Сегменты плиты рафинера и способ изготовления сегмента плиты рафинера

Группа изобретений относится к сегментам плиты рафинера и к способу изготовления сегмента плиты рафинера. Сегмент плиты рафинера содержит ножи рафинера, соединенные с основой на рафинирующей стороне, при этом ножи рафинера имеют высоту ножа рафинера и при этом первая пара соседних ножей рафинера и основа образуют первую канавку между соседними ножами рафинера, а последующие пары ножей рафинера и основа образуют вторые канавки; выступы, расположенные в упомянутой первой канавке, причем каждый выступ имеет высоту выступа, при этом высота выступа составляет не более чем 30% от высоты ножа рафинера, и перемычки, расположенные в каждой из вторых канавок, причем эти перемычки включают в себя полностью перекрывающие перемычки и частично перекрывающие перемычки, причем расстояние между соседними выступами в первой канавке меньше, чем расстояние между соседними частично перекрывающими перемычками во вторых канавках, которые содержат частично перекрывающие перемычки. Также каждый выступ может иметь верхнюю часть выступа, основание выступа и высоту выступа между верхней частью выступа и основанием выступа, а также сторону, соединяющую верхнюю часть выступа и основание выступа, при этом любой выступ из указанных выступов имеет площадь продольного сечения, измеренную от плоскости, расположенной вдоль самой длинной длины выступа, при измерении от части выступа, расположенной ближе всего к внутренней дуге, до части выступа, расположенной ближе всего к внешней дуге, при этом соседний нож рафинера из указанных ножей рафинера имеет площадь поперечного сечения, измеренную от плоскости, пересекающей секцию рафинирования поперек длины ножа рафинера, и при этом упомянутая площадь продольного сечения выступа составляет менее чем 20% от площади поперечного сечения указанного соседнего ножа рафинера. Также каждый из упомянутых выступов может представлять собой ограничитель потока, содержащий первый конец ограничителя, дистально расположенный от второго конца ограничителя, при этом первый конец ограничителя соединяется с передней поверхностью первого ножа рафинера из упомянутой первой пары соседних ножей рафинера и при этом ограничитель потока расположен над основой упомянутой первой канавки. Изобретения обеспечивают снижение энергопотребления в рафинерах в течение срока службы узла рафинирования. 4 н. и 19 з.п. ф-лы, 17 ил.

 

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

1. РОДСТВЕННАЯ ЗАЯВКА

[0001] Настоящая заявка испрашивает приоритет согласно 35 своду законов США § 119 (e) более ранней даты подачи предварительной заявки на патент США № 62/744,391, поданной 11 октября 2018 г., содержание которой полностью включено в настоящий документ посредством ссылки.

2. ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0002] Настоящее раскрытие в целом относится к плитам рафинера, выполненным с возможностью измельчения волокнистого материала, и более конкретно к сегментам плиты рафинера, выполненным с возможностью измельчения древесной щепы или другого лигноцеллюлозного материала.

3. УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0003] Обработанный целлюлозный материал может быть основным компонентом в нескольких продуктах на основе волокон, включая, например, волокнистые полуфабрикаты, бумагу, древесноволокнистую плиту средней плотности («МДФ»), волокнистые упаковочные материалы и абсорбирующие жидкости наполнители. Для коммерческого производства этих продуктов операторы часто начинают с лигноцеллюлозного материала в качестве сырьевого материала. Лигноцеллюлозный материал обычно представляет собой вещество растительного происхождения, которое содержит целлюлозы и гемицеллюлозы, химически связанные с белковым лигнином. Примеры лигноцеллюлозного растительного вещества включают в себя древесную щепу, солому, жмых сахарного тростника и переработанную бумагу.

[0004] Например, для производства МДФ операторы могут подавать лигноцеллюлозный материал (обычно в форме древесной щепы, древесных отходов, опилок, древесных стружек, отходов строительных материалов или сельскохозяйственных отходов) через механический рафинер.

[0005] Механический рафинер обычно содержит два или большее количество противоположных узлов рафинера. Каждый узел имеет рисунок из приподнятых ножей рафинера на рафинирующей стороне. Канавки разделяют соседние ножи рафинера. Обычно эти узлы рафинирования представляют собой либо круглые диски, кольцевые диски, вложенные усеченные конусы, либо вложенные цилиндры, выполненные с возможностью вращения вокруг общей оси. Каждый узел рафинера может содержать несколько сегментов в форме кольцевых секторов, прикрепленных к опорной конструкции для образования круглого диска, кольцевого диска, усеченного конуса или цилиндра. Рафинирующие стороны противоположных узлов рафинирования обращены друг к другу, а узкий зазор для рафинирования разделяет противоположные узлы рафинирования. По меньшей мере один из узлов рафинирования представляет собой ротор, выполненный с возможностью вращения вокруг указанной оси. Поскольку роторный узел рафинирования вращается с высокой скоростью, операторы подают лигноцеллюлозный материал или другой подаваемый материал через зазор для рафинирования, чтобы разделить, вскрыть и разрезать компоненты волокон. Поскольку механический рафинер разрушает лигноцеллюлозный материал, может выделяться некоторое количество воды в виде пара.

[0006] Входное отверстие зазора для рафинирования расположено ближе к центру вращения, чем выходное отверстие зазора для рафинирования. При вращении роторного узла рафинирования подаваемый материал проходит радиально наружу через зазор для рафинирования.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0007] Проблема повышенного энергопотребления в механических рафинерах в течение срока службы механического рафинера смягчается за счет использования представленного в качестве примера сегмента плиты рафинера, содержащего рафинирующую сторону и заднюю сторону, дистально расположенную от рафинирующей стороны, ножи рафинера, соединенные с основой рафинирующей стороны, при этом ножи рафинера имеют высоту ножа рафинера, и при этом соседние ножи рафинера и основа образуют канавки между соседними ножами, и выступы, расположенные в канавках, при этом выступы имеют высоту выступа, при этом высота выступа составляет 25% или менее от высоты ножа рафинера, и при этом выступы выполнены с возможностью износа с течением времени.

[0008] Проблема с рафинированием с низкой консистенцией заключается в том, что новые сегменты плиты рафинера могут иметь чрезмерную пропускную способность, частично из-за начального объема канавок. Это, в частности, верно в отношении высоких ножей рафинера, которые, в свою очередь, создают канавки большего объема. Сегменты плиты рафинера с большей пропускной способностью позволяют более разреженному подаваемому материалу проходить через секцию рафинирования за заданное количество времени. Если указанная пропускная способность превышает способность рафинирования, рафинер будет создавать большее перекачивание, и энергия, необходимая для вращения рафинера, будет выше, что приведет к потерям энергии, которые являются больше, чем обычно.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

[0009] Вышеизложенное станет очевидным из нижеследующего более конкретного описания представленных в качестве примера вариантов осуществления данного раскрытия, как проиллюстрировано на прилагаемых графических материалах, на которых одинаковые ссылочные позиции относятся к одним и тем же частям на разных видах. Графические материалы не обязательно выполнены в масштабе, вместо этого акцент сделан на иллюстрации раскрытых вариантов осуществления.

[0010] Фиг. 1 представляет собой вид спереди рафинирующей стороны представленного в качестве примера сегмента плиты рафинера, имеющего ряд выступов, расположенных между соседними ножами рафинера.

[0011] Фиг. 2 представляет собой увеличенный вид в разрезе сегмента плиты рафинера на фиг. 1 вдоль линии A-A, изображающий выступы и нож рафинера.

[0012] Фиг. 3 представляет собой вид в перспективе части представленной в качестве примера секции рафинирования сегмента плиты рафинера, имеющего ряд выступов, расположенных внутри канавки.

[0013] Фиг. 4 представляет собой схематическое изображение площади продольного сечения выступов, частично перекрывающих перемычек и полностью перекрывающих перемычек по сравнению с площадью продольного сечения соседнего ножа рафинера.

[0014] Фиг. 5 представляет собой схематическое изображение площади поперечного сечения представленных в качестве примера выступов по сравнению с площадями поперечного сечения частично перекрывающих перемычек, полностью перекрывающих перемычек и ножей рафинера.

[0015] Фиг. 6 представляет собой схематическое изображение разреза вида сбоку механического рафинера, показывающее противоположные сегменты плиты рафинера, образующие зазор.

[0016] Фиг. 7 представляет собой схематическое изображение вида в перспективе механического рафинера в открытом положении. На фиг. 7 выделены сегменты плиты рафинера по сравнению с механическим рафинером в целом.

[0017] Фиг. 8 представляет собой вид в перспективе схематического изображения секции рафинирования представленного в качестве примера сегмента плиты рафинера, имеющего выступы, при этом выступы являются ограничителями потока.

[0018] Фиг. 9 представляет собой схематическое изображение разреза вида сбоку представленного в качестве примера сегмента плиты рафинера, имеющего ограничители потока, расположенные вдоль длины канавки.

[0019] Фиг. 10 представляет собой схематическое изображение поперечного разреза представленного в качестве примера сегмента плиты рафинера, имеющего ограничители потока.

[0020] Фиг. 11A представляет собой вид спереди секции литейной формы, который иллюстрирует часть технологии литья для представленного в качестве примера сегмента плиты рафинера.

[0021] Фиг. 11B представляет собой вид сбоку секции литейной формы, который иллюстрирует часть технологии литья для представленного в качестве примера сегмента плиты рафинера.

[0022] Фиг. 11С представляет собой вид в перспективе выступа до того, как выступ вставляют в литейную форму.

[0023] Фиг. 11D представляет собой вид спереди представленного в качестве примера сегмента плиты рафинера, изготовленного с помощью представленной в качестве примера технологии изготовления.

[0024] Фиг. 11E представляет собой вид сбоку представленного в качестве примера сегмента плиты рафинера, изготовленного с помощью представленной в качестве примера технологии изготовления.

[0025] Фиг. 12А представляет собой вид в перспективе устройства для установки выступа и клиновидного выступа.

[0026] Фиг. 12В представляет собой вид сбоку, показывающий установку клиновидного выступа с помощью устройства для установки выступа.

[0027] Фиг. 12С представляет собой вид спереди, показывающий установку клиновидного выступа с помощью устройства для установки выступа.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0028] Следующее подробное описание предпочтительных вариантов осуществления представлено только для иллюстративных и описательных целей и не предназначено для того, чтобы быть исчерпывающим или ограничивать объем и сущность изобретения. Варианты осуществления были выбраны и описаны, чтобы лучше всего объяснить принципы изобретения и его практическое применение. Обычный специалист в данной области техники поймет, что в изобретение, раскрытое в этом описании, можно внести множество изменений без отклонения от объема и сущности изобретения.

[0029] Соответствующие ссылочные позиции обозначают соответствующие части на нескольких видах. Хотя указанные графические материалы представляют варианты осуществления различных признаков и компонентов в соответствии с настоящим раскрытием, графические материалы не обязательно приведены в масштабе, и некоторые признаки могут быть преувеличены, чтобы лучше проиллюстрировать варианты осуществления настоящего раскрытия, и такие примеры не должны рассматриваться как ограничивающие объем настоящего раскрытия любым способом.

[0030] Ссылки в описании на «один вариант осуществления», «вариант осуществления», «представленный в качестве примера вариант осуществления» и т. д. указывают, что описанный вариант осуществления может включать в себя частный признак, конструкцию или характеристику, но каждый вариант осуществления может не обязательно включать в себя указанный частный признак, конструкцию или характеристику. Более того, такие фразы не обязательно относятся к одному и тому же варианту осуществления. Кроме того, когда частный признак, конструкция или характеристика описываются в связи с вариантом осуществления, предполагается, что специалист в данной области техники может повлиять на такой признак, конструкцию или характеристику в связи с другими вариантами осуществления, независимо от того, описаны они в явном виде или нет.

[0031] Хотя конкретные термины используются в последующем описании для большей ясности, эти термины предназначены для обозначения только частной конструкции варианта осуществления, выбранного для иллюстрации на графических материалах, и не предназначены для определения или ограничения объема данного раскрытия.

[0032] Формы единственного числа «a», «an» и «the» включают в себя множественное число ссылок, если контекст явно не диктует иное. Следует понимать, что числовые значения включают числовые значения, которые являются одинаковыми, если они сведены к одинаковому количеству значащих цифр, и числовые значения, которые отличаются от значения состояний меньше, чем экспериментальная погрешность традиционного метода измерения типа, описанного в настоящей заявке для определения указанного значения.

[0033] В той степени, в которой это необходимо для обеспечения описательной поддержки, объект и/или текст прилагаемой формулы изобретения полностью включены в настоящий документ посредством ссылки.

[0034] Перечисление диапазонов значений в данном документе просто предназначено для использования в качестве сокращенного метода индивидуальной ссылки на каждое отдельное значение, попадающее в диапазон в пределах любых поддиапазонов между ними, если иное явно не указано в данном документе. Каждое отдельное значение в указанном диапазоне включено в описание или формулу изобретения, как если бы каждое отдельное значение было указано в данном документе отдельно. Если предоставляется конкретный диапазон значений, подразумевается, что каждое промежуточное значение, вплоть до десятой или меньшей единицы нижнего предела между верхним и нижним пределом этого диапазона и любым другим заявленным или промежуточным значением в указанном диапазоне или поддиапазоне, включено в данный документ, если контекст явно не диктует иное. Также включены все поддиапазоны. В него также включены верхний и нижний пределы этих меньших диапазонов, с учетом любого конкретно и явно исключенного предела в заявленном диапазоне.

[0035] Используемый в данном документе аппроксимирующий язык может применяться для модификации любого количественного представления, которое может изменяться, не приводя к изменению основной функции, к которой оно относится. Соответственно, значение, модифицированное термином или терминами, такими как «около» и «по существу», не может ограничиваться указанными точными значениями. Модификатор «около» также следует рассматривать как раскрывающий диапазон, определяемый абсолютными значениями двух конечных точек. Например, выражение «от около 2 до около 4» также раскрывает диапазон «от 2 до 4».

[0036] Следует отметить, что многие из используемых в данном документе терминов являются относительными терминами. Например, термины «верхний» и «нижний» относятся друг к другу по местоположению, то есть верхний компонент расположен на большей высоте, чем нижний компонент в данной ориентации, но эти термины могут измениться, если устройство перевернуть. Термины «входное отверстие» и «выходное отверстие» относятся к текучей среде, протекающей через них, по отношению к данной конструкции, например, текучая среда течет через входное отверстие в конструкцию и течет через выходное отверстие из конструкции. Термины «выше по потоку» и «ниже по потоку» относятся к направлению, в котором текучая среда протекает через различные компоненты, то есть поток текучей среды через расположенный выше по потоку компонент до протекания через расположенный ниже по потоку компонент.

[0037] Термины «горизонтальный» и «вертикальный» используются для обозначения направления относительно абсолютного ориентира, то есть уровня земли. Однако эти термины не должны толковаться как требующие, чтобы конструкции были абсолютно параллельны или абсолютно перпендикулярны друг другу. Например, первая вертикальная конструкция и вторая вертикальная конструкция не обязательно параллельны друг другу. Термины «верхняя часть» и «нижняя часть» или «основание» используются для обозначения мест/поверхностей, где верхняя часть всегда выше, чем нижняя часть/основание относительно абсолютной точки отсчета, то есть поверхности Земли. Термины «вверх» и «вниз» также относятся к абсолютной точке отсчета; направленный вверх поток всегда противоречит гравитации Земли.

[0038] Термин «прямо», используемый для обозначения двух компонентов системы, таких как клапаны или насосы, или другие устройства управления или датчики (например, температуры или давления), может быть расположен на пути между двумя названными компонентами.

[0039] На фиг. 7 показан пример механического дискового рафинера 702 в открытом положении. Узел 703 ротора и узел 704 статора находятся внутри корпуса 779. Каждый узел 703, 704 рафинирования содержит совокупность сегментов 700 плиты рафинера, расположенных в кольцевом порядке с образованием кольца, установленного на опорной конструкции 786. Чтобы лучше проиллюстрировать сегменты 700 плиты рафинера на узле 703 ротора, на фиг. 7 показан частично разобранный вид, на котором некоторые из сегментов 700 плиты рафинера совмещены с, но удалены из крепежных отверстий 788 на опорной конструкции 786. На фиг. 7 показана сторона 795 статора корпуса 779, открытая вокруг шарниров 783, для лучшего изображения соответствующих узлов 703, 704 рафинирования. Однако во время работы узел 704 статора закрыт вокруг шарниров 783, и болты (не показаны) проходят через соответствующие крепежные отверстия 788z, чтобы неподвижно соединить сторону 795 статора корпуса 779 со стороной 793 ротора. В этом отношении можно сказать, что узел 703 ротора расположен напротив от узла 704 статора. Когда узел 704 статора и узел 703 ротора обращены друг к другу, узел 704 статора и узел 703 ротора образуют зазор 619 (фиг. 6) между рафинирующими сторонами 705 противоположных сегментов 700, 700z плиты рафинера. Следует понимать, что другие механические рафинеры имеют другие механизмы открывания (то есть не обязательно шарнир 783).

[0040] Для механических дисковых рафинеров 702 большого диаметра одно или большее количество колец промежуточных сегментов плиты рафинера могут быть расположены между сегментом 729 разрушающих ножей и внешним сегментом 700 плиты рафинера. Однако следует также понимать, что такие промежуточные кольца встречаются редко. Болты или крепежные элементы могут проходить через крепежные отверстия 788 для соединения сегментов 700, 729 плиты рафинера с опорной конструкцией 786 и тем самым неподвижного соединения сегментов 700, 729 плиты рафинера в форме кольцевых секторов с опорной конструкцией 786. Следует понимать, что другие известные способы для прикрепления сегментов плиты рафинера к опорной конструкции, считаются входящими в объем настоящего раскрытия и в рамках термина «неподвижно соединять».

[0041] Используемый в данном документе, и если не указано иное, термин «сегмент 700, 729 плиты рафинера» может относиться к сегменту 700 плиты рафинера, имеющему интегрированную секцию 707 рафинирования и секцию 734 разрушающих ножей, сегменты 729 разрушающих ножей (см. фиг. 3A), и сегмент плиты рафинера, содержащий секцию 707 рафинирования, но без секции 734 разрушающих ножей. В вариантах осуществления, имеющих внешние сегменты 700 плиты рафинера и сегменты 729 разрушающих ножей, внешние сегменты 700 плиты рафинера могут по-прежнему содержать интегрированную секцию 707 рафинирования и секцию 734 разрушающих ножей. Однако разрушающие ножи 725 на внешнем сегменте 700 плиты рафинера обычно меньше, чем разрушающие ножи 725 на сегменте 729 разрушающих ножей. При установке на опорном узле 786, сегменты 729 разрушающих ножей расположены радиально внутрь от внешних сегментов 700 плиты рафинера. На фиг. 7 сегменты 729 разрушающих ножей расположены вокруг кольцевого отражателя 747. Кольцевой отражатель, в свою очередь, расположен вокруг ступицы 743.

[0042] Хотя на фиг. 7 и 6 изображен дисковый механический рафинер 702, 602 для иллюстрации общей концепции рафинера, конические рафинеры и цилиндрические рафинеры также являются распространенными типами механических рафинеров, и будет понятно, что представленные в качестве примера сегменты плиты рафинера, раскрытые в данном документе, которые выполнены с возможностью работы с механическими рафинерами конического и цилиндрического типов, входят в объем этого раскрытия. В то время как дисковый рафинер имеет два или большее количество противоположных дисков, как показано на фиг. 7 и 6, конический рафинер имеет два или большее количество вложенных укороченных усеченных конусов, расположенных вокруг общей оси, при этом, по меньшей мере один из вложенных укороченных усеченных конусов содержит узел ротора. Аналогично, цилиндрический рафинер имеет два или большее количество вложенных цилиндрических узлов рафинирования, расположенных вокруг общей оси, при этом, по меньшей мере один из цилиндрических узлов рафинирования представляет собой ротор.

[0043] Цилиндрические и конические механические рафинеры могут иметь узел ротора (см. 703, 603) и узел статора (704, 604). Другие дисковые, конические, двухпоточные и цилиндрические рафинеры могут иметь узлы рафинирования, вращающиеся в противоположных направлениях, или несколько узлов рафинирования, обращенных (или вложенных) к противоположным узлам статора. Следует понимать, что сегменты плиты рафинера, выполненные для конического рафинера или цилиндрического рафинера, приспособлены для образования укороченного усеченного конуса или цилиндра при полной сборке на соответствующем узле рафинирования.

[0044] Фиг. 6 представляет собой разрез механического рафинера 602, аналогичного механическому рафинеру, изображенному на фиг. 7. Этот частный механический рафинер 602 имеет узел 603 ротора, обращенный к противоположно расположенному узлу 604 статора. Сегменты 600, 600z плиты рафинера крепятся болтами к ротору 603 и статору 604 соответственно. Рафинирующие стороны 105 (фиг. 1) противоположных сегментов 600, 600z плиты рафинера обращены друг к другу, образуя зазор 619. Подаваемый материал 669 поступает в механический рафинер 602 через входное отверстие 611. Когда узел 603 ротора вращается вокруг центральной оси вращения C, ступица 643 и отражатель 647 направляют подаваемый материал 669 в зазор 619 между рафинирующими сторонами 605 противоположных сегментов 600, 600z плиты рафинера. Разрушающие ножи 623 в секции 108 разрушающих ножей (фиг. 1) разрушают подаваемый материал 669 на более мелкие кусочки перед подачей подаваемого материала 669 в секцию 107 рафинирования (фиг. 1), содержащую ножи 625 рафинера и канавки 130 (фиг. 1). Изображенный вариант осуществления показывает внутреннюю дугу 610 сегментов 600 плиты рафинера. Внешняя дуга 615 расположена дистально от внутренней дуги 610 вдоль основы 620. Задняя сторона 606 каждого сегмента 600, 600z плиты рафинера соединяется с опорной конструкцией 686 соответствующего узла 603, 604 рафинирования.

[0045] Хотя на фиг. 6 изображен роторно-статорный механический рафинер 602, ничто в этом раскрытии не должно толковаться как ограничение представленных в качестве примера сегментов 600 плиты рафинера, имеющих представленные в качестве примера выступы 150 для использования в механическом рафинере 602 частного типа. Понятно, что сегменты 100 плиты рафинера, имеющие представленные в качестве примера выступы 150, как описано в данном документе, могут использоваться в дисковых рафинерах, конических рафинерах, двухпоточных рафинерах, рафинерах, имеющих статор и ротор, рафинерах встречного вращения, рафинерах, имеющих несколько противоположных дисков или конусов, и любом другом механическом рафинере.

[0046] В типичном механическом рафинере, когда по меньшей мере один из узлов 703, 603 ротора вращается, одна кромка каждого ножа 125 рафинера (фиг. 1) имеет тенденцию сталкиваться с подаваемым материалом 669 (фиг. 6) перед копланарной поперечной дистальной кромкой каждого соответствующего ножа 125 рафинера. Кромка, которая сначала имеет тенденцию первой сталкиваться с подаваемым материалом, известна как «передняя кромка» 135 (фиг. 1). Обозначение передней кромки 135 зависит от направления вращения. Например, когда направление вращения меняется на противоположное, ранее обозначенная дистальная кромка становится передней кромкой 135.

[0047] Типичный узел 703, 603 ротора вращается в диапазоне от 900 до 2300 оборотов в минуту («об/мин») для рафинирования с высокой консистенцией и для производства МДФ и выполнен с возможностью передачи значительной кинетической энергии подаваемому материалу 669 при перемещении подаваемого материала 669 через зазор 619 для рафинирования. При рафинировании с низкой консистенцией ротор может вращаться со скоростью от 400 до 1500 об/мин. Когда роторный узел 603 рафинера вращается, передние кромки 135 ножей 625 рафинера на противоположных узлах 603, 604 рафинера последовательно перекрываются и захватывают подаваемый материал 669 между противоположными ножами 625, 625z рафинера. По мере того, как роторный узел рафинера продолжает вращаться, противоположные ножи срезают подаваемый материал 669, чтобы вскрыть, разделить и разрезать волокна. Таким образом, последовательно перекрывающиеся ножи 625, 625z сжимают подаваемый материал 669, тем самым передавая больше энергии подаваемому материалу 669 и выполняя больше работы с подаваемым материалом 669.

[0048] По мере того как роторный узел 603 рафинера продолжает вращаться, противоположные ножи 625, 625z будут проходить друг через друга и соседние противоположные канавки (см. 130, фиг. 1 и фиг. 6) на противоположных узлах 603, 604 рафинера последовательно выравниваются. Эта стадия расширения последовательно следует за стадией сжатия и позволяет подаваемому материалу 669 перемещаться радиально наружу по направлению к выходному отверстию зазора 619 для рафинирования более свободно, чем во время стадии сжатия.

[0049] Скопление подаваемого материала 669 в зазоре 619 для рафинирования и в канавках 130 создает подушку из волокна. Считается, что последовательные случаи сжатия и расширения в подушке из волокна являются основным местом, где происходит механическое рафинирование. То есть принудительное движение подаваемого материала 669 к соседнему подаваемому материалу 669 в подушке из волокна в первую очередь способствует вскрытию, разделению и разрезанию волокон.

[0050] Со временем примеси, которые могут присутствовать в подаваемом материале 669, изнашивают ножи 625, 125 рафинера. Поскольку пространство между соседними ножами 125, 125z (фиг. 1) определяет канавки 130, то канавки 130 становятся менее глубокими при уменьшении высоты соседних ножей 125, 125z. Менее глубокие канавки позволяют большему количеству подаваемого материала 669 накапливаться в зазоре 619 для рафинирования, тем самым создавая более толстую и плотную подушку из волокна. То есть неглубокие изношенные канавки имеют меньший объем, чем высокие новые канавки. Лигноцеллюлозный подаваемый материал 669, который мог бы быть перемещен через новые высокие канавки, вместо этого перемещается в зазор 619 для рафинирования, когда канавки 130 становятся изношенными и неглубокими. Таким образом, стадия сжатия передает большую кинетическую энергию большему количеству подаваемого материала 669 в зазоре 619 для рафинирования, а дополнительный подаваемый материал 669 обеспечивает большее трение между волокнами. Таким образом, более толстая подушка из волокна поглощает больше энергии, чем более тонкая подушка из волокна, при прочих равных условиях.

[0051] Избыточная энергия в более толстой подушке из волокна имеет тенденцию к чрезмерному рафинированию подаваемого материала 669, создавая избыток костры. «Костра» представляет тонкие полоски рафинированного материала, которые нежелательно использовать в конечном продукте. В результате по мере износа сегментов плиты рафинера качество продукта ухудшается, считая, что потребление энергии остается постоянным. В конце концов, износ ножа рафинера становится настолько серьезным, что сегменты 600 плиты рафинера необходимо будет заменить. Обычно это происходит, когда потребление энергии на единицу произведенного приемлемого волокна становится неприемлемо высоким или когда образование костры становится настолько выраженным, что приемлемый конечный продукт больше не может быть произведен.

[0052] Слишком высокое содержание костры в конечном продукте может сделать конечный продукт непригодным для использования по назначению. Например, при производстве МДФ, если в древесноволокнистой плите средней плотности будет слишком много костры, плита, скорее всего, не будет иметь требуемых свойств (например, прочности, долговечности и т. д.). Следовательно, по мере износа ножей энергия внутри механического рафинера увеличивается без улучшения качества продукта. Другими словами: по мере износа ножей операторы тратят больше энергии на производство волокна низкого качества, что приводит к получению конечного продукта низкого качества (например, МДФ), который часто продается по более низким ценам. Для решения этой проблемы операторы периодически отключают механические рафинеры 602, 702, чтобы заменить сегменты 600, 700 плиты рафинера, которые содержат узлы 603, 703, 604, 704 рафинирования. Это время простоя приводит к дальнейшим производственным потерям.

[0053] Для решения этой проблемы некоторые производители пытались увеличить высоту ножа рафинера. Увеличение высоты ножа рафинера также увеличивает глубину соседних канавок. Однако более высокие ножи рафинера имеют тенденцию ухудшать начальную производительность. Чрезмерно высокие ножи в МДФ и рафинировании с высокой консистенцией (например, около 8 мм или выше) могут привести к нестабильной работе, увеличению количества необработанного материала (и могут образовывать больше костры), а также могут усложнить применение нагрузки для рафинирования из-за недостаточного подаваемого материала 669, удерживаемого в зазоре 619 для рафинирования. Эти негативные факторы нейтрализуют любое возможное увеличение срока службы до износа. Кроме того, чрезмерно высокие ножи рафинера (относительно ширин ножей рафинера) в МДФ, рафинировании с высокой консистенцией и низкой консистенцией могут увеличить риск поломки ножа рафинера во время работы. Металлические обломки в механическом рафинере могут быстро увеличить износ и деградацию сегмента плиты рафинера.

[0054] В случае рафинеров с низкой консистенцией высокие ножи создают высокий перекачивающий эффект и высокое давление на выходе, что приводит к более высокой энергии для перекачивания и повышенным эксплуатационным расходам. Таким образом, затраты (с точки зрения энергии и капитала) на эксплуатацию новых рафинеров с низкой консистенцией с чрезмерно высокими ножами рафинера (например, около 8 мм или выше) превышают стоимость, которую можно получить из подаваемого материала 669, который был переработан через такой рафинер с низкой консистенцией. Эти затраты нейтрализуют любое увеличение срока службы сегмента плиты рафинера. По мере износа ножей энергия для перекачивания достигает конкурентоспособных по стоимости значений. Когда высота ножей становится слишком низкой, рафинер не будет способен обработать поток и требования к перекачиванию, что приводит к дополнительному количеству необработанного подаваемого материала 669. Таким образом, рафинеры с низкой консистенцией имеют узкий диапазон высот ножей, при котором может происходить эффективное рафинирование. Это отрицательно сказывается на полезном сроке службы сегментов плиты рафинера с низкой консистенцией.

[0055] Представленные в качестве примера варианты осуществления в соответствии с этим раскрытием допускают более широкий диапазон высот ножей рафинера (т. е. ножи рафинера имеют большее время до износа) без возникновения дополнительных проблем, связанных с более высоким потреблением энергии и/или плохим качеством продукта. Проблема повышенного энергопотребления в механических рафинерах в течение срока службы механического рафинера смягчается за счет использования представленного в качестве примера сегмента плиты рафинера, содержащего рафинирующую сторону и заднюю сторону, дистально расположенную от рафинирующей стороны, ножи рафинера, соединенные с основой рафинирующей стороны, при этом ножи рафинера имеют высоту ножа рафинера, и при этом соседние ножи рафинера и основа образуют канавки между соседними ножами, и выступы, расположенные в канавках, при этом выступы имеют высоту выступа, при этом высота выступа составляет 25% или менее от высоты ножа рафинера, и при этом выступы выполнены с возможностью износа с течением времени.

[0056] На фиг. 1 изображена рафинирующая сторона 105 представленного в качестве примера сегмента 100 плиты рафинера, имеющего представленные в качестве примера выступы 150, расположенные на основе 120 внутри канавок 130. Сегмент 100 плиты рафинера имеет изогнутую внутреннюю дугу 110, расположенную радиально внутрь от изогнутой внешней дуги 115, измеренной вдоль радиальной линии 112, проходящей от центра вращения C плиты рафинера, при установке в механическом рафинере 602. Сегмент 100 плиты рафинера дополнительно содержит первый конец 113, дистально расположенный от второго конца 116. Первый конец 113 и второй конец 116 проходят от внутренней дуги 110 к внешней дуге 115 вдоль радиальной линии (см. 112). Основа 120 проходит между внутренней дугой 110, внешней дугой 115, первым концом 113 и вторым концом 116.

[0057] Изображенный сегмент 100 плиты рафинера представляет собой сегмент плиты рафинера для дискового рафинера. Следует понимать, что представленные в качестве примера сегменты плиты рафинера могут использоваться во всех типах механических рафинеров, в частности, в конических рафинерах и цилиндрических рафинерах. Кроме того, представленные в качестве примера сегменты плиты рафинера, описанные в данном документе более подробно, могут быть выполнены для всех применений термомеханического рафинирования, включая рафинирование с высокой консистенцией, рафинирование с низкой консистенцией и при производстве древесноволокнистых плит средней плотности. При работе первый конец 113 сегмента 100 плиты рафинера упирается во второй конец 116 соседнего сегмента 100 плиты рафинера (см. фиг. 7) до тех пор, пока узел соседних сегментов 100 плиты рафинера не образует кольцевой диск, в результате чего выровненные изогнутые внутренние дуги 110 образуют внутреннюю окружность диска, а выровненные изогнутые внешние дуги 115 образуют внешнюю окружность диска. Каждый сегмент 100 плиты рафинера прикреплен к опорной конструкции 738 на роторе 603 или статоре 604.

[0058] Разрушающие ножи 123 и ножи 125 рафинера соединяются с основой 120 на рафинирующей стороне 105. Соседние ножи рафинера (см., например, 125z и 125zz) и основа 120 образуют канавки 130 между соседними ножами 125z и 125zz рафинера, тем самым образуя рисунок ножей 125 рафинера и канавок 130 по всей секции 107 рафинирования (например, область рисунка ножей 125 рафинера и канавок 130, обозначенная пунктирной линией на фиг. 1). Аналогично, соседние разрушающие ножи (см., например, 123z и 123zz) и основа 120 образуют разрушающие канавки 127 вдоль секции 108 разрушающих ножей. Секция 108 разрушающих ножей определяется областью сегмента 100 плиты рафинера, занятой разрушающими канавками 127 и разрушающими ножами 123, тогда как секция 107 рафинирования определяется областью сегмента 100 плиты рафинера, содержащего рисунок из ножей 125 рафинера и канавок 130. Секция 107 рафинирования расположена радиально наружу от секции 108 разрушающих ножей. В представленном в качестве примера варианте осуществления выступы 150 расположены в секции 108 разрушающих ножей между соседними разрушающими ножами 123z и 123zz.

[0059] Когда подаваемый материал 169 приближается к зазору 619 для рафинирования (фиг. 6), разрушающие ножи 123, расположенные на внутренней дуге 110 кольцевой или конической плиты или рядом с ней, разрушают входящий подаваемый материал 169 на более мелкие кусочки до того, как подаваемый материал 169 столкнется с секцией 107 рафинирования. Подушка из волокна образуется между секциями 107 рафинирования на противоположных плитах. Следовательно, секция 107 рафинирования и подушка из волокна являются местом, в котором подаваемый материал 169 подвергается воздействию, вскрывается и разрезается на волокна.

[0060] Рисунок ножей 125 рафинера и канавок 130, изображенный на фиг. 1, включен для целей представления в качестве примера. Следует понимать, что сегменты 100 плиты рафинера, имеющие разные рисунки или конфигурации ножей 125 рафинера и канавок 130, считаются входящими в объем этого раскрытия. Сегменты 100 плиты рафинера могут иметь перемычки 140, 145, расположенные между соседними ножами 125 рафинера. В изображенном варианте осуществления некоторые из перемычек представляют собой полностью перекрывающие перемычки 140, которые имеют ту же высоту, что и высота Н ножа рафинера (фиг. 2), в то время как некоторые другие перемычки являются частично перекрывающими перемычками 145. Высота sh частично перекрывающей перемычки (фиг. 3) обычно составляет 30% - 90% высоты Н ножа рафинера (т.е. глубины канавки). Например, в МДФ и применениях высокой консистенции, высота sh частично перекрывающей перемычки обычно составляет от 30% до 50% высоты Н ножа рафинера. Кроме того, проектировщики обычно включают частично перекрывающие перемычки 145 для структурного усиления ножей.

[0061] Полностью перекрывающие перемычки 140 блокируют канавки 130 и предназначены для направления подаваемого материала 169 в зазор 619 для рафинирования. Перемычки 140, 145 размещаются в канавках 130 не так часто по сравнению с выступами 150. Некоторые представленные в качестве примера плиты рафинера имеют выступы в комбинации только с полностью перекрывающими перемычками или выступы в комбинации только с частично перекрывающими перемычками. Другие представленные в качестве примера сегменты плиты рафинера не имеют перемычек. Кроме того, перемычка 140, 145 имеет большую площадь сечения, чем выступ 150, расположенный в той же канавке 130 (см. фиг. 3). В представленном в качестве примера варианте осуществления выступ 150, 250 может иметь около 1 миллиметра («мм») в длину в верхней части 257 (фиг. 2) и не более 3 мм в длину в основании 258 (фиг. 2), где выступ 150 присоединяется к основе 120 канавки 130. В представленном в качестве примера варианте осуществления ножи 125 рафинера могут иметь начальную высоту 12 мм, а выступы могут иметь высоту 2 мм.

[0062] В других представленных в качестве примера вариантах осуществления ножи 125 рафинера имеют начальную высоту от 12 мм до 15 мм или любую высоту между ними, а выступы имеют начальную высоту от 2 мм до 3 мм и любую высоту между ними. В других представленных в качестве примера вариантах осуществления ножи 125 рафинера являются выше чем 15 мм. В еще других представленных в качестве примера вариантах осуществления выступы могут иметь большую высоту, когда высота, необходимая для функциональных конструкций, мала. Например, в рафинерах с низкой консистенцией высота ножа рафинера для целей перекачивания и течения может составлять 4 мм - 6 мм. В таких сегментах плиты рафинера с низкой консистенцией начальная высота ножа рафинера составляет 12 мм - 16 мм, а начальная высота выступа составляет 4 мм - 6 мм. Предпочтительно такое расположение в сегментах плиты рафинера с низкой консистенцией имеет тонкие выступы (по сравнению с любыми сопоставимыми перемычками 140, 145), изготовленные из более мягкого материала, чем ножи 125 рафинера, или являющиеся как более тонкими, чем перемычки 140, 145, и изготовленные из более мягкого материала, чем ножи 125 рафинера.

[0063] Для сравнения, частично перекрывающие перемычки 145 могут быть 1 мм - 3 мм в длину в верхней части 387 частично перекрывающей перемычки (фиг. 3) и 6 мм - 10 мм в основании 398 частично перекрывающей перемычки (фиг. 3), где частично перекрывающая перемычка 145 соединяется с основой 120 канавок 130. Полностью перекрывающие перемычки могут быть 1 мм - 4 мм в длину в верхней части 397 полностью перекрывающей перемычки (фиг. 3) и 6 мм - 15 мм в длину в основании 338 полностью перекрывающей перемычки (фиг. 3). Функция частично перекрывающих перемычек 145 состоит в том, чтобы усилить сегмент плиты рафинера рисунка ножей 125 рафинера и канавок 130 от риска разрушения и отклонить подаваемый материал 169 по направлению к зазору 619 для рафинирования между ротором и статором. Функция выступов 150, напротив, состоит в том, чтобы сделать глубокую канавку похожей на менее глубокую канавку, позволяя указанным выступам 150 изнашиваться вместе с ножами 125 рафинера и, таким образом, поддерживать более постоянную эффективную глубину канавки 226 (фиг. 2), поскольку верхняя часть 228 ножа рафинера изнашивается в процессе эксплуатации.

[0064] На фиг. 1 дополнительно изображено несколько выступов 150, расположенных внутри канавок 130. Основание 258 каждого выступа 150 соединяется с основой 120. Первая сторона 582 (фиг. 5) выступа 150 соединяется с передней поверхностью 121 соседнего ножа 125z рафинера, а вторая сторона 581 (фиг. 5) выступа 150 соединяется с задней поверхностью 124 другого соседнего ножа 125zz рафинера. Выступы 150 характеризуются тем, что они тонкие (то есть имеют небольшую длину l выступа, фиг. 2) относительно ширины W ножа рафинера в основании 359 ножа рафинера (фиг. 3). Выступы 250 также характеризуются малым поперечным сечением (т. е. имеют небольшую высоту h выступа (фиг. 2) и длину l выступа) по сравнению с номинальными размерами соседнего ножа 125z рафинера (см. фиг. 4 и фиг. 5 для более подробной информации). Выступы 150 имеют высоту h выступа, которая составляет не более чем 25% от высоты Н ножа рафинера. В некоторых представленных в качестве примера вариантах осуществления длина l выступа составляет не более чем 10% от длины L ножа рафинера. В применениях рафинирования, включая, например, применения с низкой и высокой консистенцией, а также МДФ, высота h выступа составляет предпочтительно менее чем 30% от высоты Н ножа рафинера. В других представленных в качестве примера вариантах осуществления высота h выступа составляет предпочтительно менее чем 25% от высоты Н ножа рафинера. Высота h выступа составляет около 20% от высоты Н ножа рафинера в других представленных в качестве примера вариантах осуществления. В канавке 130 могут быть расположены несколько выступов 150. В других представленных в качестве примера вариантах осуществления сегмент 100 плиты рафинера может иметь по меньшей мере один выступ 150, расположенный внутри канавки 130. В еще других представленных в качестве примера вариантах осуществления в каждой канавке 130 на секции 107 рафинирования могут быть расположены несколько выступов 150. В других представленных в качестве примера вариантах осуществления большая часть канавок 130 на сегменте 100 плиты рафинера содержит несколько выступов 150.

[0065] Предпочтительно, несколько выступов 150 расположены внутри канавки 130 таким образом, чтобы первая сторона 582 выступа (фиг. 5) соединялась с передней поверхностью 121 соседнего ножа 125z рафинера, а вторая сторона 581 выступа (фиг. 5) соединялась с задней поверхностью 124 другого соседнего ножа 125zz рафинера. Однако в других представленных в качестве примера вариантах осуществления стороны 582, 581 выступа не должны соединяться с передней поверхностью 121 или задней поверхностью 124 соседних ножей 125z, 125zz рафинера. В других представленных в качестве примера вариантах осуществления только одна сторона 582 или 581 соединяется с поверхностью 121 или 124 ножа рафинера. Указанные несколько выступов 150 расположены с интервалами 163. Интервалы 463 (фиг. 4) могут быть равными интервалами или неравными интервалами. В представленном в качестве примера варианте осуществления выступы 150 могут быть расположены через каждые 6 мм - 25 мм, а предпочтительно через каждые 10 мм. Для сравнения, частично перекрывающие перемычки 145, как правило, отстоят друг от друга через каждые 25-50 мм.

[0066] Не ограничиваясь теорией, считается, что размещение выступов 150 через равные интервалы внутри канавки 130 каждые 6 мм - 25 мм может вести себя так же эффективно, как поднятие нижней части канавки 130 с образованием нижней части вторичной канавки 273 (фиг. 2). То есть большая часть подаваемого материала 169 может течь через верхнюю часть 257 (фиг. 2) выступов 150, не контактируя с основой 120. Как более подробно обсуждается со ссылкой на фиг. 2, предполагается, что приподнятая нижняя часть 273 вторичной канавки создает эффективную глубину 226 канавки, которая остается в диапазоне допустимых глубин канавки на протяжении всего срока службы сегмента 100 плиты рафинера. Кроме того, в случаях, когда износ является чрезмерным, эффективная потеря высоты Н ножа рафинера (и, следовательно, изменение эффективной глубины 226 канавки) будет меньше, чем фактическая потеря высоты Н ножа рафинера. Например, если изнашиваются верхние части ножа в два раза быстрее, чем верхние части 257 выступов, эффективная потеря высоты ножа и, следовательно, изменение эффективной глубины 226 канавки будет только половиной фактических потерь высоты Н ножа рафинера, тем самым позволяя представленным в качестве примера вариантам осуществления поддерживать более равномерную производительность, или более медленное снижение в течение срока службы плиты. В некоторых представленных в качестве примера вариантах осуществления выступы 150 могут быть расположены внутри канавок 130 с интервалами 463 каждые 15 мм - 20 мм. В других представленных в качестве примера вариантах осуществления выступы 150 могут быть расположены внутри канавок 130 с интервалами 463 каждые 12 мм - 15 мм в зависимости от подаваемого материала 169, подаваемого через механический рафинер 702, 602.

[0067] На фиг. 1 выступы 150 в целом имеют форму прямоугольника или прямоугольной призмы, в частности неправильной прямоугольной призмы. Выступы 150 проходят в целом ортогонально между соседними ножами 125z и 125zz рафинера. В других представленных в качестве примера вариантах осуществления выступы 150 могут быть расположены под острым углом по отношению к длине L (фиг. 3) соседнего ножа 325z рафинера (фиг. 3) или под тупым углом по отношению к соседнему ножу 325z рафинера. На фиг. 1 также показаны выступы 150, соединяющие каждый соседний нож 125z и 125zz рафинера. В других представленных в качестве примера вариантах осуществления представленный в качестве примера выступ 150 может соединять один соседний нож 125z рафинера, но не противоположный соседний нож 125zz рафинера. В еще других представленных в качестве примера вариантах осуществления представленный в качестве примера выступ 150 не соединяется ни с соседним ножом 125z, ни с соседним ножом 125zz рафинера.

[0068] Следует понимать, что выступы 150 могут быть выполнены в различных формах, обеспечивающих, чтобы выступы 150 были выполнены с возможностью изнашивания с течением времени, предпочтительно с равной или меньшей скоростью, чем ножи 125 рафинера. Этот износ может быть вызван воздействием примесей в подаваемом материале. Неисчерпывающий список представленных в качестве примера форм ограничителя потока включает в себя: прямоугольник, прямоугольную призму, сегмент прямоугольной призмы, треугольную призму, сегмент треугольный призмы, призму, у которой количество сторон, подвергающихся воздействию подаваемого материала, равно четырем или более, или ее сегмент, многогранник, сегмент многогранника, треугольную пирамиду, сегмент треугольной пирамиды, четырехугольную пирамиду, сегмент четырехугольной пирамиды, пирамиду, имеющую пять или большее количество граней, подвергающихся воздействию подаваемого материала, или ее сегмент, усеченную пирамиду, сегмент усеченной пирамиды, сферический купол, сегмент сферического купола, сфероидный купол, сегмент сфероидного купола, параболическую призму, сегмент параболической призмы, усеченную параболическую призму, сегмент усеченной параболической призмы, конус, сегмент конуса, сфероидный конус, сегмент сфероидного конуса, эллиптический конус, сегмент эллиптического конуса, усеченный конус, капсулу, цилиндрический сегмент, эллипсоидный усеченный конус, сегмент эллипсоидного усеченного конуса, цилиндр, сегмент цилиндра, эллиптический цилиндр, сегмент эллиптического цилиндра, сферу, сегмент сферы, сфероид, сегмент сфероида или комбинации или перестановки любых из вышеперечисленных форм.

[0069] В представленном в качестве примера варианте осуществления выступы 150 изнашиваются, по существу, с той же скоростью, что и ножи 125 рафинера. В других представленных в качестве примера вариантах осуществления ножи 125 рафинера изнашиваются быстрее, чем выступы 150.

[0070] Выступы 150 могут быть отлиты вместе с сегментом 100 плиты рафинера. В других представленных в качестве примера вариантах осуществления выступы 150 могут быть механически обработаны из литых выступов. В других представленных в качестве примера вариантах осуществления производители могут механически обрабатывать выступы 150 из литой основы канавки (см. 120). В других вариантах осуществления производители могут использовать методы аддитивного производства, такие как сварка или трехмерная (3D) печать, для добавления выступов 150 внутри канавок 130. В еще других представленных в качестве примера вариантах осуществления производители могут отливать представленный в качестве примера сегмент плиты рафинера, имея выступы 150, расположенные в литейной форме, перед тем, как производители заливают расплавленный металл в литейную форму. Затем расплавленный металл для литья может сплавиться с выступами 150, вставленными в литейную форму. В еще других представленных в качестве примера методах изготовления производители могут приклеивать выступы 150 к основе 120. В других представленных в качестве примера вариантах осуществления производители могут впрессовывать или забивать отдельные выступы 150 в канавку между соседними ножами 125z, 125zz рафинера таким образом, что выступ 150 эффективно надежно заклинивается между соседними ножами 125z, 125zz рафинера.

[0071] В других представленных в качестве примера способах производства представленный в качестве примера сегмент 100 плиты рафинера может быть изготовлен из металлических листов и ножей. В таких способах выступы 150 могут проходить из ножей 125 рафинера, и производители могут приклеивать, сплавлять или иным образом прикреплять ножи 125 рафинера к основе 120, чтобы образовать рисунок из чередующихся ножей 125 рафинера и канавок 130. При других способах изготовления производитель может добавлять выступы 150 отдельно к ножам 125 рафинера (см. фиг. 12A-12C). В других представленных в качестве примера способах производства представленный в качестве примера сегмент 100 плиты рафинера может иметь выступы 150, вырезанные лазером в канавках 130. Другие способы закрепления или создания выступов 150 между соседними ножами 125z, 125zz рафинера считаются входящими в объем этого раскрытия.

[0072] В некоторых представленных в качестве примера вариантах осуществления выступы 150 могут быть изготовлены из того же материала, что и ножи 125 рафинера. В других представленных в качестве примера вариантах осуществления выступы 150 содержат материал, отличный от материала ножей 125 рафинера. В некоторых представленных в качестве примера вариантах осуществления выступы 150 содержат материал, выбранный из группы, состоящей из: алюминия, меди, латуни, стали, пластика, дерева и эпоксидной смолы.

[0073] Фиг. 2 представляет собой разрез сегмента 100 плиты рафинера по линии A-A на фиг. 1. Рафинирующая сторона 205 расположена напротив задней стороны 206 сегмента 100 плиты рафинера. На фиг. 1-2 изображены выступы 250, имеющие форму неправильной прямоугольной призмы. Каждый выступ 250 имеет переднюю поверхность 267 выступа, расположенную под углом Ɵ относительно основы 220. Угол Ɵ между передней поверхностью 267 выступа и основой 220 предпочтительно является тупым. Короткая высота h выступа (по сравнению с высотой H ножа рафинера) и тупой угол Ɵ передней поверхности 267 выступа направляют подаваемый материал 269, остающийся в канавке 230 поверх верхней части 257 выступа 250. Напротив, передняя поверхность 341 (фиг. 3) и высота sh, fh перемычек 140, 145 достаточно высоки (по сравнению с высотой H ножа рафинера), чтобы направлять подаваемый материал 269 из канавки 230 в зазор 619 для рафинирования.

[0074] Не ограничиваясь теорией, заявитель полагает, что расстояние между верхней частью 257 выступа 250 и верхней частью 228 соседнего ножа 225 рафинера образует эффективную глубину 226 канавки. Интервалы 263 выступов желательно являются достаточно малыми, чтобы позволить подаваемому материалу 269 течь над выступами 250 при нормальных рабочих условиях. Таким образом, верхние части 257 нескольких выступов 250 и скорость, с которой подаваемый материал 269 проходит через верхние части 257 нескольких выступов 250, могут функционировать как нижняя часть 273 вторичной канавки, расположенная над основой 220 канавки.

[0075] Со временем верхняя часть 228 ножей 225 рафинера и верхняя часть 257 выступов 250 изнашиваются. Скорость износа может варьироваться в зависимости от типа рафинирования, а также типа и качества рафинируемого материала. По мере износа ножей 225 рафинера соседние канавки 330 (фиг. 3) становятся более узкими GWz (фиг. 3), из-за угла Δ наклона, при котором поверхности 321, 324 ножа рафинера (фиг. 3) соединяются с основой 320. Другими словами, ширина GW канавки (фиг. 3) в верхней части канавки является шире, чем ширина GWz канавки ниже ширины GW верхней части канавки. В вариантах осуществления, в которых ножи 225 рафинера и выступы 250 изнашиваются по существу с одинаковой скоростью, высота Н ножа рафинера и высота h выступа уменьшаются со временем; но эффективная глубина 226 канавки остается по существу постоянной. По существу постоянная эффективная глубина 226 канавки может продлить срок службы сегмента 100 плиты рафинера, даже если ширина GWz канавки сужается.

[0076] Следует отметить, что сегменты 100 и 300 плиты рафинера, изображенные на фиг. 1 и 3, соответственно, представляют собой сегменты 100, 300 плиты рафинера, которые были отлиты из формы. Можно создать квадратные канавки (то есть канавки, которые имеют объем правильной прямоугольной призмы) с помощью изготовленных плит (в которых изготавливают ножи, прикрепленные к основе 120, 320 сегмента плиты рафинера) или из сегментов плиты рафинера, отлитых с помощью форм, созданных из процесса аддитивного производства (то есть, 3D печать). В представленных в качестве примера вариантах осуществления, в которых канавки не имеют объема трапециевидной призмы, высота Н ножа рафинера и высота h выступа со временем все же уменьшаются; но эффективная глубина 226 канавки может изменяться в зависимости от соответствующих скоростей износа выступов 250 и соседних ножей 225 рафинера.

[0077] Таким образом, выступы 250, расположенные в канавке 230 с интервалами 263, в которой выступы 250 имеют высоту h выступа, которая составляет 25% или меньше от высоты H соседнего стержня, смягчают проблему наличия более толстой и плотной подушки из волокна между противоположными узлами рафинера (см. 603, 604) из-за канавок 130, которые со временем становятся менее глубокими. Не ограничиваясь теорией, эффективная глубина 226 канавки функционирует аналогично традиционной канавке той же глубины и, следовательно, позволяет поддерживать желаемую толщину подушки из волокна в течение более длительных периодов времени. Поскольку разница в высоте Н ножа рафинера и высоте h выступа определяет эффективную глубину 226 канавки, то эффективная глубина 226 канавки с течением времени перемещается ближе к основе 220, продолжая выполнять функцию канавки 230.

[0078] В вариантах осуществления, в которых ножи 225 рафинера изнашиваются с большей скоростью, чем выступы 250, потеря эффективной глубины 226 канавки составляет часть потери фактической высоты H ножа рафинера, тем самым замедляя снижение производительности сегмента плиты рафинера.

[0079] Фиг. 3 представляет собой увеличенный вид в перспективе части секции 307 рафинирования представленного в качестве примера сегмента 300 плиты рафинера, содержащего ножи 325 рафинера и соседние канавки 330, расположенные между ножами 325 рафинера. Поверхности 321, 324 ножа рафинера и основа 320 определяют канавки 330. Одна или большее количество канавок 330 содержат несколько выступов 350, расположенных с интервалами 363. Сегмент плиты рафинера (см. 100) вращается в направлении R. Передняя поверхность 321 ножей 325 рафинера имеет тенденцию контактировать с подаваемым материалом 369 до задних поверхностей 324. Каждая задняя поверхность 324 расположена на противоположной стороне ножа 325 рафинера.

[0080] На фиг. 3 показан объем 351 выступа, объем 361 частично перекрывающей перемычки и объем 371 полностью перекрывающей перемычки, относительно номинальных объемов 368, 368z и 368zz ножа соответственно. Каждый выступ 350 имеет основание 358, соединенное с основой 320. Основание 358 выступа содержит ширину w выступа, умноженную на длину l выступа. Формула для определения объема 351 выступа изменяется в зависимости от трехмерной формы выступа 350.

[0081] Номинальный объем 368 ножа представляет собой объем соседнего ножа 325z, 325zz рафинера, который имеет общую длину Lz, равную самой длинной длине l выступа 350. Аналогичным образом, номинальное основание 359 ножа проходит вместе с соседним основанием 358 выступа вдоль самой длинной длины l выступа. Ширина W ножа рафинера, умноженная на совместно проходящую длину Lz определяет номинальное основание 359 ножа рафинера. Совместно проходящая длина Lz, проходит на такую же длину, как длина l выступа. В изображенном варианте осуществления длина l выступа в основании 358 выступа больше, чем длина в верней части 357 выступа 350. Следует понимать, что в вариантах осуществления, в которых длина l выступа 350 является неоднородной, совместно проходящая длина Lz номинального объема 368 ножа измеряется от самой длинной длины l выступа 350, образующей часть выступа, расположенную ближе всего к внутренней дуге 110, до части выступа, расположенной ближе всего к внешней дуге 115.

[0082] Номинальный объем 368 ножа рафинера изменяется в зависимости от трехмерной формы ножа 325 рафинера. В изображенном варианте осуществления угол Δ наклона между передней поверхностью 321 и основой 320 и угол Δ наклона между задней поверхностью 324 и основой 320 определяют нож 325 рафинера как трапециевидную призму. Следовательно, формула ½(W+(Wz))(Lz)H обеспечивает номинальный объем 351 ножа в изображенном варианте осуществления. Где W представляет собой ширину ножа рафинера в номинальном основании 359 ножа рафинера, Wz представляет собой ширину ножа рафинера в верхней части 328 ножа 325 рафинера, Lz представляет собой длину, которая для номинального ножа 325 является общей с длиной l соседнего выступа, и H представляет собой высоту части номинального ножа 325, примыкающей к выступу 350. Представленные в качестве примера выступы 350 имеют объем, который составляет менее чем 40% от номинального объема 368 ножа.

[0083] В других представленных в качестве примера вариантах осуществления, выступы 350 могут иметь объем, который составляет более чем 0%, но менее чем 25% от номинального объема 368 ножа. Предполагается, что отношение объема 351 выступа к номинальному объему 368 ножа будет оставаться в пределах раскрытого диапазона на протяжении всего срока службы сегмента 100 плиты рафинера из-за скоростей, с которыми изнашиваются выступы 350 и ножи 325 рафинера. Не ограничиваясь теорией, считается, что представленный в качестве примера выступ 350, имеющий объем, который составляет менее чем 40% от номинального объема 368 ножа, и имеющий высоту, которая составляет 30% или меньше от высоты H соседнего ножа рафинера, будет позволять выступу 350 создавать эффективную глубину 326 канавки, которая будет работать в пределах погрешности для достижения желаемой производительности рафинера и качества продукции.

[0084] На фиг. 3 дополнительно изображена частично перекрывающая перемычка 345, имеющая основание 348 частично перекрывающей перемычки, соединенное с основой 320. Основание 348 частично перекрывающей перемычки содержит длину sl частично перекрывающей перемычки и ширину sw частично перекрывающей перемычки. Объем 361 частично перекрывающей перемычки изменяется в зависимости от трехмерной формы частично перекрывающей перемычки 345. Номинальная совместно проходящая длина Lz ножа проходит на ту же величину, что и самая длинная длина sl частично перекрывающей перемычки, измеренная от части частично перекрывающей перемычки, расположенной ближе всего к внутренней дуге 110, до части частично перекрывающей перемычки, расположенной ближе всего к внешней дуге 115.

[0085] Полностью перекрывающая перемычка 340 имеет основание 338 полностью перекрывающей перемычки, соединенное с основой 320. Основание 338 полностью перекрывающей перемычки содержит длину fl полностью перекрывающей перемычки и ширину fw полностью перекрывающей перемычки. Объем 371 полностью перекрывающей перемычки изменяется в зависимости от трехмерной формы полностью перекрывающей перемычки 340. Номинальная совместно проходящая длина Lz ножа проходит на ту же величину, что и самая длинная длина fl полностью перекрывающей перемычки, измеренная от части полностью перекрывающей перемычки, расположенной ближе всего к внутренней дуге 110, до части полностью перекрывающей перемычки, расположенной ближе всего к внешней дуге 115.

[0086] В отличие от представленных в качестве примеров выступов, частично перекрывающие перемычки 345 имеют объем 361 частично перекрывающей перемычки, который составляет 40% и 60% от номинального объема 368z ножа. Точно так же полностью перекрывающая перемычка 340 имеет объем 371 полностью перекрывающей перемычки, который составляет от 60% до 100% от номинального объема 368” ножа.

[0087] Фиг. 4 представляет собой схематическое изображение секции 407 рафинирования представленного в качестве примера сегмента 400 плиты рафинера, разрезанной пополам вдоль длины канавки 430, чтобы показать площади 472 продольного сечения представленных в качестве примера выступов 450. На фиг. 4 показан общий путь подаваемого материала 469, текущего из места рядом с внутренней дугой 410 через выступы 450 по направлению к внешней дуге 415. Изображенные площади 472 продольного сечения выступов 450 можно сравнить с площадями 546 поперечного сечения (фиг. 5) соседнего номинального ножа 425, 525. Изображенная площадь 472 продольного сечения представляет собой самую толстую часть выступа 450. Аналогичным образом, изображенные площади 474, 476 продольного сечения перемычек представляют собой наиболее толстую часть частично перекрывающей перемычки 445 и полностью перекрывающей перемычки 440 соответственно. Формула для определения площади 472 продольного сечения выступа, площади 474 продольного сечения частично перекрывающей перемычки, площади 476 продольного сечения полностью перекрывающей перемычки и площади 546 поперечного сечения ножа рафинера будет изменяться в зависимости от формы продольного сечения выступов 450, частично перекрывающих перемычек 445, полностью перекрывающих перемычек 440 и формы поперечного сечения соседнего номинального ножа 425, 525 соответственно.

[0088] Например, выступ 450a имеет изогнутую переднюю поверхность 467 выступа, выполненную с возможностью направления подаваемого материала 469 через верхнюю часть 457 каждого выступа 450. Площадь сечения выступа 450a может быть вычислена путем добавления площади квадратного компонента (т. е. длины l, умноженной на высоту h) к оставшейся площади. В качестве другого примера площадь 742 сечения других выступов 450, изображенных на фиг. 4, может быть вычислена с помощью формулы A=½lh+lh, где A представляет собой площадь 472 сечения, l представляет собой длину l основания выступа 450, а h представляет собой высоту выступа 450.

[0089] В изображенных вариантах осуществления ножи 425, 525 рафинера имеют в целом трапециевидную форму. Однако следует понимать, что ножи 425, 525 рафинера могут иметь ряд возможных форм. Площадь 546 поперечного сечения трапециевидного ножа 525 рафинера может быть вычислена с помощью формулы A=½(W+Wz)H, где A представляет собой площадь 546 поперечного сечения, W представляет собой ширину ножа 525 рафинера в основании 359 ножа рафинера, Wz представляет собой ширину ножа 525 рафинера в верхней части 528 ножа 525 рафинера, а H представляет собой высоту ножа 525 рафинера. Номинальный нож 525 рафинера примыкает к выступу 550.

[0090] В представленном в качестве примера варианте осуществления площадь 472 продольного сечения выступа составляет не более чем 20% от площади 546 поперечного сечения соседнего ножа рафинера. Например, типичный выступ 450 может иметь площадь 472 продольного сечения, составляющую 3-4 мм², в то время как соседний нож 425z рафинера обычно имеет площадь 546 поперечного сечения, составляющую 30-50 мм². В качестве сравнения, частично перекрывающая перемычка 445 обычно имеет площадь 474 продольного сечения, составляющую как минимум 12-25 мм² (то есть от 24% до 83% от площади 546 поперечного сечения типичного ножа 425, 525 рафинера). Однако частично перекрывающие перемычки 445 обычно имеют еще большую площадь 474 продольного сечения. Аналогичным образом, полностью перекрывающие перемычки 440 имеют площадь 476 продольного сечения, которая составляет 60% - 100% от площади 546 поперечного сечения соседнего ножа 425, 525 рафинера, в зависимости от формы площади 476 продольного сечения полностью перекрывающей перемычки.

[0091] Фиг. 5 представляет собой схематическое изображение поперечного сечения секции 507 рафинирования представленного в качестве примера сегмента 500 плиты рафинера, содержащего ножи 525 рафинера, расположенные на основе 520, и канавки 530, расположенные между соседними ножами (см. 525z, 525zz) рафинера, при этом выступы 550 располагаются внутри таких канавок 530. Площадь 562, 544, 542 и 546 поперечного сечения измеряется от плоскости, пересекающей секцию 507 рафинирования, перпендикулярно длине L ножа рафинера. То есть указанная плоскость ортогональна длине L ножа рафинера. На фиг. 5 показаны различия в площади 562 поперечного сечения выступа, площади 544 поперечного сечения частично перекрывающей перемычки и площади 542 сечения полностью перекрывающей перемычки относительно площади 546 поперечного сечения соседнего ножа рафинера, как измерено вдоль самой толстой части соответствующего выступа 550, частично перекрывающей перемычки 545, полностью перекрывающей перемычки 540 и ножа 525 рафинера.

[0092] Площадь 562 поперечного сечения выступа, площадь 544 поперечного сечения частично перекрывающей перемычки, площадь 542 поперечного сечения полностью перекрывающей перемычки и площадь 546 поперечного сечения ножа рафинера будет изменяться в зависимости от формы выступа 550, частично перекрывающей перемычки 545, полностью перекрывающей перемычки 540 и ножа рафинера 525 соответственно. В изображенном варианте осуществления площади 562, 544, 542 и 546 поперечного сечения представляют собой трапеции. Соответственно, площадь поперечного сечения определяется по формуле: ½(w+(wz))h. В представленном в качестве примера варианте осуществления площадь 472 продольного сечения выступа составляет не более чем 20% от площади 546 поперечного сечения соседнего ножа рафинера. Например, типичный выступ 550 может иметь площадь 472 продольного сечения, составляющую 3-5 мм², в то время как соседний нож 525z рафинера обычно имеет площадь 546 поперечного сечения, составляющую 20-50 мм². В качестве сравнения, частично перекрывающая перемычка 545 обычно имеет минимальную площадь 544 поперечного сечения, составляющую 10 мм² (то есть от 20% до 67% от площади 562 поперечного сечения типичного ножа 525 рафинера). Однако частично перекрывающие перемычки 545 обычно имеют еще большую площадь 544 поперечного сечения. Аналогичным образом, полностью перекрывающие перемычки 540 имеют площадь 546 поперечного сечения, которая обычно равна или даже больше чем площадь 562 поперечного сечения соседнего ножа 525z рафинера.

[0093] В других представленных в качестве примера вариантах осуществления площадь 472 продольного сечения выступа 550 составляет не более чем 15% от площади 546 поперечного сечения соответствующего соседнего ножа 525z рафинера. В других представленных в качестве примера вариантах осуществления площадь 472 продольного сечения выступа 550 составляет не более чем 15% от площади 546 поперечного сечения соответствующего соседнего ножа 525z рафинера. В еще другом представленном в качестве примера варианте осуществления площадь 562 поперечного сечения выступа 550 составляет не более чем 10% от площади 546 поперечного сечения соответствующего соседнего ножа 525z рафинера. В другом представленном в качестве примера варианте осуществления площадь 562 поперечного сечения выступа 550 составляет не более чем 15% от площади 546 поперечного сечения соответствующего соседнего ножа 525z рафинера.

[0094] На фиг. 8-10 показаны представленные в качестве примера варианты осуществления, в которых выступы 850, 950, 1050 представляют собой тип выступа 850, который также может называться «ограничителем потока». Представленные в качестве примера ограничители 850b, 850c, 850d потока могут быть использованы в сегменте 800 плиты рафинера любого типа; однако предполагается, что ограничители 850b, 850c, 850d потока могут быть в частности полезны при рафинировании с низкой консистенцией.

[0095] При рафинировании с низкой консистенцией операторы обычно значительно разбавляют подаваемый материал 869 перед перекачиванием подаваемого материала 869 в механический рафинер (см. 702). Например, подаваемый материал 869 с низкой консистенцией может быть разбавлен в диапазоне, составляющем 2% - 6%.

[0096] Проблема с обычными сегментами плиты рафинера для низкой консистенции с чрезмерно высокими ножами рафинера (например, около 10 мм или выше) заключается в том, что эти высокие ножи создавали высокий перекачивающий эффект и высокое давление на выходе, что приводило к более высокой энергии для перекачивания и увеличенным операционным затратам. Таким образом, затраты (с точки зрения энергии и капитала) на эксплуатацию новых рафинеров с низкой консистенцией с чрезмерно высокими ножами рафинера (например, около 10 мм или выше) превышают стоимость, которую можно получить из подаваемого материала, который был переработан через такой рафинер с низкой консистенцией. Эти затраты нейтрализуют любое увеличение срока службы сегмента плиты рафинера. Когда высота ножей рафинера становится слишком низкой, рафинер не будет способен обработать поток и требования к перекачиванию, что создает ограничение производительности. Таким образом, рафинеры с низкой консистенцией имеют узкий диапазон высот ножей, при котором может происходить эффективное рафинирование. Это отрицательно сказывается на полезном сроке службы сегментов плиты рафинера с низкой консистенцией.

[0097] Фиг. 8 представляет собой вид в перспективе схематического изображения секции 807 рафинирования представленного в качестве примера сегмента 800 плиты рафинера. Проблема наличия узкого диапазона эффективного механического рафинирования, в частности в рафинерах с низкой консистенцией (см. 702), смягчается за счет использования представленного в качестве примера сегмента плиты рафинера, содержащего: внутреннюю дугу (см. 110, фиг. 1), внешнюю дугу 115, дистально расположенную от внутренней дуги 110, первый конец 113, дистально расположенный от второго конца 116, причем первый конец 113 и второй конец 116 проходят между внутренней дугой 110 и внешней дугой 115, основу 820, расположенную между внутренней дугой 110, первым концом 113, вторым концом 116 и внешней дугой 115, сторону 805 рафинирования основы 820 и заднюю сторону 206 основы 820, дистально расположенную от стороны 805 рафинирования. Ножи 825 рафинера соединены с основой 820 на стороне 805 рафинирования. Ножи 825 рафинера имеют высоту Н ножа рафинера, а соседние ножи рафинера (см., например, 825z и 825zz) и основа 820 образуют канавку 830 между соседними ножами 825z, 825zz рафинера. Выступ 850b, 850c, 850d расположен в канавке 830 между двумя соседними ножами 825z, 825zz рафинера, при этом выступ 850b, 850c, 850d представляет собой ограничитель 850b, 850c, 850d потока, содержащий первый конец 855 ограничителя, дистально расположенный от второго конца 854 ограничителя (см. также 1054, фиг. 10). Первый конец 855 ограничителя соединяется с передней поверхностью 821 первого ножа 825z рафинера из двух соседних ножей 825z, 825zz рафинера. Второй конец 854 ограничителя соединяется с задней поверхностью 824 второго ножа 825zz рафинера из двух соседних ножей 825z, 825zz рафинера, и при этом ограничитель 850b, 850c, 850d потока расположен над основой 820 канавки 830.

[0098] В других представленных в качестве примера вариантах осуществления только первый конец 855 ограничителя соединяется с передней поверхностью 821. В еще других представленных в качестве примера вариантах осуществления только второй конец 854 ограничителя соединяется с задней поверхностью 824.

[0099] Следует понимать, что ограничитель 850b, 850c, 850d потока является типом выступа 850. Таким образом, любое описание, относящееся к выступу (см. 150, 250, 350, 450, 550 на фиг. 1-5 соответственно), также описывает возможные варианты осуществления ограничителя 850b, 850c, 850d потока, если не указано иное. Например, ограничитель 850b, 850c, 850d потока может принимать различные формы.

[00100] Неисчерпывающий список представленных в качестве примера форм ограничителя потока включает в себя: прямоугольник, прямоугольную призму, сегмент прямоугольной призмы, треугольную призму, сегмент треугольный призмы, призму, у которой количество сторон, подвергающихся воздействию подаваемого материала, равно четырем или более, или ее сегмент, многогранник, сегмент многогранника, треугольную пирамиду, сегмент треугольной пирамиды, четырехугольную пирамиду, сегмент четырехугольной пирамиды, пирамиду, имеющую пять или большее количество граней, подвергающихся воздействию подаваемого материала, или ее сегмент, усеченную пирамиду, сегмент усеченной пирамиды, сферический купол, сегмент сферического купола, сфероидный купол, сегмент сфероидного купола, параболическую призму, сегмент параболической призмы, усеченную параболическую призму, сегмент усеченной параболической призмы, конус, сегмент конуса, сфероидный конус, сегмент сфероидного конуса, эллиптический конус, сегмент эллиптического конуса, усеченный конус, капсулу, цилиндрический сегмент, эллипсоидный усеченный конус, сегмент эллипсоидного усеченного конуса, цилиндр, сегмент цилиндра, эллиптический цилиндр, сегмент эллиптического цилиндра, сферу, сегмент сферы, сфероид, сегмент сфероида или комбинации или перестановки любых из вышеперечисленных форм.

[00101] Представленные в качестве примера сегменты 800 рафинера, содержащие ограничители 850b, 850c, 850d потока, могут иметь ограничитель потока, расположенный на любой высоте в канавке 830, при условии, что ограничитель 850b, 850c, 850d потока не соединяется с основой 820 канавки 830, в которой расположен ограничитель 850b, 850c, 850d потока. В некоторых представленных в качестве примера вариантах осуществления ограничитель 850b, 850c, 850d, 850b, 850c, 850d потока может быть расположен частично над канавкой 830 (то есть частично над соседними ножами 825z, 825zz рафинера). Обычно считается, что этот ограничитель 850b потока, имеющий в целом цилиндрическую форму, может быть желательным для многих применений рафинирования, поскольку считается, что цилиндрическая форма изнашивается более равномерно с течением времени по сравнению с другими формами. Однако также может быть желателен ограничитель 850b потока с небольшим сдвигом посередине.

[00102] Ограничитель 850c потока имеет в целом ромбовидную форму с передними поверхностями 867a, 867b, ориентированными таким образом, чтобы направлять подаваемый материал 869 вокруг ограничителя 850c потока. Ограничитель 850d потока имеет общую форму четырехугольной призмы, имеющей переднюю поверхность 867, ориентированную к поверхности встречного подаваемого материала 869.

[00103] Не ограничиваясь теорией, предполагается, что ограничители 850b, 850c, 850d потока, расположенные с равными или неравными интервалами 963 (фиг. 9) вдоль длины GL канавки 830, имеющие высоту, составляющую не более чем 25% от высоты Н ножа рафинера, будут уменьшать доступный объем потока канавки 830, в которой расположены ограничители 850b, 850c, 850d потока. Ограничители 850b, 850c, 850d потока могут быть расположены в канавках 830 для достижения эффективной начальной пропускной способности. Таким образом, новые сегменты 800 плиты рафинера в соответствии с настоящим раскрытием могут иметь эффективную начальную пропускную способность, которая соответствует желаемой производительности рафинера. Предполагается, что со временем ограничители 850b, 850c, 850d потока будут изнашиваться примерно с той же скоростью, что и ножи 825 рафинера. Следовательно, когда ножи 825 рафинера укорачиваются из-за износа, объем канавок 830 уменьшается, но поскольку ограничительные стержни 850b, 850c, 850d уменьшаются в объеме из-за износа, разница в исходном размере ограничительных стержней 850b, 850c, 850d по сравнению с размером изношенных ограничительных стержней 850b, 850c, 850d снова добавляется к объему канавки. Таким образом, эффективная пропускная способность может поддерживаться в течение срока службы сегмента 800 плиты рафинера.

[00104] Кроме того, ограничители 850b, 850c, 850d потока, расположенные рядом с верхней частью 828 ножей 825 рафинера, будут изнашиваться вместе с ножами 825 рафинера, когда высота H ножей 825 рафинера достигнет уровня ограничителя 850b, 850c, 850d потока. Это постепенно устранит некоторые из самых верхних ограничителей 850b, 850c, 850d потока, тем самым постепенно уменьшая ограничение по мере уменьшения высоты H ножа.

[00105] В других представленных в качестве примера вариантах осуществления ограничители 850b, 850c, 850d потока могут быть выполнены с возможностью изнашивания с меньшей скоростью, чем ножи 825 рафинера. В таких вариантах осуществления предполагается, что пропускная способность со временем будет уменьшаться, но производительность рафинирования будет увеличиваться.

[00106] Фиг. 9 представляет собой вид сбоку в разрезе представленного в качестве примера сегмента 900 плиты рафинера, содержащего ограничители 950b, 950c, 950d, 950e потока. Не ограничиваясь теорией, считается, что расположение выступов 950 (т. е. ограничителей 950b, 950c, 950d, 950e потока в этом варианте осуществления) через равные интервалы 963 внутри канавки 930 через каждые 10 мм - 50 мм. В других представленных в качестве примера вариантах осуществления ограничители 950b, 950c, 950d, 950e потока могут быть расположены внутри канавок 930 с интервалами 463 каждые 20 мм - 40 мм в зависимости от подаваемого материала 969, подаваемого через механический рафинер 702, 602.

[00107] Как показано на фиг. 9, ограничители 950b, 950c, 950d, 950e потока могут быть расположены на любой высоте H внутри канавки 930 при условии, что ограничитель 950b, 950c, 950d, 950e потока не соединяется с основой 920. Например, ограничитель 950d потока расположен на первой высоте frh1 ограничителя потока, а ограничитель 950b потока расположен на второй высоте frh2 ограничителя потока. Первая высота frh1 ограничителя потока отличается от второй высоты frh2 ограничителя потока. Преимущество наличия ограничителей 950b, 950c, 950d, 950e потока, расположенных в канавке 930 описанным образом, заключается в том, что ограничители 950b, 950c, 950d, 950e потока также поддерживают более высокие ножи 925 рафинера и сопротивляются разрушению, тем самым решая другую проблему, которая мучила сегменты плиты рафинера с более высокими ножами, но без ограничителей 950b, 950c, 950d, 950e потока или других типов выступов (см. 350).

[00108] На фиг. 9 дополнительно проиллюстрировано, что ограничители 950b, 950c, 950d, 950e потока имеют площадь 972 продольного сечения, измеренную от плоскости, расположенной вдоль самой длинной длины l ограничителя 950b, 950c, 950d, 950e потока, измеренной от части ограничителя 950b, 950c, 950d, 950e потока, расположенной ближе всего к внутренней дуге 910, до части ограничителя 950b, 950c, 950d, 950e потока, расположенной ближе всего к внешней дуге 915. Первый нож 1025 рафинера из двух соседних ножей 1025z, 1025zz рафинера имеет площадь 1046 поперечного сечения, измеренную от плоскости, пересекающей секцию 1007 рафинирования поперек длины L ножа рафинера. Площадь 972 продольного сечения ограничителя потока составляет меньше чем 15% от площади 1046 поперечного сечения соседнего ножа рафинера.

[00109] Ограничители 950b, 950c, 950d, 950e потока показаны в качестве примеров. Ограничитель 950b потока имеет в целом цилиндрическую форму и площадь 872 сечения. Ограничитель 950c потока имеет в целом ромбическую форму, ориентированную таким образом, что передние поверхности 967a и 967b отклоняют подаваемый материал 969 вокруг ограничителя 950c потока. Ограничитель 950d потока является четырехугольной призмой, имеющей переднюю поверхность 967, прямо ориентированную к поверхности встречного подаваемого материала 969. Ограничитель 950e потока имеет форму эллиптического цилиндра и имеет овальную площадь 972 сечения.

[00110] Фиг. 10 представляет собой схематическое изображение поперечного сечения секции 1007 рафинирования представленного в качестве примера сегмента 1000 плиты рафинера, содержащего ножи 1025 рафинера, расположенные на основе 1020, и канавки 1030, расположенные между соседними ножами (см. 1025z, 1025zz) рафинера, при этом выступы 1050 являются ограничителями 1050b, 1050c, 1050f потока, расположенными внутри таких канавок 1030. На фиг. 10 более четко изображен первый конец 1055 ограничителя, соединенный с передней поверхностью 1021 ножа 1025z рафинера, и второй конец 1054 ограничителя, соединенный с задней поверхностью 1024 соседнего ножа 1025zz рафинера.

[00111] Ограничитель 1050f потока иллюстрирует, что некоторые представленные в качестве примера ограничители 1050f потока могут иметь внутри канавки 1030 первый конец 1055 ограничителя потока, расположенный на другой высоте, чем второй конец 1054 ограничителя потока.

[00112] Площадь 1062 поперечного сечения выступа, площадь (544, фиг. 5) поперечного сечения частично перекрывающей перемычки, площадь (542, фиг. 5) поперечного сечения полностью перекрывающей перемычки и площадь 1046 поперечного сечения ножа рафинера будет изменяться в зависимости от формы выступа 1050, частично перекрывающей перемычки (545, фиг. 5), полностью перекрывающей перемычки (540, фиг. 5) и ножа 1025 рафинера соответственно. В изображенном варианте осуществления площадь 1046 поперечного сечения ножа 1025 рафинера представляет собой трапецию. Соответственно, площадь 1046 поперечного сечения определяется по формуле: ½(W+(Wz))H. Площади 1062 поперечного сечения ограничителя потока имеют прямоугольную форму в изображенном варианте осуществления и определяются по формуле (w • h). Например, типичный ограничитель 1050b, 1050c, 1050f потока может иметь площадь 1062 поперечного сечения, составляющую 3-8 мм², в то время как соседний нож 1025z рафинера обычно имеет площадь 1046 поперечного сечения, составляющую 20-50 мм².

[00113] В других представленных в качестве примера вариантах осуществления площадь 972 продольного сечения выступа 1050 составляет не более чем 20% от площади 1046 поперечного сечения соответствующего соседнего ножа 1025z рафинера. В другом представленном в качестве примера варианте осуществления площадь 1062 поперечного сечения выступа 1050 составляет не более чем 15% от площади 1046 поперечного сечения соответствующего соседнего ножа 1025z рафинера.

[00114] Фиг. 11A представляет собой вид спереди литейной формы 1194, имеющей ряд пиков 1130x, которые будут образовывать канавки 1130 (фиг. 11D) сегмента 1100 плиты рафинера (фиг. 11D). Пики 1130x определяют совокупность выемок 1137 (фиг. 11B) на верхней части 1196 пиков 1130x. Верхние части 1196 пиков 1130x в конечном итоге будут образовывать нижнюю часть канавок 1130 (или по меньшей мере нижнюю часть канавок 1130 перед фрезерованием (или механической обработкой), если сегмент 1100 плиты рафинера позже подвергнется этапу фрезерования или механической обработки). Желательно, чтобы выемки 1137 имели форму для размещения выступа 1150, сделанного из более мягкого металла, чем металл остальной части сегмента 1100 плиты рафинера.

[00115] В изображенном варианте осуществления две или большее количество выемок 1137 выровнены в поперечном направлении между соседними пиками 1130x таким образом, что один выступ 1150 может поддерживаться линией выровненных в поперечном направлении выемок 1137, чтобы, таким образом, охватывать совокупность соседних пиков 1130x. Предполагается, что такой вариант осуществления является наиболее эффективным способом литья сегментов 1100 плиты рафинера в соответствии с представленным в качестве примера процессом. В других представленных в качестве примера вариантах осуществления выемки 1137 не выровнены в поперечном направлении между соседними пиками 1130x. В еще других представленных в качестве примера вариантах осуществления вставляемые выступы 1150 могут иметь решетчатую или другую сложную форму, при этом решетчатая или другая сложная форма располагает выступ 1150 с разными длинами вдоль длины GL канавки. В других представленных в качестве примера вариантах осуществления решетчатая или другая сложная форма размещает выступы 1150 с разными длинами канавок среди разных канавок 1130. В этом способе изготовления выступающая вставка 1150 (фиг. 11C) желательно имеет такую форму, чтобы она была заподлицо с формой выемки 1130x при вставке в литейную форму 1194. Выступ 1150, расположенный в выемке 1130x, является «вставленным выступом». В представленном в качестве примера варианте осуществления выступ 1150 (фиг. 11C) может быть выполнен из более мягкого металла (например, алюминия) по сравнению со сплавом остальной части сегмента 1100 плиты рафинера (например, обычно из сплава стали). Когда литейная форма 1194 закрыта, выступы 1150 могут удерживаться на месте под действием силы тяжести. В других представленных в качестве примера вариантах осуществления вставленные выступы 1150 удерживаются на месте посредством зажима двух половин литейной формы 1194. В других представленных в качестве примера вариантах осуществления вставленные выступы 1150 могут удерживаться на месте с помощью клея, связующего вещества или сил трения.

[00116] Когда расплавленный металл или сплав, который станет сегментом 1100 плиты рафинера, заливают в литейную форму 1194, расплавленный металл или сплав сплавляется с вставленными выступами 1150, тем самым создавая прочную связь. Таким образом, производители заливают расплавленный металл или сплав в литейную форму 1194 (представлено этапом 1185), позволяя расплавленному металлу остыть и затвердеть (представлено этапом 1170) и извлекают сегмент 1150 плиты рафинера из литейной формы 1194 (представлено этапом 1160). Обычно это делается путем разрушения литейной формы 1194.

[00117] Фиг. 11D представляет собой вид спереди представленного в качестве примера сегмента 1100 плиты рафинера, созданного с помощью представленного в качестве примера способа изготовления. Верхние части 1128 ножей 1125 рафинера были созданы в нижних частях пространств 1125x, образованных между соседними пиками 1130x литейной формы 1194. В изображенном представленном в качестве примера варианте осуществления выступы 1150 проходят через соседние ножи 1125 рафинера и между ними. Фиг. 11E представляет собой боковой вид сечения представленного в качестве примера сегмента 1100 плиты рафинера, изображенной на фиг. 11D. С помощью этого представленного в качестве примера производственного процесса выступы 1150 встраиваются в основу 1120 сегмента 1100 плиты рафинера.

[00118] На фиг. 12A, 12B и 12C изображен способ изготовления, в котором выступы 1250 заклинивают между соседними ножами 1225z, 1225zz рафинера (фиг. 12C). Выступы могут заклиниваться между соседними ножами 1225z, 1225zz рафинера готового или почти готового сегмента 1200 плиты рафинера. Это может быть выполнено путем запрессовки выступов 1250 с помощью гидравлического пресса, молота или любым другим известным способом.

[00119] На фиг. 12A показано устройство 1239 для установки выступа, имеющее прорезь 1277. Желательно, чтобы форма прорези 1277 охватывала верхнюю часть выступа 1250. Устройство 1239 для установки выступа и выступ 1250 расположены в канавке 1230 над желаемым местом установки. Гидравлический пресс, молот или другое устройство, выполненное с возможностью приложения направленной вниз силы, затем передает направленную вниз силу через устройство 1239 для установки выступа в выступ 1250 для заклинивания выступа 1250 вниз и между двумя соседними ножами 1225z, 1225zz рафинера. Фиг. 12В представляет собой вид сбоку, показывающий установку выступа 1250 в соответствии с этим представленным в качестве примера способом. Фиг. 12С представляет собой вид спереди того же самого.

[00120] Представленный в качестве примера способ включает в себя: размещение выступов в позитивных канавках литейной формы для образования вставленных выступов, причем выступы имеют высоту выступа, при этом высота выступа составляет не более чем 25% от негативной высоты ножа рафинера в литейной форме, заливку расплавленного металла в литейную форму, сплавление вставленных выступов с расплавленным металлом, обеспечение охлаждения расплавленного металла для образования литого сегмента плиты рафинера, удаление литого сегмента плиты рафинера из указанной формы. Представленный в качестве примера способ может дополнительно включать в себя: механическую обработку литых ножей рафинера и литых выступов для рафинирования на рафинирующей стороне литого сегмента плиты рафинера.

[00121] Другой представленный в качестве примера способ включает в себя: заливку расплавленного металла в литейную форму, обеспечение остывания расплавленного металла для образования литого сегмента плиты рафинера, удаление литого сегмента плиты рафинера из указанной формы и механическую обработку канавки основы для образования выступов, при этом выступы имеют высоту выступа, при этом высота выступа составляет не более чем 25% от высоты ножа рафинера, примыкающего к выступам.

[00122] Представленный в качестве примера сегмент плиты рафинера содержит: внутреннюю дугу, внешнюю дугу, дистально расположенную от внутренней дуги, первый конец, дистально расположенный от второго конца, причем первый конец и второй конец проходят между внутренней дугой и внешней дугой, основу, расположенную между внутренней дугой, первым концом, вторым концом и внешней дугой, рафинирующую сторону и заднюю сторону, дистально расположенную от рафинирующей стороны, ножи рафинера, соединенные с основой на рафинирующей стороне, при этом ножи рафинера имеют высоту ножа рафинера, и при этом соседние ножи рафинера и основа образуют канавку между соседними ножами рафинера, и выступ, расположенный в канавке, причем выступы имеют высоту выступа, при этом высота выступа составляет не более чем 30% от высоты ножа рафинера.

[00123] Представленный в качестве примера сегмент плиты рафинера может дополнительно содержать несколько выступов, при этом выступы расположены внутри канавки с равными интервалами, составляющими от 6 миллиметров до 25 миллиметров. Представленный в качестве примера сегмент плиты рафинера может дополнительно содержать совокупность выступов, при этом выступы расположены с неравными интервалами.

[00124] Представленный в качестве примера сегмент плиты рафинера может дополнительно иметь форму прямоугольника, прямоугольной призмы, при этом выступ содержит переднюю поверхность, расположенную под углом относительно основы на рафинирующей стороне сегмента плиты рафинера, и при этом указанный угол является тупым углом.

[00125] В представленном в качестве примера варианте осуществления выступ содержит материал, выбранный из группы, состоящей из: алюминия, меди, латуни, стали, пластика, дерева и эпоксидной смолы.

[00126] В представленном в качестве примера варианте осуществления ножи рафинера имеют начальную высоту ножа, составляющую 12 мм - 15 мм, а выступ имеет начальную высоту выступа, составляющую 2 мм - 3 мм. В еще одном представленном в качестве примера варианте осуществления ножи рафинера имеют начальную высоту ножа, составляющую 10 мм - 20 мм, а выступ имеет начальную высоту выступа, составляющую 2 мм - 5 мм. В еще одном представленном в качестве примера варианте осуществления ножи рафинера имеют начальную высоту ножа, составляющую 12 мм - 15 мм, а выступ имеет начальную высоту выступа, составляющую 2 мм - 3,5 мм. В представленном в качестве примера варианте осуществления длина выступа составляет не более чем 10% от длины ножа рафинера.

[00127] Представленный в качестве примера сегмент плиты рафинера содержит: внутреннюю дугу, внешнюю дугу, дистально расположенную от внутренней дуги, первый конец, дистально расположенный от второго конца, причем первый конец и второй конец проходят между внутренней дугой и внешней дугой, основу, расположенную между внутренней дугой, первым концом, вторым концом и внешней дугой, рафинирующую сторону основы и заднюю сторону основы, дистально расположенную от рафинирующей стороны, ножи рафинера, соединенные с основой на рафинирующей стороне, при этом ножи рафинера имеют высоту ножа рафинера, и при этом соседние ножи рафинера и основа образуют канавку между соседними ножами рафинера, и выступ, расположенный в канавке, причем выступы имеют верхнюю часть выступа, основание выступа и высоту выступа между верхней частью выступа и основанием выступа, и сторону, соединяющую верхнюю часть выступа и основание выступа, при этом любой выступ из указанных выступов имеет площадь продольного сечения, измеренную от плоскости, расположенной вдоль самой длинной длины выступа, измеренной от части выступа, расположенной ближе всего к внутренней дуге, до части выступа, расположенной ближе всего к внешней дуге, при этом каждый соседний нож рафинера из ножей рафинера имеет площадь поперечного сечения, измеренную от плоскости, пересекающей секцию рафинирования поперек длины ножа рафинера, и при этом площадь продольного сечения выступа составляет менее чем 20% от площади поперечного сечения соседнего ножа рафинера.

[00128] В представленном в качестве примера варианте осуществления сегмент плиты рафинера дополнительно содержит разницу между высотой выступа и высотой ножа рафинера, при этом указанная разница между высотой выступа и высотой ножа рафинера представляет собой эффективную глубину канавки.

[00129] В представленном в качестве примера варианте осуществления сегмент плиты рафинера дополнительно содержит перемычки, при этом перемычки имеют площадь продольного сечения перемычки, и при этом площадь продольного сечения перемычки составляет более чем 20% от номинальной продольной площади ножа, при этом номинальная продольная площадь ножа содержит длину и высоту, при этом номинальная длина ножа проходит вместе с самой длинной длиной перемычки.

[00130] В представленном в качестве примера варианте осуществления выступы расположены с неравными интервалами.

[00131] В представленном в качестве примера варианте осуществления любой выступ из выступов имеет форму трапециевидной призмы, при этом выступ содержит переднюю поверхность, расположенную под углом относительно основы на рафинирующей стороне сегмента плиты рафинера, и при этом указанный угол является тупым углом.

[00132] Представленный в качестве примера сегмент плиты рафинера содержит: внутреннюю дугу, внешнюю дугу, дистально расположенную от внутренней дуги, первый конец, дистально расположенный от второго конца, причем первый конец и второй конец проходят между внутренней дугой и внешней дугой, основу, расположенную между внутренней дугой, первым концом, вторым концом и внешней дугой, рафинирующую сторону основы и заднюю сторону основы, дистально расположенную от рафинирующей стороны, ножи рафинера, соединенные с основой на рафинирующей стороне, при этом ножи рафинера имеют высоту ножа рафинера, и при этом соседние ножи рафинера и основа образуют канавку между соседними ножами рафинера, и выступ, расположенный в канавке между двумя соседними ножами рафинера, при этом выступ представляет собой ограничитель потока, содержащий первый конец ограничителя, дистально расположенный от второго конца ограничителя, при этом первый конец ограничителя соединяется с передней поверхностью первого ножа рафинера из двух соседних ножей рафинера, и при этом ограничитель потока расположен над основой канавки.

[00133] В представленном в качестве примера варианте осуществления ограничитель потока имеет площадь продольного сечения, измеренную от плоскости, расположенной вдоль самой длинной длины ограничителя потока, при измерении от части ограничителя потока, расположенной ближе всего к внутренней дуге, до части ограничителя потока, расположенный ближе всего к внешней дуге, при этом первый нож рафинера из двух соседних ножей рафинера имеет площадь поперечного сечения, измеренную от плоскости, пересекающей секцию рафинирования поперек длины ножа рафинера, и при этом площадь продольного сечения ограничителя потока составляет менее чем 20% от площади поперечного сечения соседнего ножа рафинера.

[00134] В представленном в качестве примера варианте осуществления второй конец ограничителя соединяется с задней поверхностью второго ножа рафинера из двух соседних ножей рафинера.

[00135] Представленный в качестве примера вариант осуществления дополнительно содержит несколько выступов, при этом указанные несколько выступов являются ограничителями потока.

[00136] В представленном в качестве примера варианте осуществления первый ограничитель потока из нескольких ограничителей потока расположен на первой высоте ограничителя потока, и при этом второй ограничитель потока из нескольких ограничителей потока расположен на второй высоте ограничителя потока.

[00137] В представленном в качестве примера варианте осуществления первый конец ограничителя потока расположен на высоте, отличной от высоты второго конца ограничителя потока.

[00138] Хотя это изобретение было конкретно показано и описано со ссылками на его представленные в качестве примера варианты осуществления, специалистам в данной области техники будет понятно, что в него могут быть внесены различные изменения в форме и деталях, не выходя за рамки объема изобретения, охватываемого прилагаемой формулой изобретения.

1. Сегмент плиты рафинера, содержащий:

внутреннюю дугу;

внешнюю дугу, дистально расположенную от внутренней дуги;

первый конец, дистально расположенный от второго конца, причем первый конец и второй конец проходят между внутренней дугой и внешней дугой;

основу, расположенную между внутренней дугой, первым концом, вторым концом и внешней дугой;

рафинирующую сторону и заднюю сторону, дистально расположенную от рафинирующей стороны;

ножи рафинера, соединенные с основой на рафинирующей стороне, при этом ножи рафинера имеют высоту ножа рафинера, и при этом первая пара соседних ножей рафинера и основа образуют первую канавку между соседними ножами рафинера, а последующие пары ножей рафинера и основа образуют вторые канавки;

выступы, расположенные в упомянутой первой канавке, причем каждый выступ имеет высоту выступа, при этом высота выступа составляет не более чем 30% от высоты ножа рафинера, и

перемычки, расположенные в каждой из вторых канавок, причем эти перемычки включают в себя полностью перекрывающие перемычки и частично перекрывающие перемычки,

причем расстояние между соседними выступами в первой канавке меньше, чем расстояние между соседними частично перекрывающими перемычками во вторых канавках, которые содержат частично перекрывающие перемычки.

2. Сегмент плиты рафинера по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере один из выступов имеет форму и указанную форму выбирают из группы, состоящей из: прямоугольника, прямоугольной призмы, сегмента прямоугольной призмы, треугольной призмы, сегмента треугольной призмы, призмы, у которой количество сторон, подвергающихся воздействию подаваемого материала, равно четырем или более, или ее сегмента, многогранника, сегмента многогранника, треугольной пирамиды, сегмента треугольной пирамиды, четырехугольной пирамиды, сегмента четырехугольной пирамиды, пирамиды, имеющей пять или большее количество граней, подвергающихся воздействию подаваемого материала, или ее сегмента, усеченной пирамиды, сегмента усеченной пирамиды, сферического купола, сегмента сферического купола, сфероидного купола, сегмента сфероидного купола, параболической призмы, сегмента параболической призмы, усеченной параболической призмы, сегмента усеченной параболической призмы, конуса, сегмента конуса, сфероидного конуса, сегмента сфероидного конуса, эллиптического конуса, сегмента эллиптического конуса, усеченного конуса, капсулы, цилиндрического сегмента, эллипсоидного усеченного конуса, сегмента эллипсоидного усеченного конуса, цилиндра, сегмента цилиндра, эллиптического цилиндра, сегмента эллиптического цилиндра, сферы, сегмента сферы, сфероида, сегмента сфероида или их комбинаций.

3. Сегмент плиты рафинера по п.1 или 2, причем выступы расположены внутри канавки с равными интервалами, составляющими от 6 миллиметров до 25 миллиметров.

4. Сегмент плиты рафинера по любому из пп.1-3, причем выступы расположены с неравными интервалами.

5. Сегмент плиты рафинера по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что по меньшей мере один из выступов имеет форму прямоугольной призмы, при этом выступ содержит переднюю поверхность, расположенную под углом относительно основы на рафинирующей стороне сегмента плиты рафинера, и при этом указанный угол является тупым углом.

6. Сегмент плиты рафинера по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что выступы содержат материал, выбранный из группы, состоящей из: алюминия, меди, латуни, стали, пластика, дерева и эпоксидной смолы.

7. Сегмент плиты рафинера по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что ножи рафинера имеют начальную высоту ножа, составляющую 10-20 мм, а выступ имеет начальную высоту выступа, составляющую 2-5 мм.

8. Сегмент плиты рафинера по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что нож рафинера дополнительно содержит номинальный объем ножа, содержащий объем части ножа рафинера, имеющей общую длину с самой длинной длиной выступа, и номинальное основание ножа, проходящее вместе с соседним основанием выступа вдоль самой длинной длины выступа, при этом выступ дополнительно содержит объем выступа и при этом объем выступа составляет менее чем 40% от номинального объема ножа.

9. Сегмент плиты рафинера по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что ножи рафинера имеют начальную высоту ножа, составляющую 12-15 мм, а выступ имеет начальную высоту выступа, составляющую 2-3,5 мм.

10. Сегмент плиты рафинера, содержащий:

внутреннюю дугу;

внешнюю дугу, дистально расположенную от внутренней дуги;

первый конец, дистально расположенный от второго конца, причем первый конец и второй конец проходят между внутренней дугой и внешней дугой;

основу, расположенную между внутренней дугой, первым концом, вторым концом и внешней дугой;

рафинирующую сторону основы и заднюю сторону основы, дистально расположенную от рафинирующей стороны;

ножи рафинера, соединенные с основой на рафинирующей стороне, при этом ножи рафинера имеют высоту ножа рафинера, и при этом первая пара соседних ножей рафинера и основа образуют первую канавку между соседними ножами рафинера, а последующие пары соседних ножей рафинера и основа образуют вторые канавки;

выступы, расположенные в упомянутой первой канавке, причем каждый выступ имеет верхнюю часть выступа, основание выступа и высоту выступа между верхней частью выступа и основанием выступа, а также сторону, соединяющую верхнюю часть выступа и основание выступа, при этом любой выступ из указанных выступов имеет площадь продольного сечения, измеренную от плоскости, расположенной вдоль самой длинной длины выступа, при измерении от части выступа, расположенной ближе всего к внутренней дуге, до части выступа, расположенной ближе всего к внешней дуге, при этом соседний нож рафинера из указанных ножей рафинера имеет площадь поперечного сечения, измеренную от плоскости, пересекающей секцию рафинирования поперек длины ножа рафинера, и при этом упомянутая площадь продольного сечения выступа составляет менее чем 20% от площади поперечного сечения указанного соседнего ножа рафинера; и

перемычки, расположенные в каждой из вторых канавок, причем эти перемычки включают в себя полностью перекрывающие перемычки и частично перекрывающие перемычки,

причем расстояние между соседними выступами в первой канавке меньше, чем расстояние между соседними частично перекрывающими перемычками во вторых канавках, которые содержат частично перекрывающие перемычки.

11. Сегмент плиты рафинера по п.10, дополнительно содержащий разницу между высотой выступа и высотой ножа рафинера, при этом указанная разница между высотой выступа и высотой ножа рафинера представляет собой эффективную глубину канавки.

12. Сегмент плиты рафинера по п.10 или 11, причем перемычки имеют площадь продольного сечения перемычки, и при этом площадь продольного сечения перемычки составляет более чем 20% от номинальной продольной площади ножа, при этом номинальная продольная площадь ножа содержит длину и высоту, при этом номинальная длина ножа проходит вместе с самой длинной длиной перемычки.

13. Сегмент плиты рафинера по любому из пп.10-12, отличающийся тем, что выступы имеют форму и указанную форму выбирают из группы, состоящей из: прямоугольной призмы, сегмента прямоугольной призмы, треугольной призмы, сегмента треугольной призмы, призмы, у которой количество сторон, подвергающихся воздействию подаваемого материала, равно четырем или более, или ее сегмента, многогранника, сегмента многогранника, треугольной пирамиды, сегмента треугольной пирамиды, четырехугольной пирамиды, сегмента четырехугольной пирамиды, пирамиды, имеющей пять или большее количество граней, подвергающихся воздействию подаваемого материала, или ее сегмента, усеченной пирамиды, сегмента усеченной пирамиды, сферического купола, сегмента сферического купола, сфероидного купола, сегмента сфероидного купола, параболической призмы, сегмента параболической призмы, усеченной параболической призмы, сегмента усеченной параболической призмы, конуса, сегмента конуса, сфероидного конуса, сегмента сфероидного конуса, эллиптического конуса, сегмента эллиптического конуса, усеченного конуса, капсулы, цилиндрического сегмента, эллипсоидного усеченного конуса, сегмента эллипсоидного усеченного конуса, цилиндра, сегмента цилиндра, эллиптического цилиндра, сегмента эллиптического цилиндра, сферы, сегмента сферы, сфероида, сегмента сфероида или их комбинаций.

14. Сегмент плиты рафинера по любому из пп.10-13, отличающийся тем, что выступы расположены внутри первой канавки с равными интервалами, составляющими от 6 миллиметров до 25 миллиметров.

15. Сегмент плиты рафинера по любому из пп.10-14, отличающийся тем, что выступы расположены с неравными интервалами.

16. Сегмент плиты рафинера по любому из пп.10-15, отличающийся тем, что любой выступ из указанных выступов имеет форму трапециевидной призмы, при этом выступ содержит переднюю поверхность, расположенную под углом относительно основы на рафинирующей стороне сегмента плиты рафинера, и при этом указанный угол является тупым углом.

17. Сегмент плиты рафинера, содержащий:

внутреннюю дугу;

внешнюю дугу, дистально расположенную от внутренней дуги;

первый конец, дистально расположенный от второго конца, причем первый конец и второй конец проходят между внутренней дугой и внешней дугой;

основу, расположенную между внутренней дугой, первым концом, вторым концом и внешней дугой;

рафинирующую сторону основы и заднюю сторону основы, дистально расположенную от рафинирующей стороны;

ножи рафинера, соединенные с основой на рафинирующей стороне, при этом ножи рафинера имеют высоту ножа рафинера, и при этом первая пара соседних ножей рафинера и основа образуют первую канавку между соседними ножами рафинера, а последующие пары соседних ножей рафинера и основа образуют вторые канавки;

выступы, расположенные в упомянутой первой канавке между упомянутой первой парой соседних ножей рафинера, при этом каждый из упомянутых выступов представляет собой ограничитель потока, содержащий первый конец ограничителя, дистально расположенный от второго конца ограничителя, при этом первый конец ограничителя соединяется с передней поверхностью первого ножа рафинера из упомянутой первой пары соседних ножей рафинера, и при этом ограничитель потока расположен над основой упомянутой первой канавки;

перемычки, расположенные в каждой из вторых канавок, причем эти перемычки включают в себя полностью перекрывающие перемычки и частично перекрывающие перемычки,

причем расстояние между соседними выступами в первой канавке меньше, чем расстояние между соседними частично перекрывающими перемычками во вторых канавках, которые содержат частично перекрывающие перемычки.

18. Сегмент плиты рафинера по п.17, отличающийся тем, что ограничитель потока имеет площадь продольного сечения, измеренную от плоскости, расположенной вдоль самой длинной длины ограничителя потока, при измерении от части ограничителя потока, расположенной ближе всего к внутренней дуге, до части ограничителя потока, расположенной ближе всего к внешней дуге, при этом первый нож рафинера из двух соседних ножей рафинера имеет площадь поперечного сечения, измеренную от плоскости, пересекающей секцию рафинирования поперек длины ножа рафинера, и при этом площадь продольного сечения ограничителя потока составляет менее чем 20% от площади поперечного сечения соседнего ножа рафинера.

19. Сегмент плиты рафинера по п.17 или 18, отличающийся тем, что второй конец ограничителя соединяется с задней поверхностью второго ножа рафинера из упомянутой первой пары соседних ножей рафинера.

20. Сегмент плиты рафинера по любому из пп.17-19, отличающийся тем, что первый ограничитель потока расположен на первой высоте ограничителя потока, и при этом второй ограничитель потока расположен на второй высоте ограничителя потока.

21. Сегмент плиты рафинера по любому из пп.19-21, отличающийся тем, что первый конец ограничителя потока расположен на высоте, отличной от высоты второго конца ограничителя потока.

22. Способ, включающий в себя:

размещение выступов в позитивных канавках литейной формы для образования вставленных выступов, причем выступы имеют высоту выступа, при этом высота выступа составляет не более чем 25% от негативной высоты ножа рафинера в литейной форме;

заливку расплавленного металла в литейную форму;

сплавление вставленных выступов с расплавленным металлом;

обеспечение охлаждения расплавленного металла для образования литого сегмента плиты рафинера и

удаление литого сегмента плиты рафинера из указанной формы, причем этот литой сегмент плиты рафинера представляет собой сегмент плиты рафинера по п.1.

23. Способ по п.22, дополнительно включающий в себя: механическую обработку литых ножей рафинера и литых выступов для рафинирования на рафинирующей стороне литого сегмента плиты рафинера.