阅读说明：本技术 泄水槽以防止相对精磨机板的空蚀 (Drainage grooves to prevent cavitation of opposed refiner plates ) 是由 马克·伯格 卢克·金格拉斯 于 2018-12-14 设计创作，主要内容包括：本公开涉及精磨机板节段、机械精磨机和制造精磨机板节段的方法,所述精磨机板节段具有一个或多个水通道,所述水通道沿着精磨机板节段基部的径向长度设置在可变的基底轮廓中并设置在精磨机板节段入口和主要精磨部之间,其中,所述可变的基底轮廓包括起伏曲线,该起伏曲线配置成与相对的精磨机板上的第二起伏曲线互补,而且所述一个或多个水通道的大小足够窄以防止木屑进入水通道并且足够宽以为自由水提供旁路路径。(The present disclosure relates to refiner plate segments, mechanical refiners and methods of manufacturing refiner plate segments having one or more water channels disposed in a variable base profile along the radial length of the refiner plate segment base and between the refiner plate segment inlet and the primary refiner portion, wherein the variable base profile includes a relief curve configured to complement a second relief curve on the opposite refiner plate, and the one or more water channels are sufficiently narrow in size to prevent wood chips from entering the water channels and sufficiently wide to provide a bypass path for free water.)

泄水槽以防止相对精磨机板的空蚀

相关申请

本申请要求2017年12月15日申请的美国临时专利申请第62/599,127号的较早申请日期的35U.S.C.§119(e)下的权益，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本公开总体上涉及用于木质纤维素材料的精磨机，并且更具体地涉及用于精磨机的精磨机板节段。

背景技术

机械制浆精磨机通常将木质纤维素材料分离、发展和切割成纤维，以赋予纤维某些机械和物理性能，适用于纸浆、纸张、纸板、建筑材料、包装材料、液体吸收性填充材料和其它产品。

机械精磨机通常包括两个或更多的相对的精磨机组件。每个组件在精磨侧均具有凸起的精磨棱图案。槽将相邻的精磨棱分开。通常，这些精磨组件是圆盘、环状盘或配置成围绕公共轴线旋转的嵌套圆锥台。每个精磨机组件可以包括多个环状的扇形节段，这些环状的扇形节段用螺栓固定到背衬结构上以形成精磨机圆盘、精磨机环状盘或精磨机圆锥台。相对的精磨组件的精磨侧面对彼此，以限定将相对的精磨机组件分开的狭窄的精磨间隙。精磨组件中的至少一个是配置成围绕轴线旋转的转子。

当转子精磨组件高速旋转时，操作员通过精磨间隙喂入木质纤维素材料或其它进料。当转子旋转时，相对的精磨机组件上的精磨棱和槽依次重叠。典型的转子精磨机组件在900至2，300转每分钟(“rpm”)的范围内旋转。依次重叠的相对的棱和槽交替地压缩木质纤维素材料并允许木质纤维素材料在精磨间隙中膨胀。这种快速交替的压缩和膨胀创建了纤维垫，这是机械精磨发生的主要位置。换句话说，纤维垫中进料相对于相邻进料的强力运动主要有助于纤维的发展、分离和切割。这被称为“主要精磨”。

当机械精磨机分解木质纤维素材料时，一些水可能以蒸汽的形式释放出来。该蒸汽分为“向前流动”部分和“回流”部分，所述“向前流动”部分与精磨的纤维一起从精磨间隙流出，所述“回流”部分将向着精磨机板节段的入口回流。通常，操作者在主要精磨步骤之前对木质纤维素材料进行热软化，而且回流蒸汽通常是用于对木质纤维素进料进行热软化的主要热源。然而，回流蒸汽会使进料不一致地热软化，部分原因是进料颗粒尺寸的不一致。

进料的尺寸往往不一致，并且许多传统的精磨机板在将进料送入精磨间隙中以进行主要精磨之前不能充分地分解进料(例如木质纤维素材料)。结果，机械精磨机通常将能量不均匀地分配到尺寸不一致的进料上，这可能导致精磨不均匀。即，当较大的颗粒进入主要精磨部时，较大的颗粒往往比较小的颗粒遭受更多的纤维损伤(通常以切割的形式)。

能使进料充分分解的少量精磨机板往往缺乏进料强度控制、缺乏进料分布控制和/或遭受回流蒸汽和进料之间的增加的负相互作用。

为了解决这些问题，申请人开发了美国专利第6，616，078号中所述的精磨机板节段，“具有碎屑调节入口的精磨机板”，其全部内容通过引用并入本文(“‘078专利”)。‘078号专利描述了具有波状可变的基部轮廓的精磨机板，所述波状可变的基部轮廓沿着位于主要精磨棱的径向内侧的精磨机板节段基部的径向长度延伸。第一精磨机板节段上的可变的基部轮廓在第一固定径向位置处将进料引导到相对的精磨机板节段上。然后，相对的第二精磨机板节段的可变的基部轮廓在第二固定径向位置处将同一进料引导回第一精磨机板节段。第二固定径向位置从第一固定径向位置径向向外设置。

然而，‘078号专利中公开的设计也会不断地将多余的蒸汽和稀释水偏转到固定的径向位置。‘078号专利的设计在水撞击相对节段的地方导致大量的空蚀。在水首次被偏转到相对的精磨机板节段的地方，空蚀损害往往最严重。这一问题导致精磨机板节段的使用寿命显著减少。

发明内容

需要开发‘078号专利中公开的发明的变体，在该变体中保留木屑运输的所有特征，但是为进入精磨机进料装置的自由水创建了替代路径，以防止精磨机板元件的空蚀，从而将有效的板寿命延长到可接受的水平。

通过添加邻近起伏曲线的高点设置的一个或多个水通道来解决沿着精磨机板节段基部的径向长度具有可变的基部轮廓并且设置在精磨机板节段入口和主要精磨部之间的精磨机板节段上的空蚀问题，其中，所述可变的基部轮廓包括配置成与相对的精磨机板节段上的第二起伏曲线互补的起伏曲线，所述一个或多个水通道的大小足够窄以防止木屑进入水通道并且足够宽以为根据本公开更充分描述的自由水提供旁路路径。可以预期的是，如本文更充分描述的水通道可以消除大部分或基本上所有的自由水，否则这些自由水将在固定的径向位置撞击相对的精磨机板节段。

水通道的深度可以为用于将木屑偏转到相对元件的凸起的轮廓的全高度的一半直到用于将木屑偏转到相对元件的凸起的轮廓的全高度。在其它示例性的实施例中，水通道的深度可以比凸起轮廓的全高度更深。优选地，通道将在2-5mm宽的区域中，以防止木屑容易地通过通道。细小的颗粒可以通过通道，但是这些非常细小的颗粒不需要预处理(例如，在精磨之前将进料研磨成更均匀的平均尺寸)。不同的实施例可以具有不同数量的通道。在一优选的实施例中，通道的数量使得通道充分地使水改变方向，否则水将被推动穿过间隙并撞击相对的精磨机板元件。该数量可以至少与朝着第一转子元件的入口延伸的进给棱(即，宽棱或“破碎机棱”)的数量一样大。理想情况下，水通道的轮廓应使得在从精磨机板的入口侧朝外围行进时可以看到水通道的宽度略微张开，以尽可能地确保进入这种水槽口的任何固体颗粒不会最终被截留在所述槽口中。

在某些示例性的实施例中，精磨机板节段可具有至少一个水通道。在其它示例性的实施例中，精磨机板节段可具有两个或更多个水通道。

水通道的数量、水通道的大小以及水通道在破碎机棱部分(或“进给部分”)中的位置可以配置为优化自由水的流动，使其向外流向精磨部，而不会被偏转到相对的精磨机板节段上的固定径向位置。以这种方式，本文进一步描述的示例性的实施例防止了在精磨机板节段上的离散径向位置处的严重空蚀。

附图说明

通过以下对本公开的示例性的实施例的更具体的描述，上述内容将显而易见，如附图所示。附图不一定按比例绘制，而是着重于说明所公开的实施例。

图1A是机械盘式精磨机的局部分解透视图，描绘了如何将精磨机板节段安装到背衬结构。

图1B是完全组装的机械盘式精磨机的透视图，示出了打开的转子侧和定子侧。

图2A描绘了示例性的转子精磨机板节段，其在破碎机棱部分中具有暴露的水通道。

图2B是图2A中所描绘的精磨机板节段沿着线A-A截取的横截面轮廓视图。

图2C是示例性的定子精磨机板节段的正面视图。

图2D是图2C中所描绘的精磨机板节段沿着线B-B截取的横截面轮廓视图。

图3A是示例性的精磨机板节段的正面表面的俯视图，该精磨机板节段包括设置在精磨机板节段基底内的多个水通道。

图3B是图3A中的示例性的精磨机板节段的沿着线C-C截取的侧横截面视图。

图4A是具有平坦底部水通道的示例性的精磨机板节段的横截面侧视图。

图4B是示例性的精磨机板节段的横截面侧视图，该精磨机板节段具有带匹配的定子元件的弯曲底部水通道。

图5是具有相对于精磨机板节段的径向长度成一定角度设置的多个水通道的叠加的示例性的精磨机板节段的俯视图。

图6是示例性的精磨机板节段的横截面视图，该精磨机板节段具有设置在精磨机板基底内的水通道，使得只有水通道的端部暴露于精磨环境。

图7A是示例性的精磨机板节段的窄侧的正面视图，该精磨机板节段包括设置在精磨机板基底内的多个水通道。

图7B是图7A中的示例性的精磨机板节段沿着线D-D截取的侧横截面视图。

图7C是示例性的精磨机板节段的宽侧的正面视图，该精磨机板节段包括设置在精磨机板基底内的多个水通道。在所描绘的示例性的实施例中，水通道的第二端比第一端少。

图8是具有多个水通道的示例性的精磨机板节段的透视图。

具体实施方式

优选实施例的以下详细描述仅出于说明性和描述性目的而提出，并非旨在穷举或限制本发明的范围和精神。选择和描述实施例以最好地解释本发明的原理及其实际应用。本领域的普通技术人员将认识到，可以对本说明书中公开的发明做出许多变化，而不脱离本发明的范围和精神。

除非另有说明，否则相似的附图标记在几个视图中表示相应的部分。尽管附图表示根据本公开的各种特征和部件的实施例，但是附图不一定按比例绘制，而且某些特征可能被夸大以便更好地说明本公开的实施例，并且这样的例证不应被解释为限制本公开的范围。

除非本文中另有明确规定，以下解释规则适用于本说明书：(a)本文中所使用的所有词语均应解释为具有根据情况所需的属性或数目(单数或复数)；(b)单数词“一(a)”、“一个(an)”和“所述(the)”在用在本说明书和权利要求书中时包括多个，除非文中另有明确规定；(c)应用于列举的范围或数值的先行词“大约”表示在测量所属技术领域公知或接受的偏差范围或偏差值内的近似值；(d)词语“本文”、“据此”、“对此”、“以上”和“以下”以及类似含义的词语指的是本说明书的整体，而不是任何特定的段落、权利要求或其它细分，除非另外说明；(e)描述性标题仅仅是为了方便，并且不应该控制或影响说明书的任何部分的含义或结构；以及(f)“或”和“任何”不是排他性的，而且“包含(include)”和“包含(including)”不是限制性的。此外，词语“包括(comprising)”、“具有(having)”、“包含(including)”和“含有(containing)”应解释为开放式词语(即表示“包含但不限于)。

说明书中对“一个实施例”、“实施例”、“示例性的实施例”等的引用指示所描述的实施例可以包括特定特征、结构或特性，但是每个实施例可以不必包括特定的特征、结构或特性。而且，这些短语不一定指的是相同的实施例。此外，当结合实施例来描述特定特征、结构或特性时，可以认为结合其它实施例来影响这种特征、结构或特性在本领域技术人员的知识范围内，无论是否明确描述。

在提供描述性支持所必需的范围内，通过引用将所附权利要求的主题和/或文本全部结合于此。

除非本文另有明确说明，本文中数值范围的叙述仅旨在用作分别指代介于其间任何子范围内的每个单独数值的速记方法。叙述范围内的每个单独的值被并入说明书或权利要求书中，就好像每个单独的值在本文中被单独地叙述一样。在提供了值的特定范围的情况下，应理解为，每一个中间值，该范围的上限和下限之间的下限的单位的十分之一或更少以及在该规定的范围或其子范围内的任何其它规定的或中间的值，都包括在其中，除非上下文另有明确规定。还包含所有的子范围。这些较小范围的上限和下限也包括在其中，但须受所规定范围内的任何明确和清楚排除的限制。

应当注意，本文中使用的许多术语是相对术语。例如，术语“上”和“下”在位置上彼此相对，即，上部部件位于比给定方向上的下部部件更高的高度，但是如果翻转该装置则这些术语可以改变。术语“入口”和“出口”是相对于给定结构流过它们的流体，例如，流体流过入口进入结构并且从结构的出口流出。术语“上游”和“下游”是相对于流体流过各种部件的方向，即，流体在流过下游部件之前流过上游部件的流动。

术语“水平”和“垂直”用于指示相对于绝对参考的方向，即，地平面。然而，这些术语不应被解释为要求结构绝对平行或绝对彼此垂直。例如，第一垂直结构和第二垂直结构不一定彼此平行。术语“顶部”和“底部”或“基部”用于指相对于绝对参考即地球表面而言顶部总是高于底部/基部的位置/表面。术语“向上”和“向下”也是相对于绝对参考而言；向上流动总是与地球的引力相反。

图1A描绘了示例机械盘式精磨机100，其具有与定子精磨组件102相对设置的转子精磨组件101。转子和定子组件101、102位于壳体179内。每个精磨组件101、102包括多个精磨机板节段105，这些精磨机板节段105环状地排列以形成安装在背衬结构174上的环。图1示出了围绕铰链183打开的壳体179的定子侧104，以更好地描绘各自的精磨组件101、102。然而，在操作期间，定子侧104围绕铰链183闭合，并且螺栓(未描绘)延伸穿过各自的螺栓孔182以将壳体179的定子侧104固定地接合到转子侧106。当定子精磨组件102和转子精磨组件101彼此面对时，定子精磨组件102和转子精磨组件101在相对的精磨机板节段105、105’的前表面119之间限定间隙449(图4)。可以理解的是，其它机械精磨机可以具有不同的接入机构(即，不一定是铰链183)。

对于大直径机械精磨机100，中间精磨机板节段的一个或多个环可以设置在破碎机棱节段105_b与外部精磨机板节段105_a之间。然而，还可以理解的是，这种中间环是罕见的。螺栓或紧固件可以延伸穿过紧固件孔167以将精磨机板节段105接合到背衬结构174，从而将环状的扇形精磨机板节段105固定地接合到背衬结构174。

除非另有规定，否则本文中所使用的“精磨机板节段”105可以指具有一体的精磨部175和破碎机棱部分134(参见图2A)的精磨机板节段105、破碎机棱节段105_b(参见图3A)和包括精磨部175但缺少破碎机棱部分134的精磨机板节段。在具有外部精磨机板节段105_a和破碎机棱节段105_b的实施例中，外部精磨机板节段105_a仍然可以包括一体的精磨部275(图2A)和破碎机棱部分234。然而，外部精磨机板节段105_a上的破碎机棱125通常小于破碎机棱节段105_b上的破碎机棱125。当安装在背衬组件174上时，破碎机棱节段105_b从外部精磨机板节段105_a径向向内设置。

在主动机械精磨机100中，进料147(图lB)，其可以是木质纤维素进料(通常为木屑的形式)，在遭遇转子毂186或转子抛料器187之前流过定子精磨组件102中心的开口181。转子精磨组件101通常绕旋转中心C(图1B)在900至2，300rpm的范围内旋转，从而将进料147径向向外抛入间隙449中。在进料147进一步流过间隙449并穿越由相对的精磨机板节段105_a和105_a’上交替的精磨棱130和精磨槽141限定的精磨部175之前，破碎机棱125可以使进料147破碎。精磨的和部分研磨的材料147’通过出口188离开机械精磨机100。然后，操作员可以从部分研磨的材料中筛选出精磨的材料并将部分研磨的材料转移到第二阶段精磨机。除了对部分研磨的材料进行进一步的精磨之外或代替对部分研磨的材料进行进一步的精磨，操作员可以处理部分研磨的材料。

此外，尽管未描述，但可以理解的是，本文公开的示例性的精磨机板节段也可以构造成用在锥形机械精磨机中。还可以理解的是，本文公开的示例性的精磨机板节段也可以构造成用在盘式-锥形机械精磨机中，该盘式-锥形机械精磨机包含平的盘表面和锥形表面。与公开的精磨机板节段105兼容的其它类型的机械精磨机100包含但不限于包括两个反向旋转的转子组件101的反向旋转精磨机和包括多个精磨组件(参见101和102)的多组件精磨机。

操作员通常将稀释水(参见245，图2)与进料147一起添加到机械精磨机100中。一旦进料147在精磨部175中被充分地分离，该稀释水与进料147结合。稀释水是自由流动的，通常包括流过间隙449的自由水245的大部分。当进料147是木质纤维素材料或其它含有截留水的生物材料时，机械精磨也会释放截留的水，这对系统中的自由(液态)水245的数量有些微的贡献。

申请人开发了具有可变的基底轮廓210(图2B)的精磨机板节段，如美国专利第6，616，078号中更充分描述的。可变的基底轮廓210成功地促进了进料分布到精磨部175中，改善了进料强度的控制，并减少了回流蒸汽与进料147之间的负相互作用。然而，在不受理论限制的情况下，申请人认为，可变的基底轮廓210还在基本恒定的径向位置处引导自由水245穿过间隙449(参见RP₁，图4B)，这导致了相对的精磨机板节段105’上的空蚀。为了解决这个问题，申请人包含根据本公开的水通道250。

图2A示出了具有设置在破碎机棱部分234中的水通道250的示例性的转子精磨机板节段205。破碎机棱部分234具有可变的基底轮廓210。在所描绘的实施例中，水通道250，特别是水通道250的通道底部253(图2B)，完全暴露于间隙449。换句话说，水通道250的深度对应于凸起294的轮廓的全高度，即水通道250切穿可变的基底轮廓顶峰239(也参见图8)。这样，在图2A的实施例中，不存在水通道250的顶部658(图6)。

精磨机板节段205包括基底209。基底209具有从窄侧211延伸到宽侧213的径向长度RL(图2B)，宽侧213是从窄侧211向远端定位的。基底209还包括第一侧面217和从第一侧面217向远侧设置的第二侧面218。第一侧面217和第二侧面218沿着径向长度RL在窄侧211和宽侧213之间延伸。基底209具有沿着基底的厚度T与前表面219相对地设置的后表面212(图2B)。后表面212和前表面219在宽侧213、窄侧211、第一侧面217和第二侧面218之间延伸。窄侧211处的厚度T₁可以比沿着径向长度RL从窄侧211向远端设置的厚度T₂薄。一些精磨机板节段可以去除基底209的部分293，特别是在后表面212上，以减轻重量。

前表面219还包括由设置在窄侧211、宽侧213、第一侧面217和第二侧面218之间的前表面219限定的区域220。在图2A-2D所描绘的实施例中，区域220的更靠近窄侧211的部分具有多个交替的破碎机棱225和槽227。“破碎机棱”225有时被本领域中普通技术人员称为“送料器棱”。破碎机棱225在将进料247(图2B)进一步进给到间隙449中之前破碎进料247的较大片段，以用于进一步的破碎机棱遭遇或用于穿过精磨部275的主要精磨。破碎机棱225接合基底209，并且相邻的破碎机棱225’、225”在其之间限定宽的槽227。破碎机棱225通常比精磨棱230更厚、间隔更宽并且更靠近旋转中心C设置。破碎机棱225和宽的槽227通常在将木质纤维素进料247进给到间隙449中之前破碎木质纤维素进料247。当区域220包括破碎机棱225_a、225_c时，区域220被称为“破碎机棱部分”234。当区域220包括精磨棱230和槽241时，区域220被称为“精磨部”275。在某些示例性的实施例中，精磨机板节段205可以包括多个精磨部275。在操作期间中，面对的、相对设置的精磨机板节段205(图2A和2B)、205’(图2C和2D)上的精磨部275快速来回地转移进料247穿过间隙449，以形成致密的纤维垫，该纤维垫具有除纤颤所需要的足够摩擦力和剪切力，从而精磨进料247。

精磨机板节段205可以进一步包括全表面坝257、表面下坝237或全高度坝257和表面下坝237两者。全表面坝257和表面下坝237都是设置在精磨槽241内的突起。每种类型的坝237、257通常垂直于相邻的精磨棱230的长度设置并且可以具有倾斜的引导面，该倾斜的引导面设置成比远端设置的拖尾面更靠近窄侧211。在操作期间中，全表面坝257和表面下坝237将流动通过精磨槽241的进料247偏转到间隙449中。全表面坝257具有与相邻的精磨棱230相同的高度。表面下坝237比相邻的精磨棱230短。

基底209还包括设置在破碎机棱部分234中的多个水通道250。示例性的水通道250具有设置成比第二端252更靠近窄侧211的第一端251。第二端252设置为更靠近宽侧213。示例性的水通道250嵌入基底209内并且具有在机械精磨机100运转时暴露于间隙449的通道底部253。在某些示例性的实施例中(参见图6、7A、7B、7C)，基底209可以完全包围水通道250(参见图6)。水通道250具有通道底部253和在水通道第一端251和水通道第二端252之间延伸的远侧设置的横向侧壁254、256。

不受理论的束缚，相信当稀释水在精磨过程中被释放时，水通道250为进入机械盘式精磨机100的大量自由水245提供了替代路径。例如，额外的自由水245可以以冷凝物的形式来自于密封件。通道底部253可以是平坦的，以允许自由水245沿着精磨机板节段205的径向长度RL流动而不会被推入将相对的精磨机板节段(参见405和405’)分开的间隙449中。因此，水通道的最小长度期望允许自由水245的相当大的一部分(例如，大于50％)流动通过破碎机棱部分234而不会被偏转到相对的精磨机板节段205’上。类似地，示例性的水通道250可以具有足以允许相当大的一部分自由水245流动通过破碎机棱部分234而不会被偏转到相对的精磨机板节段205’上的形状。

在其它示例性的实施例中，两个或更多个水通道250可以在可变的基底轮廓210中径向对准。通道第一端251可以设置在精磨机板节段205的窄侧211。在其它示例性的实施例中，通道第二端252可以延伸到破碎机棱部分234和精磨部275的边界。

水通道250优选地具有在可变的基底轮廓顶峰239的一半到可变的基底轮廓顶峰239的全高度之间的深度。以这种方式，可以说水通道250具有比较的通道深度，其中，可变的基底轮廓210的槽谷235和径向相邻顶峰239之间的高度是“全凸起轮廓高度”，而且其中所述比较的通道深度在全凸起轮廓高度的一半和全凸起轮廓高度之间。

顶峰239用于将进料247偏转到相对的精磨机板节段205’。理想地，水通道250可以具有2毫米(“mm”)至5mm的宽度w，以防止进料247特别是木质纤维素材料容易地通过水通道250。可以理解的是，小的细木质纤维素颗粒可以流动通过水通道250。

在其它示例性的实施例中，通道底部253可以具有凹曲线。在另一些示例性的实施例中，两个或更多个水通道250在可变的基底轮廓210中径向对准(即，水通道250平行于从旋转轴线C(图1B)延伸到精磨机板节段205的宽侧213的径向线(参见RL))。在又一些示例性的实施例中(图4B)，通道底部253可以具有凸曲线。所公开的实施例的组合被认为在本公开的范围内。

图2B是图2A的示例性的精磨机板节段205的沿着线A-A截取的横截面轮廓。图2B更清楚地描绘了具有设置在窄侧211和精磨部275之间(也参见图8)的可变的基底轮廓210的基底209。可变的基底轮廓210包括在前表面219上的第一径向位置RP₁处的槽谷235(图2B)和在前表面219上的第二径向位置RP₂处的相邻顶峰239。前表面219以S形的曲线连接槽谷235和相邻顶峰239。槽谷235和相邻顶峰239可以沿着可变的基底轮廓210的长度重复。可变的基底轮廓长度VSPL是精磨机板节段205的径向长度RL的子集。

在这样的示例性的实施例中，重复的S形曲线沿着可变的基底轮廓长度VSPL定义波。以这种方式，可变的基底轮廓210被构造成引导进料247穿过间隙449至相对的精磨机板节段205’。如果相对的精磨机板节段205’也具有互补的波型，则相对的精磨机板节段205’将在比第一径向位置RP₁更远离窄侧211设置的第二径向位置RP₂处将进料247引导回到第一精磨机板节段205。取决于互补的波型中的顶峰239和槽谷235的数量，进料247可以在更远离窄侧211依次设置的更远的径向位置处(例如，在第三、第四、第五、第六等径向位置处)被来回地引导穿过间隙449。

例如，进料247在RP₁和RP₂之间(也参见图4B)从图2B中所描绘的转子精磨机板节段(参见205)到图2D中所描绘的定子精磨机板节段(参见205’)穿过间隙449。进料247在RP₂和RP₃之间流回到转子。不受理论的束缚，相信在将进料247引入到主要精磨部275之前，进料247穿过间隙449的来回转移更均匀地减小了进料247的尺寸。因为可变的基底轮廓210绕组装的精磨机组件(参见101、102)环状地延伸，因此径向位置RP₁、RP₂、RP₃等绕前表面219的圆周顺序但均匀地分布。径向位置RP₁、RP₂、RP₃等的分布可以允许以更均匀的尺寸将进料247更好地分布到主要精磨部275中，从而减少以特定质量生产精磨材料147’所需的能量。此外，来自精磨部275的回流蒸汽通过S形间隙449流向窄侧211。这种回流的蒸汽热软化进入的进料247，从而在精磨部275中的精磨之前“预处理”进料。进料247的更均匀的尺寸、其改善的分布还导致在精磨之前更均匀地预处理进料247。以这种方式，在至少一个精磨机板节段205上的可变的基底轮廓210进一步促进了足以热软化进料的一定量的蒸汽的回流。而且，通过调节可变的基底轮廓210相对于径向长度RL的角度θ(图5)，可变的基底轮廓210可以更好地控制进料进入主要精磨部275的角度。

图2C描绘了示例性的定子精磨机板节段205’，其具有与图2A中所描绘的转子精磨机板节段205互补的可变的基底轮廓210’。图2D是沿着线B-B截取的图2C的横截面侧视图。转子精磨机板205上的第二径向位置RP₂处的顶峰239对应于定子精磨机板节段205’上的基本上相同的第二径向位置RP₂处的槽谷235’。同样地，转子精磨机板205上的第一径向位置RP₁处的槽谷235对应于定子精磨机板节段205’上的基本上相同的第一径向位置RP₁处的顶峰239。对于第三径向位置RP₃也是如此。S形曲线连接定子精磨机板节段205’上的顶峰239和槽谷235，以形成具有与转子精磨机板205的可变的基底轮廓210互补的波型的可变的基底轮廓210’。

图2B和图2D作为示例提供。可以理解的是，并非根据本公开的每一个实施例都将在定子精磨机板205上具有直接对应于与转子精磨机板205上给定径向位置RP处的顶峰239相同的径向位置RP的槽谷235。为了本公开的目的，除非另有说明，径向位置RP是相对于转子精磨机板节段205或第一转子精磨机板节段(参见405)上的特征来定义的。可以理解的是，如果转子精磨机板节段205在第一径向位置RP₁处具有槽谷235并且在第二径向位置RP₂处具有径向向外设置的顶峰239，则定子精磨机板节段205’上的对应顶峰239’可以径向设置在第一径向位置RP₁和第二径向位置RP₂之间。相同的公开比照适用于后续的径向位置(例如RP₃、RP₄、RP₅、RP₆等)。

图3A描绘了示例性的转子精磨机板节段305，其中精磨机板节段305是破碎机棱节段305_b(图3B)(也参见图8)。破碎机棱节段305_b包括具有径向长度RL的基底309。径向长度RL具有径向长度第一端303和径向长度第二端307。基底309进一步包括位于径向长度RL的第一端303的窄侧311和位于径向长度RL的第二端307的宽侧313_b。因此，宽侧313_b沿着径向长度RL从窄侧311_b向远端定位而且宽侧313_b比窄侧311_b宽。窄侧311_b或宽侧313_b可以进一步包括间隔件316(也参见216)，所述间隔件316被配置成将精磨机板节段305抵靠其它精磨机板节段(参见305_a，图3B)或机械精磨机100中的其它引导部件定位。间隔件316通常被认为是宽侧313_b的一部分。

精磨机板节段305的基底309还包括第一侧面317和从第一侧面317向远侧设置的第二侧面318。第一侧面317和第二侧面318通常沿着径向长度RL在窄侧311_b和宽侧313_b之间延伸。图3B是图3A的沿着线C-C截取的横截面侧视图。如图3B更清楚地描绘的，基底309具有沿着基底309的厚度T与前表面319相对地设置的后表面312。后表面312和前表面319在宽侧313_b、窄侧311_b、第一侧面317和第二侧面318之间延伸。窄侧311_b处的厚度T₁可以比宽侧313_b处的厚度T₂薄。破碎机棱节段305_b的宽侧313_b邻接精磨机板节段305_a的窄侧311_a。

前表面319进一步包括具有多个交替的破碎机棱325和宽的槽327的区域320。破碎机棱325接合基底309，并且相邻的破碎机棱325’、325”在相邻的破碎机棱325’、325”之间限定宽的槽327。破碎机棱325通常比精磨棱230更厚、间隔更宽并且更靠近旋转中心设置。

精磨机板节段305可以具有几种类型的棱230、325和槽241、327。例如，当精磨机板节段是破碎机棱节段305b时，棱325可以包括沿着破碎机棱节段305b的径向长度RL从窄侧311延伸到宽侧313的横向棱325a。

当进料347从径向长度RL的第一端303移动到第二端307时，外部棱325_c和中间棱325_b增加前表面319上的棒密度，从而在径向向外地将进料347注入到外部精磨机板节段305_a之间的间隙449之前将进料347破碎成更小的颗粒。因为外部棱325_c、中间棱325_b和横向棱325_a都设置在破碎机棱节段305_b上，所以外部棱325_c、中间棱325_b和横向棱325_a通常可以被称为“破碎机棱”325。

示例性的精磨机板节段305具有多个水通道350。令人期望地，水通道350的数量足以去除被推动穿过间隙449的大部分自由水345，否则这些自由水345将撞击相对的精磨机板节段305’。理想地，水通道350的数量可以至少与朝向破碎机棱节段305_b的窄侧311_b延伸的横向破碎机棱325_a的数量相等。横向棱325_a不需要在破碎机棱部分334的整个长度上延伸，而是横向棱325_a只需要是破碎机棱部分334上的最长的棱。理想地，水通道350的宽度w在水通道的第一端351和水通道的第二端352之间稍微增加。即，水通道350在第一端351处具有第一宽度w₁并且在第二端352处具有第二宽度w₂。以这种方式，水通道350可以防止尽可能多的固体颗粒进入水通道350。不希望在水通道350中截留过多的进料347。在某些示例性的实施例中，第一宽度w₁为0mm(见图5)。

可以理解的是，示例性的水通道350的数量可以根据精磨机板节段305的类型和精磨机板节段构造成用来研磨的材料而不同。而且，水通道350的确切位置和大小可以变化，以允许自由水345从精磨机板节段305径向向外地流动，而不会将足以在相对的精磨机板节段305’上的固定径向位置引起空蚀的一定量的自由水345偏转到相对的精磨机板节段305’上。

图4B描绘了相对的转子破碎机棱精磨机板节段405_b、405_b’。在描绘的实施例中，第一转子破碎机棱节段405_b上的水通道450具有凸形弯曲的底部453。即，第一转子破碎机棱节段405_b上的水通道在第一径向位置RP₁处具有水通道槽谷442并且在第二径向位置RP₂处具有与水通道槽谷442相邻并且在水通道槽谷442的径向外侧的水通道顶峰433。其中水通道底部453以凸曲线将水通道槽谷442连接到水通道顶部433。类似地，第二水通道槽谷442从第二径向位置RP₂处的水通道顶峰433径向向外地设置在第三径向位置RP₃处。水通道底部453类似地以凸曲线将第二径向位置RP₂处的顶峰433连接到第三径向位置RP₃处的槽谷442。然而，在同一精磨机板节段405_b上，水通道顶峰433比可变的基底顶峰439短。结果，水通道顶峰433不太可能将自由水445偏转到相对的精磨机板节段405’上的固定径向位置，从而避免了影响先前的可变的基底轮廓设计的空蚀问题。

类似地，图4B示出了具有水通道450’的第二破碎机棱节段405_b’，水通道450’具有凹形弯曲的底部453’。即，第二转子破碎机棱节段405_b’上的水通道450’具有水通道槽谷442’和与水通道槽谷442’相邻的水通道顶峰433’，其中水通道底部453’以凹曲线将水通道槽谷442’连接到水通道顶峰433’。

图4B作为示例提供。可以理解的是，并非根据本公开的每一个实施例都将在第二精磨机板节段405’上具有直接对应于与第一精磨机板节段405上给定径向位置RP处的水通道顶峰433相同的径向位置RP的水通道槽谷442。可以理解的是，如果第一精磨机板节段405在第一径向位置RP₁处具有水通道槽谷422并且在第二径向位置RP₂处具有设置在水通道槽谷442径向外侧的水通道顶峰433，则相对的精磨机板节段405’上的对应水通道顶峰233’可以相对于第一精磨机板节段405径向地设置在第一径向位置RP₁和第二径向位置RP₂之间。相同的公开比照适用于后续的径向位置(例如RP₃、RP₄、RP₅、RP₆等)。

此外，尽管图4B描绘了第一精磨机板节段405上的凸形水通道底部453和第二(相对的)精磨机板节段405’上的凹形水通道底部453’，但可以理解的是，弯曲的底部453、453’在其它示例性的实施例中可以被转换。

图4A示出了类似于图3中所描绘的水通道的平坦的水通道450。图4A和图4B示出了构造成用在反向旋转的机械盘式精磨机(参见100)中的破碎机棱节段405_b。可以理解的是，示例性的精磨机板节段405可以具有本文所述的水通道450的组合或变化。平坦的水通道槽谷450没有水通道槽谷442和水通道顶峰433。图4A更清楚地示出了自由水445通过水通道450的路径。自由水445主要沿着径向长度RL流过精磨机板节段405，而可变的基底轮廓410将进料447引导到相对的精磨机板节段405、405’之间的间隙449中。

因为破碎机棱节段405_b不具有精磨部275，所以可变的基底轮廓410可以延伸破碎机棱节段405_b的径向长度RL。在其它示例性的实施例中，可变的基底轮廓410可以延伸小于破碎机棱节段405_b的径向长度RL。如参考图2所描述的，精磨机板节段405的前表面419使用S形曲线重复地连接交替的槽谷435和顶峰439，以沿着可变的基底轮廓的长度VSPL定义波。从槽谷435上升的S形曲线可以向着相对的精磨机板节段405’引导进入的进料447穿过间隙449。相对的精磨机板节段405’具有互补的波型，其在比第一径向位置RP₁更远离窄侧411设置的第二径向位置RP₂处将进料447引导回到第一精磨机板节段405。取决于互补的波型中的顶峰439和槽谷435的数量，进料447可以在更远离窄侧419依次设置的更远的径向位置处(例如，在第三、第四、第五、第六等径向位置处)被来回地引导穿过间隙449。可以理解的是，在其它示例性的实施例中，波长可以沿着可变的基底轮廓长度VSPL增加或减小。还可以理解的是，波长的幅度可以根据精磨机板节段405被构造成用来处理的进料447的类型而变化。

图5描绘了用于机械精磨机100的示例性的转子破碎机棱节段505_b。所描绘的破碎机棱节段505_b具有弯曲的破碎机棱525和水通道550。水通道550可以相对于精磨机板节段505的径向长度RL成角度θ设置-包括侧向角、垂直角及其组合。图5还以虚线描绘了相对的精磨机板节段505’。可以理解的是，破碎机棱525可以具有任何进给角和保持角。还可以理解的是，精磨棱230可以具有任何进给角和保持角。互补的精磨机板节段(505、505’)的示例性的对在可变的基底轮廓410中的波长频率可以比所描绘的实施例更大或更小。

尽管通常线性地描绘，但可以理解的是，示例性的水通道550可以沿着可变的基底轮廓长度VSPL呈凸形弯曲、凹形弯曲或具有S形曲线，包括在侧向、垂直方向或其组合上。

图6描绘了示例性的水通道650，其完全设置在基底609内，使得仅水通道第一端651和第二端652暴露于该过程。结果，基底609进一步限定通道顶部658。水通道第二端652的高度ch₂可以大于水通道第一端651处的高度ch₁。在其它示例性的实施例中，水通道高度可以是基本恒定的。预期通过将水通道650的第一端651制造成小于水通道的第二端652，水通道650将不太可能接收进料647并且更可能允许自由水645流过水通道650而不穿过间隙449。

图7A是窄侧711和设置在基底709内的多个水通道750的正面视图，所述水通道750具有暴露于该过程的第一端751和第二端752(图7C)。第一端751可以具有选自任何形状的形状，包括圆形、椭圆形、四边形、多边形或圆角矩形。多个水通道750可以设置在基底709的限定两个相邻的槽谷635、635’之间的波长的部分内。如果水通道第一端751设置成比第二端752更靠近窄端711，则多个水通道750可以随机地布置在基底709内。同样地，在其它示例性的实施例中，多个水通道750可以以有序的方式排列。在某些示例性的实施例中，多个水通道750中的每一个延伸穿过具有一个水通道第一端751与一个水通道第二端752对准的基底709(参见图2A)。

图7B是图7A的沿着线D-D截取的横截面视图。图7B描绘了另一示例性的实施例，其中一水通道750具有多个第一端751、751’和比多个第一端751、751’少的第二端752。在所描绘的实施例中，多个第一端751小于第二端752，从而理想地防止木质纤维素进料747进入水通道750，同时允许自由水754进入水通道750。

图7C示出了水通道750的示例性的第二端752。水通道750的第二端752可以具有与水通道750的第一端751不同的形状，而不管水通道750是否沿着基底709的径向长度RL合并。在单个水通道第一端751与单个水通道第二端752对准的实施例中，制造商可以通过钻入可变的基底轮廓710的基底709来创建水通道750。替代地，制造商可以选择使用增材制造技术例如三维(“3D”)打印技术来创建水通道750。相信可能特别需要增材制造来创建如图6、7A、7B和7C中所例示的被基底709包围的水通道750。

图8是示例性的破碎机棱节段805_b的透视图。从该透视图可以更清楚地看到，可变的基底轮廓810将进料847从前表面819抛向相对的精磨机板节段405_b’(图4B)。相比之下，水通道850允许自由水845通过可变的基底轮廓810而不会向着相对的精磨机板节段405_b’穿过间隙449。

适用的三维打印技术包括选择性激光烧结(“SLS”)、直接金属激光烧结(“DMLS”)、电子束熔炼(“EBM”)、粘结剂喷射(“BJ”)和材料喷射(“MJ”)/蜡铸。

在SLS技术中，制造商将激光(通常是脉冲激光)对准烧结粉末材料源，以选择性地将金属的小颗粒融合成具有成品所需横截面形状的块。烧结粉末材料可以是包括聚合物的单组分粉末或多组分粉末。当组分是聚合物时，激光通常会熔化聚合物以将周围的固体组分粘合在一起。通过添加额外的烧结粉末材料层并重复选择性熔合过程以建造所需产品的后续横截面层，制造商可以使用SLS技术制造本文所述的完整的精磨机板节段或者用于铸造示例性的精磨机板节段的模具或模具组件。建造过程完成后，制造商可以使用真空吸尘器去除多余的烧结粉末。

DMLS技术类似于SLS技术，不同之处在于粉末是所需产品的金属或金属合金，而且激光完全熔化粉末而不是仅仅熔化粘合剂。即，随着时间的推移，激光选择性地熔化金属粉末以构造所需的产品。

EBM技术类似于DMLS工艺，只是制造商使用电子束而不是激光作为主要能源。

在BJ技术中，喷墨打印头移动越过粉末床并且选择性地将粘合剂或其它粘结剂以成品的横截面形状沉积到粉末床中。在沉积一层粘结剂之后，沉积一层额外的粉末并且打印头继续打印下一个横截面形状。这样，制造商可以从粉末床建造三维产品。可以预期的是，制造商可以使用BJ方法打印具有实心卷须的砂模，其中示例性的水通道750将位于成品精磨机板节段705上。然后，制造商可以将熔化的金属引入砂模中以创建示例性的精磨机板节段705。冷却后，制造商就可以以物理或化学方式分解砂模，以露出精磨机板节段705。如果任何剩余的沙子占据了表面下的水通道750，则制造商可以化学地溶解粘结剂并吹扫或用真空吸尘器清扫所产生的游离砂。

可以理解的是，本文所公开的实施例的组合，包含参考图2A、2B、2C、2D、3A、3B、4A、4B、5、6A、6B、7A、7B和8所描述的实施例的组合，被认为在本公开的范围内。

一种制造精磨机板节段的示例性方法，所述精磨机板节段具有设置在精磨机板的窄侧和精磨部之间的水通道并且具有可变的基底轮廓，所述方法包括：使用增材制造技术在可变的基底轮廓中创建水通道，水通道的第一端设置为比第二端更靠近窄侧，水通道设置在前表面下的基底中。一种示例性的制造方法可以进一步包括使用增材制造技术在基底内创建水通道而无需钻孔。在示例性的制造方法中，所述增材制造技术可以从由括选择性激光烧结、选择性激光熔炼、电子束熔炼、粘结剂喷射和材料喷射所组成的组中选择。

另一种制造精磨机板节段的示例性方法，所述精磨机板节段具有设置在精磨机板的窄侧和精磨部之间的水通道并且具有可变的基底轮廓，所述方法包括：使用增材制造工艺来打印用于精磨机板节段的砂模，其中砂模具有限定具有可变的基底轮廓的精磨机板节段形状中的空隙的区域，并且砂模具有突起，该突起延伸到将限定可变的基底的空隙的区域中，所述突起被构造成当在模具中铸造精磨机板节段时限定水通道；以及从铸造精磨机板节段上去除所述突起以限定水通道。

一种用于机械精磨机的示例性的精磨机板节段，包括：基底，其具有：径向长度，设置在所述径向长度的第一端的窄侧；设置在所述径向长度的第二端的宽侧，所述宽侧沿着径向长度径向地远离所述窄侧定位，所述宽侧比窄侧宽，沿着径向长度在所述窄侧和宽侧之间延伸的第一侧面，沿着径向长度在所述窄侧和宽侧之间延伸的第二侧面，第二侧面是从第一侧面向远侧设置的，以及沿着厚度与前面相对地设置的后面，后面和前面在所述宽侧、窄侧、第一侧面和第二侧面之间延伸，其中，前面还包括具有多个交替的破碎机棱和宽的槽的区域，其中破碎机棱接合基底，而且相邻的破碎机棱和基底在相邻的破碎机棱之间限定宽的槽，其中，基底还包括设置在宽侧和窄侧之间的可变的基底轮廓，该可变的基底轮廓包括：在前面上的第一径向位置处的槽谷，在前面上的第二径向位置处的相邻顶峰，其中，前面连接所述槽谷和相邻顶峰，并且其中基底还包括水通道，该水通道的第一端设置为比第二端更靠近窄侧。

示例性的实施例可以进一步包括比较的通道深度，其中，可变的基底轮廓的槽谷与相邻顶峰之间的高度是“全凸起轮廓高度”，而且所述比较的通道深度在全凸起轮廓高度的一半和全凸起轮廓高度之间。

在示例性的实施例中，精磨机板节段可以具有水通道的第一端，该水通道的第一端具有2毫米至5毫米之间的第一端宽度。

在示例性的实施例中，精磨机板节段可以具有：具有第一宽度的水通道的第一端，具有第二宽度的水通道的第二端，其中第二宽度大于第一宽度。在示例性的实施例中，基底侧壁在第一端和第二端之间线性地延伸。在又一示例性的实施例中，水通道的第一端具有第一高度，水通道的第二端具有第二高度，其中第二高度大于第一高度。

精磨机板节段可以具有设置在基底内的一个或多个水通道。水通道的第一端可以具有从由圆形、椭圆形、多边形、四边形和圆角矩形所组成的组中选择的形状。示例性的水通道可以沿着精磨机板节段的径向长度融合，使得融合的水通道具有比第二端多的第一端。

具有示例性的水通道的精磨机板节段可以具有水通道，该水通道还包括在通道底部上的第一径向位置处的水通道槽谷和在通道底部上的第二径向位置处的相邻水通道顶峰，其中，所述通道底部以直线、凹曲线、凸曲线或S形曲线连接水通道槽谷和相邻水通道顶峰。

示例性的精磨机板节段的可变的基底轮廓可以形成横向波的形状。在其它示例性的实施例中，水通道底部形成横向波的形状。

示例性的水通道还可以进一步包括在多个水通道顶峰之间交替设置的多个水通道槽谷，每一个水通道顶峰与至少一个水通道槽谷相邻。

具有可变的基底轮廓的示例性的精磨机板节段可以具有可变的基底轮廓，该可变的基底轮廓还包括在多个顶峰之间交替设置的多个槽谷，每一个顶峰与至少一个槽谷相邻。

示例性的水通道由基底限定。基底可以限定水通道，该水通道具有通道底部和在水通道第一端和水通道第二端之间延伸的远侧设置的基底侧壁，所述通道底部设置在精磨机板节段的前面下的基底内。

一种示例性的机械精磨机，包括：第一精磨组件，其具有在轴线上的旋转中心并且被配置为绕所述轴线旋转，以及面对所述第一精磨组件的第二精磨组件，其中所述第一精磨组件和所述第二精磨组件各自包括：背衬结构和环形布置并固定地接合到所述背衬结构的多个精磨机板节段，所述精磨机板节段具有：基底，其包括：径向长度，设置在所述径向长度的第一端的窄侧，设置在所述径向长度的第二端的宽侧，所述宽侧沿着径向长度径向地远离所述窄侧定位，所述宽侧比窄侧宽，沿着径向长度在所述窄侧和宽侧之间延伸的第一侧面，沿着径向长度在所述窄侧和宽侧之间延伸的第二侧面，第二侧面是从第一侧面向远侧设置的，与前表面相对地设置的后表面，后表面和前表面在所述宽侧、窄侧、第一侧面和第二侧面之间延伸，后表面设置在背衬结构上，其中，前表面还包括具有多个交替的精磨棱和槽的区域，其中精磨棱接合基底，而且相邻的精磨棱和基底在相邻的精磨棱之间限定槽，其中交替的精磨棱和槽的区域被称为“精磨部”，其中，基底还包括设置在精磨部和窄侧之间的可变的基底轮廓，所述可变的基底轮廓包括：在前表面上的第一径向位置处的槽谷，在前表面上的第二径向位置处的相邻顶峰，其中，前表面连接所述槽谷和相邻顶峰，并且其中基底还包括水通道，该水通道的第一端设置为比第二端更靠近窄侧。

示例性的机械精磨机可以从由转子-定子精磨机、反向旋转精磨机、双盘式精磨机、盘式-锥形精磨机和锥形精磨机所组成的组中选择。

另一示例性的用于机械精磨机的精磨机板节段，包括：基底，其具有：径向长度，设置在所述径向长度的第一端的窄侧；设置在所述径向长度的第二端的宽侧，所述宽侧沿着径向长度径向地远离所述窄侧定位，所述宽侧比窄侧宽；沿着径向长度在所述窄侧和宽侧之间延伸的第一侧面；沿着径向长度在所述窄侧和宽侧之间延伸的第二侧面，第二侧面是从第一侧面向远侧设置的；与前表面相隔一定厚度的后表面，后表面和前表面在所述宽侧、窄侧、第一侧面和第二侧面之间延伸，其中，前表面还包括具有多个交替的精磨棱和槽的区域，其中精磨棱接合基底，而且相邻的精磨棱和基底在相邻的精磨棱之间限定槽，其中交替的精磨棱和槽的区域被称为“精磨部”，其中，基底还包括设置在精磨部和窄侧之间的可变的基底轮廓，所述可变的基底轮廓包括：在前表面上的第一径向位置处的槽谷，在前表面上的第二径向位置处的相邻顶峰，其中，前表面以S形曲线连接所述槽谷和相邻顶峰，并且其中基底还包括水通道，该水通道的第一端设置为比第二端更靠近窄侧，第二端更靠近宽侧设置，基底限定水通道，水通道具有通道底部和在水通道第一端和水通道第二端之间延伸的远侧设置的基底侧壁，所述通道底部设置在所述前表面下的基底内。

这种示例性的精磨机板节段还可以包括设置在窄侧和精磨部之间的破碎机棱，其中，基底还包括多个水通道。

虽然已经结合目前被认为是最实用和优选的实施例描述了本发明，但应当理解的是，本发明不限于所公开的实施例，相反，本发明旨在涵盖包含在本发明的精神和范围内的各种修改和等同布置。