DE102005016318A1

DE102005016318A1 - Process for grinding aqueous suspended paper or pulp fibers and grinding device for its implementation

Info

Publication number: DE102005016318A1
Application number: DE200510016318
Authority: DE
Inventors: Wolf-Gunter Stotz; Harald Hess; Michael Kramer
Original assignee: Voith Paper Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2005-04-09
Filing date: 2005-04-09
Publication date: 2006-10-12
Also published as: WO2006108555A1

Abstract

Das Verfahren zur Mahlung von Papier- oder Zellstofffasern geht davon aus, dass, anders als z. B. bei einem Messerrefiner, zwischen den zusammen wirkenden Mahlkörpern keine oder nur eine geringe Relativgeschwindigkeit, gemessen in Bewegungsrichtung der Mahlkörper, vorhanden ist. In einer Mahltrommel (1) werden eine oder mehrere Mahlwalzen (2) sowohl um sich selbst rotierend bewegt als auch auf einer Kreisbahn (8) geführt, deren Mitte mit der Mahltrommel (1) zusammenfällt. Wegen der letztgenannten Bewegung werden die Mahlwalzen (2) in Folge von Zentrifugalkräften (7) von innen gegen die Mahltrommel (1) gedrückt. Mit Hilfe mindestens einer Verzahnung zwischen Mahltrommel (1) und Mahlwalzen (2) wird die Kinematik der verwendeten Mahlvorrichtung gesteuert. Die Mahlwalzen (2) werden so geführt, dass sie in radialer Richtung eine gewisse Beweglichkeit erhalten, um die Zentrifugalkräfte als Mahlkräfte wirken lassen zu können.The method for grinding paper or pulp fibers assumes that, unlike z. B. in a knife refiner, between the co-operating grinding bodies no or only a small relative speed, measured in the direction of movement of the grinding media, is present. In a grinding drum (1), one or more grinding rollers (2) are both rotated by themselves and guided on a circular path (8) whose center coincides with the grinding drum (1). Because of the latter movement, the grinding rollers (2) are pressed from the inside against the grinding drum (1) as a result of centrifugal forces (7). With the help of at least one toothing between the grinding drum (1) and grinding rollers (2), the kinematics of the grinding device used is controlled. The grinding rollers (2) are guided so that they receive a certain mobility in the radial direction in order to allow the centrifugal forces to act as grinding forces.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a method according to the preamble of the claim 1.

Seit langem ist bekannt, dass Zellstofffasern gemahlen werden müssen, damit das später daraus hergestellte Papier die gewünschten Eigenschaften, insbesondere Festigkeiten, Formation und Oberfläche, aufweist. Die bisher weitaus am häufigsten verwendeten Mahlverfahren benutzen solche Mahlflächen, die mit als Messer bezeichneten Leisten versehen sind, die mit hoher Geschwindigkeit aneinander vorbei bewegt werden. Die entsprechenden Maschinen werden zumeist Messerrefiner genannt.since It has long been known that pulp fibers have to be ground in order to do so that later made of paper the desired properties, in particular Strengths, formation and surface, has. The far far most frequently The grinding methods used use grinding surfaces which are referred to as knives Moldings are provided which pass each other at high speed to be moved. The corresponding machines are usually knife refiner called.

Werden Zellstofffasern im Messerrefiner gemahlen, so steigt ihr Entwässerungswiderstand mit zunehmender Ausmahlung. Ein übliches Maß für den Entwässerungswiderstand ist der Mahlgrad nach Schopper-Riegler. Die Erhöhung des Mahlgrades wirkt sich bei der Blattbildung auf der Papiermaschine ungünstig aus, wird aber hingenommen, da die bereits genannten Qualitätsmerkmale des Zellstoffes eine überragende Rolle für dessen Einsetzbarkeit spielen. In vielen Fällen werden die Mahlparameter so gewählt, dass der zur Erreichung der geforderten Faserqualität eingetretene Mahlgradanstieg möglichst gering ist. Diese Einflussmöglichkeit ist aber sehr begrenzt. Außerdem kann dadurch die Mahlung kraftwirtschaftlich ungünstiger werden.Become Pulp fibers ground in the knife refiner, so their drainage resistance increases with increasing ground. A common one Measure of the drainage resistance is the degree of grinding according to Schopper-Riegler. The increase in the degree of grinding affects unfavorable in sheet formation on the paper machine, but is tolerated as the already mentioned quality features of pulp a towering Role for its applicability play. In many cases, the grinding parameters are so selected that occurred to achieve the required fiber quality Mahlgradanstieg possible is low. This influence possibility but it is very limited. Furthermore As a result, the grinding can be economically unfavorable.

Diese Nachteile lassen sich durch neue Mahlverfahren vermeiden, die z.B. in der DE 102 36 692 beschrieben sind.These disadvantages can be avoided by new grinding processes, for example, in the DE 102 36 692 are described.

Bei einem solchen Verfahren werden die Mahlflächen gegeneinander gedrückt und so bewegt, dass in der Mahlzone eine möglichst geringe Relativgeschwindigkeit zwischen den Mahlflächen und dem Faserstoff herrscht. Dadurch wird eine mahlende Scherbeanspruchung der Zellstofffasern weitestgehend vermieden. Die Mahlung, also Veränderung der Fasern, erfolgt fast ausschließlich durch Kompression und Entspannung. Das hat drei wichtige Vorteile:

1. Die Faserlänge bleibt wesentlich besser erhalten.
2. Die Faseroberfläche wird nicht oder bedeutend weniger fibrilliert.
3. Die spezifische Mahlarbeit zur Erreichung der gewünschten Festigkeit ist im Allgemeinen geringer.

In such a method, the grinding surfaces are pressed against each other and moved so that in the refining zone as low as possible relative speed between the grinding surfaces and the pulp prevails. As a result, a grinding shear stress of the pulp fibers is largely avoided. The grinding, ie changing the fibers, takes place almost exclusively by compression and relaxation. This has three important advantages:

1. The fiber length is much better preserved.
2. The fiber surface is not or significantly less fibrillated.
3. The specific grinding work to achieve the desired strength is generally lower.

Dieses Mahlverfahren wird auch Kompressionsmahlung genannt.This Milling process is also called compression milling.

Die DE 894 499 zeigt eine Mahlvorrichtung, die eine umlaufende Mahltrommel aufweist, an deren Innenwand mehrere Mahlwalzen angedrückt werden, um Faserstoff zu mahlen. Die Mahlwalzen sind mit speziellen Umfangsnuten versehen, um eine bestimmte gewünschte Mahlwirkung erzielen zu können. Die Mahlvorrichtung ist nicht für eine kontinuierliche Fahrweise ausgestattet.The DE 894 499 shows a grinding device having a circulating grinding drum, on the inner wall of several grinding rollers are pressed to grind pulp. The grinding rollers are provided with special circumferential grooves in order to achieve a certain desired grinding action can. The grinding device is not equipped for continuous driving.

Aus der US 4,685,623 ist ein Mahlverfahren bekannt, das mit weniger Energie auskommen soll. Die zu mahlende Papierfasersuspension wird in enge Keilspalten („narrow nips") geführt, die sich zwischen einer rotierenden Zentralwalze und mehreren außen daran abrollenden Walzen bilden. Die Keilspalten sind sehr schmal, da die Zentralwalze mit einer Vielzahl von umlaufenden Nuten oder Rillen versehen ist. Dabei wird gefordert, dass die Breite der Keilspalte kleiner ist als die Faserlänge. Die außen liegenden Walzen werden mit einer definierten Kraft gegen die Zentralwalze angedrückt, so dass im Keilspalt ein Entwässern und Quetschen der Fasern erfolgt. Dabei wird ein Teil der Suspension und das in den Keilspalten abgedrückte Wasser quer zur Bewegungsrichtung ab- und in diesen Rillen am eigentlichen Keilspalt vorbeigeführt, um später wieder mit dem bereits gemahlenen eingedickten Faserstoff vermischt zu werden. Auf diese Weise sollen Probleme bei dem Betrieb einer solchen Maschine auch bei größerem Durchsatz vermieden werden. Im Betrieb ist das Gehäuse dieser Apparatur mit Suspension voll gefüllt, welche mit einem einstellbaren Volumenstrom hindurchgepumpt wird.From the US 4,685,623 is a grinding process is known, which is to get by with less energy. The paper pulp slurry to be ground is fed into narrow nips which form between a rotating central roll and a plurality of rolls rolling on the outside thereof The wedge gaps are very narrow since the central roll is provided with a plurality of circumferential grooves or grooves. In this case, it is required that the width of the wedge gaps is smaller than the fiber length, the outer rolls are pressed with a defined force against the central roll so that dewatering and squeezing of the fibers takes place in the wedge gap The wedge-slit water is traversed transversely to the direction of movement and passed in these grooves on the actual wedge-shaped gap, to be later mixed again with the already ground thickened pulp.This is to avoid problems in the operation of such a machine even at higher throughput Operation is the case of this apparatus filled with suspension, which is pumped through with an adjustable volume flow.

In einer speziellen Ausführungsform sind die die Nuten oder Rillen begrenzenden Stege außen mit Zähnen versehen. Neben anderen genannten demselben Zweck dienenden Maßnahmen sollen sie offenbar die Reinigung der Mahlwerkzeuge bewirken oder verbessern.In a special embodiment the grooves or grooves limiting ridges are provided externally with teeth. Among other named measures serving the same purpose should they apparently cause the cleaning of the grinding tools or improve.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein kontinuierlich arbeitendes Verfahren zu schaffen, mit dem es möglich ist, Zellstoff- oder Papierfasern so zu mahlen, dass die Vorteile der Kompressionsmahlung genutzt werden können. Das Verfahren soll geeignet sein, in industriellem Maßstab bei der Produktion von Papier eingesetzt zu werden.Of the Invention is based on the object, a continuously working To provide a method by which it is possible pulp or Grind paper fibers so that the benefits of compression milling can be used. The process should be suitable on an industrial scale the production of paper to be used.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.These The object is achieved by the features mentioned in claim 1.

Die Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens ermöglichen es in besonderer Weise, auch größere Mengen von Papierfasern, wie sie z.B. bei der Papierproduktion in einer Papierfabrik anfallen, auf besonders ökonomische Weise zu mahlen. Die bisher bekannten Möglichkeiten zur Belastung des Stoffes (Erzeugung von Mahlkräften) in den Mahlzonen arbeiten mit technischen Einrichtungen zur Krafterzeugung, deren Kräfte z.B. über beidseitig angebrachte Lager auf die rotierenden Mahlwalzen übertragen werden müssen. Das bedeutet einen beträchtlichen Aufwand mit einer Vielzahl von hoch belasteten Lagerungen und eventuell Antrieben. Ferner ist es unvermeidbar, in Folge der Durchbiegung der Mahlwalzen eine über die axiale Erstreckung ungleichmäßige Ausbildung der Mahlkräfte zu erhalten. Bekanntlich ist aber gerade die Mahlkraft ein wesentlicher den Mahlerfolg bestimmender Parameter, so dass ungleichmäßige oder unkontrollierbare Mahlkräfte zu einem deutlich schlechteren Mahlergebnis führen können. Die Nachteile werden durch die Erfindung vermieden.The features of the method according to the invention make it possible in a special way, even larger amounts of paper fibers, such as those incurred in paper production in a paper mill, to mill in a particularly economical manner. The previously known possibilities for loading the substance (production of grinding forces) in the grinding zones work with technical facilities for Kraf terzeugung, whose forces must be transmitted to the rotating grinding rollers, for example on both sides mounted bearings. This means a considerable effort with a variety of highly loaded bearings and possibly drives. Furthermore, it is inevitable, as a result of the deflection of the grinding rollers over the axial extent uneven formation of grinding forces to obtain. But it is known that the grinding power is an essential parameter determining the grinding success, so that uneven or uncontrollable grinding forces can lead to a significantly poorer grinding result. The disadvantages are avoided by the invention.

Es ist in vielen Fällen möglich, den Antrieb der Mahlwalzen über in den Mahlzonen liegende Verzahnungen durchzuführen, was die Mahlvorrichtung wesentlich vereinfacht. Bei entsprechender Auswahl der Zahnform, insbesondere auch Alternativen zur evolventen Verzahnung, kann eine ausreichende Beweglichkeit der Mahlwalzen in radialer Richtung erzielt werden, um dafür zu sorgen, dass die Zentrifugalkräfte als Mahlkräfte zur Verfügung stehen. In diesem Zusammenhang ist anzumerken, dass Papiersuspensionen auf Grund der Tragfähigkeit der feuchten Papierfasern durchaus gute Schmiereigenschaften haben, dass also ein Fressen der Verzahnung nicht zu befürchten ist. Darüber hinaus besteht auch die Möglichkeit, durch entsprechende Materialauswahl eventuell auftretende Verschleißprobleme zu lösen, wobei insbesondere an die Kombination von Stahl und Kunststoff gedacht ist. Auch die Verwendung von keramischen Schichten oder Leisten in den Mahlzonen kann eventuell sinnvoll sein, selbst wenn sich dadurch die Kosten der Mahlvorrichtung erhöhen.It is in many cases possible, the drive of the grinding rollers over perform in the grinding zones lying teeth, which is the grinding device essential simplified. With appropriate selection of the tooth shape, in particular Alternatives to involute toothing, a sufficient Mobility of the grinding rollers can be achieved in the radial direction, for that to ensure that the centrifugal forces as grinding forces for disposal stand. In this context, it should be noted that paper suspensions due to the load capacity wet paper fibers have good lubricating properties, So that a gnawing of the gearing is not to be feared. About that there is also the possibility by appropriate material selection possibly occurring wear problems to solve, in particular thought of the combination of steel and plastic is. Also, the use of ceramic layers or strips in the grinding zones may be useful, even if thereby increasing the cost of the grinding device.

In bestimmten Ausführungsformen des Verfahrens kann auch eine gewisse Relativgeschwindigkeit zwischen den Mahlwalzen und der Innenwand der Mahltrommel gewünscht sein, was zumindest dann möglich ist, wenn in der Mahlzone keine die Kinematik der Walzenbewegung bestimmende Verzahnung verwendet wird.In certain embodiments The process can also have a certain relative speed between desired the grinding rolls and the inner wall of the grinding drum, which is possible at least is, if in the grinding zone none of the kinematics of the roller movement determining toothing is used.

Die Erfindung und ihre Vorteile werden erläutert an Hand von Zeichnungen. Dabei zeigen:The The invention and its advantages are explained with reference to drawings. Showing:

1: Ein Beispiel zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit Hilfe einer geeigneten Mahlvorrichtung; 1 : An example for carrying out the method according to the invention with the aid of a suitable grinding device;

2: Die Mahlvorrichtung der 1 in geschnittener Seitenansicht, stark vereinfacht; 2 : The Grinder of the 1 in a sectional side view, greatly simplified;

3: Eine andere Mahlvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens; 3 Another grinding apparatus for carrying out the method;

4: Teil einer Verzahnung; 4 : Part of a gearing

5: Eine erfindungsgemäße Mahlvorrichtung ohne Zentralkörper; 5 A grinding apparatus according to the invention without central body;

6: Beispiel für eine modular aufgebaute Mahlvorrichtung. 6 : Example of a modular grinder.

Die in 1 gezeigte Mahlvorrichtung weist eine liegende Mahltrommel 1 auf, in der sich zehn gleichmäßig über den Umfang angeordnete Mahlwalzen 2 befinden. Bei Durchführung des Verfahrens bildet sich zwischen Mahlwalze 2 und Mahltrommel 1 jeweils eine Mahlzone, und zwar an der Stelle, an der sich die Innenwand des Mahlzylinders 1 und die Außenwand der Mahlwalzen 2 am nächsten sind. Um die nötige Mahlkraft zu erzeugen, werden die Mahlwalzen 2 mit Hilfe von Zentrifugalkräften 7 radial gegen die Innenwand der Mahltrommel 1 angedrückt.In the 1 The grinding device shown has a lying grinding drum 1 on, in which ten equally circumferentially arranged grinding rollers 2 are located. When carrying out the process, it forms between the grinding roller 2 and grinding drum 1 in each case a grinding zone, and indeed at the point at which the inner wall of the grinding cylinder 1 and the outer wall of the grinding rolls 2 are closest. To create the necessary grinding power, the grinding rollers 2 with the help of centrifugal forces 7 radially against the inner wall of the grinding drum 1 pressed.

Bei der hier gezeigten Ausführungsform wird ein Zentralkörper 3 verwendet, der konzentrisch mit der Mahltrommel 1 angeordnet ist und eine besonders vorteilhafte Rotationsbewegung erzeugt. Dazu sind – ähnlich wie bei einem Planetengetriebe – die Mahlwalzen 2 und der Zentralkörper 3 mit einer Außenverzahnung 5 bzw. 6 und die Mahltrommel 1 mit einer Innenverzahnung 4 versehen. Diese Verzahnungen befinden sich im Eingriff, so dass bei Antrieb z.B. des Zentralkörpers 3 sowohl eine Rotationsbewegung der Mahlwalzen 2 um ihre eigenen Achsen erfolgt, als auch eine Rotationsbewegung der Walzen selbst um das Zentrum des Zentralkörpers 3. Es überlagert sich also die Rotationsbewegung der Mahlwalzen 2 um ihre Mittellinie mit einer Rotationsbewegung der Mittellinien um die Mitte des Zentralkörpers 3.In the embodiment shown here becomes a central body 3 used, concentric with the grinding drum 1 is arranged and generates a particularly advantageous rotational movement. These are - similar to a planetary gear - the grinding rollers 2 and the central body 3 with an external toothing 5 respectively. 6 and the grinding drum 1 with an internal toothing 4 Mistake. These teeth are engaged, so that when driving eg the central body 3 both a rotational movement of the grinding rollers 2 around their own axes, as well as a rotational movement of the rollers themselves around the center of the central body 3 , It is superimposed so the rotational movement of the grinding rollers 2 around its center line with a rotational movement of the center lines around the center of the central body 3 ,

Die Zentrifugalkraft 7 richtet sich nach dem Gewicht der Mahlwalze 2 und deren Rotationsbewegung um das Zentrum des Zentralkörpers 3. Dadurch, dass sich Zentralkörper 3 und Mahlwalze 2 separat antreiben lassen, können sowohl Rotationsbewegung der Mahlwalzen um ihre eigene Mitte, als auch die um die Mitte des Zentralkörpers 3 frei eingestellt werden. Das hat den Vorteil, dass sich die kinetischen Mahlbedingungen und die Mahlkräfte unabhängig voneinander optimieren lassen. Werden z.B. Mahltrommel 1 und Zentralkörper 3 gleichsinnig angetrieben, erhöhen sich die Zentrifugalkräfte 7 der Mahlwalzen 2. Durch gegensinnigen Antrieb können sie stark reduziert werden. Je nach Ausgestaltung der Mahlflächen wird auch der Durchsatz durch solche Variationen zusätzlich steuerbar. Um die Mahlvorrichtung zu vereinfachen, kann die Mahltrommel 1 oder der Zentralkörper 3 in Umfangsrichtung fixiert werden. Dann entfällt allerdings ein Freiheitsgrad bei der Wahl der Betriebseinstellungen.The centrifugal force 7 depends on the weight of the grinding roller 2 and its rotation about the center of the central body 3 , Because of that central body 3 and grinding roller 2 can drive separately, both rotational movement of the grinding rolls around their own center, as well as those around the center of the central body 3 be set freely. This has the advantage that the kinetic grinding conditions and the grinding forces can be optimized independently of each other. Be eg grinding drum 1 and central body 3 driven in the same direction, the centrifugal forces increase 7 the grinding rollers 2 , By opposing drive they can be greatly reduced. Depending on the configuration of the grinding surfaces, the throughput can also be controlled by such variations. To simplify the grinding device, the grinding drum 1 or the central body 3 be fixed in the circumferential direction. Then, however, eliminates a degree of freedom in the choice of operating settings.

Die Mahlwalzen 2 benötigen keinen eigenen Antrieb, wodurch die benutzte Mahlvorrichtung wesentlich vereinfacht wird. Auch eine Lagerung der Mahlwalzen 2 ist nicht erforderlich. Die Verzahnungen 4 bzw. 5 bzw. 6 müssen so gewählt werden, dass die Mahlwalzen 2 mit einem radialen Spiel bewegbar sind, damit sie der Zentrifugalkraft 7 folgen und diese als Mahlkraft übertragen können. Unter typischen Betriebsbedingungen wird sich die Faserstoffsuspension auf Grund der Zentrifugalkräfte als Suspensionsschicht 18, von der hier nur ein Teil gezeichnet ist, an der Innenwand der Mahltrommel 1 anlegen.The grinding rollers 2 do not need their own Drive, whereby the grinding device used is much easier. Also a storage of grinding rollers 2 not necessary. The gears 4 respectively. 5 respectively. 6 must be chosen so that the grinding rollers 2 are movable with a radial clearance to allow them the centrifugal force 7 follow and transfer them as grinding power. Under typical operating conditions, the pulp suspension becomes a suspension layer due to centrifugal forces 18 , of which only a part is drawn here, on the inner wall of the grinding drum 1 invest.

In 2 ist grob schematisch die Mahlvorrichtung der 1 in einer seitlichen Ansicht im Schnitt dargestellt. Man erkennt wiederum den Zentralkörper 3 mit den ihn peripher umgebenden Mahlwalzen 2 sowie den radial äußeren Abschluss durch die Mahltrommel 1. Bei diesem Beispiel wird der Zentralkörper 3 über eine linke Antriebswelle 9 und die Mahltrommel 1 über eine rechte Antriebswelle 10 angetrieben. Die Fasersuspension S kann durch eine Stoffleitung 11, die sich in der linken Antriebswelle 9 des Zentralkörpers 3 befindet, zentral eingeführt und durch entsprechende Bohrungen radial nach außen in die Mahltrommel 1 gelangen. Die Fasersuspension S wird an der Innenwand der Mahltrommel 1 in Folge der Zentrifugalkräfte verteilt. Sie fließt dann in axialer Richtung durch die Mahlzonen hindurch, bis sie auf der axialen Gegenseite als gemahlene Fasersuspension S' wieder abgeführt wird. Das kann z.B. durch einen Auslass 13 erfolgen, der hier nur angedeutet ist. Eine andere Möglichkeit wäre ein Tauchrohr 12 (gestrichelt), das z.B. durch die rechte Antriebswelle 10 der Mahltrommel 1 geführt sein kann und in der Nähe des Umfangs der Mahltrommel 1 endet. Es können auch mehrere über den Umfang verteilte Tauchrohre sein. Um die Höhe der Suspensionsschicht 8 an der Innenwand der Mahltrommel 1 zu steuern, ist z.B. ein umlaufender Sperrring 14 vorgesehen, der als Wehr dient. Um das Leerlaufen der Mahltrommel 1 beim Abstellen zu ermöglichen, kann der Sperrring 14 unterbrochen sein. Eine ähnliche Funktion wird bei der in 3 gezeigten Mahlvorrichtung dadurch erreicht, dass der Auslass 13' radial weiter innen liegt als die Mahlzonen.In 2 is roughly schematically the grinding device of 1 in a side view shown in section. Again, one recognizes the central body 3 with the grinding wheels surrounding it peripherally 2 and the radially outer end through the grinding drum 1 , In this example, the central body 3 via a left drive shaft 9 and the grinding drum 1 via a right drive shaft 10 driven. The fiber suspension S can be through a substance line 11 that are in the left drive shaft 9 of the central body 3 is centrally inserted and through corresponding holes radially outward into the grinding drum 1 reach. The fiber suspension S is on the inner wall of the grinding drum 1 distributed as a result of the centrifugal forces. It then flows in the axial direction through the grinding zones, until it is removed again on the axial opposite side as a ground fiber suspension S '. This can eg by an outlet 13 done, which is only hinted at here. Another possibility would be a dip tube 12 (dashed), for example by the right drive shaft 10 the grinding drum 1 can be performed and near the circumference of the grinding drum 1 ends. It may also be several distributed over the circumference dip tubes. To the height of the suspension layer 8th on the inner wall of the grinding drum 1 To control, for example, is a circumferential locking ring 14 provided, which serves as a weir. To empty the grinding drum 1 when parking to enable, the locking ring 14 be interrupted. A similar function is used in the 3 Milling device shown achieved in that the outlet 13 ' radially inward than the refining zones.

Die im Zusammenhang mit der 1 beschriebene kinematische Ausgestaltung der Mahlvorrichtung ist eine relativ einfache technische Realisierung. Es kann aber auch sinnvoll sein, die eigentlichen Mahlflächen nicht zum Antrieb der Mahlwalzen zu benutzen, sondern an mindestens einer Stirnseite der Mahlwalzen 2 die Außenverzahnung 5' anzubringen und auch Mahltrommel 1 und Zentralkörper 3 entsprechend zu gestalten. Eine solche Variante ist in den 3 und 4 dargestellt. So zeigt die 3 in geschnittener Seitenansicht die variierten Mahlwalzen 2' und den variierten Zentralkörper 3'. Beidseitig an den Mahlwalzen 2' bzw. am Zentralkörper 3' befinden sich Verzahnungen 4', 5' und 6', die ähnlich, wie bereits beschrieben, ineinander greifen und die kinematischen Abläufe in der Mahlvorrichtung bestimmen. Bei einer solchen Lösung kann die Mahlfläche selbst, d.h. die Oberflächen der Mahlwalzen 2' und die Innenfläche der Mahltrommel 1' so gestaltet werden, wie es von der Mahltechnologie her wünschenswert ist. Auch hier ist ein Rillenprofil denkbar, das aber eine von einer Norm-Verzahnung abweichende Form haben kann. Solche Rillen können z.B. axial oder in Umfangsrichtung oder schräg oder schraubenlinienförmig verlaufen. Diese Ausrichtung beeinflusst auch die Axialförderung der Suspension in den Mahlzonen. Gerade im Zusammenhang mit Änderungen der Rotationsgeschwindigkeit von Mahlwalze und/oder Zentralkörper ergeben sich weitere Möglichkeiten zur Durchsatzsteuerung. Das axiale Abwandern der Mahlwalzen 2' kann durch Stützelemente 23 z.B. Gleitringe verhindert werden.The in connection with the 1 described kinematic embodiment of the grinding device is a relatively simple technical realization. But it may also be useful not to use the actual grinding surfaces for driving the grinding rollers, but at least one end side of the grinding rollers 2 the external toothing 5 ' to attach and also grinding drum 1 and central body 3 to design accordingly. Such a variant is in the 3 and 4 shown. That's how it shows 3 in a sectional side view of the varied grinding rollers 2 ' and the varied central body 3 ' , Both sides of the grinding rollers 2 ' or on the central body 3 ' there are gears 4 ' . 5 ' and 6 ' , the similar, as already described, mesh and determine the kinematic processes in the grinding device. In such a solution, the grinding surface itself, ie the surfaces of the grinding rollers 2 ' and the inner surface of the grinding drum 1' be designed as it is desirable from the grinding technology. Again, a groove profile is conceivable, but may have a deviating from a standard toothing shape. Such grooves may, for example, extend axially or circumferentially or obliquely or helically. This orientation also influences the axial conveyance of the suspension in the milling zones. Especially in connection with changes in the rotational speed of the grinding roller and / or central body, there are further possibilities for throughput control. The axial migration of the grinding rollers 2 ' can by supporting elements 23 Eg slip rings can be prevented.

Auch bezüglich der Suspensionsförderung ist in 3 eine Alternative gezeigt (die aber auch bei anderen Ausführungsformen denkbar ist). So wird hier die zu mahlende Suspension S durch die Antriebswelle der Mahltrommel 1' zugegeben und an der gegenüberliegenden Seite, also dort, wo sich die Antriebswelle des Zentralkörpers 3' befindet, wieder abgeführt. Der Antrieb des Zentralkörpers 3' erfolgt über einen links gezeichneten Lager/Antriebsblock 16 und der der Mahltrommel 1' über einen rechts gezeichneten Lager/Antriebsblock 17.Also regarding the suspension promotion is in 3 an alternative shown (but which is also conceivable in other embodiments). So here is the slurry to be ground S through the drive shaft of the grinding drum 1' added and on the opposite side, ie where the drive shaft of the central body 3 ' is located, again discharged. The drive of the central body 3 ' takes place via a bearing / drive block drawn on the left 16 and the grinding drum 1' via a bearing / drive block drawn on the right 17 ,

In 4 sind die Verhältnisse im Bereich der Verzahnung etwas detaillierter dargestellt, ohne dass es sich hierbei um eine Konstruktionszeichnung handelt. Dabei ist die Verzahnung erkennbar, die dazu dient, die Mahlwalzen 2 in der gewünschten Weise zu bewegen und bei der es sich grundsätzlich um eine Verzahnung auf den Mahlflächen (Beispiel in 2) oder neben den Mahlflächen (Beispiel in 3) handeln kann. Liegt die Verzahnung auf den Mahlflächen, so befindet sich die Mahlzone 24 hauptsächlich in dem von der Suspensionsschicht 18 benetzten Teil der Verzahnung. Um den Mahlwalzen 2 die Möglichkeit zu geben, den Zentrifugalkräften nach außen zu folgen, ist in der Verzahnung ein gewisses Radialspiel vorhanden. Bei dem hier dargestellten Betriebszustand, also bei umlaufenden Mahlwalzen, drücken sich diese in die Innenverzahnung 4 der Mahltrommel 1. Dadurch wird der Abstand in der anderen Verzahnung (5 mit 6) entsprechend größer, ohne dass dort der Eingriff der Zähne verloren geht. Die Mahlwalze 2 ist hier als Hohlwalze gezeichnet, es ist aber auch denkbar, sie voll auszuführen, z.B. um ihr ein möglichst hohes Gewicht zu geben und damit entsprechend große Zentrifugalkräfte 7 erzeugen zu können.In 4 The relationships in the area of the teeth are shown in more detail, without this being a construction drawing. In this case, the teeth can be seen, which serves to the grinding rollers 2 to move in the desired manner and which in principle is a toothing on the grinding surfaces (example in 2 ) or next to the grinding surfaces (example in 3 ) can act. If the toothing lies on the grinding surfaces, then the grinding zone is located 24 mainly in that of the suspension layer 18 wetted part of the gearing. To the grinding rollers 2 to give the possibility to follow the centrifugal forces to the outside, is present in the teeth a certain radial play. In the operating state shown here, ie with rotating grinding rollers, they press into the internal teeth 4 the grinding drum 1 , As a result, the distance in the other toothing ( 5 With 6 ) correspondingly larger without the intervention of the teeth being lost there. The grinding roller 2 is drawn here as a hollow cylinder, but it is also conceivable to carry it out fully, eg to give it the highest possible weight and thus correspondingly large centrifugal forces 7 to be able to produce.

Der bisher an mehreren Beispielen beschriebene Zentralkörper 3 bzw. 3' ist nicht bei allen Anwendungen des Verfahrens notwendig. So zeigt z.B. 5 die Möglichkeit, die Mahlwalzen 2 mit Hilfe von seitlich angebrachten Lagerungen 17 räumlich zu positionieren. Damit ist gemeint, dass hier Maßnahmen getroffen wurden, um die Achsen bzw. Mittellinien dieser Mahlwalzen 2 mit Hilfe von an diesen Lagerungen angreifenden Halte- oder Bewegungselementen zu bewegen. Diese Halte- oder Bewegungselemente wären z.B. in einer oder zwei seitlich der Mahltrommel 1 angebrachten Haltevorrichtungen 19 abzustützen, wobei diese Haltevorrichtung 19 anders als die Mahltrommel 1 in Rotation versetzt werden muss, um die Mittellinien der Mahlwalzen 2 auf einer Kreisbahn 8 um das Zentrum der Mahltrommel 1 bewegen zu können. In einer einfachen Ausführungsform kann dann die Mahltrommel 1 still stehen, in der Regel wird aber auch diese zu rotieren sein, damit sich eine Suspensionsschicht an ihrer Innenwand ausbilden kann. Hier ist zwischen Bauaufwand und technologischen Anforderungen abzuwägen. Um die Beweglichkeit der Mahlwalzen auf einem begrenzten radialen Weg zu ermöglichen, können die seitlichen Lagerungen durch Parallelführungen 20 oder Schwenkhebelführungen 21 oder einseitig eingespannte Biegefedern 22 gehalten werden. Bei der 5 werden zur Vereinfachung der Zeichnungen mehrere Möglichkeiten in einer einzigen Mahlvorrichtung angedeutet, wobei die Kombination dieser Möglichkeiten in einer einzigen Maschine eher als untypisch anzusehen wäre.The central body previously described in several examples 3 respectively. 3 ' is not necessary in all applications of the process. So shows eg 5 the possibility of the grinding rolls 2 with the help of side mounted bearings 17 spatially position. This means that measures have been taken to the axes or centerlines of these grinding rollers 2 to move with the help of engaging in these bearings holding or moving elements. These holding or moving elements would be eg in one or two sides of the grinding drum 1 attached holding devices 19 support, with this holding device 19 unlike the grinding drum 1 must be set in rotation around the center lines of the grinding rolls 2 on a circular path 8th around the center of the grinding drum 1 to be able to move. In a simple embodiment, then the grinding drum 1 stand still, but in general, these will also be rotated so that a suspension layer can form on its inner wall. Here, a balance has to be made between construction costs and technological requirements. In order to allow the mobility of the grinding rollers on a limited radial path, the lateral bearings can be parallel guides 20 or swivel lever guides 21 or cantilevered torsion springs 22 being held. In the 5 For example, in order to simplify the drawings, several possibilities are indicated in a single grinding device, the combination of these possibilities being rather uncharacteristic in a single machine.

Oft ist es erwünscht, die für das Verfahren bestimmten Mahlvorrichtungen so zu gestalten, dass eine leichte Anpassung an unterschiedliche Anforderungen, insbesondere Durchsatzmengen möglich ist. In solchen Fällen kann ein modularer Aufbau, wie er in 5 angedeutet ist, sehr nützlich sein. Dabei sind hier in axialer Richtung insgesamt drei Mahlabschnitte gezeigt, und zwar in der Art, dass die Verzahnungen 4' bzw. 5' bzw. 6' in bestimmten axialen Abständen voneinander vorgesehen sind. Dabei können insbesondere die Mahlwalzen 2' als Module zusammengesetzt sein. Da in der Regel ein Axialtransport der zu mahlenden Fasersuspension durch die Mahlvorrichtung geführt wird, kann es auch sinnvoll sein, in verschiedenen Modulen verschiedene Mahloberflächen vorzusehen, da der Stoff auf seinem axialen Weg durch die Vorrichtung verändert wird und sich eventuell unterschiedliche mahltechnologische Anforderungen ergeben.It is often desirable to design the grinders intended for the method in such a way that easy adaptation to different requirements, in particular throughput quantities, is possible. In such cases, a modular design, as described in 5 implied to be very useful. Here, a total of three grinding sections are shown here in the axial direction, in such a way that the teeth 4 ' respectively. 5 ' respectively. 6 'are provided at certain axial distances from each other. In particular, the grinding rollers 2 ' be composed as modules. Since an axial transport of the fiber suspension to be ground is usually conducted through the grinding device, it may also be useful to provide different grinding surfaces in different modules, since the material is changed on its axial path through the device and possibly results in different grinding technology requirements.

Claims

Process for grinding aqueous-suspended paper fibers or pulp fibers, in which the aqueous-suspended paper fibers are passed through at least one grinding zone ( 24 ), in which mechanical grinding work is transmitted to the fibers and between the inner wall of a grinding drum ( 1 . 1' ) and at least one rotating grinding roller ( 2 . 2 ' ), wherein grinding roller ( 2 . 2 ' ) and grinding drum are pressed against each other with a grinding force, characterized in that the at least one grinding roller ( 2 . 2 ' ) with its center line on a self-contained path, in particular a circular path ( 8th ) and that the grinding roller ( 2 . 2 ' ) is movable over a limited radial path in such a way that the at the grinding roller ( 2 . 2 ' ) attacking centrifugal force ( 7 ) acts as a grinding force on the fibers located in the milling zone.

Method according to claim 1, characterized in that the grinding drum ( 1 . 1' ) is driven in rotation and that on its inner wall a fibrous layer ( 18 ) is formed from the aqueous suspended paper fibers, which are due to the rotation of the grinding drum ( 1 . 1' ) rests against the inner wall.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that the grinding drum ( 1 . 1' ) with at least one internal toothing ( 4 . 4 ' ) and that the grinding rollers ( 2 . 2 ' ) also at least one external toothing ( 5 . 5 ' ) exhibit.

A method according to claim 3, characterized in that in the internal toothing ( 4 ) of the grinding drum ( 1 ) and the external teeth ( 5 ) of the grinding rollers ( 2 ) the milling zone is formed.

A method according to claim 3, characterized in that the internal toothing ( 4 ' ) of the grinding drum ( 1' ) and the external toothing ( 5 ' ) of the grinding rollers ( 2 ' ) are arranged outside the grinding zone.

A method according to claim 5, characterized in that the grinding surfaces of the grinding rollers ( 2 ' ) are grooved.

Method according to claim 5 or 6, characterized in that the grinding surface of the central body ( 3 ' ) is grooved.

A method according to claim 5, 6 or 7, characterized in that the grinding surface of the grinding drum ( 1' ) is grooved.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that one with the grinding drum ( 1 . 1' ) concentric, in particular cylindrical central body ( 3 . 3 ' ) is used, whereby between its outer diameter and the inner diameter of the grinding drum ( 1 . 1' ) an annular space for receiving the grinding rollers ( 2 . 2 ' ) is formed.

Method according to claim 9, characterized in that the central body ( 3, 3 ' ) with at least one outer toothing ( 6 . 6 ' ) and due to a relative circumferential movement between the grinding drum ( 1 . 1' ) and central body ( 3 . 3 ' ) the Grinding rollers ( 2, 2 ' ) are set in rotation about their axes.

Method according to claim 10, characterized in that central body ( 3 . 3 ' ) and grinding drum ( 1 . 1' ) are driven in the same direction rotating.

Method according to claim 10, characterized in that central body ( 3 . 3 ' ) and grinding drum ( 1 . 1' ) are driven in opposite directions rotating.

Method according to claim 10, characterized in that the central body ( 3, 3 ') not rotated.

A method according to claim 10, characterized in that the grinding drum ( 1 . 1' ) not rotated.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the grinding rollers ( 2 . 2 ' ) by means of toothings ( 4 . 4 ' . 5 . 5 ' . 6 . 6 ' ) without use of laterally mounted bearings between grinding drum ( 1 . 1' ) and central body ( 3 . 3 ' ).

Method according to one of claims 1 to 14, characterized in that the grinding rollers ( 2 . 2 ' ) in the circumferential direction using laterally mounted bearings ( 17 ).

Method according to claim 16, characterized in that the bearings ( 17 ) of the grinding drums ( 1 . 1' ) by parallel guides ( 20 ) are movable over a limited radial path.

Method according to claim 16, characterized in that the bearings ( 17 ) of the grinding drums ( 1 . 1' ) by pivot lever guides ( 21 ) are movable over a limited radial path.

Method according to claim 16, characterized in that the bearings ( 17 ) of the grinding drums ( 1 . 1' ) by cantilevered torsion springs ( 22 ) are movable over a limited radial path.

Method according to claim 16, 17, 18 or 19, characterized in that the bearings ( 17 ) of the grinding rollers ( 2 . 2 ' ) are lubricated by water.

Method according to one of claims 2 to 20, characterized in that a constant flow of liquid with the aqueous suspended paper fibers into the fibrous layer ( 18 ) and out of it again.

A method according to claim 21, characterized in that the continuous flow of liquid from an axial end of the grinding drum ( 1 . 1' ) is led to the other.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the relative speed between the inner wall of the grinding drum ( 1 . 1' ) and the grinding rollers ( 2 . 2 ' ), viewed in the circumferential direction of the grinding drum, in the milling zone to at most 25%, preferably at most 10%, of the peripheral speed of the inner wall of the grinding drum ( 1 . 1' ) is set.

Method according to claim 23, characterized that the relative speed in the grinding zone approximately equal Is zero.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the aqueous crushed paper fibers in suspension (S), their consistency between 2% and 10%, preferably between 3 % and 6%, is set.

Grinding device for carrying out the method according to one of the preceding claims, which comprises a grinding drum ( 1 . 1' ) and at least one within the grinding drum ( 1 . 1' ) arranged rotatable grinding roller ( 2 . 2 ' ) and means for feeding the suspended paper fibers of the grinding device to and from it, the at least one grinding roller ( 2 . 2 ' ) Guiding means for guiding them on a self-contained path, in particular a circular path ( 8th ), characterized in that the guide means of the at least one grinding roller ( 2 . 2 ' ) ensure the free mobility running over a limited radial path, so that on the grinding roller as a result of their rotation along the circular path ( 8th ) attacking centrifugal force ( 7 ) may act as a grinding force on the fibers located in the milling zone.

Grinding device according to claim 26, characterized in that the guide means for the grinding rollers ( 2 . 2 ' ) an internal toothing ( 4 . 4 ' ) in the grinding drum ( 1 . 1' ) and an outer toothing ( 5 . 5 ' ) on the at least one grinding roller ( 2 . 2 ' ) are.

Grinding device according to claim 26 or 27, characterized in that the center line of the grinding drum ( 1 . 1' ) is horizontal or at an angle to the horizontal of no more than 5 °.

Grinding device according to one of claims 26 to 28, characterized in that the grinding drum ( 1 . 1' ) is driven in rotation.

Grinding device according to one of claims 26 to 29, characterized in that one with the grinding drum ( 1 . 1' ) concentric, in particular cylindrical central body ( 3 . 3 ' ) is present, between its outer diameter and the inner diameter of the grinding drum ( 1 . 1' ) an annular space for receiving the grinding rollers ( 2 . 2 ' ) remains free.

Grinding device according to claim 30, characterized in that the central body ( 3 . 3 ' ) with at least one outer toothing ( 6 . 6 ' ) is provided, by the at a relative circumferential movement between the grinding drum ( 1 . 1' ) and central body ( 3 . 3 ' ) the grinding rollers ( 2 . 2 ' ) are set in rotation about their axes.

Grinding device according to one of claims 30 or 31, characterized in that the central body ( 3 . 3 ' ) is driven in rotation.