DE10084327C2

DE10084327C2 - Doppelscheibenrefiner für Papierrohstoff

Info

Publication number: DE10084327C2
Application number: DE10084327T
Authority: DE
Inventors: Christopher Lariviere
Original assignee: Gl & V Man Hungary Kft Budapes
Current assignee: GL&V Management Hungary Kft
Priority date: 1999-03-02
Filing date: 2000-03-01
Publication date: 2003-11-27
Anticipated expiration: 2020-03-02
Also published as: DE10084327T1; ES2246597A1; EP1157160A2; ES2250125T3; US6053440A; ES2246597B1; DE10066175B4; ITMI20011834A0; USRE39688E1; WO2000052255A3; CA2363137C; EP1157160B1; DE60023658T2; AU4309200A; ITMI20011834A1; WO2000052255A2; CA2363137A1; DE60023658D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf Refiner zur Behand lung von Papierbreifasern, um die Fasern vor Abgabe an eine Papiermaschine aufzubereiten, und auf Refiner zum Behandeln von Papierrohstoff mit einer Kon sistenz von ca. 3 bis ca. 6 Gew.-% Fasern.

Scheibenrefiner werden in der Papierindustrie eingesetzt, um Papierbreifasern zur Ausbildung von Papier in einer Papiermaschine herzustellen.

Papierrohstoff mit drei bis sechs Trockengewichtsprozent Fasern wird zwischen nah beabstandete, entgegengesetzt rotierende Scheiben im Inneren des Refi ners gefüllt. Die Refinerscheiben üben eine abschleifende Wirkung auf die Papierfasern aus, wenn diese radial zwischen den sich entgegengesetzt bewe genden und den unbeweglichen Refinerscheiben hindurchlaufen. Die Aufgabe eines Scheibenrefiners ist es, einzelne Holzzellstofffasern abzuschleifen.

Die Verarbeitung von Fasern in einem Niedrigkonsistenzrefiner kann sowohl an chemisch als auch mechanisch verfeinertem Zellstoff stattfinden, und kann ins besondere in Abfolge mit einem Hochkonsistenzrefiner verwendet werden, um die Fasern, nachdem diese im Hochkonsistenz-Scheibenrefiner getrennt wurden, noch weiter zu bearbeiten.

Beim Betrieb soll ein Niedrigkonsistenz-Scheibenrefiner im allgemeinen eine Art abschleifende Wirkung auf einzelne Fasern in der Zellstoffmasse ausüben, so dass die äussersten Schichten der einzelnen zigarrenförmigen Fasern abgetragen werden. Dieses Abtragen der Fasern, die den Mahlgrad der Fasern erhöhen soll, erleichtert die Bindung der Fasern, wenn diese zu Papier verarbeitet werden.

Papierfasern sind relativ schmale, röhrenartige strukturelle Komponenten, die aus einer Anzahl konzentrischer Schichten aufgebaut sind. Jede dieser Schichten ("Lamellen" genannt) besteht aus feineren strukturellen Komponenten ("Fibril len" genannt), die spiralförmig gewunden und miteinander verbunden sind, um die zylindrischen Lamellen auszubilden. Die Lamellen sind wiederum miteinander verbunden und formen so einen Verbund, der nach den Gesetzen der Mechanik bestimmte Biege- und Torsionssteifigkeitsmerkmale besitzt. Eine relativ harte äussere Hülle ("Primärwandung" genannt) schliesst die Lamellen ein. Während der Zellstoffveredelung wird diese Primärwandung oftmals teilweise entfernt. Rohfasern sind relativ steif und haben eine relativ kleine Oberfläche, wenn die Primärwandung intakt ist, und damit weisen Rohfasern ein schlechtes Faserbin dungsbild auf, mit dem Ergebnis, dass das aus Rohfasern bestehende Papier eine beschränkte Festigkeit hat.

Es wird allgemein angenommen, dass die Aufgabe eines Refiners für Papierroh stoff, der im wesentlichen eine Mahlvorrichtung ist, darin besteht, die Primär wandung teilweise zu entfernen und die Bindungen zwischen den Fibrillen der äusseren Schichten aufzubrechen, um eine zerfaserte Oberfläche zu erreichen, wodurch die Oberfläche der Faser um ein Vielfaches vergrössert wird.

Scheibenrefiner bestehen typischerweise aus einer Anordnung von erhöhten Stäben mit dazwischen angeordneten Rillen. Papierfasern, die in einem gewäs serten Faserrohstoff enthalten sind, werden dazu veranlasst, zwischen entgegengesetzten Refinerscheiben oder -platten durchzufliessen, die sich gegeneinander drehen. Wenn der Faserrohstoff über die Refinerplatten radial nach aussen fliesst, müssen die Fasern zwangsläufig über die Stäbe fliessen. Der Mahlvorgang soll zwischen den nah beabstandeten Stäben auf entgegengesetzten Scheiben stattfinden.

Scheibenrefiner haben sich als kostengünstige Vorrichtungen mit hoher Durch satzleistung herausgestellt, die mit einer Reihe anfallenden Zellstoffmaterials betrieben werden können.

In der DE 21 46 549 A ist ein Doppelscheibenrefiner für Papierrohstoff offen bart, der zwei ortsfeste, d. h. nicht rotierende Refinerscheiben besitzt, und einen Rotor, an dem den ortsfesten Refinerscheiben entgegengesetzte, drehbare Refi nerscheiben montiert sind.

Der durch einen Papierrohstoffeinlass in den Refiner gelangende Papierrohstoff fliesst nach dem Durchlaufen einer "Vorkammer", in der er in wirbelförmige Strömung versetzt wird, durch eine Öffnung in einer der ortsfesten (d. h. der sich nicht drehenden) Refinerscheiben in die eigentliche Vermahlkammer. Um das Vermahlverhältnis regulieren zu können, ist die Refinerscheibe, durch die Papierrohstoff hindurchtritt, auf einem Schiebekopf montiert, der axial bewegt werden kann.

Bei den bisher bekannten Anlagen, insbesondere bei der Anlage nach der DE 21 46 549, die den Schiebekopf bzw. eine vergleichbare, der Einstellung des Vermahlverhältnisses dienende Konstruktion an der Einlassseite des Papierroh stoffs angeordnet haben, kommt es durch anhaftendes bzw. sich verfangendes grobfaseriges Material häufig zu Funktionsstörungen im Verschiebemechanismus für die Refinerplatten. Ist die Beweglichkeit dieser Platten durch das vorge nannte anhaftende Material eingeschränkt bzw. unterbunden, so ist eine zeit aufwendige Reinigung der Anlage nötig, was zu Produktionsausfällen und damit verbundenen Kosten führt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es also, die Störanfälligkeit eines Dop pelscheibenrefiners dadurch zu vermindern, dass verhindert wird, dass sich grobfaseriges Material in den Laufflächen des Schiebekopfs festsetzt oder dort anhaften kann.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst, wobei bevorzugte konstruktive Details und Abwandlungen des erfin dungsgemässen Grundkonzepts in den Unteransprüchen angegeben sind.

Der Kern der vorliegenden Erfindung liegt also darin, den Schiebekopf, d. h. die Vorrichtung, auf der die ortsfeste Refinerscheibe montiert ist, auslassseitig anzuordnen. Durch die erfindungsgemässe Anordnung des Schiebekopfes wird verhindert, dass grobfaseriges Material in den Laufflächen des Schiebekopfes anhaften bzw. sich dort festsetzen kann. Durch diese Anordnung wird erreicht, dass nur bereits gemahlener und somit kleinfaseriger Papierrohstoff an den Schiebekopf gelangen kann. Somit kann die Störanfälligkeit einer erfindungsgemässen Anlage im Vergleich zu einer Anlage gemäss dem Stand der Technik deutlich gesenkt werden, was zu längeren Wartungsintervallen, geringeren Produktionsausfällen und somit zu einer allgemeinen Kosteneinsparung führt.

Herkömmlicherweise ist eine der ortsfesten Scheiben feststehend und die andere ist für eine Axialbewegung zur anderen ortsfesten Scheibe hin montiert. In der Vergangenheit war die Welle, auf der der Rotor montiert war, axial beweglich, um den Rotor zwischen den ortsfesten Scheiben zu positionieren, wenn der Abstand zwischen den ortsfesten Scheiben eingestellt wurde. Bei einer bevor zugten Ausführungsform des Scheibenrefiners der vorliegenden Erfindung ist der Rotor für eine Axialbewegung an einer Keilwelle montiert. Die Keilwelle bildet einen Teil der Antriebswelle, die mit einem Antriebsmotor verbunden ist. Die Befestigung mittels Keilwelle erleichtert einen hydrodynamischen Ausgleich des Rotors zwischen den ortsfesten Scheiben.

Der Scheibenrefiner lagert die ortsfesten Scheiben auf einem weniger starren Aufbau, ist aber dazu ausgelegt, Faserrohstoff auf beiden Seiten des Scheiben auflagers zirkulieren zu lassen. Dies verbessert die Ausrichtung der am Rotor montierten Refinerscheiben und der ortsfesten Refinerscheiben auf zweierlei Weise: Indem die Fluiddrücke auf beiden Seiten der ortsfesten Befestigungs strukturen für die Refinerscheiben im Gleichgewicht gehalten werden, und indem Wärmegefälle daran gehindert werden, eine Auslenkung von eben diesen Strukturen zu verursachen.

Um einen Schaden an den Refinerplatten durch metallische Fremdkörper zu ver hindern, wird das einfliessende Faserrohmaterial in einem Trennrohr zentrifugal beschleunigt, das metallische Fremdkörper oder dergleichen abscheidet und auffängt, bevor das Faserrohmaterial zwischen den ortsfesten und rotierenden Refinerscheiben hindurchläuft. Das Trennrohr besitzt Durchgänge, die das rotierende Fluid in einen Tank eintreten lassen, der die Antriebswelle umgibt und die Freiräume zwischen dem Rotor und den ortsfesten Platten ausfüllt. Durch Vorrotieren des Papierrohstoffs bevor es in den Rotor fliesst, kann der Pa pierrohstoff gleichmässiger zwischen beiden Seiten des Rotors aufgeteilt werden, da der rotierende Papierrohstoff durch Öffnungen im Rotor fliessen kann, um die Rotorrückseite zu erreichen.

Ein Merkmal der vorliegenden Erfindung ist es, einen Scheibenrefiner mit redu ziertem Verschleiss der Refinerplatten bereitzustellen.

Ein anderes Merkmal der vorliegenden Erfindung ist es, einen Doppelscheiben refiner mit einem Rotor bereitzustellen, der sich selbst frei zwischen ortsfesten Refinerplatten positionieren kann.

Noch ein weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung ist es, einen Doppel scheibenrefiner bereitzustellen, der ein Mittel beinhaltet, das Fremdkörper ent fernt, bevor das Faserrohmaterial durch den Refiner verarbeitet wird.

Noch ein weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung ist es, einen gewichts mässig leichteren Refiner bereitzustellen, der die ortsfesten Refinerplatten mit weniger Auslenkung lagert.

Ein anderes weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung ist es, einen Doppel scheibenrefiner mit niedrigeren Wartungskosten bereitzustellen.

Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfol genden genauen Beschreibung in Zusammenhang mit den dazugehörigen Zeich nungen hervor.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine isometrische Rückansicht, teilweise in Querschnittsperspektive, des Doppelscheibenrefiners der vorliegenden Erfindung.

Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht des Doppelscheibenrefiners von Fig. 1.

Fig. 3 ist eine isometrische Vorderansicht des Doppelscheibenrefiners von Fig. 1, für Wartungszwecke geöffnet dargestellt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Mit näherem Bezug auf die Fig. 1-3, bei denen gleiche Zahlen gleiche Teile bezeichnen, ist ein Doppelscheibenrefiner 20 in diesen Fig. 1-3 dar gestellt. Der Refiner 20 besitzt einen Maschinenrahmen 22, auf dem eine rotie rende Baugruppe 24 montiert ist, die eine durch Lager 28 an einem Wellenge häuse 30 befestigte Welle 26 umfasst. Die Welle 26 ist an einem ersten Ende 32 mit einem (nicht dargestellten) Antriebsmotor verbunden. Ein zweites Ende 33 der Welle 26 erstreckt sich bei einer abnehmbaren Stopfbuchse 36 durch eine kreisförmige Trennwand 35 in ein Refinergehäuse 34. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, ist das zweite Wellenende 33 so gearbeitet, dass es eine Keilwelle 38 ausbildet, an der die Nabe 40 eines Rotors 42 montiert ist.

Die Antriebsseite 43 des Refinergehäuses 34 hat einen Rohmaterialeinlass 44, der Rohmaterial zu einem Trennrohr 46 befördert, das einen Durchgang drei eckigen Querschnitts zwischen einer äusseren konischen Umhüllung 48, einer inneren zylindrischen Struktur 50 und einer Trägerstruktur für die antriebsseitige ortsfeste Platte beschreibt. Die innere zylindrische Struktur 50 umgibt die Trennwand 35. Das Trennrohr 46 veranlasst das Rohmaterial zu rotieren, indem es eine Beschleunigung von ca. einem halben G erzeugt, die von der zylindri schen Struktur 50 radial nach aussen gerichtet ist. Der dreieckige Durchgang endet an einer Prallwand 52, womit das Rohmaterial dazu veranlasst ist, durch eine Reihe von sechs Löchern 54 hindurchzutreten, um in einen auf der Innenseite der zylindrischen Struktur 50 um die Welle 26 ausgebildeten Tank einzutreten.

Das Trennrohr 46 erfüllt mehrere Funktionen. Die kreisförmige Bahn, auf der das Rohmaterial fliessen muss, scheidet metallische Fremdkörper und andere schwere Abfälle aus, indem diese radial nach aussen gegen die andere konische Umhüllung 48 geschleudert werden. Die Radialbeschleunigung ist aber nicht so schnell, dass sie schwere metallische Fremdkörper u. dgl. entlang der konischen Umhüllung nach oben in Angriff an die Prallwand 52 wandern lässt. Vielmehr sammeln sich die metallischen Fremdkörper in der Nähe eines Abfallauslasses 56, der sich in der Nähe des untersten Abschnitts oder Bodens des Trennrohrs 46 befindet.

Die rotierende Bewegung des Papierrohstoffs um die zylindrische Struktur 50 dauert an, wenn der Strom durch die Löcher 54 fliesst, und in Übereinstimmung mit der Aufrechterhaltung des Massenträgheitsmoments, nimmt die Rotation des Papierrohstoffs zu, je näher es der durch die Welle 26 definierten Rotations achse kommt. Die viskositätsbedingte Mitnahme des Stromes an Papierrohstoff durch die Welle 26, wenn dieser sich entlang der Welle auf den Rotor 42 zu be wegt, beschleunigt auch den Papierrohstoff, so dass er mit weniger Widerstand und somit geringerem Druckabfall durch die Öffnungen 58 im Rotor fliessen kann. So werden durch das Vorhandensein des Trennrohrs 46 metallische Fremdkörper u. dgl. entfernt, und die Gleichmässigkeit des Rohmaterialflusses zwischen den antriebsseitigen unbeweglichen ortsfesten Platten 60, den an triebsseitigen rotierenden Platten 62 und den beweglichen ortsfesten Platten 64 und den türseitigen rotierenden Platten 66 wird verbessert.

Das Trennrohr 46 bringt den Papierrohstoff in Angriff an die Rückseite der Trägerstruktur 51 für die ortsfeste Platte, die Teil des dreieckigen Durchgangs bildet und verleiht so der Trägerstruktur 51 hydraulischen Halt. Durch diesen hydraulischen Halt kann die Trägerstruktur des Stators aus einem gewichts mässig wesentlich leichteren strukturellen Abschnitt bestehen. Ein Refiner aus dem Stand der Technik, der eine Trägerstruktur verwendet, die 114,3 mm (4,5 Inch) dick ist, hat die doppelte Auslenkung einer Trägerstruktur 51, die 47 mm (ca. 2 Inch) dick ist. Die Tatsache, dass die Trägerstruktur 51 im wesentlichen vollständig von Papierrohstoff umgeben ist führt zu sehr geringem Temperatur gefälle innerhalb der Trägerstruktur, so dass eine wärmebedingte Auslenkung im wesentlichen ausgeschlossen ist. Die verbesserte Wärmeauslegung schliesst Um welttemperatur und Temperatur des in der Verarbeitung befindlichen Papierroh stoffs als Variable, die die Refinerleistung beeinträchtigen, aus.

Bei einem Refiner erfordert es die Wirkung auf die Fasern, wenn diese zwischen den am Rotor 42 montierten Platten 62, 66 und den ortsfesten Platten 60, 64 hindurchlaufen, dass die Platten nah voneinander beabstandet sind, typischer weise zwischen 50,8 µm und 101,6 µm (zwei und vier Tausendstel Inch). Die einheitliche Aufrechterhaltung dieses Zwischenraums über den gesamten Durchmesser der Refinerplatte - der 137,16 cm (54 Inch) oder mehr betragen kann - resultierte in der Vergangenheit in massiven Trägerstrukturen, um den durch Drücken zwischen den Refinerplatten verursachten Auslenkungen stand zuhalten.

Der Papierrohstoff wird dem Rotor 42 bei einem Druck von 1,38 × 10⁵ Pa bis 6,21 × 10⁵ Pa (20 bis 90 psi) aufgegeben und der Rotor erzeugt eine Pump wirkung, die den Druck, wenn der Papierrohstoff zwischen den Refinerplatten fliesst, um ca. 1,035 × 10⁵ Pa bis 1,38 × 10⁵ Pa (15 bis 20 psi) erhöht, je nach der besonderen Anordnung der Stäbe auf den Refinerplatten. Der den Rotor 42 enthaltende Abschnitt des Refinergehäuses 34 zwischen den ortsfesten Platten 60, 64, beschreibt eine Vermahlkammer.

Nachdem er durch die Refinerplatten in der Vermahlkammer hindurchgeflossen ist, verlässt der Papierrohstoff das Refinergehäuse 34 durch einen tangentialen Papierrohstoffauslass 65. Indem der Druck des Papierrohstoffs auf beiden Seiten der ortsfesten Scheibenträgerstruktur 51 vorhanden ist, sind die Auslenkungs belastungen auf die Trägerstruktur 51 wesentlich reduziert, wodurch eine leicht gewichtigere Trägerstruktur möglich ist, die unter Belastung niedrigere Aus lenkungen aufweist. Ein synergetischer Effekt aus der Verwendung leichtge wichtigerer struktureller Abschnitte besteht darin, dass benetzte Teile des Refiners 20 aus rostfreiem Stahl, vorzugsweise mindestens des Typs 316L; hergestellt werden können, ohne untragbare Kosten hervorzurufen.

Ein Satz ortsfester Platten ist auf einem Schiebekopf 68 montiert. Der Schiebe kopf ist für eine Translationsbewegung zum Rotor 42 hin und von diesem weg montiert. Der Schiebekopf 68 ist durch einen Tragring 72 an einer abnehmbaren Türe 70 befestigt, die Teil des Refinergehäuses 34 bildet. Der Schiebekopf 68 ist durch ein Gegengewicht 74 ausbalanciert und durch einen Schraubenwinden mechanismus 76 angetrieben, der einen frequenzvariablen Antriebsmotor 78 verwendet, ähnlich der in der Fig. 1 des an Ellery, Sr. erteilten US-Patents Nr. 4,589,598 gezeigten Anordnung, auf die hiermit Bezug genommen wird.

Der Rotor 42 ist am Ende der Welle 26 an die Keilwelle 38 montiert. Die Keil welle überträgt Rotationskraft auf den Rotor 42, ist aber nicht an diesem be festigt. Ein ausreichendes Spiel zwischen der Rotornabe 40 und der Keilwelle 38 ist vorgesehen, so dass der Rotor 42 entlang der Keilwelle gleitet, wodurch der Rotor 42 im Ansprechen auf hydrodynamische Kräfte zwischen den ortsfesten, auf der Trägerstruktur 51 befestigten, und den ortsfesten, am Schiebekopf 68 befestigten Platten positioniert wird. Ein sehr kleiner Rotorkippbetrag gegenüber der Achse der Welle 26 ist auch durch die Keilwellennabenbefestigung geboten.

Der Schiebekopf 68 lagert die türseitigen ortsfesten Platten 64 auf einer Träger struktur 80. Diese Trägerstruktur lässt den Papierrohstoff hinter ca. 30 Prozent des äusseren Umfangs der Trägerstruktur 80 fliessen, was in etwa fünfzig Prozent der Fläche der Refinerplatte 64 darstellt. Ferner befindet sich der Papierrohstoff, der die äusseren 30 Prozent der Trägerstruktur 80 trägt, aufgrund der Pumpwirkung des Rotors 42 in einem höheren Druck als der Papierrohstoff, der durch das Trennrohr 46 fliesst. Der hydraulische Halt der Trägerstruktur 80 trägt somit den am höchsten belasteten Abschnitt der Platte, da der Fluiddruck radial ansteigt, wenn das Fluid durch das Pumpen des Rotors 42 angetrieben wird. Die Trägerstruktur 80 hat minimale Wärmegefälle, weil die Platte entweder direkt dem Papierrohstoff ausgesetzt ist oder sich vom Äusseren des Refiners 20 entfernt befindet. So sind Auslenkungen minimiert, die durch Wärmegefälle induziert werden.

Die erhöhte Steifigkeit der Befestigungsstrukturen 51, 80 für die ortsfesten Platten in Kombination mit der Fähigkeit des Rotors 42, sich selbst mit den ortsfesten Platten 60, 64 auszurichten, resultiert in einer grösseren Gleichmässigkeit des Zwischenraums zwischen den am Rotor 42 montierten rotierenden Refinerplatten 62, 64 und den ortsfesten Platten 60, 64. Der Zwischenraum zwischen den Refinerplatten beträgt typischerweise zwischen 50,8 µm und 101,6 µm (zwei und vier Tausendstel Inch) und wird typischerweise durch die physikalische Dicke der Papierbreifasern aufrechterhalten und unterstützt, wenn diese zwischen den Refinerplatten hindurchlaufen. Eine grössere Gleichmässigkeit dieses Zwischenraums erzeugt eine gleichmässigere Verfeinerung und führt zu reduziertem Verschleiss.

Die Refinerplatten 60, 62, 64, 66 sind typischerweise Feinmahlscheiben bildende Segmente, die, je nach Durchsatz des Refiners 20, einen Durchmesser von 40,64 cm bis 137,16 cm (16 bis 54 Inch) haben können. Die Refinerplatten verschlei ssen und müssen von Zeit zu Zeit ausgewechselt werden. Die Papierherstellung ist ein kontinuierlicher Prozess, und wenn irgendein vorhandenes Bauteil in dem Prozess zwischen Holzspänen und fertigem Papier über eine deutlich längere Zeitspanne ausser Betrieb ist, kann das gesamte kostenintensive System zum Stillstand kommen. Deshalb ist Einfachheit und Schnelligkeit bei der Wartung von Bedeutung. Der Refiner 20 kommt diesem Bedürfnis, Wartung zu minimieren entgegen, indem er für die benetzten Refinerbauteile rostfreien Stahl verwen det, um Korrosion zu minimieren und periodische Wartung zu reduzieren, indem eine Fehlausrichtung zwischen den Refinerplatten reduziert wird.

Die Wartung wird ferner durch einen in Fig. 3 gezeigten Wartungsarm 82 er leichtert, der an der Nabe 40 des Rotors 42 befestigt ist und den Rotor vom Refinergehäuse 34 abnimmt, bei dem die Plattensegmente 62, 64 abgeschraubt und ausgewechselt werden können.

Der durch den Refiner 20 bewerkstelligte Verfeinerungsprozess wird in einer breiten Palette von Papiertypen verwendet, wodurch Verarbeitungskapazitäten zwischen 378,5 l und 22.710 l (100 und 6.000 Gallonen) pro Minute wünschens wert sind. Die Produktionsflussraten entsprechen einem Energiebedarf zwischen 36,8 und 2208 kW (50 und 3.000 PS), oder ca. 0,368 kW pro 3.785 l (einem halben PS pro Gallone) pro Minute, obwohl die kW (Pferdestärken) auch vom Fasergehalt und Fasertyp abhängen. Die Position des Schiebekopfs 68 wird nämlich im Ansprechen auf das Motordrehmoment gesteuert, um den Energie eintrag in die Papierrohmasse zu steuern, die durch den Refiner 20 bearbeitet werden soll. Durch Reduzieren des strukturellen Gewichts der Träger der orts festen Platten, wird das Gesamtgewicht des Refiners um ca. fünfzehn bis zwan zig Prozent gesenkt.

Es versteht sich, dass die verschiedenen strukturellen Bauteile des Refiners 20, obwohl dieser als Schweisskonstruktion dargestellt ist, Gussteile sein können. Schweisskonstruktionen haben jedoch den Vorteil, dass sie ein Angebot an einer grösseren Anzahl von Modellen zulassen, die kostengünstige computergesteuerte Laser- oder Plasmastrahlschneidtechniken einsetzen.

Es versteht sich, dass die Wartung des Refiners 20 ferner dadurch erleichtert ist, dass die rotierende Baugruppe 24 als eigenständige Baugruppe angeordnet ist, die als eine Einheit ausgewechselt werden kann. Darüber hinaus kann die rotierende Baugruppe ölgeschmierte Lager oder Drucköllager verwenden, die dort Vorteile bieten, wo höhere Motorstärken eingesetzt werden.

Bei der Offenbarung und Beanspruchung einer Keilwelle versteht es sich, dass diese einen nicht kreisförmigen Wellenquerschnitt mit einer komplementären Öffnung in der Rotornabe aufweist, um den Rotor im Ansprechen auf die Bewe gung des Schiebekopfs 68 sich entlang der Welle bewegen zu lassen, und eine derart leichte axiale Ausrichtung einzurichten, wie für die optimale Positionie rung des Rotors gegenüber der ortsfesten Vermahlscheiben 60, 64 nötig sein kann. Das an Frederiksson et al., erteilte US-Patent 4,783,014 offenbart Bei spiele solcher nicht kreisförmigen Wellenquerschnitte, worauf hiermit Bezug genommen wird.

Es versteht sich, dass sich Fremd- oder Abfallstoffe auf Material wie Metallmut tern, Bolzen oder andere Stoffe beziehen, die in einem Strom Papierrohmasse nichts verloren haben. Solche Stoffe können erheblichen Schaden anrichten, wenn sie zwischen Refinerplatten eingeklemmt werden.

Es versteht sich, dass die entfernbare Stopfbuchse als ausbrechbare Standard stopfbuchse ausgelegt sein kann, oder alternativ eine mechanische Dichtung des Typs sein kann, der dem Fachmann auf dem Gebiet der Wellendichtung bekannt ist.

Bezugszeichenliste

20

Doppelscheibenrefiner

22

Maschinenrahmen

24

rotierende Baugruppe

26

Welle

28

Lager

30

Wellengehäuse

32

ersten Ende (von Welle

26

)

33

zweites Ende (von Welle

26

)

34

Refinergehäuse

35

Trennwand

36

Stopfbuchse

38

Keilwelle

40

Nabe

42

Rotor

43

Antriebsseite

44

Papierrohstoffeinlass

46

Trennrohr

48

äussere konische Umhüllung

50

innere zylindrische Struktur

51

Befestigungsstruktur für die Plattenträgerstruktur

52

Prallwand

54

Reihe von sechs Löchern

56

Abfallauslass

58

Öffnungen

60

unbewegliche ortsfeste Refinerscheibe

62

rotierende Platten, Plattensegmente

64

bewegliche ortsfeste Refinerscheibe

65

Papierrohstoffauslass

66

türseitige rotierende Platten

68

Schiebekopf

70

Tür

72

Tragring

74

Gegengewicht

76

Schraubenwindemechanismus

78

Antriebsmotor

80

Plattenträgerstruktur

82

Wartungsarm

Claims

1. Doppelscheibenrefiner (20) für Papierrohstoff mit:
einem Refinergehäuse (34), das Abschnitte umfasst, die einen Papierrohstoffeinlass (44) beschreiben, und Abschnitte, die einen Papierrohstoffauslass (65) beschreiben;
einer Welle (26), die sich in das Refinerehäuse (34) erstreckt und einen Rotor (42) zur Drehung innerhalb des Refinergehäuses (34) trägt, und bei dem eine erste rotierende Scheibe und eine zweite rotierende Scheibe am Rotor (42) montiert sind, so dass die erste rotierende Scheibe in eine Richtung zeigt, die der Richtung, in die die zweite rotierende Scheibe zeigt, entgegengesetzt liegt;
Gehäuseabschnitten, die eine erste Plattenträgerstruktur (51) beschreiben, durch die sich die Welle (26) erstreckt;
einer ersten ortsfesten, an der ersten Plattenträgerstruktur (51) montierten Refinerscheibe (60);
einer zweiten ortsfesten, an einer zweiten Plattenträgerstruktur (80) montierten Refinerscheibe (64);
einer innerhalb des Refinergehäuses (34) zwischen der ersten Plat tenträgerstruktur (51) und der zweiten Plattenträgerstruktur (80) beschriebenen Vermahlkammer,
wobei der Rotor (42) innerhalb der Vermahlkammer so positioniert ist, dass eine Rotation des Rotors (42) die erste rotierende Scheibe und die zweite rotierende Scheibe in einem mittels eines Schiebekopfes (68) einstellbaren Vermahlverhältnis zu der ersten ortsfesten Refinerscheibe (60) und der zweiten Refinerscheibe (64) um die Welle (26) bewegt; und
der Vermahlkammer vorgeschalteten Gehäuseabschnitten, die eine vorgeschaltete Kammer beschreiben, die in Verbindung mit dem Einlass (44) ist, wobei
die erste Plattenträgerstruktur (51) eine vorgeschaltete Fläche hat, die der vorgeschalteten Kammer ausgesetzt und von dieser im we sentlichen umgeben ist, so dass der fliessfähige Papierrohstoff, der am Papierrohstoffeinlass (44) in das Refinergehäuse (34) eingeführt wird, durch die vorgeschaltete Kammer und dann in die Vermahlkammer fliesst, so dass die erste Plattenträgerstruktur (51) dem Fluiddruck an ihrer ersten vorgeschalteten Fläche ausgesetzt ist, die sich dem Fluiddruck entgegensetzt, der auf die erste ortsfeste Refinerscheibe (60) innerhalb der Vermahlkammer angelegt wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Schiebekopf auslassseitig angeordnet ist.

2. Doppelscheibenrefiner nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
einen Maschinenrahmen (22);
eine drehbeweglich am Maschinenrahmen (22) montierte Welle (26), die sich durch eine Trennwand (35) in das Refinergehäuse (34) erstreckt, wobei ein Abschnitt der Welle (26), der sich in das Refinergehäuse (34) erstreckt, eine Keilwelle (38) bildet;
einen Rotor (42) mit einer zentralen Nabe (40), wobei die Nabe (40) den Rotor (42) gleitend auf dem Abschnitt der Welle (26) lagert, der die Keilwelle (38) bildet, wobei der Rotor (42) eine dritte Refinerscheibe 62 trägt, die in beabstandet parallelem Ver mahlverhältnis zur ersten Refinerscheibe (60) steht, und eine vierte Refinerscheibe, die in beabstandet parallelem Vermahlver hältnis zur zweiten (64) Refinerscheibe steht, wobei die Welle (26) durch die Keilwelle (38) an den Rotor (42) eine Drehbewegung überträgt;
einen Papierrohstoffeinlass (44), der zu einem Gehäuseabschnitt führt, der eine kreisförmige Fliessbahn bildet, die zwischen einer inneren Umhüllung (50) und einer äusseren Umhüllung (48) ausge bildet ist, wobei die kreisförmige Fliessbahn bewirkt, dass sich der Papierrohstoff rotierend um die Welle (26) bewegt, wobei der Pa pierrohstoffeinlass (44) so positioniert ist, dass Erdanziehung und Zentrifugalbeschleunigung gewichtsmässig schwere Fremdkörper zur äusseren Umhüllung (48) bewegen;
einen Auslass (56) für gewichtsmässig schwere Fremdkörper, der sich nahe des untersten Abschnitts der äusseren Umhüllung (48) befindet;
mindestens eine Öffnung (58) durch die innere Umhüllung (50), die ein Mittel ausbildet, durch das die Rotationsbewegung des Pa pierrohstoffs aufrechterhalten wird, wenn der Papierrohstoff zum Rotor (42) hin fliesst.

3. Doppelscheibenrefiner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ortsfeste Trägerstruktur (51), die Teil des Refinergehäuses (34) ist, einen Teil der kreisförmigen Fliessbahn bildet, so dass der hydraulische Druck aufgrund des Papierrohstoffs im wesentlichen auf allen Seiten der ortsfesten Trägerstruktur (51) verteilt ist.

4. Doppelscheibenrefiner nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
einen Maschinenrahmen (22), an dem die Welle (26) drehbeweg lich montiert ist, wobei die Welle (26) an einem ersten Ende (32) mit einem Antriebsmotor verbunden ist, und bei dem ein zweites Ende (33) der Welle (26) durch eine kreisförmige Trennwand (35) in das Refinergehäuse (34) eintritt, bei dem das zweite Wellenende (32) so gearbeitet ist, dass es eine Keilwelle (38) bildet, an der der Rotor (42) befestigt ist;
Abschnitte einer Antriebsseite des Refinergehäuses (34), die einen Papierrohstoffeinlass (44) beschreiben, durch den Papierrohstoff einem Trennrohr (46) zugeführt wird, wobei das Trennrohr (46) einen Durchgang zwischen einer äusseren konischen Umhüllung (48), einer inneren zylindrischen Struktur (50) und einer Träger struktur (51) für die antriebsseitigen ortsfesten Platten beschreibt, wobei die innere zylindrische Struktur (50) die Trennwand (35) umgibt, und wobei das Trennrohr (46) den Papierrohstoff in Rotation versetzt, um eine radial von der zylindrischen Struktur (50) nach aussen gerichtete Beschleunigung zu erzeugen, wobei der Durchgang an einer Prallwand (52) endet und dadurch den Papierrohstoff dazu veranlasst, mehrere Löcher (54) in der inneren zylindrischen Struktur (50) zu passieren, um in einen Tank einzu treten, der innerhalb der den Schaft umgebenden inneren zylindri schen Struktur (50) ausgebildet ist, und wobei der kreisförmige Pfad, um den der Papierrohstoff zwangsweise fliesst, metallische Fremdkörper und andere schwere Abfallstoffe abscheidet, indem er sie radial nach aussen gegen die äussere konische Umhüllung (49) schleudert, wobei die erzeugte radiale Beschleunigung nicht so gross ist, dass sie schwere Abfallstoffe entlang der konischen Um hüllung (48) nach oben in Angriff an die Prallwand (52) wandern lässt;
einen Abfallauslass (56), der sich nahe des untersten Abschnitts des Trennrohrs (46) befindet und bei dem eine Rotationsbewegung des Papierrohstoffs um die zylindrische Struktur anhält, wenn der Strom durch die Löcher (54) hindurchtritt, so dass der Papierroh stoff mit weniger Widerstand durch im Rotor (42) ausgebildeten Öffnungen (58) fliessen kann.

5. Doppelscheibenrefiner nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennrohr (46) Papierrohstoff in Angriff an eine Rückseite der Träger struktur (51) für die ortsfesten Platten bringt, wobei die Rückseite Teil eines dreieckigen Durchgangs bildet, und dadurch der Trägerstruktur (51) für die ortsfesten Platten hydraulischer Halt verliehen wird, wodurch die Trägerstruktur (51) für die ortsfesten Platten aus einem gewichtsmässig wesentlich leichteren strukturellen Abschnitt aufgebaut sein kann.

6. Doppelscheibenrefiner nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine bewegliche ortsfeste Platte (64) am Schiebekopf (68) montiert ist, und dass der Schiebekopf (68) translationsbeweglich auf den Rotor (42) zu und von diesem weg befestigt ist, wobei der Schiebekopf (68) durch einen Tragring (72) an einer abnehmbaren Tür (70) montiert ist, die Teil des Refinergehäuses (34) bildet, wobei der Schiebekopf (68) durch ein Gegengewicht (74) ausbalanciert und durch einen Mechanismus (76) angetrieben ist, der einen frequenzvariablen Antriebsmotor verwendet.

7. Doppelscheibenrefiner nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (42) an einer am Ende der Welle (26) ausgebildeten Keilwelle (38) montiert ist, und dass die Keilwelle (38) eine Rotationskraft auf den Rotor (42) überträgt, aber nicht an diesem befestigt ist, und dass ein ausreichendes Spiel zwischen dem Rotor (42) und der Keilwelle (38) vorgesehen ist, so dass der Rotor (42) entlang der Keilwelle (38) gleitet, wodurch der Rotor (42) im Ansprechen auf hydrodynamische Kräfte zwi schen den ortsfesten, auf der Trägerstruktur (51) befestigten, und den ortsfesten, am Schiebekopf (68) befestigten Platten positioniert wird und ein sehr kleiner Rotorkippbetrag gegenüber der Achse der Welle (26) auch durch das Keilwellennabengestell geboten ist.

8. Doppelscheibenrefiner nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schiebekopf (68) die türseitigen ortsfesten Platten (64) auf einer Trä gerstruktur (80) lagert, wodurch der Papierrohstoff hinter ca. 30 Prozent des äusseren Umfangs der Trägerstruktur (80) fliessen kann.

9. Doppelscheibenrefiner nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchgang einen dreieckigen Querschnitt hat.

10. Doppelscheibenrefiner nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass alle mit dem Papierrohstoff in Berührung kommenden Abschnitte aus rostfreiem Stahl sind.