AT507141A1

AT507141A1 - Refinervorrichtung vom scheibentyp

Info

Publication number: AT507141A1
Application number: AT0923606A
Authority: AT
Inventors: Thomas Arvidsson
Original assignee: Metso Paper Inc
Priority date: 2005-06-20
Filing date: 2006-06-07
Publication date: 2010-02-15
Also published as: US7922111B2; RU2399422C2; AT507141B1; CN101203314A; WO2006137801A1; US20100019076A1; SE528741C2; CA2610603A1; SE0501401L; RU2008102076A; FI20080031A

Description

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Refinervorrichtung vom Scheibentyp

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Refinervorrichtung vom Scheibentyp, umfassend eine durch eine Welle rotierbare Scheibe und eine stationäre Scheibe sowie 5 zwischen diesen vorgesehene Sets von Refinerelementen.

In der Zellulosetechnologie findet man oft Vorrichtungen der oben genannten Art, bei denen das zu verfeinernde Material durch eine Öffnung in der stationären Scheibe zugefuhrt wird und zwischen dem Set von stationären und dem Set von rotierenden 10 Refinerelementen verfeinert wird.

Hier gilt, dass die Menge und die Intensität der Verfeinerungsarbeit durch die Rotationsgeschwindigkeit und den Durchmesser der rotierenden Scheibe sowie durch den eingestellten Abstand zwischen den Sets von Refinerelementen, den sogenannten 15 Scheibenspalt, kontrolliert wird. Da eine Refinervorrichtung von heute mit Standardgröße einen Scheibendurchmesser von 1700 mm aufweisen und 15 MW generieren kann, ist eine resultierende Verfeinerungskraft, d.h. die axiale Zugkraft, die benötigt wird um einen gegebenen Scheibenspalt aufrecht zu erhalten, entsprechend 80 kN oder mehr erforderlich. 20 Die Größe des Scheibenspaltes kann in Abhängigkeit vom Verfahren, Startmaterial und erwünschter Faserqualität zwischen etwa 0,2 and 1,0 mm variieren. Unabhängig von der nominalen Größe des Scheibenspalts ist es jedoch von höchster Wichtigkeit für das Verfeinerungsergebnis, dass derselbige trotz schneller Änderungen im Fluss von zu verfeinerndem Material konstant bleibt. 25

In den letzten Jahren ging der Trend auf diesem Gebiet der Zellulosetechnologie in Richtung feinerer Papierqualitäten, was mehr Verfeinerungsarbeit bedeutet, was wiederum größere Scheibendurchmesser, höhere Rotationsgeschwindigkeiten aber vor allem kleinere Scheibenspalte erforderlich machte. Dies hat dann ein weiteres wichtiges Gebiet 30 hervorgerufen, die Parallelität zwischen den Sets von Refinerelementen, d.h. die Abweichung des Scheibenspaltes um die Peripherie der Scheibe.

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Zuvor wurde eine Abweichung von 0,05 mm oft als Daumenregel akzeptiert, aber mit der Verringerung des nominalen Scheibenspaltes auf 0,2 bis 0,3 mm wurde es zunehmend schwieriger dies zu akzeptieren. Weiters machten es die größeren Durchmesser schwieriger die Maschine mit solcher Präzision einzustellen. Diese Einstellung musste 5 darüber hinaus an der nicht laufenden Maschine in kaltem Zustand vorgenommen werden. Die thermische Ausdehnung während des Betriebes bedingt naturgemäß zusätzliche Abweichungen, zumal der Trend zu höheren Prozessdrücken und damit Temperaturen geht Gleichzeitig wurden höhere Anforderungen an die Steifigkeit der Maschine gestellt, d.h. die Größe des Scheibenspaltes durfte nicht zu stark mit der Verfeinerungskraft 10 variieren.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Refinervorrichtung bereitzustellen, bei der sich das Set von Refinerelementen der stationären Scheibe parallelweise in Bezug auf das Set von Refinerelementen der rotierenden Scheibe selbst justiert, ohne dass die 15 axiale Steifigkeit der Maschine deutlich beeinträchtigt wird. Gemäß den Merkmalen der Erfindung wird dies dadurch erreicht, dass zwischen der stationären Scheibe und deren Refinerelementen ein oder mehrere axial deformierbare Kammern angeordnet sind, die ein vorzugsweise konstantes Volumen eines inkompressiblen hydraulischen Mediums enthalten. Es muss erwähnt werden, dass die Kammer oder die Kammern nicht 20 notwendiger Weise physikalisch zwischen besagter stationären Scheibe und den Refinerelementen positioniert sein müssen. Sie können, z.B. mittels Kolbenstangen auf die externen Zylinder auf der anderen Seite der stationären Scheibe wirken.

Die deformierbaren Kammern erlauben es, das Set von Refinerelementen der stationären 25 Scheibe um einen Winkel, aber aufgrund des konstanten Volumens des hydraulischen Mediums der Kammer nicht axial zu bewegen.

Fig. T zeigt eine Refinervorrichtung einer bereits früher bekannten Bauart. Die rotierbare Welle 1 ist in den Lagern Γ, 1” aufgenommen sowie starr mit der Scheibe 2 verbunden. 30 Die stationäre Scheibe 3 weist eine Öffiiung 3’ für die Zufuhr von verfeinerbarem Material auf. Die Refinerelemente 4, 5 sind mit der rotierbaren Scheibe bzw. der stationären Scheibe verbunden und in einem gegebenen Abstand, dem Scheibenspalt Hl, H2, -3- » ···· • · • ··· voneinander angeordnet. Hl und H2 dienen dazu, die Abweichung von der Parallelität zwischen den beiden Sets von Refinerelementen anzugeben.

Fig. 2 zeigt die wesentlichen Teile einer Refinervorrichtung gemäß der Erfindung. Die 5 rotierbare Scheibe 2, die ihre Refinerelemente 4 umfasst, ist von bekannter Art, während die stationäre Scheibe 3 mit einem Refinerelementhalter 7a bzw. 7b ausgestattet wurde, der für die Refinerelemente 5 vorgesehen ist, wobei der Halter die axial deformierbare Kammer 6a bzw. 6b enthält. Über der zentralen Linie in der Figur ist eine Kammer 6a dargestellt, die sich von der inneren Peripherie des Refinerelementhalter 7a bis zur äußeren 10 Peripherie desselbigen erstreckt. Unterhalb der zentralen Linie ist eine Variante dargestellt, bei der der Halter 7b an seiner inneren Peripherie starr an der stationären Scheibe befestigt ist und an seiner äußeren Peripherie die deformierbare Kammer 6b aufweist.

Durch Anpassung der Menge an hydraulischem Medium in den Kammern erlaubt letztere 15 Ausfuhrungsform auch, falls erforderlich, die radiale Parallelität des Sets von stationären Refinerelementen in Bezug auf das Set der rotierenden Refinerelemente einzustellen.

In beiden Ausführungsformen ist die ringförmige Kammer 6 mit einer konstanten Menge an hydraulischem Medium gefüllt, das sich innerhalb der Kammer bewegen kann, um es 20 dem Set von Refinerelementen 5 zu ermöglichen, sich um einen Winkel zu bewegen, um sich selbst parallel zum Set von Refinerelementen 4 der rotierenden Scheibe zu justieren. Gleichzeitig verhindert die Inkompressibilität des hydraulischen Mediums, dass sich das Set von Refinerelementen 5 in einer rein axialen Richtung bewegt und dabei die axiale Steifigkeit der Maschine beeinträchtigt. 25

Fig. 3 zeigt einen Weg, eine deformierbare Kammer 6c zu konstruieren. Ein ringförmiger Kolben 8c wird unter Verwendung z.B. von O-Ringen 8c* gegen den umgebenden Refinerelementhalter 7c, der als Zylinder dient, abgedichtet. 30 Fig. 4 zeigt eine Variante, bei der die Kammer 6d zur Gänze integral im Halter 7d integriert ist. Eine Ausreichende Deformation für diesen Zweck wird dann direkt durch das Haltermaterial, wie eine Membran, 7d’ bewirkt.

Fig. 5 zeigt die ringförmige Kammer, die aus einer Anzahl von separaten, kreisförmigen Kammern 6e, die durch die Kanäle 6e’ verbunden sind, gebildet wird. Dieses Verfahren erlaubt es, Flussdrosseln zwischen den Kammern vorzusehen, um möglichen Vibrationen, z.B. aufgrund ungleicher Zufuhr, entgegenzuwirken. 5

Fig. 6 zeit eine Ausföhrungsform, bei der der Refinerelementhalter starr an seiner inneren Peripherie befestigt ist und die deformierbaren Kammern als externe Zylinder 6f an der äußeren Seite der stationären Scheibe 3, von ihren Refinerelementen 5 aus gesehen, vorgesehen und derart angeordnet sind, dass sie auf den Refinerelementhalter 7f mittels 10 Kolbenstangen 8 wirken.

Claims

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Patentansprüche 10 1. Refinervorrichtung vom Scheibentyp, umfassend eine durch eine Welle (1) rotierbare Scheibe (2) und eine stationäre Scheibe (3) sowie zwischen diesen vorgesehene Sets von Refinerelementen (4, 5), dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der stationären Scheibe und ihrem Set von Refinerelementen mechanisch eine oder mehrere, axial deformierbare hydraulische Kammern (6) vorgesehen sind, die eine vorzugsweise im Volumen konstante Menge eines im Wesentlichen inkompressiblen hydraulischen Mediums enthalten, um dem Set von Refinerelementen der stationären Scheibe zu ermöglichen, sich selbst tangential parallelweise zum Set von Refinerelementen der rotierbaren Scheibe unter Beibehaltung der axialen Steifigkeit zu justieren.
2. Refinervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die 15 deformierbare Kammer (6a) in einem Refinerelementhalter (7a) enthalten ist, an dem die zur stationären Scheibe gehörigen Refinerelemente an einer seiner Seiten und die stationäre Scheibe an der anderen seiner Seiten befestigt ist.
3. Refinervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der 20 Refinerelementhalter (7b) an seiner inneren Peripherie starr an der Scheibe befestigt ist und an seiner äußeren Peripherie die deformierbare Kammer (6b) aufweist.
4. Refinervorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die deformierbare Kammer (6c) mit einem ringförmigen Kolben (8c) ausgebildet ist, der gegen den umgebenden Refinerelementhalter (7c) als Zylinder abgedichtet ist (8c’)·
5. Refinervorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die deformierbare Kammer (6d) integral mit dem Refinerelementhalter (7d) ausgebildet ist, wobei die Deformation direkt durch das Material, wie eine Membran (7d’), bewirkt wird. 25 -6- » ♦ • · · · • ♦ ···· • · · »·· · ·· ··♦· • · ♦ • · ·♦· • · * · · ·· ··· ·♦ • ♦ • ♦
6. Refinervorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die deformierbare Kammer aus einer Anzahl von kreisförmigen Kammern (6e) besteht, die miteinander durch Kanäle (6e’) verbunden sind.
7. Refinervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle (6e*) Flussdrosseln enthalten, um die geschwindigkeitsweise Mobilität des hydraulischen Mediums zu verringern.
8. Refinervorrichtung nach Anspruch 3, 4, 3, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass 10 die Menge an hydraulischem Medium in den deformierbaren Kammern adaptierbar ist, um eine kontinuierliche Justierung der radialen Parallelität zwischen den Sets von rotierenden und stationären Refinerelementen zu ermöglichen.
9. Refinervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl 13 von axial deformierbaren Kammern (61), die miteinander über Kanäle verbunden sind, an der den Refinerelementen abgewandten Seite der stationären Scheibe vorgesehen und derart angeordnet sind, dass sie auf den Refinerelementhalter (7f) mittels Betätigungsstangen (8) wirken.
10. Refinervorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Refinerelementhalter (7f) an seiner inneren Peripherie starr an der stationären Scheibe befestigt ist und an seiner äußeren Peripherie die deformierbaren Kammern (6f) aufweist.
11. Refinervorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle Flussdrosseln enthalten, um die geschwindigkeitsweise Mobilität des hydraulischen Mediums zu verringern.
12. Refinervorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die 30 Menge an hydraulischem Medium in den deformierbaren Kammern adaptierbar ist, um eine kontinuierliche Justierung der radialen Parallelität zwischen den Sets von rotierenden und stationären Refinerelementen zu ermöglichen.