DE102015109025A1 - Refiner und Klingenelement für einen Refiner - Google Patents

Refiner und Klingenelement für einen Refiner Download PDF

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Markku Partanen
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Abstract

Ein konischer Refin er (1) zum Aufbereiten eines Fasermaterials weist ein stationäres Aufbereitungselement (3) und ein gegenüberliegendes, drehbares Aufbereitungselement (6) auf, die jeweils ein erstes Ende (18) mit einem kleineren Durchmesser und ein zweites Ende (19) mit einem größeren Durchmesser aufweisen. Die Aufbereitungselemente weisen jeweils wenigstens ein Klingenelement (4,8) auf, das mit Klingenstäben (23, 25) und Klingenvertiefungen (24, 26) dazwischen versehen ist. Wenigstens eine Klingenelement (8) in dem drehbaren Aufbereitungselement (6) weist Öffnungen (14) zum Zuführen eines aufzubereitenden Materials in einen Klingenspalt (12) zwischen den Aufbereitungselementen auf und die Klingenstäbe (23, 25) in dem drehbaren Aufbereitungselement (6) sind mit einem negativen Winkel in Bezug auf eine Rotationsrichtung (R) des Aufbereitungselements (6) angeordnet, wobei die Klingenstäbe (23, 25) zumindest zu einem gewissen Grad einen Strom des aufzubereitenden Materials in dem Klingenspalt (12) in Richtung der den größeren Durchmesser aufweisenden Enden (19) des Aufbereitungselements (3, 6) beschränken, wenn das drehbare Aufbereitungselement (6) gedreht wird.

Description

  • BEREICH DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen konischen Refiner zum Aufbereiten eines Fasermaterials, wobei der Refiner ein konisches, stationäres Refiner- bzw. Aufbereitungselement und ein gegenüberliegendes, konisches, drehbares Refiner- bzw. Aufbereitungselement aufweist, das ein erstes Ende mit einem kleineren Durchmesser und ein zweites Ende mit einem größeren Durchmesser aufweist, wobei das stationäre und das drehbare Aufbereitungselement jeweils wenigstens ein Klingenelement aufweisen, das mit Klingenstäben und Klingenvertiefungen dazwischen zum Erzeugen von Aufbereitungsflächen er Aufbereitungselemente versehen ist.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Klingenelement für ein konisches, drehbares Refiner- bzw. Aufbereitungselement, wobei das Klingenelement dafür vorgesehen ist, zumindest einen Teil einer Aufbereitungsfläche des konischen, drehbaren Aufbereitungselements zu bilden, wobei das Klingenelement ein in Richtung eines einen kleineren Durchmesser aufweisenden Endes des Aufbereitungselements gerichtetes erstes Ende und ein in Richtung eines einen größeren Durchmesser aufweisenden Endes des Aufbereitungselements gerichtetes zweites Ende aufweist, wobei das Klingenelement eine Aufbereitungsfläche aufweist, die mit Klingenstäben und Klingenvertiefungen dazwischen versehen ist, wobei die Klingenstäbe und die Klingenvertiefungen sich in einer Richtung von dem ersten Ende des Klingenelements in Richtung des zweiten Endes des Klingenelements erstrecken.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Ein typischer konischer Refiner weist ein konisches, stationäres Refiner- bzw. Aufbereitungselement und ein gegenüberliegendes, konisches, drehbares Refiner- bzw. Aufbereitungselement auf. Die konischen Aufbereitungselemente weisen ein erstes Ende mit einem kleineren Durchmesser und ein zweites Ende mit einem größeren Durchmesser auf, so dass der Refiner damit auch ein erstes Ende mit einem kleineren Durchmesser und ein zweites Ende mit einem größeren Durchmesser aufweist. Das stationäre Aufbereitungselement stellt einen Stator des Refiners und das drehbare Aufbereitungselement stellt einen Rotor des Refiners dar. Die stationären und drehbaren Aufbereitungselemente weisen jeweils ein oder mehrere Klingenelemente auf, die mit Klingenstäben und dazwischen angeordneten Klingenvertiefungen bzw. -nuten versehen sind. Die Klingenstäbe und die Klingenvertiefungen in den Klingenelementen stellen Aufbereitungsflächen der Aufbereitungselemente dar.
  • Ein Problem bei solchen konischen Refinern ist eine ungleichmäßige Verteilung des aufzubereitenden Materials in einem Klingenspalt zwischen den gegenüberliegenden Aufbereitungselementen, wobei in dem Klingenspalt die Aufbereitung des Materials stattfindet. Die ungleiche Verteilung des aufzubereitenden Materials in dem Klingenspalt ergibt sich aus einer Tendenz des Materials, sich in Richtung des den größeren Durchmesser aufweisenden Endes des Refinders zu bewegen, wenn der Rotor des Refiners rotiert. Mit anderen Worten, das aufzubereitende Material wird dadurch an dem den größeren Durchmesser aufweisenden Ende des Refiners verdichtet, so dass die Aufbereitung des Materials somit hauptsächlich an dem den größeren Durchmesser aufweisenden Ende des Refiners stattfindet. Dadurch ist die Aufbereitung des Materials, d. h. der Betrieb des Refiners, an dem den kleineren Durchmesser aufweisenden Ende des Refiners nicht effizient. Wenn der Refiner, wie oben beschrieben, ungleichmäßig arbeitet, weist das aufbereitete Material zum einen keine optimale Qualität auf und zum anderen ist die Kapazität des Refiners in Bezug auf die Größe der Aufbereitungsfläche des Refiners klein.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine neue Bauart eines konischen Refiners und ein Klingenelemente desselben zu schaffen.
  • Der konische Refiner gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Klingenelement in dem drehbaren Aufbereitungselement Öffnungen zum Zuführen des aufzubereitenden Materials in einen Klingenspalt zwischen den stationären Aufbereitungselementen und den drehbaren Aufbereitungselementen aufweist, und dass die Klingenstäbe in dem drehbaren Aufbereitungselement mit einem negativen Winkel in Bezug auf eine Rotationsrichtung des Aufbereitungselements angeordnet sind, wobei die Klingenstäbe in dem drehbaren Aufbereitungselement zumindest zu einem gewissen Grad einen Strom des aufzubereitenden Materials in dem Klingenspalt in Richtung der den größeren Durchmesser aufweisenden Enden des Aufbereitungselements beschränken, wenn das drehbare Aufbereitungselement gedreht wird.
  • Das Klingenelement gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Klingenelement durch das Klingenelement verlaufende Öffnungen aufweist, und dass die Klingenstäbe in dem Klingenelement in einem negativen Winkel in Bezug auf eine Rotationsrichtung des drehbaren Aufbereitungselements angeordnet sind, wenn das Klingenelement an dem drehbaren Aufbereitungselement angebracht ist, wobei die Klingenstäbe zumindest zu einem gewissen Grad einen Strom von aufzubereitendem Material in Richtung des den größeren Durchmesser aufweisenden Endes des Aufbereitungselement beschränkt, wenn das drehbare Aufbereitungselement rotiert wird.
  • Durch die Erfindung ergibt sich eine Kombination einer gleichmäßigen Verteilung des aufzubereitenden Materials in dem Klingenspalt bereits während einer Zuführphase des aufzubereitenden Materials und des Verhinderns, dass das aufzubereitende Material an dem den größeren Durchmesser aufweisenden Ende des Refiners verdichtet wird. Die Zufuhr des aufzubereitenden Materials in den Klingenspalt durch die in der Aufbereitungsfläche des drehbaren Aufbereitungselements angeordneten Öffnungen verteilt das aufzubereitende Material gleichmäßiger in dem Klingenspalt unmittelbar nachdem es in den Klingenspalt zugeführt wurde. Wenn die Klingenstäbe in dem drehbaren Aufbereitungselement, wie oben beschrieben, mit einem negativen Klingenstabwinkel angeordnet sind, beschränken die Klingenstäbe entweder den Strom des aufzubereitenden Materials in Richtung des den größeren Durchmesser aufweisenden Endes des Refiners oder sie bewegen sogar das aufzubereitende Material in einer Richtung von dem den größeren Durchmesser aufweisenden Ende des Refiners in Richtung des den kleineren Durchmesser aufweisenden Endes des Refiners. Die Klingenstäbe in dem drehbaren Aufbereitungselement kompensieren damit die Tendenz des aufzubereitenden Materials, sich in Richtung des den größeren Durchmesser aufweisenden Endes des Refiners zu bewegen.
  • Gemäß einer Ausführungsform des Refiners sind die Klingenstäbe in dem stationären Aufbereitungselement mit einem negativen Winkel in Bezug auf die Rotationsrichtung des drehbaren Aufbereitungselements angeordnet, wobei die Klingenstäbe in dem stationären Aufbereitungselement zumindest zu einem gewissen Grad den Strom des aufzubereitenden Materials in Richtung des den größeren Durchmesser aufweisenden Endes des Aufbereitungselements beschränken.
  • Gemäß einer Ausführungsform des Refiners weisen das stationäre Aufbereitungselement und das drehbare Aufbereitungselement erste Klingenstäbe und erste Klingenvertiefungen dazwischen auf, wobei eine obere Fläche von wenigstens einem ersten Klingenstab mit zweiten Klingenstäben und zweiten Klingenvertiefungen versehen ist, wobei die ersten Klingenstäbe und die zweiten Klingenstäbe in dem drehbaren Aufbereitungselement mit einem negativen Winkel in Bezug auf die Rotationsrichtung des drehbaren Aufbereitungselements angeordnet sind, wobei die ersten Klingenelemente und die zweiten Klingenelemente in dem drehbaren Aufbereitungselement zumindest zu einem gewissen Grad den Strom des aufzubereitenden Materials in Richtung der den größeren Durchmesser aufweisenden Enden der Aufbereitungselemente begrenzen bzw. beschränken, wenn das drehbare Aufbereitungselement rotiert wird.
  • Gemäß einer Ausführungsform des Refiners sind die ersten Klingenstäbe und die zweiten Klingenstäbe in dem stationären Aufbereitungselement mit einem negativen Winkel in Bezug auf die Rotationsrichtung des drehbaren Aufbereitungselement angeordnet, wobei die ersten Klingenstäbe und die zweiten Klingenstäbe in dem stationären Aufbereitungselement zumindest zu einem gewissen Grad den Strom des aufzubereitenden Materials in Richtung der den größeren Durchmesser aufweisenden Enden der Aufbereitungselemente beschränken.
  • Gemäß einer Ausführungsform des Refiners ist ein absoluter Wert des Klingenstabwinkels des zweiten Klingenstabs größer als ein absoluter Wert eines Klingenstabwinkels des ersten Klingenstabs.
  • Gemäß einer Ausführungsform des Refiners weist das wenigstens eine Klingenelement in dem stationären Aufbereitungselement Öffnungen zum Abführen eines aufbereiteten Materials von dem Klingenspalt zwischen den stationären Aufbereitungselementen und den drehbaren Aufbereitungselementen auf.
  • Gemäß einer Ausführungsform des Refiners sind die Öffnungen in dem Klingenelement längliche Öffnungen und zumindest teilweise innerhalb eines Bereichs eines Bodens bzw. einer Unterseite der Klingenvertiefungen angeordnet.
  • Gemäß einer Ausführungsform des Refiners ist wenigstens eine Öffnung so angeordnet, dass sie sich über den gesamten Bereich des Bodens bzw. der Unterseite der Klingenvertiefung erstreckt.
  • Gemäß einer Ausführungsform des Refiners sind die Öffnungen zumindest teilweise innerhalb eines Bereichs der Klingenstäbe angeordnet, und die Öffnungen sind zumindest teilweise quer zu einer Längsrichtung der Klingenstäbe angeordnet.
  • Gemäß einer Ausführungsform des Refiners sind Aufbereitungskörner in einer oberen Fläche von wenigstens einem Klingenstab angeordnet.
  • Gemäß einer Ausführungsform des Refiners weisen die Klingenstäbe eine gekrümmte Form in der Längsrichtung der Klingenstäbe auf.
  • Gemäß einer Ausführungsform des Klingenelements weist das Klingenelement erste Klingenstäbe und erste Klingenvertiefungen auf, wobei eine obere Fläche von wenigstens einem Klingenstab mit zweiten Klingenstäben und zweiten Klingenvertiefungen versehen ist, und die ersten Klingenstäbe und die zweiten Klingenstäbe sind mit einem negativen Winkel in Bezug auf die Rotationsrichtung des drehbaren Aufbereitungselements angeordnet, wenn das Klingenelement an dem drehbaren Aufbereitungselement angebracht ist, wobei die ersten Klingenstäbe und die zweiten Klingenstäbe zumindest zu einem gewissen Grad den Strom des aufzubereitenden Materials in Richtung des den größeren Durchmesser aufweisenden Endes des Aufbereitungselement beschränken, wenn das drehbare Aufbereitungselement gedreht wird.
  • Gemäß einer Ausführungsform des Klingenelements ist ein absoluter Wert des Klingenstabwinkels des zweiten Klingenstabs größer als ein absoluter Wert eines Klingenstabwinkels des ersten Klingenstabs.
  • Gemäß einer Ausführungsform des Klingenelements sind die Öffnungen längliche Öffnungen und zumindest teilweise innerhalb eines Bereichs eines Bodens bzw. einer Unterseite der Klingenvertiefungen angeordnet.
  • Gemäß einer Ausführungsform des Klingenelements ist wenigstens eine Öffnung so angeordnet, dass sie sich über den gesamten Bereich des Bodens bzw. der Unterseite der Klingenvertiefung erstreckt.
  • Gemäß einer Ausführungsform des Klingenelements sind die Öffnungen zumindest teilweise innerhalb eines Bereichs der Klingenstäbe angeordnet, und die Öffnungen sind zumindest teilweise quer zu einer Längsrichtung der Klingenstäbe angeordnet.
  • Gemäß einer Ausführungsform des Klingenelements sind Aufbereitungskörner in einer oberen Fläche von wenigstens einem Klingenstab angeordnet.
  • Gemäß einer Ausführungsform des Klingenelements weisen die Klingenstäbe eine gekrümmte Form in der Längsrichtung der Klingenstäbe auf.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Nachfolgend wird die Erfindung mittels bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen detaillierter beschrieben, wobei
  • 1 eine schematische Seitenansicht eines konischen Refiners im Querschnitt ist;
  • 2 eine schematische Ansicht eines Klingenelements in einer Richtung einer Aufbereitungsfläche eines Klingenelements betrachtet ist;
  • 3 eine schematische Ansicht eines zweiten Klingenelements in der Richtung der Aufbereitungsfläche des Klingenelements betrachtet ist;
  • 4 eine schematische Ansicht eines dritten Klingenelements in der Richtung der Aufbereitungsfläche des Klingenelements betrachtet ist; und
  • 5 eine schematische Ansicht eines vierten Klingenelements in der Richtung der Aufbereitungsfläche des Klingenelements betrachtet ist.
  • Aus Gründen der Klarheit zeigen die Figuren einige Ausführungsformen der Erfindung auf eine vereinfachte Art und Weise. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Elements in den Figuren.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • 1 ist eine schematische Seitenansicht eines konischen Refiners 1, der zum Aufbereiten eines Fasermaterials, wie zum Beispiel eines Holzmaterials, verwendet wird, das Lignozellulose oder ein anderes Material aufweist, das dafür geeignet ist, zum Herstellen von beispielsweise Papier oder Karton verwendet zu werden. Der in 1 dargestellte Refiner 1 weist einen Rahmen 2 und ein stationäres, festes Refiner- bzw. Aufbereitungselement 3, d. h. einen Stator 3, des Refiners 1 auf, das auf dem Rahmen 2 abgestützt ist. Das stationäre Aufbereitungselement 3 weist ein Klingenelement 4 auf, das Klingenstäbe und Klingenvertiefungen bzw. -nuten dazwischen aufweist, wobei die Klingenstäbe und die Klingenvertiefungen in dem Klingenelement 4 eine Refiner- bzw. Aufbereitungsfläche 5 des stationären Aufbereitungselements 3 bilden.
  • Der Refiner 1 weist des Weiteren ein drehbares Refiner- bzw. Aufbereitungselement 6, d. h. einen Rotor 6, des Refiners 1, auf. Das drehbare Aufbereitungselement 6 weist einen Körper 7 und ein Klingenelement 8 auf, das Klingenstäbe und Klingenvertiefungen bzw. -nuten dazwischen aufweist, wobei die Klingenstäbe und die Klingenvertiefungen in dem Klingenelement 8 eine Refiner- bzw. Aufbereitungsfläche 9 des drehbaren Aufbereitungselements 6 bilden. Der Körper 7 des drehbaren Aufbereitungselements 6 ist mittels einer Welle 11 mit einem Motor 10 verbunden, so dass das drehbare Aufbereitungselement 6 um das stationäre Aufbereitungselement 3 mittels des Motors 10 und der Welle 11 zum Beispiel in einer Richtung des Pfeils R gedreht bzw. rotiert werden kann, wobei der Pfeil R somit eine gewünschte Dreh- bzw. Rotationsrichtung R des drehbaren Aufbereitungselements 6 anzeigt.
  • Der Refiner 1 kann auch ein Beladeelement aufweisen, das aus Gründen der Klarheit in 1 nicht dargestellt ist und das zum Vorwärts- und Rückwärtsbewegen des drehbaren, an der Welle 11 angebrachten Aufbereitungselements 6 verwendet werden kann, wie durch den Pfeil A schematisch dargestellt, um die Größe eines Klingenstabs 12 zwischen den Klingenelementen 4, 8 des stationären Aufbereitungselements 3 und des drehbaren Aufbereitungselements 6 einzustellen. Die Klingenelemente 4, 8 können einzelne gleichförmige Klingenelemente sein, die sich über den gesamten Umfang des entsprechenden Aufbereitungselements erstrecken. Alternativ können die Klingenelemente 4, 8 aus mehreren ursprünglich separaten Elementen, d. h. Klingensegmenten, bestehen, die nebeneinander angebracht sind, wobei jedes einzelne Klingensegment nur einen Teil des gesamten Klingenelements bildet.
  • Das aufzubereitende Fasermaterial wird über einen Zuführkanal 13 auf eine durch den Pfeil F dargestellte Art und Weise zugeführt. Eine Mehrzahl des in den Refiner 1 zugeführten Fasermaterials gelangt, auf eine durch Pfeile P schematisch dargestellte Art und Weise durch Öffnungen 14, die durch das Klingenelement 8 in dem drehbaren Aufbereitungselement 6 gebildet sind, in den Klingenspalt 12 zwischen das stationäre Aufbereitungselement 3 und das drehbare Aufbereitungselement 6, in dem das Fasermaterial aufbereitet werden soll. Das bereits aufbereitete Material ist wiederum in der Lage, durch Öffnungen 15, die durch das Klingenelement 4 in dem stationären Aufbereitungselement 3 gebildet sind, in einen Zwischenraum 16 zwischen den Rahmen 2 des Refiners 1 und das stationäre Aufbereitungselement 3 zu gelangen, von wo das aufbereitete Material über einen Abführkanal 17 von dem Refiner 1 entfernt wird, wie durch den Pfeil D schematisch dargestellt.
  • Weil der Raum zwischen dem drehbaren Aufbereitungselement 6 und dem Rahmen 2 des Refiners 1 nicht vollständig geschlossen ist, kann ein Teil des dem Refiner 1 zugeführten Fasermaterials in den Klingenspalt 12 von dem rechten Ende des Klingenspalts 12 gelangen, d. h. von dem ersten Ende 18 des Refiners 1, das einen kleineren Durchmesser aufweist, wie aus 1 hervorgeht. Dementsprechend kann ein Teil des bereits aufbereiteten Materials auch den Klingenspalt 12 von dem linken Ende des Klingenspalts 12 verlassen, d. h. von dem zweiten Ende 19 des Refiners 1, das einen größeren Durchmesser aufweist, wie aus 1 hervorgeht, von wo eine Verbindung zu dem Zwischenraum 16 zwischen dem Rahmen 2 des Refiners 1 und dem stationären Aufbereitungselement 3 vorgesehen ist.
  • In der Ausführungsform von 1 des Refiners 1 ist nur ein Zuführkanal 13 vorgesehen und dieser ist an dem ersten Ende 18 des Refiners 1 angeordnet, der den kleineren Durchmesser aufweist, die tatsächliche Ausführung des Refiners 1 könnte jedoch auch einen zweiten Zuführkanal aufweisen, der an dem zweiten Ende 19 des Refiners 1, das den größeren Durchmesser aufweist, angeordnet sein könnte, wobei der Abführkanal 17 des Refiners 1 zum Beispiel irgendwo zwischen den ersten Enden 18 und den zweiten Enden 19 des Refiners 1 angeordnet sein könnte. Im Folgenden können das Bezugszeichen 18 und die Angabe erstes Ende 18 sowohl das erste Ende 18 des Refiners 1 mit dem kleineren Durchmesser als auch die ersten Enden 18 der Aufbereitungselemente 3, 6 mit dem kleineren Durchmesser bezeichnen; in ähnlicher Weise können das Bezugszeichen 19 und die Bezeichnung zweites Ende 19 sowohl das zweite Ende 19 des Refiners 1 mit dem größeren Durchmesser als auch die zweiten Enden 19 der Aufbereitungselemente 3, 6 mit dem größeren Durchmesser bezeichnen.
  • 2 ist eine schematische Ansicht eines Klingenelements in einer Richtung einer Aufbereitungsfläche eines Klingenelements betrachtet. Das Klingenelement von 2 ist ein Klingensegment 20, das dafür vorgesehen ist, einen Teil des Klingenelements 8 des drehbaren Aufbereitungselement 6 zu bilden, wobei eine Aufbereitungsfläche 27 des Klingensegments 20 einen Teil der Aufbereitungsfläche 9 des drehbaren Aufbereitungselements 6 bildet und eine komplette Aufbereitungsfläche 9 des drehbaren Aufbereitungselements 6 durch Anordnen einer Mehrzahl von Klingenelementen 20 nebeneinander erzeugt werden kann. Alternativ könnte auch ein einzelnes Klingenelement, das eine vollständig konische Form aufweist, verwendet werden, um die komplette Aufbereitungsfläche 9 des drehbaren Aufbereitungselements 6 zu bilden. Die komplette Aufbereitungsfläche 5 des stationären Aufbereitungselements 3 kann in entsprechender Weise ebenfalls mit einer Mehrzahl von nebeneinander angeordneten Klingenelementen oder mit einem einzelnen Klingenelement, das eine vollständig konische Form aufweist, gebildet werden.
  • Das Klingensegment 20 von 2 weist ein erstes Ende 21, das in Richtung des ersten Endes 18 des Refiners 1 gerichtet ist, und ein zweites Ende 22 auf, das in Richtung des zweiten Endes 19 des Refiners 1 gerichtet ist. Das Klingensegment 20 weist des Weiteren erste Klingenstäbe 23, die sich in einer Richtung von dem ersten Ende 21 des Klingensegments 20 zu dem zweiten Ende 22 des Klingensegments 20 bewegen, verlaufen oder erstrecken, und erste Klingenvertiefungen bzw. -nuten 24 dazwischen auf. Eine obere Fläche der ersten Klingenstäbe 23 weist des Weiteren zweite Klingenstäbe 25 auf, die sich in einer Richtung von dem ersten Ende 21 des Klingensegments 20 zu dem zweiten Ende 22 des Klingensegments 20 bewegen, verlaufen oder erstrecken, und zweite Klingenvertiefungen bzw. -nuten 26 dazwischen auf. Die ersten Klingenstäbe 23 und die ersten Klingenvertiefungen 24 bilden zusammen mit den zweiten Klingenstäben 25 und den zweiten Klingenvertiefungen 26 die Aufbereitungsfläche 27 des Klingensegments 20, wobei die Aufbereitungsfläche 27 des Klingensegments 20 einen Teil der kompletten Aufbereitungsfläche 9 des drehbaren Aufbereitungselement 6 bildet. Das Klingensegment 20 weist des Weiteren an einer Unterseite bzw. einem Boden der ersten Klingenvertiefungen 24 durch das Klingensegment 20 angeordnete bzw. verlaufende Öffnungen 14 auf, wobei die Öffnungen 14 Öffnungen zum Zuführen des aufzubereitenden Materials in den Klingenspalt 12 zwischen den gegenüberliegenden Aufbereitungselementen 3, 6 zur Verfügung stellen, wie oben erläutert. Die in 2 dargestellten Öffnungen 14 weisen die Form eines länglichen Ovals auf und sie sind in der Unterseite der ersten Klingenvertiefungen 24 mit einem Abstand voneinander oder in einer Richtung der ersten Klingenvertiefungen 24 angeordnet, so dass ein von den Öffnungen 14 geteilter, gemeinsamer Bereich in der ersten Klingenvertiefung 24 einen speziellen, gewünschten Abschnitt des gesamten Bereichs der Unterseite der ersten Klingenvertiefung 24 bildet.
  • Das Klingensegment 20 von 2 ist dafür vorgesehen, auf eine solche Art und Weise an dem drehbaren Aufbereitungselement 6 angebracht zu werden, dass ein erster Seitenrand 28 des Klingensegments 20 dafür vorgesehen ist, in Richtung der Rotationsrichtung R des drehbaren Aufbereitungselements 6 gerichtet zu sein, und ein zweiter Seitenrand 29 des Klingensegments 20 dafür vorgesehen ist, in einer Richtung entgegengesetzt zu der Rotationsrichtung R des drehbaren Aufbereitungselements 6 gerichtet zu sein.
  • Die ersten Klingenstäbe 23 und die zweiten Klingenstäbe 25 in dem Klingensegment 20 und dementsprechend in dem drehbaren Aufbereitungselement 6 sind, wenn das Klingensegment 20 an dem drehbaren Aufbereitungselement 6 angebracht ist, mit einem negativen Winkel in Bezug auf Rotationsrichtung R des drehbaren Aufbereitungselements 6 angeordnet. Der Winkel der Klingenstäbe 23, 25, d. h. der Klingenstabwinkel der Klingenstäbe 23, 25 wird in Bezug auf eine Projektion der Welle 11 des Refiners 1 in der Aufbereitungsfläche 27 des Klingensegments 20 oder mit anderen Worten in Bezug auf eine Projektion der Welle 11 des Refiners 1 in der Aufbereitungsfläche 9 des Klingenelements 8 des drehbaren Aufbereitungselements 6 ermittelt bzw. festgelegt. Die Projektion der Welle 11 des Refiners 1 in der Aufbereitungsfläche 27 des Klingensegments 20 ist in 2 mit einer durch ein Bezugszeichen PS bezeichneten Linie schematisch dargestellt. Der Klingestabwinkel eines Klingenstabs wird als negativ betrachtet, wenn ein Rand eines in Richtung der Rotationsrichtung R des drehbaren Aufbereitungselements 6 gerichteter Rand eines Klingenstabs, d. h. ein vorderer Rand des Klingenstabs, auf der Seite des zweiten Endes 22 des Klingensegments 20 weiter in Richtung der Rotationsrichtung R des drehbaren Aufbereitungselements 6 angeordnet ist als der vordere Rand desselben Klingenstabs auf der Seite des ersten Endes 21 des Klingensegments 20. In dem Refiner 1 bedeutet dies, dass der vordere Rand des Klingenstabs, der auf der Seite des den großeren Durchmesser aufweisenden zweiten Endes 19 des Refiners 1 angeordnet ist, weiter in Richtung der Rotationsrichtung R des drehbaren Aufbereitungselements 6 angeordnet ist als der vordere Rand desselben Klingenstabs auf der Seite des den kleineren Durchmesser aufweisenden ersten Endes 18 des Refiners 1. Der Klingenstabwinkel wird somit als ein Winkel zwischen der Projektion PS der Welle 11 auf dem Refiner 1 und dem vorderen Rand des Klingenstabs 23, 25 festgelegt. In 2 ist der vordere Rand des ersten Klingenstabs 23 mit einem Bezugszeichen 23' bezeichnet und der vordere Rand des zweiten Klingenstabs 25 ist durch ein Bezugszeichen 25' bezeichnet. Der Klingenstabwinkel zwischen dem ersten Klingenstab 23 und der Projektion PS der Welle 11 ist in 2 durch das Bezugszeichen α1 und der Klingenstabwinkel zwischen dem zweiten Klingenstab 25 und der Projektion PS der Welle 11 ist in 2 durch das Bezugszeichen α2 bezeichnet.
  • Wenn die ersten Klingenstäbe 23 und die zweiten Klingenstäbe 25 wie oben erläutert mit einem negativen Klingenstabwinkel angeordnet sind, haben die ersten Klingenstäbe 23 und die zweiten Klingenstäbe 25 einen Effekt auf das aufzubereitende Material, der zumindest zum Teil den Strom des aufzubereitenden Materials in Richtung des den größeren Durchmesser aufweisenden zweiten Endes 19 des Refiners 1 beschränkt, wohin das aufzubereitende Material bei konventionellen konischen Refinern sich zu bewegen tendiert. Die ersten Klingenstäbe 23 und die zweiten Klingenstäbe 25 erzeugen eine Pumpwirkung auf das aufzubereitende Material, wobei die Pumpwirkung dazu tendiert, den Strom des aufzubereitenden Materials in Richtung des den größeren Durchmesser aufweisenden zweiten Endes 19 des Refiners 1 zu verhindern, oder wobei die Pumpwirkung das Material sogar in einer Richtung von dem den größeren Durchmesser aufweisenden zweiten Ende 19 des Refiners 1 in Richtung des den kleineren Durchmesser aufweisenden ersten Endes 18 des Refiners 1 bewegen kann. Die ersten Klingenstäbe 23 und die zweiten Klingenstäbe 25, die wie oben beschrieben mit dem negativen Klingenstabwinkel angeordnet sind, kompensieren damit die Tendenz des aufzubereitenden Materials, sich in Richtung des den größeren Durchmesser aufweisenden zweiten Endes 19 des Refiners 1 zu bewegen. Folglich wird das aufzubereitende Material an dem den größeren Durchmesser aufweisenden zweiten Ende 19 des Refiners 1 nicht verdichtet, sondern wird in den Klingenspalt 12 zwischen den gegenüber liegenden Aufbereitungselementen 3, 6 gleichmäßiger verteilt. Dies erhöht die Wirksamkeit des Aufbereitens, was die Kapazität des konischen Refiners erhöht. Auch die Qualität des Aufbereitens ist gleichmäßiger. Des Weiteren wird, weil das aufzubereitende Material eher durch die in der Aufbereitungsfläche 9 des drehbaren Aufbereitungselements 6 angeordneten Öffnungen 14 in den Klingenspalt 12 zugeführt wird als durch das erste Ende 18 des Refiners 1, wie dies üblicher Weise der Fall ist, das aufzubereitende Material gleichmäßiger in dem Klingenspalt 12 unmittelbar nach seiner Zufuhr in den Klingenspalt 12 verteilt. Dies hat auch eine vorteilhafte Wirkung auf die gleichmäßige Qualität des aufbereiteten Materials und gleicht den Betrieb bzw. den Lauf des Refiners 1 aus. Die Abfuhr des in dem Klingenspalt 12 bereits aufbereiteten Materials kann durch Öffnungen 15 in dem Klingenelement 4 oder durch wenigstens eine der den kleineren Durchmesser aufweisenden ersten Enden 18 der Aufbereitungselemente und die den größeren Durchmesser aufweisenden zweiten Enden 19 der Aufbereitungselemente stattfinden, wenn das Klingenelement 4 geschlossen ist, d. h. falls das Klingenelement 4 keine Öffnungen aufweist.
  • Der Wert des Klingenstabwinkels α1, α2 der Klingenstäbe 23, 25 beeinflusst den Grad, wie effektiv die Klingenstäbe 23, 25 den Strom des aufzubereitenden Materials in Richtung des den größeren Durchmesser aufweisenden zweiten Endes 19 des Refiners 1 beschränken. Zumindest ein Teil der Länge der Klingenstäbe 23, 25 kann in einem Klingenstabwinkel angeordnet sein, der es erlaubt, dass ein gewisser Strom des aufzubereitenden Materials in Richtung des den größeren Durchmesser aufweisenden zweiten Endes 19 des Refiners 1 strömt, der aber gleichzeitig zumindest zu einem gewissen Grad den Strom des aufzubereitenden Materials in Richtung des zweiten Endes 19 des Refiners 1 verlangsamt. Alternativ kann zumindest ein Abschnitt der Länge der Klingenstäbe 23, 25 in einem Klingenstabwinkel angeordnet sein, der den Strom des aufzubereitenden Materials in Richtung des zweiten Endes 19 des Refiners 1 verhindert, wobei der Kingenstabwinkel den Strom des aufzubereitenden Materials in Richtung des den kleineren Durchmesser aufweisenden ersten Endes 18 des Refiners 1 jedoch auch nicht fördert oder beeinflusst. Des Weiteren besteht eine mögliche Alternative darin, zumindest einen Abschnitt der Länge der Klingenstäbe 23, 25 in einem Klingenstabwinkel anzuordnen, der den Strom des aufzubereitenden Materials in Richtung des den kleineren Durchmesser aufweisenden ersten Endes 18 des Refiners 1 fördert.
  • Die Wahl des Klingenstabwinkels α1, α2 wird auf der Basis des Wunsches vorgenommen, einen Strom des aufzubereitenden Materials auf die Aufbereitungsflächen 5, 9 der Aufbereitungselemente 3, 6 in einer axialen Richtung des Refiners 1 zu erzeugen, wobei der Strom des Materials das Auftreten einer zu hohen Konzentration von aufzubereitendem Material in bestimmten Bereichen der Aufbereitungsflächen verhindern soll. Gemäß einer Ausführungsform werden die Klingenstabwinkel α1, α2 zwischen 0 und –60° ausgewählt. Der Klingenstabwinkel α1 α2 sollte nicht sehr hoch ausgewählt werden, weil ein sehr hoher Klingenstabwinkel keine Bewegung des in dem Klingenstab 12 aufzubereitenden Materials ermöglicht oder bewirkt. Gemäß einer anderen Ausführungsform werden die Klingenstabwinkel α1, α2 zwischen –5 und –40° ausgewählt, wobei der ausgewählte Klingenstabwinkel den Strom des aufzubereitenden Materials in dem Klingenspalt 12 in Richtung der den größeren Durchmesser aufweisenden zweiten Enden 19 der Aufbereitungselemente 3, 6 wirksam beschränkt, wenn das drehbare Aufbereitungselement 6 rotiert wird, und sogar bewirken können, dass der Strom des aufzubereitenden Materials sich in Richtung der den kleineren Durchmesser aufweisenden ersten Enden 18 der Aufbereitungselemente 3, 6 bewegt. Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden die Klingenstabwinkel α1, α2 zwischen –10 und –30° ausgewählt, wobei die Wirkung des ausgewählten Klingenstabwinkels auf das aufzubereitende Material, wie oben erläutert, noch effektiver ist. Wenn eine Aufbereitungsfläche eines Aufbereitungselements sowohl erste Klingenstäbe 23 als auch zweite Klingenstäbe 25 der oberen Fläche der ersten Klingenstäbe 23 aufweist, wie in 2 dargestellt, wird der absolute Wert des Klingenstabwinkels α2 der zweiten Klingenstäbe 25 vorzugsweise höher ausgewählt als der absolute Wert des Klingenstabwinkels α1 der ersten Klingenstäbe 23. In negativen Werten ausgedrückt ist der Klingenstabwinkel α2 vorzugsweise zwischen –5 und –40° höher als der Klingenstabwinkel α1, was bedeutet, dass, wenn der Wert des Klingenstabwinkels α1 –5° beträgt, der Wert des Klingenstabwinkels α2 zwischen –10 und –45° beträgt.
  • Die Klingenstabwinkel α1, α2 können, wie in der Ausführungsform von 2, konstant sein, oder sie können sich, wie in der Ausführungsform von 4 in der Längsrichtung der Klingenstäbe 23, 25, d. h. in einer Richtung von dem ersten Ende 21 des Klingensegments 20 in Richtung des zweiten Endes 22 des Klingensegments 20, ändern.
  • Die Auswahl des Klingenstabwinkels der Klingenstäbe in der Aufbereitungsfläche 5 des stationären Aufbereitungselements 3 kann auch eingesetzt werden, um den Strom des aufzubereitenden Materials in dem Klingenspalt 12 des Refiners 1 zu beeinflussen. Eine mögliche Ausführungsform des Klingenelements, das dafür vorgesehen ist, zumindest einen Teil der Aufbereitungsfläche 5 des stationären Aufbereitungselements 3 zu bilden, kann schematisch als eine Kopie des Klingensegments 20 von 2 als dargestellt betrachtet werden.
  • Wenn die Aufbereitungsflächen von sowohl dem drehbaren Aufbereitungselement als auch dem stationären Aufbereitungselement Seite an Seite und in einer Richtung der Aufbereitungsflächen betrachtet werden, ist der negative Klingenstabwinkel in beiden Aufbereitungsflächen entsprechend gerichtet, d. h. in der entsprechenden Richtung in Bezug auf die Projektion PS. Wenn die Klingenelemente der drehbaren und der stationären Aufbereitungselemente in dem Refiner eingebaut sind, wird das Klingenelement des stationären Aufbereitungselements gegen die Aufbereitungsfläche des drehbaren Klingenelements umgedreht. In einem solchen Fall wird das einen negativen Klingenstabwinkel aufweisende Klingenelement des drehbaren Aufbereitungselements in dem Refiner richtig herum eingebaut, d. h. in der in den 2 bis 5 dargestellten Position, und das Klingenelement des stationären Aufbereitungselements wird, wenn die in den 2 bis 5 dargestellten Klingenelemente als die Klingenelemente der stationären Aufbereitungselemente repräsentierend angesehen werden, um die Projektion PS umgekehrt, wodurch sowohl das Klingenelement des drehbaren Aufbereitungselements als auch das Klingenelement des stationären Aufbereitungselements die Wirkung des Beschränkens des Stroms von aufzubereitendem Material in den Klingenspalt zumindest zu einem gewissen Grad in Richtung der den größeren Durchmesser aufweisenden Enden der Aufbereitungselemente erzeugt.
  • Der Klingenstabwinkel der Klingestäbe in der Aufbereitungsfläche 5 des stationären Aufbereitungselements 3 wird zwischen –45 und +20° ausgewählt, vorzugsweise zwischen –40 und 0°. Auf der Aufbereitungsfläche des stationären Aufbereitungselements bezieht sich ein negativer Klingenstabwinkel auf eine Anordnung, bei welcher ein Rand eines Klingenstabs, der in einer Richtung entgegengesetzt zu der Rotationsrichtung R des drehbaren Aufbereitungselements β gerichtet ist, d. h. einem hinteren Rand des Klingenstabs, der den vorderen Rand des Klingenstabs in dem drehbaren Aufbereitungselement 6 trifft, wenn das drehbare Aufbereitungselement 6 rotiert wird, auf der Seite des den kleineren Durchmesser aufweisenden ersten Endes 18 des Refiners 1 angeordnet ist, um weiter in Richtung der Rotationsrichtung R des drehbaren Aufbereitungselements 6 angeordnet zu sein als der hintere Rand desselben Klingenstabs auf der Seite des den größeren Durchmesser aufweisenden zweiten Endes 19 des Refiners 1. Dementsprechend bezieht sich in der Aufbereitungsfläche des stationären Aufbereitungselements ein positiver Klingenstabwinkel auf eine Anordnung, bei welcher ein hinterer Rand des Klingenstabs auf der Seite des den größeren Durchmesser aufweisenden zweiten Endes 19 des Refiners 1 angeordnet ist, weiter in Richtung der Rotationsrichtung R des drehbaren Aufbereitungselements 6 angeordnet ist als der hintere Rand desselben Klingenstabs auf der Seite des den kleineren Durchmesser aufweisenden ersten Endes 18 des Refiners 1. Der Klingenstabwinkel wird wiederum als ein Winkel zwischen der Projektion PS der Welle 11 des Refiners 1 und dem vorderen Rand des Klingenstabs festgelegt. Die Auswahl geeigneter Werte für die Klingenstabwinkel in dem stationären Aufbereitungselement und dem drehbaren Aufbereitungselement 6 wird zum Beispiel auf der Basis der Konsistenz des aufzubereitenden Materials, eines Ursprungsmaterials des aufzubereitenden Materials sowie Betriebsparameter des Refiners, wie zum Beispiel eine Rotationsgeschwindigkeit des drehbaren Aufbereitungselements 6, durchgeführt.
  • Weil das drehbare Aufbereitungselement unterschiedliche Arten von Kräften, wie zum Beispiel eine Zentrifugalkraft und andere, sich aufgrund der Drehung des Aufbereitungselements ergebende Kräfte, auf des aufzubereitende Material bündelt, haben die Werte der Klingenstabwinkel in dem drehbaren Aufbereitungselement 6 eine größere Wirkung auf den Strom des aufzubereitenden Materials und das bereits auf den Aufbereitungsflächen aufbereitete Material als die Werte der Klingenstabwinkel in dem stationären Aufbereitungselement. Dies ist der Grund, warum speziell die Werte der Klingenstabwinkel in dem drehbaren Aufbereitungselement 6 auf eine solche Art und Weise ausgewählt werden, dass sie zumindest zu einem gewissen Grad den Strom des aufzubereitenden Materials in Richtung des den größeren Durchmesser aufweisenden zweiten Endes 19 des Refiners 1 beschränken, wenn das drehbare Aufbereitungselement rotiert wird. Vorzugsweise sind die Klingenstabwinkel bei dem drehbaren Aufbereitungselement 6 auf eine solche Art und Weise ausgewählt, dass sie sogar bewirken können, dass sich der Strom des aufzubereitenden Materials in Richtung des den kleineren Durchmesser aufweisenden ersten Endes 18 des Refiners 1 bewegt, wenn das drehbare Aufbereitungselement rotiert wird, wodurch auf wirksame Art und Weise verhindert wird, dass das aufzubereitende Material an dem den größeren Durchmesser aufweisenden zweiten Ende 19 des Refiners 1 verdichtet wird und die Verteilung von aufzubereitendem Material in dem Klingenspalt 12 gleichmäßiger ist als zuvor. Bei der Aufbereitungsfläche des stationären Aufbereitungselements können die Klingenstabwinkel der Klingenstäbe sogar innerhalb der oben angegebenen Grenzen positiv gewählt werden und es ist noch immer möglich, die Wirkungen der vorliegenden Lösung als eine kombinierte Wirkung des drehbaren Aufbereitungselements und des stationären Aufbereitungselements zu erreichen.
  • 3 ist eine schematische Ansicht eines zweiten Klingensegments 20 in einer Richtung der Aufbereitungsfläche 27 des Klingensegments 20 betrachtet. Das Klingensegment 20 von 3 gleicht im Wesentlichen dem Klingensegment 20 von 2, das Klingensegment 20 von 3 weist jedoch nur erste Klingenstäbe 23 und erste Klingenvertiefungen 24 dazwischen auf, d. h. Klingenstäbe 23 und Klingenvertiefungen 24, aber keine zweiten Klingenstäbe 25 und keine zweiten Klingenvertiefungen 26. Die Klingenstäbe 23 sind gerade und der Klingenstabwinkel der Klingenstäbe 23 ist über die gesamte Länge des Klingenstabs 23 in seiner Längsrichtung konstant. Die Klingenstäbe 23 sind unter einem negativen Winkel in Bezug auf die Rotationsrichtung R des drehbaren Aufbereitungselements angeordnet, wodurch die Klingenstäbe 23 zumindest zu einem gewissen Grad den Strom des aufzubereitenden Materials in dem Klingenspalt 12 in Richtung der den größeren Durchmesser aufweisenden Enden 19 der Aufbereitungselemente 3, 6 beschränken, wenn das drehbare Aufbereitungselement 6 rotiert wird und das Klingenelement an dem drehbaren Aufbereitungselement 6 angebracht ist. Durch das Klingensegment 20 verlaufende Öffnungen 14 weisen die Form eines länglichen Ovals auf und sie sind in der Unterseite bzw. dem Boden der Klingenvertiefungen 24 auf eine ähnliche Art und Weise wie derjenigen angeordnet, die in Verbindung mit dem Klingensegment 20 von 2 verwendet wurde.
  • 4 ist eine schematische Ansicht eines dritten Klingensegments 20 in der Richtung der Aufbereitungsfläche 27 des Klingensegments 20 betrachtet. Das Klingensegment 20 von 4 gleicht im Wesentlichen dem Klingensegment 20 von 2, das Klingensegment 20 von 4 weist jedoch nur erste Klingenstäbe 23 und erste Klingenvertiefungen 24 dazwischen auf, d. h. Klingenstäbe 23 und Klingenvertiefungen 24, aber keine zweiten Klingenstäbe 25 und keine zweiten Klingenvertiefungen 26. Die Klingenstäbe 23 erstrecken sich in einer Richtung von dem ersten Ende 21 des Klingensegments 20 in die Richtung des zweiten Endes 22 des Klingensegments 20 auf eine gekrümmte Art und Weise oder, mit anderen Worten, die Klingenstäbe 23 sind auf eine solche Art und Weise gekrümmt, dass der absolute Wert des Klingenstabwinkels der Klingenstäbe 23 sich in der Längsrichtung der Klingenstäbe 23 in der Richtung von dem ersten Ende 21 des Klingensegments 20 in die Richtung des zweiten Endes 22 des Klingensegments 20 vergrößert. In der Nähe des ersten Endes 21 des Klingensegments 20 ist der absolute Wert des Klingenstabwinkels α1 nahe bei 0°, wobei er sich möglicher Weise in Richtung des zweiten Endes 22 des Klingensegments 20 vergrößert. Der tatsächliche Wert des Klingenstabwinkels α1 ist jedoch in Bezug auf die Rotationsrichtung R des drehbaren Aufbereitungselements negativ, wodurch die Klingenstäbe 23 zumindest zu einem gewissen Grad den Strom des aufzubereitenden Materials in dem Klingenstab 12 in Richtung der den größeren Durchmesser aufweisenden Enden 19 der Aufbereitungselemente 3, 6 beschränken, wenn das drehbare Aufbereitungselement 6 rotiert wird und das Klingenelement an dem drehbaren Aufbereitungselement 6 angebracht ist. In dem Refiner 1 bedeutet dies, dass auf der Seite des den kleineren Durchmesser aufweisenden ersten Endes 18 des Refiners 1 der absolute Wert des Klingenstabwinkels nahe bei 0° liegt, wobei er sich eventuell in Richtung des den größeren Durchmesser aufweisenden zweiten Endes des Refiners 1 vergrößert, wobei der tatsächliche Wert des Klingenstabwinkels wie oben erläutert negativ ist, was bedeutet, dass die Wirkung der Klingenstäbe 23, die den Strom des aufzubereitenden Materials in Richtung des den größeren Durchmesser aufweisenden zweiten Endes 19 des Refiners 1 beschränken oder die Wirkung der Klingenstäbe 23, welche den Strom des aufzubereitenden Materials in Richtung des den kleineren Durchmesser aufweisenden ersten Endes 18 des Refiners 1 pumpen, sich vergrößert, wenn er sich in Richtung des den größeren Durchmesser aufweisenden zweiten Endes 19 des Refiners 1 bewegt.
  • Bei der Ausführungsform von 4 weisen die Öffnungen 14 die Form eines Kreises auf und sie sind teilweise innerhalb der Fläche der Unterseite bzw. des Bodens der Klingenvertiefungen 24 und teilweise innerhalb der Fläche der Klingenstäbe 23 angeordnet. Die Öffnungen 14, welche die Form eines länglichen Ovals aufweisen, könnten auf dieselbe Art und Weise in den Aufbereitungsflächen der stationären Aufbereitungselemente 3 und der drehbaren Aufbereitungselemente 6 angeordnet sein, wobei die Öffnungen 14 zumindest teilweise quer zu der Längsrichtung der Klingenstäbe 23 in den Aufbereitungsflächen angeordnet sind.
  • 5 ist eine schematische Ansicht eines vierten Klingensegments 20 in der Richtung der Aufbereitungsfläche 27 des Klingensegments 20 betrachtet. Das Klingensegment 20 von 5 gleicht im Wesentlichen dem Klingensegment 20 von 2, das Klingensegment 20 von 5 weist jedoch nur erste Klingenstäbe 23 und erste Klingenvertiefungen 24 dazwischen auf, d. h. Klingenstäbe 23 und Klingenvertiefungen 24, aber keine zweiten Klingenstäbe 25 und keine zweiten Klingenvertiefungen 26. Die Klingenstäbe 23 erstrecken sich in der Richtung von dem ersten Ende 21 des Klingensegments 20 in die Richtung des zweiten Endes 22 des Klingensegments 20 auf eine gerade Art und Weise und sie sind wiederum so angeordnet, dass sie zumindest zu einem gewissen Grad den Strom des aufzubereitenden Materials in dem Klingenspalt 12 in Richtung der den größeren Durchmesser aufweisenden Enden 19 der Aufbereitungselemente 3, 6 beschränken, wenn das drehbare Aufbereitungselement 6 rotiert wird und das Klingenelement an dem drehbaren Aufbereitungselement 6 angebracht ist. Die obere Fläche der Klingenstäbe 23 ist mit Aufbereitungspartikeln 30, d. h. Aufbereitungskörnern 30, versehen, um die Schneidlänge der Aufbereitungsfläche 27 zu vergrößern, d. h. um die Schneidwirkung der Aufbereitungsfläche zu erhöhen, wobei dadurch die zwischen Klingenstäben von gegenüberliegend positionierten Aufbereitungsflächen Längengebliebenen Fasern in Fasern mit einer geringeren Faserlänge geschnitten werden können. Gleichzeitig verbessern die Aufbereitungskörner 30 die an dem aufzubereitenden Material durch die Aufbereitungsfläche 27 bewirkte Faserbehandlung, wie zum Beispiel externe Fibrillation der Fasern, d. h. teilweise Ablösung der äußeren Faserschichten und Faserabdeckung bzw. -defraying. Dies verbessert die Möglichkeit der Fasern, Bindungen mit anderen Fasern während der Erzeugung zum Beispiel einer Papier- oder Kartonbahn zu bilden. Die Aufbereitungskörner können zum Beispiel aus Metall- oder Keramikpartikeln bestehen. Die Aufbereitungskörner 30 können auch in anderen, oben beschriebenen Klingensegmenten 20 eingesetzt werden.
  • Die Klingenvertiefungen 24 des Klingensegments 20 von 5 sind als Öffnungen ausgeführt, was bedeutet, dass im Wesentlichen die gesamte Fläche der Unterseite bzw. des Bodens der Klingenvertiefungen 24 durch das Klingensegment 20 geöffnet ist, mit Ausnahme kleiner Abschnitte an den Enden 21, 22 und der Seitenränder 28, 29 des Klingensegments 20. Mit anderen Worten ist jede Öffnung 14 so angeordnet, dass sie im Wesentlichen die gesamte Fläche der Unterseite bzw. des Bodens der entsprechenden Klingenvertiefung abdeckt oder die Öffnungen 14 sind so angeordnet, dass sie sich im Wesentlichen über die gesamte Fläche des Bodens bzw. der Unterseite der Klingenvertiefung 24 erstrecken. Des Weiteren kann dies so formuliert werden, dass jede Öffnung 14 die entsprechende Klingenvertiefung 24 erzeugt. Dadurch ist der Transport des aufzubereitenden Materials durch das Klingensegment 20 sehr effektiv, wodurch eine Menge an aufzubereitendem Material durch die Öffnungen 14 in den Klingenspalt 12 zugeführt werden kann. Gleichzeitig ermöglichen die Aufbereitungskörner 30, dass das in den Klingenspalt 12 zugeführte Material effektiv aufbereitet wird. Diese Merkmale führen in ihrer Kombination zu einer sehr hohen Kapazität des Refiners. Öffnungen 14, wie sie in der Ausführungsform von 5 vorgesehen sind, können auch in den anderen, oben beschriebenen Klingensegmenten 20 verwendet werden.
  • Für einen Fachmann ist offensichtlich, dass mit dem Fortschreiten der Technologie das erfindungsgemäße Konzept auf verschiedene Arten ausgeführt werden kann. Die Erfindung und ihre Ausführungsformen sind nicht auf die oben beschriebenen Beispiele beschränkt, sondern können innerhalb des Schutzbereichs der Ansprüche variieren.

Claims (19)

  1. Konischer Refiner (1) zum Aufbereiten eines Fasermaterials, wobei der Refiner (1) ein konisches, stationäres Refiner- bzw. Aufbereitungselement (3) und ein gegenüberliegendes, konisches, drehbares Refiner- bzw. Aufbereitungselement (6) aufweist, das ein erstes Ende (18) mit einem kleineren Durchmesser und ein zweites Ende (19) mit einem größeren Durchmesser aufweist, wobei das stationäre und das drehbare Aufbereitungselement (3, 6) jeweils wenigstens ein Klingenelement (4, 8) aufweisen, das mit Klingenstäben (23, 25) und Klingenvertiefungen (24, 26) dazwischen zum Erzeugen von Aufbereitungsflächen (5, 9) der Aufbereitungselemente (3, 6) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Klingenelement (8) in dem drehbaren Aufbereitungselement (6) Öffnungen (14) zum Zuführen des aufzubereitenden Materials in einen Klingenspalt (12) zwischen den stationären Aufbereitungselementen (3) und den drehbaren Aufbereitungselementen (6) aufweist, und dass die Klingenstäbe (23, 25) in dem drehbaren Aufbereitungselement (6) mit einem negativen Winkel im Bezug auf eine Rotationsrichtung (R) des Aufbereitungselements (6) angeordnet sind, wobei die Klingenstäbe (23, 25) in dem drehbaren Aufbereitungselement (6) zumindest zu einem gewissen Grad einen Strom des aufzubereitenden Materials in dem Klingenspalt (12) in Richtung der den größeren Durchmesser aufweisenden Enden (19) des Aufbereitungselements (3, 6) beschränken, wenn das drehbare Aufbereitungselement (6) gedreht wird.
  2. Refiner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Klingenstäbe in dem stationären Aufbereitungselement (3) mit einem negativen Winkel im Bezug auf die Rotationsrichtung (R) des drehbaren Aufbereitungselements (6) angeordnet sind, wobei die Klingenstäbe in dem stationären Aufbereitungselement (3) zumindest zu einem gewissen Grad den Strom des aufzubereitenden Materials in Richtung des den größeren Durchmesser aufweisenden Endes (19) des Aufbereitungselements (3, 6) beschränken.
  3. Refiner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das stationäre Aufbereitungselement (3) und das drehbare Aufbereitungselement (6) erste Klingenstäbe (23) und erste Klingenvertiefungen (24) dazwischen aufweisen, wobei eine obere Fläche von wenigstens einem ersten Klingenstab (23) mit zweiten Klingenstäben (25) und zweiten Klingenvertiefungen (26) versehen ist, wobei die ersten Klingenstäbe (23) und die zweiten Klingenstäbe (25) in dem drehbaren Aufbereitungselement (6) mit einem negativen Winkel im Bezug auf die Rotationsrichtung (R) des drehbaren Aufbereitungselements (6) angeordnet sind, wobei die ersten Klingenelemente (23) und die zweiten Klingenelemente (25) in dem drehbaren Aufbereitungselement (6) zumindest zu einem gewissen Grad den Strom des aufzubereitenden Materials in Richtung der den größeren Durchmesser aufweisenden Enden (19) der Aufbereitungselemente (3, 6) beschränken, wenn das drehbare Aufbereitungselement (6) rotiert wird.
  4. Refiner nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Klingenstäbe (23) und die zweiten Klingenstäbe (25) in dem stationären Aufbereitungselement (3) mit einem negativen Winkel in Bezug auf die Rotationsrichtung (R) des drehbaren Aufbereitungselement (6) angeordnet sind, wobei die ersten Klingenstäbe (23) und die zweiten Klingenstäbe (25) in dem stationären Aufbereitungselement (3) zumindest zu einem gewissen Grad den Strom des aufzubereitenden Materials in Richtung der den größeren Durchmesser aufweisenden Enden (19) der Aufbereitungselemente (3, 6) beschränken.
  5. Refiner nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein absoluter Wert des Klingenstabwinkels (α2) des zweiten Klingenstabs (25) größer als ein absoluter Wert eines Klingenstabwinkels (α1) des ersten Klingenstabs (23) ist.
  6. Refiner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Klingenelement (4) in dem stationären Aufbereitungselement (3) Öffnungen (15) zum Abführen eines aufbereiteten Materials von dem Klingenspalt (12) zwischen den stationären Aufbereitungselementen (3) und den drehbaren Aufbereitungselementen (6) aufweist.
  7. Refiner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (14, 15) in dem Klingenelement (4, 8) längliche Öffnungen sind und zumindest teilweise innerhalb eines Bereichs eines Bodens bzw. einer Unterseite der Klingenvertiefungen (24, 26) angeordnet sind.
  8. Refiner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Öffnung (14, 15) so angeordnet ist, dass sie sich über den gesamten Bereich des Bodens bzw. der Unterseite der Klingenvertiefung (24, 26) erstreckt.
  9. Refiner nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (14, 15) zumindest teilweise innerhalb eines Bereichs der Klingenstäbe (23, 25) angeordnet sind, und dass die Öffnungen (14, 15) zumindest teilweise quer zu einer Längsrichtung der Klingenstäbe (23, 25) angeordnet sind.
  10. Refiner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Aufbereitungskörner (30) in einer oberen Fläche von wenigstens einem Klingenstab angeordnet sind.
  11. Refiner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klingenstäbe (23, 25) eine gekrümmte Form in der Längsrichtung der Klingenstäbe (23, 25) aufweisen.
  12. Klingenelement (8, 20) für ein konisches, drehbares Refiner- bzw. Aufbereitungselement (6), wobei das Klingenelement (8, 20) dafür vorgesehen ist, zumindest einen Teil einer Aufbereitungsfläche (9) des konischen, drehbaren Aufbereitungselements (6) zu bilden, wobei das Klingenelement (8, 20) ein in Richtung eines einen kleineren Durchmesser aufweisenden Endes (18) des Aufbereitungselements (6) gerichtetes erstes Ende (18, 21) und ein in Richtung eines einen größeren Durchmesser aufweisenden Endes (19) des Aufbereitungselements (6) gerichtetes zweites Ende (19, 22) aufweist, wobei das Klingenelement (8, 20) eine Aufbereitungsfläche (9, 27) aufweist, die mit Klingenstäben (23, 25) und Klingenvertiefungen (24, 26) dazwischen versehen ist, wobei die Klingenstäbe (23, 25) und die Klingenvertiefungen (24, 26) sich in einer Richtung von dem ersten Ende (18, 21) des Klingenelements (8, 20) in Richtung des zweiten Endes (19, 22) des Klingenelements (8, 20) erstrecken, dadurch gekennzeichnet, dass das Klingenelement (8, 20) durch das Klingenelement (8, 20) verlaufende Öffnungen (14) aufweist, und dass die Klingenstäbe (23, 25) in dem Klingenelement (8, 20) in einem negativen Winkel im Bezug auf eine Rotationsrichtung (R) des drehbaren Aufbereitungselements (6) angeordnet sind, wenn das Klingenelement (8, 20) an dem drehbaren Aufbereitungselement (6) angebracht ist, wobei die Klingenstäbe (23, 25) zumindest zu einem gewissen Grad einen Strom von aufzubereitendem Material in Richtung des den größeren Durchmesser aufweisenden Endes (19) des Aufbereitungselement (6) beschränkt, wenn das drehbare Aufbereitungselement (6) rotiert wird.
  13. Klingenelement nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Klingenelement (8, 20) erste Klingenstäbe (23) und erste Klingenvertiefungen (24) aufweist, wobei eine obere Fläche von wenigstens einem Klingenstab (23) mit zweiten Klingenstäben (25) und zweiten Klingenvertiefungen (26) versehen ist, und dass die ersten Klingenstäbe (23) und die zweiten Klingenstäbe (25) mit einem negativen Winkel im Bezug auf die Rotationsrichtung (R) des drehbaren Aufbereitungselements (6) angeordnet sind, wenn das Klingenelement (8, 20) an dem drehbaren Aufbereitungselement (6) angebracht ist, wobei die ersten Klingenstäbe (23) und die zweiten Klingenstäbe (25) zumindest zu einem gewissen Grad den Strom des aufzubereitenden Materials in Richtung des den größeren Durchmesser aufweisenden Endes (19) des Aufbereitungselement (6) beschränken, wenn das drehbare Aufbereitungselement (6) gedreht wird.
  14. Klingenelement nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein absoluter Wert des Klingenstabwinkels (α2) des zweiten Klingenstabs (25) größer als ein absoluter Wert eines Klingenstabwinkels (α1) des ersten Klingenstabs (23) ist.
  15. Klingenelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (14) längliche Öffnungen sind und zumindest teilweise innerhalb eines Bereichs eines Bodens bzw. einer Unterseite der Klingenvertiefungen (24, 26) angeordnet sind.
  16. Klingenelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Öffnung (14, 15) so angeordnet ist, dass sie sich über den gesamten Bereich des Bodens bzw. der Unterseite der Klingenvertiefung (24, 26) erstreckt.
  17. Klingenelement nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (14, 15) zumindest teilweise innerhalb eines Bereichs der Klingenstäbe (23, 25) angeordnet sind, und dass die Öffnungen (14, 15) zumindest teilweise quer zu einer Längsrichtung der Klingenstäbe (23, 25) angeordnet sind.
  18. Klingenelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass Aufbereitungskörner (30) in einer oberen Fläche von wenigstens einem Klingenstab angeordnet sind.
  19. Klingenelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Klingenstäbe (23, 25) eine gekrümmte Form in der Längsrichtung der Klingenstäbe (23, 25) aufweisen.
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