AT13128U1 - Refiner - Google Patents

Abstract

Ein Refiner (1) weist einen Stator (2) und einen Rotor (4) auf. Der Stator und der Rotor weisen einen flachen Abschnitt (7, 9) und einen konischen Abschnitt (8, 10) auf. Der konische Abschnitt hat ein erstes Ende (17) eines kleineren Durchmessers (D1) und ein zweites Ende (18) eines größeren Durchmessers (D2). Die Refinerfläche (12) des konischen Abschnitts des Stators weist Dämme (22) am Abstand von maximal fünf Sechsteln des gesamten Abstands (D) zwischen dem ersten und dem zweiten Ende des konischen Abschnitts beginnend von dem ersten Ende des konischen Abschnitts auf, so dass zumindest drei Viertel der Vertiefungen mit Dämmen versehen sind und das verbleibende Sechstel der Refinerfläche Dämme aufweist, so dass maximal ein viertel der Vertiefungen mit Dämmen versehen ist. Ebenso ist ein Lamellensegment (19) für einen konischen Abschnitt (8) eines Stators (2) eines Refiners (1) vorgesehen.

Description

österreichisches Patentamt AT13128U1 2013-06-15

Beschreibung

REFINER

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

[0001] Die Erfindung betrifft einen Refiner mit einem Stator und einem Rotor, wobei der Stator und der Rotor einen flachen Abschnitt und einen konischen Abschnitt aufweisen, wobei der konische Abschnitt ein erstes Ende eines kleineren Durchmessers und ein zweites Endes eines größeren Durchmessers hat, so dass das erste Ende des konischen Abschnitts mit kleinerem Durchmesser zu dem flachen Abschnitt gerichtet ist und das zweite Ende des konischen Abschnitts mit größerem Durchmesser von dem flachen Abschnitt weg gerichtet ist, und wobei der flache Abschnitt und der konische Abschnitt Refinerflächen aufweisen, die mit Lamellenleisten und Lamellenvertiefungen versehen sind.

[0002] Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein Lamellensegment einer Refinerfläche eines Refiners mit einem Stator und einem Rotor, wobei der Stator und der Rotor einen flachen Abschnitt und einen konischen Abschnitt aufweisen, wobei der konische Abschnitt ein erstes Ende eines kleineren Durchmessers und ein zweites Endes eines größeren Durchmessers hat, so dass das erste Ende des konischen Abschnitts mit kleinerem Durchmesser zu dem flachen Abschnitt gerichtet ist und das zweite Ende des konischen Abschnitts mit größerem Durchmesser von dem flachen Abschnitt weg gerichtet ist, und wobei das Lamellensegment so konfiguriert werden kann, dass dieses zumindest einen Teil der Refinerfläche des konischen Abschnitts des Stators ausbildet, und wobei das Lamellensegment Lamellenleisten und Lamellenvertiefungen dazwischen aufweist.

[0003] Refiner zum Verarbeiten von Fasermaterial weisen typischerweise zwei aber möglicherweise ebenso mehr gegenüber angeordnete Refinerflächen auf, von denen zumindest eine so angeordnet ist, dass diese sich um eine Welle dreht, so dass die Refinerflächen sich relativ zueinander drehen. Die Refinerflächen des Refiners, insbesondere seiner Lamellenflächen oder der Lamellensatz bestehen typischerweise aus Vorsprüngen, insbesondere Lamellenleisten, die in der Refinerfläche vorgesehen sind, und Lamellenvertiefungen zwischen den Lamellenleisten. Im Folgenden werden die Lamellenleisten ebenso als Leisten und die Lamellenvertiefungen als Vertiefungen bezeichnet. Die Refinerfläche besteht oft aus einer Mehrzahl von nebeneinander angeordneten Lamellensegmenten, wobei in diesem Fall die Refinerflächen der individuellen Lamellensegmente gemeinsam eine integrale einheitliche Refinerfläche ausbilden.

[0004] WO 97/18037 offenbart einen Refiner, der mit einem Stator, insbesondere einem fixierten unbeweglichen Refinerelement und einem Refinerelement versehen ist, das mittels einer Welle gedreht werden kann, insbesondere einem Rotor. Sowohl der Stator mit seiner Refinerfläche als auch der Rotor mit seiner Refinerfläche sind aus einem flachen Abschnitt, der im Wesentlichen senkrecht zu der Rotorwelle ist, und einem konischen Abschnitt ausgebildet, der nach diesem flachen Abschnitt vorgesehen ist und mit einem Winkel bezogen auf den flachen Abschnitt angeordnet ist. Der konische Abschnitt hat daher das erste Ende eines kleineren Durchmessers und das zweite Ende eines größeren Durchmessers, so dass das erste Ende des konischen Abschnitts mit dem kleineren Durchmesser in Richtung auf den flachen Abschnitt des Refiners gerichtet ist und das zweite Ende des konischen Abschnitts mit dem größeren Durchmesser von dem flachen Abschnitt des Refiners weg gerichtet ist. Der flache und der konische Abschnitts des Stators und des Rotors sind voneinander beanstandet, so dass ein Lamellenspalt zwischen der Refinerfläche des Stators und der Refinerfläche des Rotors gebildet wird. Das Fasermaterial, das raffiniert werden soll, wird in den Lamellenspalt zwischen den flachen Abschnitten des Stators und des Rotors gefördert. Wenn das Material, das raffiniert werden soll, bearbeitet wird, bewegt es sich in Richtung auf den Lamellenspalt zwischen den Refinerflächen des flachen Abschnitts und weitergehend in den Lamellenspalt zwischen den Refinerflächen des konischen Abschnitts und schließlich von dem Lamellenspalt weg.

[0005] Fig. 2 ist eine schematische Ansicht einer Refinerfläche eines Lamellensegments für 1 /13 österreichisches Patentamt AT13128U1 2013-06-15 einen konischen Abschnitt eines Stators, der typischerweise bei den Refinern verwendet wird, wie beispielsweise in WO 97/18037 offenbart ist. Das Lamellensegment 19 von Fig. 2 nach dem Stand der Technik weist eine Refinerfläche 12 mit Lamellenleisten 20 und Lamellenvertiefungen 21 zwischen den Lamellenleisten 20 auf. Zwischen den Lamellenleisten 20 befinden sich ebenso Dämme 22, deren Zweck es ist, das Material, das raffiniert werden soll und in die Lamellenvertiefung zwischen den Lamellenleisten des Stators und der Rotorrefinerfläche läuft, auszurichten. Die Refinerfläche des Lamellensegments für den konischen Abschnitt des Stators bei Refinern mit einem flachen Abschnitt und einem konischen Abschnitt weist vielzählige Dämme auf, die über den gesamten Refinerflächenbereich verteilt sind.

[0006] Im Allgemeinen wurde angenommen, dass die Dämme die Refinerwirkung verstärken. Jedoch haben letzte Studien gezeigt, dass die Dämme tatsächlich nicht wirklich diese Wirkung haben. Die Dämme verursachen, dass das Material, das raffiniert werden soll, als dünne Schicht und mit einer hohen Geschwindigkeit durch den Lamellenspalt strömt, so dass der Refiner nicht ausreichend beladen werden kann. In diesem Fall bleiben die Entfaserungswirkung und die Ausgangs- oder Produktionskapazität des Refiners niedrig. Wenn der Zweck darin besteht, einen guten Grad einer Mahlung zu erzielen, muss die Produktionskapazität verringert werden. Aufgrund der verringerten Produktionskapazität kann das Material, das raffiniert werden soll, für eine längere Zeit in dem Lamellenspalt verbleiben und kann somit ein Grad einer Mahlung höher werden.

[0007] Die Dämme verursachen ebenso, dass der Lamellensatz des Stators des Refiners, der sowohl den flachen Abschnitt als auch den konischen Abschnitt hat, aufgrund des zu raffinierenden Materials blockiert sehr einfach werden. Aufgrund dieser Blockierung verringert sich das Strömungsvolumen für den Dampf, der während des Mahlens gebildet wird, von dem vorherigen Zustand, was die Beladungskapazität des Refiners verringert und somit den Grad der Mahlung oder die Produktionskapazität verringert.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

[0008] Eine Aufgabe der Erfindung ist ein neuartiger Refiner, der ein verbessertes Refinerergebnis zur Verfügung stellt.

[0009] Der Refiner der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Refinerfläche des konischen Abschnitts des Stators Dämme mit einem Abstand von maximal fünf Sechsteln eines gesamten Abstands zwischen dem ersten und dem zweiten Ende des konischen Abstands beginnend von dem ersten Ende des konischen Abstands aufweist, so dass zumindest drei Viertel der Lamellenvertiefungen mit Dämmen versehen sind und dass das verbleibende Sechstel der Refinerfläche des konischen Abschnitts des Stators Dämme aufweist, so dass maximal ein Viertel der Lamellenvertiefungen mit Dämmen versehen ist.

[0010] Ein Lamellensegment der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Refinerfläche des Lamellensegments des konischen Abschnitts des Stators Dämme mit einem Abstand von maximal fünf Sechsteln des gesamten Abstands zwischen dem inneren und dem äußeren Umfang des Lamellensegments beginnend von dem inneren Umfang des Lamellensegments aufweist, so dass zumindest drei Viertel der Lamellenvertiefungen mit Dämmen versehen sind und dass das verbleibende Sechstel der Refinerfläche des konischen Abschnitts des Stators Dämme aufweist, so dass maximal ein Viertel der Lamellenvertiefungen mit Dämmen versehen ist.

[0011] Ein Refiner weist einen Stator und einen Rotor auf, wobei der Stator und der Rotor einen flachen Abschnitt und einen konischen Abschnitt aufweisen. Der konische Abschnitt hat ein erstes Ende eines kleineren Durchmessers und das zweite Ende eines größeren Durchmessers, so dass das erste Ende des konischen Abschnitts mit kleinerem Durchmesser zu dem flachen Abschnitt des Refiners gerichtet ist und das zweite Ende des konischen Abschnitts mit größerem Durchmesser vor dem flachen Abschnitts des Refiners weg gerichtet ist. Der flache Abschnitt und der konische Abschnitt weisen Refinerflächen auf, die mit Lamellenleisten und Lamellenvertiefungen versehen sind. Die Refinerfläche des konischen Abschnitts des Stators 2/13 österreichisches Patentamt AT13128U1 2013-06-15 weist Dämme an dem Abstand von maximal fünf Sechsteln des gesamten Abstands zwischen dem ersten und dem zweiten Ende des konischen Abschnitts beginnend von dem ersten Ende des konischen Abschnitts auf, so dass zumindest drei Viertel der Lamellenvertiefungen mit Dämmen versehen sind und dass das verbleibende Sechstel der Refinerfläche des konischen Abschnitts des Stators Dämme aufweist, so dass maximal ein Viertel der Lamellenvertiefungen mit Dämmen versehen ist.

[0012] Durch Vorsehen einer Refinerfläche des konischen Abschnitts des Stators, so dass nur eine sehr limitierte Anzahl von Dämmen an der unmittelbaren Umgebung des zweiten Endes des konischen Abschnitts der Statorrefinerfläche vorhanden ist, ist es möglich, eine verbesserte Pulpequalität zu erzielen, da der Dampf oder die Feuchtigkeit, die während des Raffinierens gebildet wird, und die Fasern, die durch den Dampf gefördert werden, freier in Richtung auf den Auslass des Lamellenspalts strömen können. Das verringert die Dampfgeschwindigkeit und vergrößert auf diesem Weg die Faserverweilzeit an der Refinerfläche. Das verbessert weitergehend die Stabilität und die Einheitlichkeit der Raffinierung und stellt somit eine verbesserte Pulpequalität zur Verfügung.

[0013] Eine sehr limitierte Anzahl von Dämmen zumindest in der unmittelbaren Umbebung des zweiten Endes des konischen Abschnitts der Statorrefinerfläche verringert ebenso die Möglichkeit, dass der Lamellensatz blockiert wird, da das Strömungsvolumen für den Dampf, der während des Mahlens gebildet wird, so hoch bleibt, dass der Dampf aus dem Lamellenspalt effektiv austreten kann. Jedoch tritt das zu raffinierende Material nicht aus dem Lamellenspalt mit dem Dampf aus, da die Lamellenleisten die Strömung des Materials, das zu raffinieren ist, aus dem Lamellenspalt verlangsamen, wodurch somit eine effiziente Entfaserung und eine hohe Produktionskapazität des Refiners ermöglicht werden.

KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN

[0014] Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Einzelnen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen diskutiert, wobei [0015] Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Refiners ist, bei dem die offenbarte Lösung einer Refinerfläche angewendet werden kann; [0016] Fig. 2 eine schematische Ansicht einer Refinerfläche eines Lamellensegments eines konischen Abschnitts eines Stators nach dem Stand der Technik ist; [0017] Fig. 3 eine schematische Ansicht eines Lamellensegments eines konischen Abschnitts eines Stators ist.

[0018] Zur Verdeutlichung sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung in den Figuren vereinfacht. Ähnliche Teile sind mit ähnlichen Bezugszeichen bezeichnet.

DETAILLIERTE OFFENBARUNG EINIGER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE DER ERFINDUNG

[0019] Fig. 1 ist eine schematische Ansicht eines Refiners 1 zum Raffinieren von fasrigem Material. Der Refiner 1 ist mit einem fixierten Stator 2 versehen, der an einem Rahmen des in Fig. 1 nicht gezeigten Refiners 1 gestützt ist. Der Stator 2 weist einen Rahmenabschnitt 3 des Stators 2 und eine Refinerfläche auf, die aus Lamellenleisten und Lamellenvertiefungen besteht, insbesondere eine Statorlamelle oder einen Lamellensatz. Ferner ist der Refiner 1 mit einem Rotor 4 mit einem Rahmenabschnitt 5 des Rotors 4 und einer Refinerfläche versehen, die aus Lamellenleisten und Lamellenvertiefungen besteht, insbesondere einer Rotorlamelle oder einem Lamellensatz. Der Rotor 4 ist so angeordnet, dass er durch eine Welle 6 und einen nicht gezeigten Motor gedreht wird. Der Stator 2 weist einen flachen Abschnitt 7 und einen konischen Abschnitt 8 auf. Der Rotor 4 weist entsprechend einen flachen Abschnitt 9 und einen konischen Abschnitt 10 auf. Die flachen Abschnitte 7 und 9 sind im Wesentlichen senkrecht zu der Welle 6 angeordnet und die konischen Abschnitte 8 und 10 sind mit einem vorbestimmten Winkel zu den flachen Abschnitten 7 und 9 angeordnet. Der konische Abschnitt des Refiners 1 hat daher ein erste Ende 17 eines kleineren Durchmessers D1 und ein zweites Ende 18 eines 3/13 österreichisches Patentamt AT 13 128 Ul 2013-06-15 größeren Durchmessers D2, so dass das erste Ende 17 des konischen Abschnitts mit kleinerem Durchmesser D1 zu dem flachen Abschnitt gerichtet ist und das zweite Ende 18 des konischen Abschnitts mit größerem Durchmesser D2 von dem flachen Abschnitt weg gerichtet ist. Das erste Ende 17 des konischen Abschnitts mit kleinerem Durchmesser D1 kann ebenso als Innenumfang des konischen Abschnitts bezeichnet werden und das zweite Ende 18 des konischen Abschnitts mit größerem Durchmesser D2 kann ebenso als Außenumfang des konischen Abschnitts bezeichnet werden. Die Durchmesser D1 und D2 sind schematisch in Fig. 1 an den äußersten Punkten der entsprechenden Refinerflächen des flachen und des konischen Abschnitts des Stators aufgetragen.

[0020] Der flache Abschnitt 7 des Stators 2 weist eine Refinerfläche 11 auf und der konische Abschnitt 8 des Stators 2 weist eine Refinerfläche 12 auf. Der flache Abschnitt 9 des Rotors 4 weist eine Refinerfläche 13 auf und der konische Abschnitt 10 des Rotors 4 weist eine Refinerfläche 14 auf. Der Rotor 4 ist mit einem Abstand von dem Stator 2 so angeordnet, dass ein Lamellenspalt 15 zwischen den Refinerflächen des Rotors 4 und den Refinerflächen des Stators 2 bestehen bleibt. Die Abmessung des Lamellenspalts 15 kann typischenweise an dem flachen Abschnitt und dem konischen Abschnitt separat eingestellt werden. Das Fasermaterial, das raffiniert werden soll, wird mittels einer Förderschraube 16 beispielsweise durch die Mitte des flachen Abschnitts 7 der Refinerfläche 11 des Stators 2 zu dem Lamellenspalt 15 befördert, wo das Fasermaterial raffiniert wird und es sich gleichzeitig zwischen dem flachen Abschnitt 7 der Refinerfläche 11 des Stators 2 und dem flachen Abschnitt 9 der Refinerfläche 13 des Rotors 4 in Richtung auf einen Abschnitt zwischen den konischen Abschnitten 8, 10 in den Lamellenspalt 15 und schließlich von dem Lamellenspalt 15 weg bewegt. Ein Fachmann ist mit dem allgemeinen Aufbau und dem Betriebsprinzip von Refinern vertraut und diese werden daher in diesem Zusammenhang nicht weitergehend diskutiert.

[0021] Fig. 3 ist eine schematische Ansicht eines Lamellensegments 19 für den konischen Abschnitt 8 des Stators 2, wobei das Lamellensegment 19 einen Teil der integralen Refinerfläche 12 des konischen Abschnitts 8 des Stators 2 bilden soll. Das Lamellensegment 19 hat einen Innenumfang oder Rand 23, der an dem ersten Ende 17 des konischen Abschnitts 8 des Stators 2 anzuordnen ist, und den äußeren Umfang oder Rand 24, der an dem zweiten Ende des konischen Abschnitts 8 des Rotors 4 anzuordnen ist. Die Refinerfläche 12 weist Lamellenleisten 20 und Lamellenvertiefungen 21 zwischen den Lamellenleisten 20 auf. Die Lamellenleisten 20 übernehmen das Raffinieren des Fasermaterials, das raffiniert werden soll, und die Lamellenvertiefungen 21 tragen das Fasermaterial, das raffiniert werden soll, ebenso wie das raffinierte Material vorwärts und übernehmen ebenso die Förderung des Dampfs oder des Wasserdampfs, der während des Raffinierens gebildet wird, von dem Lamellenspalt 15 fort. Das Lamellensegment 19 weist ferner Dämme 22 an dem Boden der Lamellenvertiefungen 21 zwischen den Lamellenleisten 20 auf, wobei der Zweck der Dämme ist, das zu raffinierende und in den Lamellenvertiefungen zwischen den Lamellenleisten des Stators und den Rotorrefinerflächen laufende Material zu richten oder zu übertragen.

[0022] Die Refinerfläche 12 des Lamellensegments 19 des konischen Abschnitts 8 des Stators 2 in Fig. 3 weist Dämme 22 auf, so dass die Refinerfläche 12 Dämme 22 mit einem Abstand von maximal ungefähr 0,7 x D des gesamten Abstands D zwischen dem inneren 23 und dem äußeren 24 Umfang des Lamellensegments 19 beginnend von dem inneren Umfang 23 des Lamellensegments 19 aufweist. Somit hat das Lamellensegment 19 die Länge entsprechend dem Abstand D von dem inneren Umfang 23 des Lamellensegments 19 zu dem äußeren Umfang 24 des Lamellensegments 19 und weist nur maximal 0,7 x D des gesamten Abstands D beginnend von dem inneren Umfang 23 des Lamellensegments 19 Dämme 22 auf. Anders gesagt weist das Lamellensegment 19 eine Zone 25 an dem äußeren Umfang 24 auf, wobei die Zone 25 überhaupt keine Dämme 22 aufweist. In dem Ausführungsbeispiel, das in Fig. 3 gezeigt ist, hat diese Zone eine Länge, die ungefähr 0,3 x D beginnend von dem äußeren Umfang 24 des Lamellensegments 19 in Richtung auf den inneren Umfang 23 des Lamellensegments 19 aufweist.

[0023] In der Lösung weist die Refinerfläche 12 des konischen Abschnitts 8 des Stators 2 4/13 österreichisches Patentamt AT13 128U1 2013-06-15 Dämme 22 mit einem Abstand von maximal fünf Sechsteln des gesamten Abstands D zwischen dem inneren 23 und dem äußeren 24 Umfang des Lamellensegments 19 beginnend von dem inneren Umfang 23 des Lamellensegments 19 auf, so dass zumindest drei Viertel der Lamellenvertiefungen 21 mit Dämmen 22 versehen sind und dass das verbleibende Sechstel der Refinerfläche 12 des konischen Abschnitts 8 des Stators 2 Dämme 22 aufweist, so dass maximal ein Viertel der Lamellenvertiefungen 21 mit Dämmen 22 versehen ist.

[0024] Es ist ebenso möglich, dass die Refinerfläche 12 des konischen Abschnitts 8 des Stators 2 Dämme 22 mit einem Abstand von maximal zwei Dritteln des gesamten Abstands D zwischen dem ersten 17 und zweiten 18 Ende des konischen Abschnitts 8 beginnend von dem ersten Ende 17 des konischen Abschnitts 8 aufweist, so dass zumindest drei Viertel der Lamellenvertiefungen 21 mit Dämmen 22 versehen sind und dass das verbleibende Drittel der Refinerfläche 12 des konischen Abschnitts 8 des Stators 2 Dämme 22 aufweist, so dass maximal ein Viertel der Lamellenvertiefungen 21 mit Dämmen 22 versehen ist.

[0025] Es ist ebenso möglich, dass die Refinerfläche 12 des konischen Abschnitts 8 des Stators 2 Dämme 22 mit dem Abstand von maximal einer Hälfte des gesamten Abstands D zwischen dem ersten 17 und dem zweiten 18 Ende des konischen Abschnitts 8 beginnend von dem ersten Ende 17 des konischen Ende 8 aufweist, so dass zumindest drei Viertel der Lamellenvertiefungen 21 mit Dämmen 22 versehen sind und die verbleibende Hälfte der Refinerfläche 12 des konischen Abschnitts 8 des Stators 2 Dämme 22 aufweist, so dass maximal ein Viertel der Lamellenvertiefungen 21 mit Dämmen 22 versehen ist.

[0026] Die Wirkung davon, insbesondere dass eine sehr limitierte Anzahl von Dämmen 22 in der unmittelbaren Umgebung des äußeren Umfangs 24 der Refinerfläche 12 des konischen Abschnitts des Stators vorgesehen ist, ist es, dass die Bewegung des Materials, das zu raffinieren ist, und des raffinierten Materials in der Praxis nicht durch die Dämme blockiert wird. Da die Dämme die offene Fläche für die Strömung des Dampfs oder des Wasserdampfs verringern, der während des Raffinierens gebildet wird, erhöhen die Dämme die Geschwindigkeit des Dampfs und der Fasern, die mit dem Dampf strömen, und verringern daher die Verweilzeit der Fasern in dem Refinerflächenbereich, so dass die Qualität der Pulpe und die Einheitlichkeit des Raffinierens sich verschlechtern. Durch Entfernen der Dämme, wie es offenbart ist, kann der Dampf frei in Richtung auf den Auslass des Lamellenspalts strömen. Das verringert die Dampfgeschwindigkeit und erhöht die Faserverweilzeit an der Refinerfläche, wobei somit sich die Stabilität und die Einheitlichkeit des Raffinierens verbessert und daher eine bessere Pulpequalität zur Verfügung stellt.

[0027] Fig. 3 offenbart eine Lösung, bei der die Refinerfläche 12 des konischen Abschnitts 8 des Stators 2 Dämme 22 nur an dem Abschnitt von maximal drei Vierteln des gesamten Abschnitts D zwischen dem ersten Ende 17 und dem zweiten Ende 18 des konischen Abschnitts 8 beginnend von dem ersten Ende 17 des konischen Abschnitts 8 des Stators 2 aufweist. Das bedeutet, dass es eine Refinerfläche 225 an dem äußeren Umfang des konischen Abschnitts 8 des Stators 2 gibt, wobei überhaupt keine Dämme 22 vorgesehen sind. Diese Art der Refinerflächenlösung ist sehr gut für den konischen Abschnitt des Stators geeignet. Der Abschnitt der Refinerfläche, der überhaupt keine Dämme aufweist, kann variieren. Daher ist es möglich, dass die Refinerfläche 12 des Lamellensegments für den konischen Abschnitt 8 des Stators 2 Dämme 22 nur an dem Abstand von beispielsweise maximal einer Hälfte oder einem Viertel des gesamten Abstands D zwischen dem inneren 23 und dem äußeren 24 Umfangs des Lamellensegments 19 beginnend von dem inneren Umfang 23 des Lamellensegments 19 aufweist. Es ist ebenso möglich, dass die Refinerfläche 12 des konischen Abschnitts des Stators 2 überhaupt keine Dämme 22 aufweist.

[0028] Je größer der Abschnitt der Refinerfläche 12 ohne Dämme ist, desto freier können der Dampf und die Fasern mit dem Dampf von dem ersten Ende 17 des konischen Abschnitts mit dem kleineren Durchmesser in Richtung auf das zweite Ende 18 des konischen Abschnitts laufen oder sich bewegen. Die vorstehend beschriebenen Refinerflächen sind insbesondere nützlich bei dem konischen Abschnitt des Stators bei Refiner mit hoher Stoffdichte. Refiner mit 5/13 österreichisches Patentamt AT 13 128 Ul 2013-06-15 hoher Stoffdichte können sowohl als Refiner der ersten Phase zum Raffinieren von Holzschnitzeln und als Refiner der zweiten Phase oder ein weiterer Refiner zum weitergehenden Raffinieren von Holzschnitzeln verwendet werden, die schon raffiniert sind, oder Faserpulpe oder ein anderes Faser enthaltendes Material. Bei Refinern mit hoher Stoffdichte beträgt die Stoffdichte des Materials, das zu raffinieren ist, typischerweise 25% oder 30%. Aufgrund der Grundstoffdichte treten die Strömung des Materials, das zu raffinieren ist, und die Strömung des Materials, das raffiniert wurde, hauptsächlich in der Dampf- oder der Wasserdampfphase auf. Da der Lamellenspalt an der äußeren Zone des konischen Abschnitts des Stators bei Refinern mit hoher Stoffdichte in der Nähe des äußeren Umfangs oder des zweiten Endes des konischen Abschnitts angefüllte mit Dampf ist, wird Dampf typischerweise aus dem Lamellenspalt aus dem Refiner sehr einfach und mit einer hohen Geschwindigkeit herausströmen, gleichzeitig eine Menge Fasern aus dem Lamellenspalt heraustragen, wobei diese Wirkung normalerweise bis zu einem gewissen Ausmaß durch die Dämme in der Nähe des äußeren Umfangs des konischen Abschnitts verstärkt wird. Nun wird aufgrund des Mangels der Dämme zumindest in der Nähe des äußeren Umfangs des konischen Abschnitts des Stators die Dampfgeschwindigkeit in der Nähe des äußeren Umfangs des konischen Abschnitts des Stators verringert, wobei sich somit die Faserverweilzeit an der Refinerfläche erhöht und somit sich die Pulpequalität verbessert, wie vorstehend diskutiert ist.

[0029] Die vorstehend beschriebenen Lösungen einer Refinerfläche können ebenso bei einem konischen Abschnitt des Stators in Refinern mit niedriger Stoffdichte verwendet werden. Bei Refinern mit niedriger Stoffdichte liegt die Stoffdichte des Materials, das zu raffinieren ist, typischerweise unter 8% und oft unter 5%. Aufgrund der niedrigen Stoffdichte findet die Strömung des Materials, das zu raffinieren ist, und die Strömung des Materials, das raffiniert wurde, bei Refinern mit niedriger Stoffdichte hauptsächlich in der flüssigen Phase statt, die Wasser und Fasern enthält, wobei die Menge des Dampfs minimal ist. Typischenweise liegt überhaupt kein Dampf vor.

[0030] Die Abmessung des Lamellenspalts bei Refinern mit niedriger Stoffdichte ist typischerweise kleiner als bei den Refinern mit hoher Stoffdichte. Aufgrund des größeren Lamellenspalts und der hohen Stoffdichte ist die Menge des Materials, das zu raffinieren ist, bei Refinern mit hoher Stoffdichte größer als bei Refinern mit niedriger Stoffdichte. Das bedeutet, dass die Behandlung der Fasern bei Refinern mit hoher Stoffdichte mehr über den Faser-Faser-Kontakt als bei den Refinern mit niedriger Stoffdichte stattfindet, wobei der Faser-Faser-Kontakt den Grad der Mahlung vergrößert. Aufgrund dieser Charakteristiken ist die Energiemenge, die zum Raffinieren verwendet wird, bei den Refinern mit hoher Stoffdichte größer als bei den Refinern mit niedriger Stoffdichte, was bedeutet, dass eine Menge Dampf während des Raffinierens bei den Refinern mit hoher Stoffdichte erzeugt wird. Aufgrund dieses Dampfs erfordert das Mahlen bei Refinern mit hoher Stoffdichte ein größeres Strömungsvolumen als bei den Refinern mit niedriger Stoffdichte, wobei das Mahlen in der flüssigen Phase mit Wasser und Fasern stattfindet. Daher ist bei den Refinern mit hoher Stoffdichte insbesondere das größere Strömungsvolumen von Vorteil, wobei das größere Strömungsvolumen durch Verringern der Anzahl der Dämme in dem konischen Abschnitt des Stators erzielt werden kann. Der größere Lamellenspalt der Refiner mit hoher Stoffdichte stellt ebenso gleichzeitig eine höhere Produktionskapazität als bei den Refinern mit niedriger Stoffdichte zur Verfügung.

[0031] Aufgrund der niedrigeren Stoffdichte ist die Menge der Fasern bei den Refinern mit niedriger Stoffdichte geringer als bei Refinern mit hoher Stoffdichte. Da bei Refinern mit niedriger Stoffdichte das Raffinieren in der flüssigen Phase mit Wasser und Fasern stattfindet und weniger Energie bei Refinern mit niedriger Stoffdichte als bei Refinern mit hoher Stoffdichte benötigt wird, ist der Bedarf nach einem großen Strömungsvolumen bei Refinern mit niedriger Stoffdichte nicht so kritisch wie bei Refinern mit hoher Stoffdichte. Jedoch verringern die Dämme die Produktionskapazität des Refiners mit niedriger Stoffdichte ebenso. Da die Blockierung des Lamellensatzes aufgrund des Materials, das zu raffinieren ist, ein nicht so sehr großes Problem bei Refinern mit niedriger Stoffdichte als bei Refinern mit hoher Stoffdichte ist, sind die Vorteile der vorstehend beschriebenen Lösung einer Refinerfläche nicht so signifikant bei Refi- 6/13 österreichisches Patentamt AT13 128U1 2013-06-15 nern mit niedriger Stoffdichte im Vergleich mit Refinern mit hoher Stoffdichte.

[0032] Die Drehzahl des Rotors von den Refinern mit niedriger Stoffdichte ist ebenso viel geringer als bei den Refinern mit hoher Stoffdichte. Die höhere Umfangsgeschwindigkeit des Rotors bei Refinern mit hoher Stoffdichte beeinträchtigt das Mahlen der Refiner mit hoher Stoffdichte, so dass die Anzahl der Kollisionen mit dem Material, das zu raffinieren ist, durch die Lamellenleisten viel größer bei den Refinern mit hoher Stoffdichte als bei den Refinern mit niedriger Stoffdichte ist. Teilweise aufgrund dieser Tatsache kann der Refiner mit hoher Stoffdichte mehr als die Refiner mit niedriger Stoffdichte beladen werden. Die hohe Beladung bedeutet einen hohen Energieverbrauch, eine große Dampfmenge und einen weitergehenden Bedarf nach einem großen Strömungsvolumen, voraus folgt, dass die vorstehend beschriebene Lösung einer Refinerfläche insbesondere für Refiner mit hoher Stoffdichte geeignet ist. Je höher die Umfangsgeschwindigkeit des Rotors ist, umso eher tendieren die Fasern sich dichter an den Dämmen des Stators zu akkumulieren, dass zu der Blockade des Statorlamellensatzes führt. Aufgrund der niedrigeren Drehzahl des Rotors bei den Refinern mit niedriger Stoffdichte ist die Wirkung der Drehzahl des Rotors auf die Strömung des Materials, das zu raffinieren ist, nicht so signifikant bei Refinern mit niedriger Stoffdichte wie bei Refinern mit hoher Stoffdichte. Das hebt die Vorteile der Verwendung der vorstehend beschriebenen Lösung einer Refinerfläche bei Refinern mit hoher Stoffdichte hervor, wobei die Blockage des Statorlamellensatzes effektiv durch Verringern der Anzahl der Dämme an dem konischen Abschnitt des Stators verringert werden kann.

[0033] Die Vorteile der Lösung werden somit bei Refinern mit hoher Stoffdichte hervorgehoben, wobei das Mahlen in der Dampfphase stattfindet. Während des Mahlens kann der Dampf effektiv aus dem Lamellenspalt über die Lamellenvertiefungen ohne Dämme strömen. Da die Lamellenvertiefungen des konischen Abschnitts des Stators die Strömung des Materials verhindern, das zu raffinieren ist, verbleibt das Fasermaterial noch unter dem Einfluss des Raffinierens. Bei Refinern mit niedriger Stoffdichte, bei denen das Mahlen in der flüssigen Phase stattfindet, treten das raffinierte Material und Wasser aus dem Lamellenspalt einfacher als vorher aus, wodurch die Produktionskapazität des Refiners sich vergrößert.

[0034] Die vorstehend beschriebene Lösung einer Refinerfläche kann ebenso in ähnlicher Weise bei dem konischen Abschnitt des Stators von Refinern mit mittlerer Stoffdichte verwendet werden, wobei die Stoffdichte des Materials, das zu raffinieren ist, typischerweise zwischen 8% und 25% liegt.

[0035] In manchen Fällen können die Merkmale, die in der vorliegenden Anmeldung offenbart sind, ungeachtet der anderen Merkmale unverändert verwendet werden. Andererseits können die Merkmale, die in dieser Anmeldung offenbart sind, kombiniert werden, um unterschiedliche Kombinationen zu erzeugen, wenn dies notwendig ist.

Die Zeichnungen in der betreffenden Beschreibung sollen nur die erfinderische Idee darstellen. Die Details der Erfindung können innerhalb des Anwendungsbereichs der Ansprüche variieren. 7/13

Claims (14)

1. österreichisches Patentamt AT 13 128 Ul 2013-06-15 Ansprüche 1. Scheibenkonus-Refiner (1) mit einem Stator (2) und einem Rotor (4), wobei der Stator (2) und der Rotor (4) einen flachen Abschnitt (7, 9) und einen konischen Abschnitt (8, 10) aufweisen, wobei der konische Abschnitt (8, 10) ein erstes Ende (17) eines kleineren Durchmessers (D1) und ein zweites Ende (18) eines größeren Durchmessers (D2) hat, so dass das erste Ende (17) des konischen Abschnitts (8, 10) mit kleinerem Durchmesser (Dl) zu dem flachen Abschnitt (7, 9) gerichtet ist und das zweite Ende (18) des konischen Abschnitts (8, 10) mit größerem Durchmesser (D2) von dem flachen Abschnitt (7, 9) weg gerichtet ist, und wobei der flache (7, 9) und der konische Abschnitt (8, 10) Refinerflächen (11, 12, 13, 14) aufweisen, die mit Lamellenleisten (20) und Lamellenvertiefungen (21) versehen sind, dadurch gekennzeichnet dass die Refinerfläche (12) des konischen Abschnitts (8) des Stators (2) Dämme (22) an dem Abstand von maximal fünf Sechsteln des gesamten Abstands (D) zwischen dem ersten Ende (17) und dem zweiten Ende (18) des konischen Abschnitts (8) beginnend von dem ersten Ende (17) des konischen Abschnitts (8) aufweist, so dass zumindest drei Viertel der Lamellenvertiefungen (21) mit Dämmen (22) versehen sind, und dass das verbleibende Sechstel der Refinerfläche (12) des konischen Abschnitts (8) des Stators (2) Dämme (22) aufweist, so dass maximal ein Viertel der Lamellenvertiefungen (21) mit Dämmen (22) versehen ist.
2. 2. Scheibenkonus-Refiner gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Refinerfläche (12) des konischen Abschnitts (8) des Stators (2) Dämme (22) an dem Abstand von maximal zwei Dritteln des gesamten Abstands (D) zwischen dem ersten Ende (17) und dem zweiten Ende (18) des konischen Abschnitts (8) beginnend von dem ersten Ende (17) des konischen Abschnitts (8) aufweist, so dass zumindest drei Viertel der Lamellenvertiefungen (21) mit Dämmen (22) versehen sind und dass das verbleibende Drittel der Refinerfläche (12) des konischen Abschnitts (8) des Stators (2) Dämme (22) aufweist, so dass maximal ein Viertel der Lamellenvertiefungen (21) mit Dämmen (22) versehen ist.
3. 3. Scheibenkonus-Refiner gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Refinerfläche (12) des konischen Abschnitts (8) des Stators (2) Dämme (22) an dem Abstand von maximal einer Hälfte des gesamten Abstands (D) zwischen dem ersten Ende (17) und dem zweiten Ende (18) des konischen Abschnitts (8) beginnend von dem ersten Ende (17) des konischen Abschnitts (8) aufweist, so dass zumindest drei Viertel der Lamellenvertiefungen (21) mit Dämmen (22) versehen sind und dass die verbleibende Hälfte der Refinerfläche (12) des konischen Abschnitts (8) des Stators (2) Dämme (22) aufweist, so dass maximal ein Viertel der Lamellenvertiefungen (21) mit Dämmen (22) versehen ist.
4. 4. Scheibenkonus-Refiner gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Refinerfläche (12) des konischen Abschnitts (8) des Stators (2) Dämme (22) nur an dem Abstand von maximal fünf Sechsteln des gesamten Abstands (D) zwischen dem ersten Ende (17) und dem zweiten Ende (18) des konischen Abschnitts (8) beginnend von dem ersten Ende (17) des konischen Abschnitts (8) des Stators (2) aufweist.
5. 5. Scheibenkonus-Refiner gemäß Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Refinerfläche (12) des konischen Abschnitts (8) des Stators (2) Dämme (22) nur an dem Abstand von maximal zwei Dritteln oder einer Hälfte des gesamten Abstands (D) zwischen dem ersten Ende (17) und dem zweiten Ende (18) des konischen Abschnitts (8) beginnend von dem ersten Ende (17) des konischen Abschnitts (8) des Stators aufweist.
6. 6. Scheibenkonus-Refiner gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Refinerfläche (12) des konischen Abschnitts (8) des Stators (2) keine Dämme aufweist.
7. 7. Scheibenkonus-Refiner gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Refiner (1) ein Refiner mit hoher Stoffdichte ist. 8/13 österreichisches Patentamt AT13 128U1 2013-06-15
8. 8. Lamellensegment (19) einer Refinerfläche eines Scheibenkonus-Refiners (1) mit einem Stator (2) und einem Rotor (4), wobei der Stator (1) und der Rotor (4) einen flachen Abschnitt (7, 9) und einen konischen Abschnitt (8, 10) aufweist, wobei der konische Abschnitt (8) ein erstes Ende (17) eines kleineren Durchmessers (D1) und ein zweites Ende (18) eines größeren Durchmessers (D2) aufweist, so dass das erste Ende (17) des konischen Abschnitts (8) mit kleinerem Durchmesser (D1) zu dem flachen Abschnitt (7, 9) gerichtet ist und das zweite Ende (18) des konischen Abschnitts (8) mit größerem Durchmesser (D2) von dem flachen Abschnitt (8, 10) weg gerichtet ist, und wobei das Lamellensegment (19) konfiguriert werden kann, um zumindest einen Teil der Refinerfläche (12) des konischen Abschnitts (8) des Stators (2) zu bilden, so dass ein innerer Umfang (23) des Lamellensegments (19) an dem ersten Ende (17) des konischen Abschnitts (8) des Stators (2) angeordnet werden kann und ein äußerer Umfang (24) des Lamellensegments (19) an dem zweiten Ende (17) des konischen Abschnitts (8) des Stators (2) angeordnet werden kann, und wobei das Lamellensegment (19) Lamellenleisten (20) und Lamellenvertiefungen (21) dazwischen aufweist, und zumindest einen Damm an dem Boden von zumindest einer Lamellenvertiefung zwischen zwei Lamellenleisten, dadurch gekennzeichnet, dass die Refinerfläche (12) des Lamellensegments (19) für den konischen Abschnitt (8) des Stators (2) Dämme (22) an dem Abstand von maximal fünf Sechsteln des gesamten Abstands (D) zwischen dem inneren (23) und dem äußeren (24) Umfang des Lamellensegments (19) beginnend von dem inneren Umfang (23) des Lamellensegments (19) aufweist, so dass zumindest drei Viertel der Lamellenvertiefungen (21) mit Dämmen (22) versehen sind und dass das verbleibende Sechstel der Refinerfläche (12) des konischen Abschnitts (8) des Stators (2) Dämme (22) aufweist, so dass maximal ein Viertel der Lamellenvertiefungen (21) mit Dämmen (22) versehen ist.
9. 9. Lamellensegment gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Refinerfläche (12) des Lamellensegments (19) für den konischen Abschnitt (8) des Stators (2) Dämme (22) an dem Abstand von maximal zwei Drittel des gesamten Abstands (D) zwischen dem inneren (23) und dem äußeren (24) Umfang des Lamellensegments (19) beginnend von dem inneren Umfang (23) des Lamellensegments (19) aufweist, so dass zumindest drei Viertel der Lamellenvertiefungen (21) mit Dämmen (22) versehen sind und dass das verbleibende Drittel der Refinerfläche (12) des konischen Abschnitts (8) des Stators (2) Dämme (22) aufweist, so dass maximal ein Viertel der Lamellenvertiefungen (21) mit Dämmen (22) versehen ist.
10. 10. Lamellensegment gemäß Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Refinerfläche (12) des Lamellensegments (19) für den konischen Abschnitt (8) des Stators (2) Dämme (22) an dem Abstand von maximal einer Hälfte des gesamten Abstands (D) zwischen dem inneren (23) und dem äußeren (24) Umfang des Lamellensegments (19) beginnend von dem inneren Umfang (23) des Lamellensegments (19) aufweist, so dass zumindest drei Viertel der Lamellenvertiefungen (21) mit Dämmen (22) versehen sind und dass die verbleibende Hälfte der Refinerfläche (12) des konischen Abschnitts (8) des Stators (2) Dämme (22) aufweist, so dass maximal ein Viertel der Lamellenvertiefungen (21) mit Dämmen (22) versehen ist.
11. 11. Lamellensegment gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Refinerfläche (12) des Lamellensegments (19) für den konischen Abschnitt (8) des Stators (2) Dämme (22) nur an dem Abstand von maximal fünf Sechsteln des gesamten Abstands (D) zwischen dem inneren Umfang (23) und dem äußeren Umfang (24) des Lamellensegments (19) beginnend von dem inneren Umfang (23) des Lamellensegments (19) aufweist.
12. 12. Lamellensegment gemäß Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Refinerfläche (12) des Lamellensegments (19) für den konischen Abschnitt (8) des Stators (2) Dämme (22) nur an dem Abstand von maximal zwei Dritteln oder einer Hälfte des gesamten Abstands (D) zwischen dem inneren Umfang (23) und dem äußeren Umfang (24) des Lamellensegments (19) beginnend von dem inneren Umfang (23) des Lamellensegments (19) aufweist. 9/13 österreichisches Patentamt AT13 128U1 2013-06-15
13. 13. Lamellensegment gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Refinerfläche (12) des Lamellensegments (19) für den konischen Abschnitt (8) des Stators (2) keine Dämme aufweist.
14. 14. Lamellensegment gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Refiner (1) ein Scheibenkonus-Refiner mit hoher Stoffdichte ist. Hierzu 3 Blatt Zeichnungen 10/13