DE202006002999U1

DE202006002999U1 - Scheibenrefiner zum Mahlen von Faserstoffmaterial

Info

Publication number: DE202006002999U1
Application number: DE200620002999
Authority: DE
Original assignee: Voith Paper Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2006-02-24
Filing date: 2006-02-24
Publication date: 2007-06-28
Anticipated expiration: 2016-02-25

Abstract

Scheibenrefiner
mit einem scheibenförmigen Rotor (1) und einem Stator (2, 3), die beide Mahlwerkzeuge (8) aufweisen;
die Mahlwerkzeuge (8) von Rotor und Stator arbeiten in einer Mahlzone (13) miteinander zusammen, indem den Mahlwerkzeugen (8) der Rotorscheibe (11) Mahlwerkzeuge (8) des Stators (2, 3) zugeordnet sind;
die Mahlwerkzeuge (8) des Rotors (1) und des Stators (2, 3) sind derart gestaltet und angeordnet, dass sie eine konusförmige Mahlzone (13) miteinander bilden;
der Konus, der aus den Mahlwerkzeugen (8) des Rotors (1) und des Stators (2, 3) gebildet ist, weist einen Konuswinkel α von mehr als 0 bis 30 Grad mit einer senkrecht zur Achse stehenden Ebene auf;
Rotor (1) und Stator (2, 3) sind innerhalb eines Gehäuses (5) angeordnet;
das Gehäuse (5) weist einen Einlass (6) für zu behandelnde Suspension sowie einen Auslass (7) für behandelte Suspension auf.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Mahlen von suspendiertem Faserstoffmaterial. Dabei geht es insbesondere um Papier-, Holzschliff- oder Zellstofffasern.
Die wesentlichen Elemente einer solchen Vorrichtung sind ein Rotor und ein Stator. Beide sind mit Mahlwerkzeugen bestückt. Die Mahlwerkzeuge des Rotors bilden zusammen mit den Mahlwerkzeugen des Stators eine Mahlzone, durch welche die zu behandelnde Suspension hindurch tritt. Rotor und Stator sind von einem Gehäuse umgeben, das einen Einlass für die zu behandelnde Suspension und einen Auslass für die behandelte Suspension hat.
Vorrichtungen der genannten Art werden auch Refiner genannt. Bekannt sind Kegelrefiner, bei welchen Rotor und Stator derart gestaltet sind, dass die Mahlzone kegelförmig ist. Auch Vorrichtungen mit zylindrischen Mahlzonen sind bekannt, und solche, bei welchen die Mahlzone in einer Vertikalebene verläuft. Dabei umfassen Rotor und Stator jeweils eine Scheibe, weshalb man auch von Scheibenrefinern spricht.
Bei Kegelrefinern sind die auf die Suspension wirkenden Fliehkräfte geringer als bei Scheibenrefinern. Um dennoch einen hohen Durchsatz an Suspension zu erzielen, müssen die Messerabstände etwas größer gewählt werden als bei Scheibenrefinern, was eine Reduzierung der Mahlleistung zur Folge haben kann.
US 2 900 141 beschreibt einen speziellen Refiner mit einem Hohlkegelrotor. Weitere, bekannte Ausführungsformen von Kegelrefinern sind in DE 43 01 281 C2 dargestellt, ferner in DE 38 37 766 C2 .
Bei Scheibenrefinern treten hohe Fliehkräfte auf, die auf die zu behandelnde Suspension einwirken. Die Suspension tritt dabei mit hoher Geschwindigkeit durch die Mahlzone des Scheibenrefiners von innen nach außen hindurch, was von Nachteil sein kann. Die Messerabstände können und müssen hierbei geringer sein, um die notwendige Mahlwirkung zu erzielen. Zwar führen die großen Durchmesser der Scheiben zu einer großen Bauhöhe der gesamten Maschine, als Doppelscheibenrefiner sind solche Maschinen jedoch relativ kompakt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Refiner der eingangs genannten Art derart zu gestalten, dass ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Mahlleistung und Durchsatz an Suspension erzielbar ist, dass die Konstruktion kostengünstig ist und dass sich Montage und Wartung mit geringem Arbeitsaufwand durchführen lassen.
Diese Aufgabe wird mit einem Refiner der in Anspruch 1 definierten Art gelöst.
Dabei handelt es sich um einen Refiner, der dem klassischen Scheibenrefiner relativ nahe kommt, dessen Vorteile aufweist, insbesondere die kompakte Bauweise und die leichte Zugänglichkeit zu den Mahlwerkzeugen, verbunden mit hohen Schnittkantenlängen. Zugleich besitzt er den Vorteil, den Faseraustausch zwischen zusammenwirkenden Mahlwerkzeugen zu verbessern.
Demgemäß umfasst ein erfindungsgemäßer Refiner die folgenden wesentlichen Bauteile:

– mindestens einen scheibenförmigen Rotor und mindestens einen Stator, welche beide Mahlwerkzeuge aufweisen
– die Mahlwerkzeuge von Rotor und Stator arbeiten in einer Mahlzone miteinander zusammen
– die Mahlwerkzeuge des Rotors sind in einem ringförmigen Bereich der Rotorscheibe derart gestaltet und angeordnet, dass sie eine konusförmige Mahlzone bilden
– den Mahlwerkzeugen der Rotorscheibe sind Mahlwerkzeuge des Stators zugeordnet
– der Konus, der aus den Mahlwerkzeugen des Rotors und des Stators gebildet ist, weist einen Konuswinkel von 0 bis 30 Grad auf, am besten einen Winkel in der Größenordnung von 3 bis 10 Grad
– der Einlass der behandelten Suspension befindet sich außerhalb der Mahlzone.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung liegt in der einfachen Umrüstmöglichkeit. Die Mahlwerkzeuge von Rotor und Stator eines herkömmlichen Scheibenrefiners mit achssenkrechten Mahlzonen lassen sich leicht ersetzen durch Mahlwerkzeuge, die eine geneigte Mahlzone aufweisen, das heißt eine solche, die nicht senkrecht zur Achse der Rotorwelle verläuft, sondern unter einem Winkel hierzu. Der zur Verfügung stehende Platz im Gehäuse des Refiners kann optimal genutzt werden.
Die Erfindung ist an Hand der Zeichnung näher erläutet. Darin ist im Einzelnen folgendes dargestellt:
1 zeigt einen Scheibenrefiner in einem Axialschnitt.
2 zeigt das Mahlwerkzeug in Draufsicht in einer vergrößerten Ausschnittdarstellung.
Der in 1 gezeigte Refiner umfasst einen Rotor 1, zwei Statoren 2 und 3, eine Rotorwelle 4, ein Gehäuse 5, einen Einlass 6 für die zu behandelnde Stoffsuspension und einen Auslass 7 für die behandelte Stoffsuspension.
Das in 2 im Ausschnitt gezeigte Mahlwerkzeug 8 weist eine Vielzahl von Messern 9 und 10 auf. Deren Größe und Anordnung sind hier nur als Beispiel anzusehen. Es gibt eine sehr große Anzahl solcher Messer-Muster, zumeist sind sie sehr viel feiner als hier gezeichnet. Die Messer 9 erstrecken sich über die gesamte Mahlzone radial von innen nach außen, während sich die Messer 10 nur etwa über die Hälfte der Mahlzone erstrecken. Wie man sieht, sind die Messer 9 abgekröpft. In einem radial inneren, ersten Abschnitt verlaufen sie annähernd radial, während sie in einem zweiten, radial äußeren Abschnitt gegen den Radius geneigt sind.
Im Folgenden sollen noch die Einzelheiten von Rotor und Stator beschrieben werden:
Rotor 1 weist eine Trägerscheibe 11 auf. Diese ist auf der Rotorwelle 4 axial verschiebbar gelagert, beispielsweise mittels einer Axialverzahnung 12. Die Trägerscheibe 11 und damit der gesamte Rotor 1 können sich daher axial frei einstellen. In anderen hier nicht gezeigten Fällen kann es günstiger sein, die Rotorwelle 4 selbst axial verschiebbar zu machen.
Am äußeren Umfang der Trägerscheibe 11 sind Mahlwerkzeuge 8 befestigt.
Die beiden Statoren 2 und 3 sind ebenfalls scheibenförmig, und tragen ebenfalls Mahlwerkzeuge 8. Aus den Mahlwerkzeugen 8 des Rotors und des Stators sind zwei Mahlzonen 13 gebildet, und zwar eine Mahlzone links der Trägerscheibe 11 des Rotors 1, und eine Mahlzone rechts der Trägerscheibe 11 des Rotors 1. Jede Mahlzone 13 bildet mit einer zur Achse vertikalen Ebene einen Winkel α von ca. 5 Grad. Der Winkel kann auch größer oder kleiner sein. In engeren Betracht kommen 3 bis 10 Grad, wobei sich das unter Anderem auch nach den Platzverhältnissen im Gehäuse des Refiners richtet.
Es wäre denkbar, die Mahlwerkzeuge 8 jeweils in einem einzigen Stück oder aus einer Mehrzahl von Segmenten aufzubauen, beispielsweise vier, fünf oder sechs Kreisringsegmente.
Wie man aus der Darstellung erkennt, lässt sich die Erfindung in besonders vorteilhafter Weise für Umbauten verwenden. So könnte beispielsweise der dargestellte erfindungsgemäße Scheibenrefiner hervorgegangen sein aus einem klassischen Scheibenrefiner, bei welchem die Mahlzonen 13 in einer vertikalen – hier achssenkrechten – Ebene verlaufen. Der Umbau von einer klassischen Scheibenrefiner-Konfiguration zu der hier dargestellten ist äußerst einfach. Es brauchen nämlich nur die Mahlwerkzeuge 8 ausgetauscht zu werden.
Der Austausch der Mahlwerkzeuge kann auch aus anderen Gründen ohnehin erforderlich sein, beispielsweise beim Austausch von alten, verschlissenen Mahlwerkzeugen gegen neue Mahlwerkzeuge. Auch kommt ein Umbau in Betracht, und zwar dann, wenn man generell umrüsten möchte von einem Refiner mit einem bestimmten Winkel der Mahlzone 13 zu einem anderen Winkel.
Statt der in 1 gezeigten Doppelanordnung mit zwei Mahlzonen 8 beidseits des Rotors 1 ist es auch denkbar, nur eine einzige Mahlzone vorzusehen.
Es wäre auch denkbar, die Mahlwerkzeuge derart zu gestalten, dass sich die beiden Mahlzonen, die sich beidseits des Rotors 1 befinden, nicht in radialer Richtung aufeinander zu bewegen, sondern gerade umgekehrt nach außen hin voneinander entfernen.

1: Rotor
2: Stator
3: Stator
4: Rotorwelle
5: Gehäuse
6: Einlass
7: Auslass
8: Mahlwerkzeug
9: Messer
10: Messer
11: Trägerscheibe
12: Axialverzahnung
13: Mahlzonen

Claims

Scheibenrefiner mit einem scheibenförmigen Rotor (1) und einem Stator (2, 3), die beide Mahlwerkzeuge (8) aufweisen; die Mahlwerkzeuge (8) von Rotor und Stator arbeiten in einer Mahlzone (13) miteinander zusammen, indem den Mahlwerkzeugen (8) der Rotorscheibe (11) Mahlwerkzeuge (8) des Stators (2, 3) zugeordnet sind; die Mahlwerkzeuge (8) des Rotors (1) und des Stators (2, 3) sind derart gestaltet und angeordnet, dass sie eine konusförmige Mahlzone (13) miteinander bilden; der Konus, der aus den Mahlwerkzeugen (8) des Rotors (1) und des Stators (2, 3) gebildet ist, weist einen Konuswinkel α von mehr als 0 bis 30 Grad mit einer senkrecht zur Achse stehenden Ebene auf; Rotor (1) und Stator (2, 3) sind innerhalb eines Gehäuses (5) angeordnet; das Gehäuse (5) weist einen Einlass (6) für zu behandelnde Suspension sowie einen Auslass (7) für behandelte Suspension auf.
Scheibenrefiner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Konuswinkel (α) zwischen 3 und 10 Grad liegt.
Scheibenrefiner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorscheibe (11) beidseitig mit Mahlwerkzeugen (8) versehen ist und dass der Einlass für die zu behandelnde Suspension auf einer Seite der Rotorscheibe (11) in deren Zentrum mündet, und dass die Rotorscheibe (11) Durchbrechungen zum Durchtritt der zu behandelnden Suspension aufweist.
Scheibenrefiner nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlass (7) für die zu behandelnde Suspension beidseits der Rotorscheibe (7) mündet.
Refiner nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (1) auf einer Rotorwelle (4) fliegend gelagert ist.
Refiner nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (1) auf der Rotorwelle (4) derart axial verschiebbar ist, dass seine Axialposition frei einstellbar ist.
Refiner nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorscheibe (11) aus Kreissegmenten aufgebaut ist, und dass die Kreissegmente in radialer Richtung verschiebbar sind.