Measurement of Normal and Shear Forces during Refining Using a Piezoelectric Force Sensor

摘要

The normal and shear forces acting on pulp floes and wood chips have been measured over a 5 mm section of an individual bar in the stationary plate of a laboratory single-disc refiner, using a novel piezoelectric force sensor. The results of this preliminary study indicate that the forces on pulp floes at 20% consistency are qualitatively similar to those at low consistency, measured in a previous study. There is a large peak in both the normal and shear forces occurring over the initial part of an impact that decreases greatly over the final portion of the impact. For wood chips, it was observed that impacts would last for several bar crossings and occur periodically with each rotation of the refiner. This is in accordance with earlier high-speed photographic observations of the flow of chips in refiner mechanical pulp refiners.%Nous avons mesuré les forces normale et tangenîielle agissant localement sur les amas de pâte et les copeaux entre les lames d'un raffineur, sur une section de lame de 5 mm, à l'aide d'un nouveau capteur de force piézoélectrique. Les résultats de cette étude préliminaire indiquent que les forces agissant sur des amas de pate à 20% de concentration sont qualitativement similaires à celles qui furent mesurées lors du raffinage à basse concentration. Les forces normale et tangentielle montrent toutes deux un pic prononcé en début d'impact, et leur amplitude est considérablement réduite dans la portion finale de l'impact. Lors du raffinage de copeaux, des trains d'impacts d'une durée équivalente à plusieurs croisements de lames furent observés. Ces trains d'impacts se répétaient souvent avec une périodicité correspondant à une rotation complète du raffineur. Cette observation concorde avec les résultats d'une étude antécédante de l'écoulement des copeaux dans un raffineur non-pressurisé par imagerie à haute vitesse.