中的负荷很高，因此逐层涂覆的材料应是粉末状的和/或包括一种或多种金属或金属化合物。
30.在此有利的是，逐层涂覆的材料借助激光烧结或熔化。
31.以此方式也可以制造陶瓷层。
32.此外可以通过粉末的颗粒大小影响处理元件的表面粗糙度。
33.为了强化处理，根据本发明的制造方法允许非常窄的处理元件和相邻的处理元件之间同样很小的距离，这与迄今为止常见的铸造不同。
34.下面就实施例进一步阐述本发明。
35.附图中：
36.图1示出剖切研磨装置的横截面示意图；
37.图2示出研磨装置的磨片区段2的俯视图；
38.图3示出通过两个相邻磨片区段2的部分横截面；和
39.图4示出通过另一个磨片区段2的部分横截面。
40.根据图1，在研磨装置的壳体中，由固定的并且与壳体耦连的研磨面和围绕旋转轴线10旋转的研磨面构成研磨缝3。
41.在此，两个圆环形的研磨面(处理面)相互平行地延伸，其中，它们之间的距离大多是可设置的。除了在此示出的平坦的处理面之外，锥形的处理面也是可行的。
42.旋转的研磨面由在壳体中可旋转地支承的轴沿旋转方向移动。该轴由例如同样存在于壳体中的驱动装置驱动。
43.在所示的例子中，待研磨的纤维悬浮液1经由通过中心的入口进入两个研磨面之间的研磨缝3。然而通过研磨面中的开口输入也是可行的。
44.纤维悬浮液1径向向外经过配合作用的研磨面并通过排出口离开相接的环形空间。
45.未示出本身已知的手段，通过该手段产生力，以便将两个研磨面相对彼此挤压。
46.两个研磨面分别由根据图2的多个圆段或圆环段形的研磨磨片区段2构成，这些研磨磨片区段分别在相应研磨面的圆周区段上延伸并沿周向相互并排排列。
47.如图2所示，磨片区段2分别由底板4构成，该底板具有多个基本径向延伸的条形的处理元件5和位于处理元件之间的槽6。
48.与底面4平行地，处理元件5具有长条形的截面形状，其中，处理元件5的面向处理缝3的上侧通常平行于基体4的外表面延伸。
49.为了优化它们的布局以及它们的作用，处理元件5通常至少在一个径向部段上不笔直地延伸，即弯曲地、波浪形或如图2所示弯折地延伸。
50.为了降低磨片区段2的制造成本，基体4以及磨片区段2的处理元件5完全地由液体的、膏状的或固体的材料逐层涂覆，并且在此经受物理或化学的硬化过程或熔化过程。
51.这意味着可以根据专门的负荷和要求选择材料。
52.由于处理纤维材料1的机器中的负荷极高，所以特别适合逐层涂覆包括陶瓷或一种或多种金属或金属化合物的粉末状的材料。然后，这种逐层涂覆的材料可以在每一层之后借助激光烧结或熔化，或者在第一步骤中与粘合剂粘合并且然后再烧结(粘结成型方法)。在后一种方法中，粘合剂会蒸发。
53.在此可以根据需要选择处理元件5在基体4上的布局。
54.基体4的圆直径在35至150cm之间。
55.如图3所示，在所述基体4中布置有多个通道8，所述多个通道至少以一个方向分量径向地并且相对于研磨缝3平行地延伸，并且相对于研磨缝3分别具有不同的距离，所述多个通道沿旋转方向11观察部分地相互重叠或与槽底部重叠。
56.通过逐层涂覆明显简化这种基体4的制造。
57.如果在研磨处理期间由于磨损而处理元件5被完全磨蚀，这导致最靠近研磨缝3的通道8由于与槽底部的重叠而被打开。这又导致打开的通道8现在作为槽6作用，而打开的通
道8之间的壁9作为处理元件5作用。
58.如果这些首先打开的通道8之间的壁9也被磨蚀，则另外的通道8由于相互的部分重叠被打开，这些通道的壁8承担处理元件5的作用。
59.为了即使在磨损增加的情况下也能确保对纤维材料1的均匀处理，通道8应分别至少近似平行于轴向基本上位于其上方的长条形的处理元件5延伸。
60.通道8朝研磨缝3略微倾斜，尤其径向向外的倾斜，对通流是有利的。
61.为了安全、均匀和有效的研磨，槽6至少绝大部分具有恒定的宽度。处理元件5的宽度沿径向也至少绝大部分保持一样大。
62.为了甚至在通道8或其壁9承担其功能时确保这一点，通道8的宽度基本上相当于槽6的宽度，沿旋转方向11相邻的通道8之间的壁9的宽度基本上相当于处理元件5的宽度。
63.为了保证在基体4的磨损期间，打开的通道8的数量尽可能多且尽可能恒定，在基体4中存在多个上下相叠的并且平行于研磨缝3的平面7，所述平面分别具有多个通道8。在图3中示出的平面7延伸穿过多个通道8的沿轴向布置的中心。
64.在此，相邻的平面7的通道8沿旋转方向11相互错开地布置。此外，相邻的平面7的通道8沿旋转方向11部分地重叠，使得在壁9完全磨蚀时，相邻的沿轴向位于其下方的通道8被打开。
65.处理元件5的高度在此例如低于3mm，处理元件5的宽度在0.1至1mm之间。
66.为了能够保证在每种磨损状态下，处理元件5的敞开的槽面都尽可能一样高以及切边长度尽可能一样大，有帮助的是，如图3所示，以不同的方式布置和构造相邻的磨片区段2的通道8。
67.因此，例如如图所示，两个相邻的磨片区段2的平面7的至少一部分可以距离研磨缝3不一样远。
68.作为补充或者备选，相邻的磨片区段2的通道8的横截面也可以不同。一个磨片区段2的通道8是圆形的，而相邻的磨片区段2的通道8在此例如具有椭圆形的横截面。
69.此外当然可行的是，磨片区段2本身具有不一样形成的区域，其中，这些区域的通道8以不同方式布置和/或构造不同。
70.此外，图2示出输入通道12，这些输入通道12径向向外到达研磨面中并且由于缺失处理元件5而辅助纤维悬浮液1输入到研磨缝3中。
71.与此不同的是，图4示出轴向错开的通道8，其具有矩形横截面。此处的目标也是确保在每种磨损状态下都具有一样高的敞开的槽面和切边长度。
72.在此重要的是，相邻的槽6在初始状态中以及在磨损期间是不一样深的。