AT502541B1

AT502541B1 - Platte oder plattensegment sowie vorrichtung mit derartigen platten oder plattensegmenten

Info

Publication number: AT502541B1
Application number: AT0131905A
Authority: AT
Inventors: Andreas Dipl Gorton-Huelgerth; Josef Glawogger
Original assignee: Andritz Ag Maschf
Priority date: 2005-08-04
Filing date: 2005-08-04
Publication date: 2008-01-15
Also published as: US20070029424A1; EP1749922B1; EP1749922A1; AT502541A1; CA2551772A1

Description

2 AT 502 541 B1

Die Erfindung betrifft eine Platte oder ein Plattensegment mit in Umfangsrichtung durchgehend kreisbogenförmigen Erhebungen und mit Vertiefungen sowie eine Vorrichtung mit zwei kreisförmigen Platten, von denen eine still steht und die andere gedreht wird, und zwischen denen ein Spalt gebildet ist, wobei die Platten bzw. deren Plattensegmente Vertiefungen und mit auf den einander zugewandten Seiten angeordneten, in Umfangsrichtung durchgehend kreisförmige Erhebungen aufweisen.

Derartige Platten oder Plattensegmente werden z.B. in Dispergiervorrichtungen, Mahlvorrichtungen sowie Entstippern bei der Papierherstellung verwendet.

Dispergiervorrichtungen zum Beispiel dienen zum Verbessern der Qualität von Faserstoffsuspensionen und insbesondere zum Entfernen von Farbteilchen von den Fasern und zum Verringern der Größe der Farbteilchen und anderer Schmutzteilchen unter eine sichtbare Größe. Dazu wird die Faserstoffsuspension zwischen zwei kreisförmigen Platten, von denen eine still steht und die andere gedreht wird, radial nach außen durch einen Spalt zwischen diesen Platten befördert, wobei die Faserstoffsuspension bzw. die Fasern in dieser Suspension hohen Scherkräften ausgesetzt werden.

Im Stand der Technik weisen die Platten oder Plattensegmente z.B. der Dispergiervorrichtung, kreisbogenförmig angeordnete Erhebungen sowie Vertiefungen zwischen diesen Erhebungen auf, wobei die Erhebungen durch längliche Zähne gebildet werden, die in radialer Richtung ausgerichtet sind. Die Zahnreihen greifen in die kreisbogenförmigen Vertiefungen der gegenüberliegenden Platte ein, wobei die Faserstoffsuspension teilweise zwischen den Zähnen radial durchströmt und teilweise zwischen den Zähnen und der gegenüberliegenden Platte den erwähnten Scherkräften ausgesetzt werden.

Aus der US 4 131 061 A ist eine Mahlvorrichtung bzw. ein Refiner bekannt, bei der mehrere Erhebungen in Umfangsrichtung durchgehend kreisbogenförmig, also ohne Unterbrechung, ausgeführt. Dazwischen ragen jeweils Erhebungen (Zähne) einer Platte in Vertiefungen einer gegenüberliegenden Platte hinein.

Aus der EP 0 737 775 A 2 ist eine Scheibe bzw. ein Scheibensegment bekannt, bei dem nur die äußerste Erhebung/Vertiefung in Umfangsrichtung durchgehend verläuft. Die übrigen Erhebungen und Vertiefungen werden durch radial gekrümmte Ansaugnuten unterbrochen.

Aus der US 4 034 921 A sowie der DE 22 02 798 A sind durchgehend spiralförmige Erhebungen und Vertiefungen bekannt. Die vorhandenen Erhebungen und Vertiefungen können aber wechselseitig nicht ineinander greifen.

Bei der CH 356 351 A können Erhebungen und Vertiefungen zwar bedingt ineinander ragen, jedoch sind diese nicht durchgehend, da sie durch radial verlaufende Stege unterbrochen sind, weshalb der Spalt durch die Stege nicht so klein gewählt werden kann, dass ein effektives Dispergieren im Sinne der Erfindung möglich wäre.

Auch in der US 4 166 584 A wird dazu geraten, die Erhebungen und Vertiefungen durch Stege zu unterbrechen, weshalb die einander zugewandten Erhebungen und Vertiefungen wiederum nicht wechselseitig ineinander greifen können.

Aus der US 5,498,766 A ist eine Vorrichtung bekannt, bei der an einer Platte Erhebungen zwar nicht zahnförmig ausgeführt sind. Allerdings sind die Erhebungen mit Durchbrechungen bzw. Düsen versehen, sodass die Erhebungen ebenfalls als nicht vollständig durchgehend angesehen werden können. Diese Platten werden mit einer anderen Platte kombiniert, welche Erhebungen mit Zähnen aufweisen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, Platten oder Plattensegmente und Vorrichtungen 3 AT 502 541 B1 mit derartigen Platten oder Plattensegmenten, insbesondere für Dispergiervorrichtungen, aber auch Mahlvorrichtungen und Entstipper zur Verfügung zu stellen, mit denen das Dispergieren, Mahlen und Entstippen einerseits effektiver und andererseits faserschonender durchgeführt werden kann.

Gelöst wird diese Aufgabe mit einer Platte oder einem Plattensegment mit den Merkmalen des Anspruches 1 und mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 12 oder 14.

Bei der Erfindung wird bei wenigstens einem Teil der Erhebungen auf Zähne verzichtet, d.h., dass die Erhebungen durchgehend kreisbogenförmig ausgeführt sind. Es hat sich gezeigt, dass eine derartige Ausführung der Erhebungen nicht nur eine erhöhte Faserschonung bringt, da die Scherkräfte sanft über die Reibung und nicht über die Kanten der Zähne eingebracht werden, sondern auch, dass die gesamte Faserstoffsuspension effektiver dispergiert, gemahlen oder entstippt wird, da die gesamte Faserstoffsuspension durch den Spalt zwischen den Erhebungen und der gegenüberliegenden Platte durchströmen muss und somit bearbeitet wird, ohne dass es wie im Stand der Technik möglich ist, dass ein Teil der Faserstoffsuspension durch die Zwischenräume zwischen den Zähnen durchströmen kann ohne dispergiert, gemahlen oder entstippt zu werden.

Es hat sich des Weiteren gezeigt, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung bevorzugt bei erhöhter Leistung auch zur Erhöhung der Festigkeitswerte (Mahlung) eingesetzt werden kann.

Die Erhebungen und/oder die den Erhebungen zugeordneten Vertiefungen können entweder rechteckig, trapezförmig, dreieckig, rund oder bereichsweise abgerundet ausgeführt sein, wobei die Querschnittsform aller Erhebungen und/oder Vertiefungen im Wesentlichen gleich ausgeführt sein kann. Alternativ ist es natürlich auch möglich, dass die Querschnittsform einzelner Erhebungen und/oder Vertiefungen oder von Gruppen von Erhebungen und/oder Vertiefungen unterschiedlich ausgeführt sind. Die Auswahl der Form der Erhebungen und die Entscheidung, ob alle Erhebungen und/oder Vertiefungen gleich oder unterschiedlich ausgeführt sind, hängt vom jeweiligen Einsatzzweck, d.h. dem späteren Verwendungszweck der Faserstoffsuspension und somit der herzustellenden Qualität, ab und ist abhängig davon auszuwählen.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann des weiteren vorgesehen sein, dass die Höhe bzw. Tiefe der Erhebungen bzw. Vertiefungen radial von innen nach außen zunimmt. Dadurch wird die Dispergier- oder Mahlwirkung oder Entstippung verbessert.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann des weiteren vorgesehen sein, dass durchgehend kreisbogenförmige Erhebungen und Erhebungen mit Unterbrechungen, die insbesondere zahnförmig ausgeführt sind, vorgesehen sind. Bei dieser Ausführungsform werden die erfindungsgemäßen, durchgehend kreisbogenförmig ausgeführten Erhebungen mit Erhebungen kombiniert, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt und z.B. zahnförmig ausgeführt sind. Auf diese Weise können Vorteile der erfindungsgemäß durchgehend kreisbogenförmig ausgeführten Erhebungen mit Vorteilen kombiniert werden, die mit zahnförmig ausgeführten Erhebungen verbunden sind.

Dabei kann im Rahmen der Erfindung z.B. vorgesehen sein, dass die Erhebungen im radial weiter außen liegenden Bereich durchgehend kreisbogenförmig ausgeführt sind, wogegen sie im radial weiter innen liegenden Bereich mit Unterbrechungen ausgeführt sind oder umgekehrt. Es ist auch möglich, dass durchgehend kreisbogenförmige Erhebungen und Erhebungen mit Unterbrechungen einander abwechseln.

Auch hier ist die Auswahl der Kombination wiederum von der Qualität der zu verarbeitenden Faserstoffsuspension bzw. der Qualität der herzustellenden Faserstoffsuspension abhängig und kann im Rahmen der Erfindung beliebig ausgeführt sein. 4 AT 502 541 B1

Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass der Verschleiß und somit verschleißbedingte Folgekosten erheblich verringert werden können, da die durchgehenden Flächen der kreisbogenförmigen Erhebungen einem wesentlich geringeren Verschleiß unterliegen als die Zähne im Stand der Technik und dass auch der Leistungsbedarf der Vorrichtung verringert werden kann. Ein Vorteil liegt schließlich auch noch darin, dass bei Ausführungsformen von Vorrichtungen, bei denen unter hohem Dampfdruck gearbeitet, insbesondere dispergiert, wird indem die Faserstoffsuspension unter hohem Dampfdruck zugeführt wird, die Dampfdichtheit der Vorrichtung wesentlich höher ist, da der unter Druck stehende Dampf im Stand der Technik zwischen den Zähnen radial nach außen entweichen konnte, was bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei den durchgehenden Erhebungen nicht mehr möglich ist.

Im Rahmen der Erfindung ist des weiteren bevorzugt, wenn die Spaltweite radial von innen nach außen abnimmt. Bei dieser Ausführungsform wird darauf Rücksicht genommen, dass die Querschnittsfläche des Spaltes von innen nach außen bei konstantem Spaltabstand linear zunehmen würde, sodass sich die Strömungsgeschwindigkeit entsprechend verringern würde, was durch die nach außen abnehmende Spaltweite verhindert werden kann.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand einer Dispergiervorrichtung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.

Es zeigt: Fig. 1 schematisch Platten einer erfindungsgemäßen Dispergiervorrichtung im Achsialschnitt; Fig. 2 ein erfindungsgemäßes Dispergierplattensegment in Draufsicht und die Fig. 3-6 Querschnittsformen von Plattensegmenten in einem Schnitt entlang der Linie lll-lll in Fig. 2.

In Fig. 1 sind schematisch zwei Trägerplatten 1, 2 einer Dispergiervorrichtung dargestellt, von denen die Trägerplatte 1 starr gelagert ist und die Trägerplatte 2 an einer Antriebswelle 3 befestigt um eine Achse 4 gedreht wird. Faserstoffsuspension wird durch eine zentrale Öffnung 5 in der Trägerplatte 1 zugeführt, wie durch die Pfeile 6 symbolisiert ist, und strömt daher von innen nach außen durch einen Spalt 7, während sie dispergiert wird.

An den Trägerplatten 1 und 2 sind üblicherweise Dispergierplattensegmente 8 befestigt, an denen Erhebungen 9 und Vertiefungen 10 angebracht sind, die mit den Erhebungen 9 und Vertiefungen 10 der gegenüberliegenden Dispergierplattensegmente wechselseitig ineinander greifen. An Stelle von Plattensegmenten können auch kreisringförmige Platten verwendet werden, die entweder an den Trägerplatten 1, 2 oder direkt an der Antriebswelle 3 bzw. gehäusefest montiert sind.

Die Erhebungen 9 sind, wie insbesondere Fig. 2 an einem Dispergierplattensegment 8 zeigt, durchgehend kreisbogenförmig ausgeführt, wobei es allerdings im Rahmen der Erfindung möglich ist, dass nicht alle Erhebungen 9 durchgehend kreisbogenförmig ausgeführt sind, sondern es auch möglich ist, dass durchgehend kreisbogenförmige Erhebungen 9 sich einzeln mit aus dem Stand der Technik an sich bekannten zahnförmigen Erhebungen abwechseln oder Gruppen von kreisbogenförmigen Erhebungen sich mit Gruppen von zahnförmigen Erhebungen abwechseln. Es ist auch möglich, dass sich beispielsweise im radial inneren Bereich nur zahnförmige Erhebungen befinden, wogegen sich im radial äußeren Bereich nur durchgehend kreisbogenförmige Erhebungen befinden und umgekehrt.

Hinsichtlich der Querschnittsformen der Erhebungen 9 sind verschiedenste Ausführungsformen denkbar, wobei beispielhaft in Fig. 3 rechteckige Erhebungen 9a, in Fig. 4 trapezförmige Erhebungen 9b, in Fig. 5 dreieckförmige Erhebungen 9c und in Fig. 6 abgerundete Erhebungen 9d dargestellt sind. Dementsprechend sind die Vertiefungen 10a bis 10c ebenfalls rechteckig, trapezförmig oder abgerundet.

In den Fig. 3 bis 6 sind Dispergierplattensegmente 8 dargestellt, bei denen alle Erhebungen 9a

Claims

5 AT 502 541 B1 bis 9d auf einem Segment 8 immer die gleiche Querschnittsform aufweisen. Es ist allerdings auch möglich die Querschnittsform der einzelnen Erhebungen 9a bis 9d und Vertiefungen 10a bis 10c zu kombinieren, sodass auf einem Segment 8 auch beliebige Kombinationen von Erhebungen 9a bis 9d und dementsprechende Vertiefungen 10a bis 10c vorhanden sein können. Diese Querschnittsformen und deren Kombinationen sind gleichermaßen bei kreisringförmigen Platten anwendbar. Wie Fig. 1 zeigt kann die Weite des Spaltes 7 bei der Erfindung von innen nach außen abnehmen, sodass z.B. eine konstante Strömungsgeschwindigkeit der Faserstoffsuspension von innen nach außen gewährleistet werden kann. Patentansprüche: 1. Platte oder Plattensegment mit in Umfangsrichtung durchgehend kreisbogenförmigen Erhebungen (9) und mit Vertiefungen (10), gekennzeichnet durch wenigstens eine Gruppe von Erhebungen (9) und Vertiefungen (10), in der nur durchgehend durchbrechungsfreie, kreisbogenförmige Erhebungen (9) und Vertiefungen (10) angeordnet sind, die in Umfangsrichtung angeordnet sind.
2. Platte oder Plattensegment nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsform der Erhebungen (9a) und/oder Vertiefungen (10a) rechteckig ausgeführt ist.
3. Platte oder Plattensegment nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsform der Erhebungen (9b) und/oder Vertiefungen (10b) trapezförmig ausgeführt ist.
4. Platte oder Plattensegment nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsform der Erhebungen (9c) und/oder Vertiefungen (10b) dreieckig ausgeführt ist.
5. Platte oder Plattensegment nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsform der Erhebungen (9d) und/oder Vertiefungen (10c) rund oder bereichsweise abgerundet ausgeführt ist.
6. Platte oder Plattensegment nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsform aller Erhebungen (9a bis 9d) und/oder Vertiefungen (10a bis 10c) im wesentlichen gleich ausgeführt ist.
7. Platte oder Plattensegment nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsform einzelne Erhebungen (9a bis 9d) und/oder Vertiefungen (10a bis 10c) oder von Gruppen von Erhebungen (9a bis 9d) und/oder Vertiefungen (10a bis 10c) unterschiedlich ausgeführt sind.
8. Platte oder Plattensegment nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe bzw. Tiefe der Erhebungen (9) bzw. Vertiefungen (10) radial von innen nach außen zunimmt.
9. Platte oder Plattensegment nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Spaltweite (7) radial von innen nach außen abnimmt.
10. Platte oder Plattensegment nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass durchgehend kreisbogenförmige Erhebungen (9) und Erhebungen mit Unterbrechungen, die insbesondere zahnförmig ausgeführt sind, vorgesehen sind.
11. Platte oder Plattensegment nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen (9) im radial weiter außen liegenden Bereich durchgehend kreisbogenförmig 6 AT 502 541 B1 ausgeführt sind, wogegen sie im radial weiter innen liegenden Bereich mit Unterbrechungen ausgeführt sind.
12. Vorrichtung mit zwei kreisförmigen Platten, von denen eine still steht und die andere gedreht wird, und zwischen denen ein Spalt (7) gebildet ist, wobei die Platten Plattensegmente (8) mit Vertiefungen (10) und mit auf den einander zugewandten Seiten angeordneten, in Umfangsrichtung durchgehend kreisbogenförmige Erhebungen (9) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass nebeneinander liegende Erhebungen (9) und Vertiefungen (10) der Plattensegmente (8) in Umfangsrichtung durchgehend durchbrechungsfrei kreisbogenförmig sind, und dass die Erhebungen (9) und Vertiefungen (10) wechselseitig ineinander greifen.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Plattensegmente (8) die Merkmale eines der Ansprüche 1 bis 11 aufweisen.
14. Vorrichtung mit zwei kreisförmigen Platten, von denen eine still steht und die andere gedreht wird, und zwischen denen ein Spalt (7) gebildet ist, wobei die Platten auf den einander zugewandten Seiten Vertiefungen (10) und in Umfangsrichtung durchgehend kreisbogenförmige Erhebungen (9) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass nebeneinander liegende Erhebungen (9) und Vertiefungen (10) der Platten in Umfangsrichtung durchgehend durchbrechungsfrei kreisbogenförmig sind, und dass die Erhebungen (9) und Vertiefungen (10) wechselseitig ineinander greifen.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Platten die Merkmale eines der Ansprüche 1 bis 11 aufweisen. Hiezu 1 Blatt Zeichnungen