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Die Erfindung betrifft eine Mahlanordnung zur Mahlung von wässrig suspendierten Zellstofffasern zwischen zwei, einen Mahlspalt bildenden und relativ zueinander rotierenden Mahlflächen, die von Mahlleisten und dazwischen verlaufenden Nuten gebildet werden, wobei sich die Mahlleisten zumindest mit der wesentlichen Richtungskomponente radial bezüglich der Rotationsachse erstrecken und das radial innere Ende der Mahlleisten unterschiedlich weit von der Rotationsachse entfernt ist.
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Es ist seit langem bekannt, Zellstofffasern, d. h. Frischzellstoff und/oder Altpapierfasern zu mahlen, um bei der daraus hergestellten Faserstoffbahn die gewünschten Eigenschaften, insbesondere hinsichtlich Festigkeit, Formation und Oberfläche erreichen zu können.
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Bei den dabei zum Einsatz kommenden Refinern werden die Mahlflächen wegen des relativ schnellen Verschleißes von auswechselbaren, mit der entsprechenden Stützfläche verschraubten Mahlgarnituren gebildet. Für das Erreichen der gewünschten Fasereigenschaften, insbesondere den Mahlgrad müssen die Mahlgarnituren dem zu behandelnden Faserstoff bestmöglich angepasst werden, auch um einen übermäßigen Verschleiß der Garnituren zu verhindern.
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Außerdem wird zur Effizienzsteigerung der Faserbehandlung eine optimale Nutzung der verfügbaren Mahlfläche angestrebt.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es den Verschleiß der Mahlflächen zu vermindern und Effizienz der Faserbehandlung zu verbessern.
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Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe dadurch gelöst, dass zumindest eine Nut zwischen zwei benachbarten Mahlleisten, deren radial innere Enden unterschiedlich weit von der Rotationsachse entfernt sind, durch eine Barriere wenigstens teilweise verschlossen ist, wobei das radial innere Ende der radial weiter außen beginnenden Mahlleiste mit der Barriere in Verbindung steht.
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Durch die Barrieren vergrößert sich die Tragfläche, was sich, positiv auf die Standzeit der Mahlgarnitur auswirkt. Außerdem schützen die Barrieren das entsprechende radial innere Ende der jeweiligen Mahlleiste vor einer Beschädigung. Hinzu kommt, dass die Barrieren durch die Behinderung der Faserstoff-Suspensionsströmung die Behandlung der Fasern zwischen den Mahlleisten intensivieren. Um diesen Effekt zu optimieren, sollte sich die Barriere über mehrere Nuten erstrecken. Auf diese Weise kann der gesamte Zwickel am radial inneren Ende der radial weiter außen beginnenden Mahlleiste über die Barriere aufgefüllt werden. Hierbei ist es von Vorteil, wenn die Breite der Nuten vor und nach einer Barriere nur um maximal 20%, vorzugsweise höchstens 10% voneinander abweichen.
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Hinsichtlich einer einfachen Herstellbarkeit sowie eines stabilen Aufbaus hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn sich die Barrieren vom am Nutgrund liegenden Barrieren-Fuß über Seitenwände bis zum Barrieren-Kopf erstrecken und wenn die Seitenwände senkrecht zur Nut ausgerichtet sind und mit dem Nutgrund vorzugsweise einen Winkel zwischen 90 und 175°, insbesondere zwischen 110 und 140° bilden. Da die Faserstoffsuspension bei derartigen Mahlanordnungen radial nach außen strömt, sollte die radial innenliegende Seitenwand einen größeren Winkel mit dem Nutgrund bilden als die radial äußere Seitenwand. Während der größere Winkel die Ableitung der Faserstoffsuspension zwischen die Mahlleisten fördert, soll der steile Winkel der radial äußeren Seitenwand die Rückströmung der Faserstoffsuspension behindern. Entsprechend der Beschaffenheit der Suspension, insbesondere ihrer Fasern sowie der an die Faserbehandlung gestellten Anforderungen kann es von Vorteil sein, wenn die jeweilige Nut von der Barriere vollständig verschlossen ist. Wird eine schonendere Faserbehandlung angestrebt, so kann es aber besser sein, wenn die jeweilige Nut von der Barriere nur teilweise verschlossen ist und die Barriere eine Höhe hat, die zwischen 30 und 100%, vorzugsweise zwischen 60 und 100% der Höhe der benachbarten Mahlleiste liegt. Unter gleichen Gesichtspunkten kann gewählt werden, ob die Barrieren nur auf einer Mahlfläche oder aber auf beiden Mahlflächen vorhanden sind.
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Damit die radiale Strömung in den Nuten nicht zu stark behindert wird, sollten die Barrieren nur in einem radial äußeren Bereich der Mahlfläche angeordnet sein. Des Weiteren ist es hierzu von Vorteil, wenn die Nuten über eine Länge von wenigstens 25% maximal jedoch 60% der radial innen beginnenden, radialen Erstreckung der Mahlflächen keine Barrieren aufweisen.
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Um das radial innere Ende der radial weiter außen beginnenden Mahlleisten vor Beschädigung besonders wirksam zu schützen, sollte sich diese Ende zumindest bis zum Barrieren-Fuß, vorzugsweise bis zum Barrieren-Kopf erstrecken.
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Des Weiteren ist es zur Schaffung zusätzlicher Arbeitskanten vorteilhaft, wenn zumindest einige, vorzugsweise alle Barrieren eine oder mehrere, vorzugsweise zwei Barrieren-Nuten besitzen. Dabei sollten die Barrieren-Nuten parallel zu den benachbarten Nuten verlaufen. Zwecks einer optimalen Wirkung der Barrieren hinsichtlich der radialen Strömung ist es von Vorteil, wenn die Tiefe der Barrieren-Nuten geringer als die der benachbarten Nuten ist und vorzugsweise zwischen 20 und 80% der Tiefe der benachbarten Nuten liegt.
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Nachfolgend soll die Erfindung an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.
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In der beigefügten Zeichnung zeigen:
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1: einen schematischen Querschnitt durch eine Mahlanordnung;
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2: eine Mahlplatte;
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3: einen Ausschnitt einer Mahlfläche 2, 3 mit Barriere 8 und
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4–6: unterschiedliche Barrieren-Querschnitte.
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Im Gehäuse der Mahlanordnung wird gemäß 1 ein Mahlspalt 1 von einer feststehenden und mit dem Gehäuse gekoppelten Mahlfläche 2 und einer um eine Rotationsachse 6 rotierenden Mahlfläche 3 gebildet. Dabei verlaufen die beiden kreisringförmigen Mahlflächen 2, 3 parallel zueinander, wobei der Abstand zwischen diesen meist einstellbar ist.
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Die rotierende Mahlfläche 3 wird hier von einer im Gehäuse rotierbar gelagerten Welle 13 in Rotationsrichtung bewegt. Angetrieben wird diese Welle 13 von einem ebenfalls im Gehäuse vorhandenen Antrieb.
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Die zu mahlende Fasersuspension S gelangt bei dem hier gezeigten Beispiel über einen Zulauf durch das Zentrum in den Mahlspalt 1 zwischen den beiden Mahlflächen 2, 3. Die Fasersuspension S passiert die zusammenwirkenden Mahlflächen 2, 3 radial nach außen und verlässt den sich anschließenden Ringraum durch einen Ablauf. Nicht dargestellt sind die an sich bekannten Mittel, mit denen eine Kraft erzeugt wird, um die beiden Mahlflächen 2, 3 gegeneinander zu drücken.
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Beide Mahlflächen 2, 3 werden jeweils von mehreren Mahlplatten gebildet, die sich über jeweils ein Umfangsegment der entsprechenden Mahlfläche 2, 3 erstrecken. In Umfangsrichtung nebeneinander gereiht ergeben die Mahlplatten eine durchgehende Mahlfläche 2, 3.
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Die Mahlplatten und damit auch die Mahlflächen 2, 3 werden, wie in 2 dargestellt, von einer Vielzahl von im Wesentlichen radial verlaufenden Mahlleisten 4 und dazwischenliegenden Nuten 5 gebildet.
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Der Querschnitt der Mahlleisten 4, auch Messer genannt, ist im Allgemeinen rechteckig, wobei es aber auch andere Formen gibt. Die zwischen den Mahlleisten 4 verlaufenden Nuten 5 haben ebenfalls einen rechteckigen Querschnitt und dienen als Strömungskanäle für die Fasersuspension S. Die Nuttiefe beträgt meist zwischen 2 und 20 mm.
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Um die Nutbreite bei konstanter Breite der Mahlleisten 4 radial nach außen nicht zu groß werden zu lassen, beginnen einige Mahlleisten 4 erst mit einer größeren Entfernung zur Rotationsachse 6. Dementsprechend sind die radial inneren Enden 7 der Mahlleisten 4 unterschiedlich weit von der Rotationsachse 6 entfernt.
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Zur Verbesserung der Faserbehandlung sind mehrere Nuten 5 zwischen jeweils zwei benachbarten Mahlleisten 4, deren radial innere Enden 7 unterschiedlich weit von der Rotationsachse 6 entfernt sind, durch eine Barriere 8 zumindest teilweise verschlossen. Diese Barrieren 8 erstrecken sich vom, am Nutgrund 9 liegenden Barrieren-Fuß über zwei Seitenwände 11, 12 bis zum Barrieren-Kopf 10.
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Wie in 2 und im Detail in 3 zu erkennen, geht dabei das radial innere Ende 7 der radial weiter außen beginnenden Mahlleiste 4 kontinuierlich in den Barriere-Kopf 10 der Barriere 8 über. Dies stärkt die Stabilität der radial inneren Enden 7 erheblich und verlängert so die Standzeit der Mahlgarnituren. Darüber hinaus füllt die Barriere 8 den Zwickel vor dem radial inneren Ende 7 der äußeren Mahlleiste 4, was die Tragfläche und damit auch die Jagenbergfläche vergrößert.
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Die Seitenwände 11, 12 sind senkrecht zum Nutverlauf ausgerichtet und bilden mit dem Nutgrund 9 einen Winkel zwischen 110 und 140°. Um eine Rückströmung der Faserstoffsuspension S zu behindern, ist die radial äußere Seitenwand 11 steiler als die radial innere Seitenwand 12. Der allmählichere Anstieg der radial inneren Seitenwand 12 erleichtert die Führung der Faserstoffsuspension S über die Barriere 8.
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Da eine radial weiter außen beginnende Mahlleiste 4 meist, wie in 2 und 3 zu sehen, beidseitig zu radial weiter innen beginnenden Mahlleisten 4 benachbart ist, erstreckt sich die Barriere 8 auch über beide benachbarten Nuten 5. Analoges gilt bei zwei radial außen parallel am selben Punkt beginnenden Mahlleisten 4.
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Um die Strömung der Faserstoffsuspension S nicht zu stark zu behindern, sind die Barrieren nur im radial äußeren Bereich der Mahlflächen 2, 3 angeordnet. Außerdem weisen die Nuten 5 über eine Länge von wenigstens 25% der radialen Erstreckung der Mahlflächen 2, 3 beginnend von deren radial inneren Ende generell keine Barrieren 8 auf.
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Bei der in 4 gezeigten Ausführung hat die Barriere 8 gemäß den 1–3 die gleiche Höhe wie die benachbarten Mahlleisten 4. Im Unterschied hierzu hat die Barriere 8 bei 5 nur zu 50% der Höhe der benachbarten Mahlleisten 4. Die Folge ist eine weniger starke Behinderung der radialen Strömung.
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Die in 6 dargestellte Barriere 8 hat zwar wie bei 4 die gleiche Höhe wie die Mahlleisten 4, ist jedoch zusätzlich mit zwei Barriere-Nuten 14 versehen.
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Diese Barriere-Nuten 14 verlaufen etwa parallel zu den benachbarten Nuten 5, sind aber nur halb so tief wie diese. Dies erleichtert die radiale Strömung und bietet zusätzliche Arbeitskanten zur Mahlung der Faserstoffsuspension S.
