DE2931276A1

DE2931276A1 - Mahlvorrichtung

Info

Publication number: DE2931276A1
Application number: DE19792931276
Authority: DE
Inventors: Torsten Lennart Berggren
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-08-07
Filing date: 1979-08-01
Publication date: 1980-02-28
Also published as: GB2026897A; JPS5526292A; JPS6240474B2; US4269365A; DE2931276C2; GB2026897B; SE422224B; SE7808424L

Description

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TORSTEN LENNERT BERGGREN
Nassjö (Schweden)

Mahlvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Mahlvorrichtung für Faserbrei, wie Papierstoff, sowie stückiges Gut, uie Holzspäne, in pumpfähigen und nichtpumpfähigen Stoffdichten, mit Mahlkörpern, die relativ zueinander drehbar sind und zwischen denen das_Mahlgut während der Bewegung der Mahlkörper in Bezug auf deren Drehachse im wesentlichen radial auswärts wandert.

Derartige bekannte Mahlvorrichtungen gehören zu einer der drei nachstehenden angegebenen Typen:

a) Mahlvorrichtungen einer ortsfesten und nur einer drehbaren Mahlscheibe (Einscheibenmaschinen), siehe Fig. 1."

b) Mahlvorrichtungen mit zwei in einander entgegengesetzten Richtungen rotierenden Mahlscheiben (Zweischeibenmaschinen) , siehe Fig. 2

c) Mahlvorrichtungen mit einem zentral angeordneten Rotor und auf beiden Seiten desselben angeordneten, ortsfesten Refinerscheiben (Zueistrommaschinen) Fig. 3.

In den genannten Figuren erkennt man den Strom des eintretenden Gutes, mit Mahlkörpern versehene, drehbare Scheiben 2, ortsfeste Wählscheiben 3, eine Antriebswelle 4, eine Druckbeaufschlagungseinrichtung B, Axiallager

ORIGINAL INSPECTED

und Radiallager 7.

Die Maschinen vom Typ c) haben gegenüber den Maschinen der Typen a) und b) beträchtliche Vorteile. Dank der Verwendung won Mahlscheiben auf beiden Seiten des Rotors sind zwei Mahlspalte vorhanden, so daß bei einem gegebenen Rotordurchmesser die Durchsatzkapazitat des Scheibenrefiners doppelt so groß ist wie bei den anderen Maschinen. Ferner muß in den Maschinen der Typen a) und b) der Anpreßdruck mit Hilfe won Axiallagern ausgeglichen werden, während in der Maschine worn Typ c) der Rotor auf beiden Seiten gegengleichen Anpreßdrücken ausgesetzt ist, so daß keine Axiallager erforderlich sind. Dies ist ein wichtiger Vorteil, weil die Mahlkraft je nach dem Scheibendurchmesser 1o bis 5o t betragen kann. Für das Axiallager sind komplizierte Schmier- und Kühlsysteme erforderlich, damit sie so hohe Belastungen bei hohen Drehzahlen aufnehmen können. Trotzdem werden die Lager oft beschädigt. Die Maschine vom Typ c) hat ferner den großen Vorteil der Energieeinsparung, weil auf beiden Seiten des Rotors gemahlen wird. Bei einem üblichen Refinder wird durch die auf der Rückseite des Rotors vorhandene Turbulenz Energie verbraucht.

Die bekannten Maschinen vom Typ c) haben jedoch nur einen begrenzten Anwendungsbereich. Bei Speisung mit einer Pumpe können sie Langfaserbrei nur bis zu einer Stoffdichte von 4% und Kurzfaserbrei nur bis zu einer Stoffdichte von 6% verarbeiten. Bei höheren Stoffdichten treten hinsichtlich der Verteilung des Faserbreis auf die beiden Mahlspalte und der störungsfreien Umlenkung der axial eintretenden Trübe zum radialen Durchwandern der entsprechenden Mahlspalte Schwierigkeiten auf. Dies ist ein schwerwiegender Nachteil, weil dadurch der Anwendungsbereich der Maschine stark eingeschränkt wirde Der Trend geht zum Mahlen bei hohen

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Stoffdichrten, damit Energie gespart und eine bessere Faserqualität erzielt wird," und zum Mahlen won Holzspänen von geringem Feuchtigkeitsgehalt zwecks optimaler Verwertung des Holzes.

Es ist ein Refinder bekannt, der einen zentral angeordneten Rotor besitzt und mit dem Holzspäne bei einer Stoff dichte von 25 bis Άο% gemahlen uierden können. In diesem Refinder wird das'Mahlgut jedoch in zwei getrennten Strömen in je eine-Mahlzone..eingetragen. Daher ist die Maschine kompliziert und in der Herstellung teuer. Ferner muß das Mahlgut mit großer Genauigkeit auf die beiden einzutragenden Ströme aufgeteilt werden.

Die Hauptaufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer Mahlvorrichtung, welche die Vorteile -der Maschinen des vorgenannten Typs c) hat, aber von den vorgenannten Nachteilen der Maschinen dieses Typs frei ist. Insbesondere soll die Maschine im Aufbau einfach und für eine Behandlung von Faserbreien mittlerer und hoher Stoffdichte sowie von stückigem Gut, wie Holzspänen, geeignet sein.

Diese Aufgabe wird durch die Schaffung einer Mahlvorrichtung gelöst, zu der ein zentraler Körper und zwei ihn umgebende, äußere Teile vorgesehen sind und der zentrale Körper mit zwei Mahlringen und jeder der äußeren Teile mit einem entsprechenden Mahlring versehen ist, so daß zwischen den Mahlringen auf entgegengesetzten Seiten des zentralen Körpers zwei Mahlspalte vorhanden sind, in denen das Mahlgut behandelt wird, während es infolge einer Relativdrehung zwischen dem zentralen Körper und den äußeren Teilen im wesentlichen radial auswärts durch die Mahlspalte wandert. Dabei ist die Mahlvorrichtung gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Körper einen Hohlraum mit einem axialen Einlaß für das Mahlgut und radial auswärts konvergierenden, im wesentlichen V-förmigen Be-. grenzungnu-ünaen besitzt, -in denen Löcher vorhanden sind,

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durch die das Behandlungsgut über zwischen dem zentralen Körper und den ihn umgebenden Teilen vorhandene Kanäle in die Mahlspalte gelangt, und daß in dem Hohlraum ein propellerartiges, rotierendes Element angeordnet ist, welches das Mahlgut zerkleinert und durch Zentrifugalkraft auswärtsschleudert und danach in zwei im wesentlichen gleiche Ströme teilt, die durch die Löcher in entsprechenden Uänden austreten und in die an die Löcher anschließenden Kanäle gelangen.

Vorzugsweise dient der zentrale Körper als Rotor und sind die ihn umgebenden äußeren Teile ortsfest. Der Rotor ist zweckmäßig zwischen den Löchern außen mit Flügeln versehen, die dazu dienen, das/durch die Löcher auswärts in die Kanäle geschleuderte Mahlgut dem betreffenden Mahlspalt zuzuführen. Die Flügel wirken zweckmäßig mit wendeiförmigen Schaufeln oder Nuten zusammen, die an oder in den den Rotor umgebenden Teilen angeordnet sind. Um das Fließen des Mahlgutes zu erleichtern, sind die Löcher in den konvergierenden Uänden des zentralen Körpers zweckmäßig radial gerichtet, wobei in beiden Uänden gleich viel Lächer vorgesehen sind, damit der Faserbrei gleichmäßig verteilt wird.

Die Erfindung schafft somit eine Mahlvorrichtung für Faserbrei, wie Papierstoff, und für stückiges Gut, wie Holzspäne. Die Mahlvorrichtung besitzt einen zentralen Körper und zwei diesen umgebende, ortsfeste äußere Teile. Der Läufer ist mit zwei Mahlringen und die äußeren Teile sind mit je einem Mahlring versehen, so daß auf beiden Seiten des Rotors je ein Mahlspalt vorhanden ist, in dem das Mahlgut behandelt uird, während es infolge der Relativdrehung zwischen dem Rotor und den äußeren Teilen im wesentlichen radial auswärts durch den Mahlspalt wandert. Der Rotor besitzt einen Hohlraum mit einem axialen Einlaß für das Mahlgut sowie radial auswärts konvergierende, im wesentlichen V-fürmige Begrenzungsw-'nde, in :ienen Löcher vorgesehen sind,

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durch welche das Mahlgut über zwischen dem Rotor und den . Ihn umgebenden Teilen vorhandene Kanäle in die entsprechenden Wahlspalte gelangen kann. Ein in dem Hohlraum angeordnetes, prapellerförmiges drehbares Element dient zum Zerkleinern des Mahlgutes und zum Ausuärtsschleudern desselben durch Zentrifugalkraft und bewirkt ferner, daß das Mahlgut in zwei im wesentlichen gleiche Ströme geteilt uird, die durch die In entsprechenden Uänden vorgesehene Löcher in die an diese anschließenden Kanäle austreten.

Machstehend uird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen ausführlicher beschrieben. In diesen zeigen

Fig. 1 bis 3 schematisch den Aufbau der vorstehend beschriebenen Typen von Scheibenrefinern. Diese Figuren werden nicht weiter beschrieben.

Fig. 4 zeigt Im Längsschnitt eine Mahlvorrichtung gemäß der Erfindung.

Die in Fig. 4 gezeigte Mahlvorrichtung besitzt eine Antriebswelle 1o, die in zwei üblichen Radiallagern 1Ϊ drehbar gelagert ist. Diese sind in einer Hülse 12 montiert_r die in einem Gehäuseteil 13 axialverschiebbar ist. Durch eine Keilverzahnung 14 ist die Welle 1o mit einem nicht gezeigten Antriebsmotor verbunden. Unter einer üblichen Stopfbuchse 16 ist eine -auswechselbare Verschleißhülse 15 angeordnet. Auf einem Sockel 1st ein unterer Gehäuseteil 17 montiert.

Auf der Antriebswelle Io ist ein Rotor 1S montiert, der auf zuei einander entgegengesetzten flächen mit je einem Planting 19 versehen ist. 3eder Mahlring 19 wirkt mit einem ihm gegenüberliegenden Mahlring 2o zusammen. Die Mahlringe 2o sind auf einem vorderen bzu. einem hinteren, ortsfesten Mahlringträger 21 bzw. 22 montiert. Zwischen den beiden Mahl-

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ringen 19 und 2o jedes Paars ist ein Mahlsp.alt 23 vorhanden, den das Mahlgut bzw. die Trübe im wesentlichen radial durchwandert.

Zum Ausüben des für das Mahlen erforderlichen Anpreßdruckes ist der vordere ortsfeste Mahlringträger 21 mit einem Hydrozylindersystem 24 Verbunden, das geeignet ist, zur Einstellung der Breite der Mahlspalte 23 den ortsfesten Mahlringträger 21 und den darauf montierten Mahlring 2o axial zu verschieben. Zu diesem Zueck ist der ortsfeste Mahlringträger 21 an seinem Umfang in einer Gleitlagerhülse 25 gelagert. Das Mahlgut wird in den im Innern des Rotors 18 vorhandenen Hohlraum mittels eines üblichen Schneckenförderers eingetragen, der ein Eintragrohr 27 und eine darin drehbar gelagerte Förderschnecke 28 aufweist, die bis zu einer der Symtnetrieebene 31 des Rotors 18 benachbarten Stelle reicht.

Um eine metallische Berührung zwischen den Mahlringen 19 und 2o zu verhindern, ist in dem Eintrittsrohr ein nicht gezeigter Stromsensor angeordnet, der die Hydraulik 24 derart steuert, daß beim Stehenbleiben des Refinders oder bei einer Unterbrechung des Gutstroms aus welchen Gründen immer der ortsfeste.Mahlringträger-21 zu dem Mahlguteintritt hin ein Stück zurückgezogen und die Welle 1o mit dem Rotor hydraulisch in derselben Richtung über die Hälfte: dieser Strecke bewegt wird. In der Schließstellung wird das Gehäuse 29 der Mahlvorrichtung mit Schrauben 3o fest mit dem hinteren ortsfesten Mahlringträger 22 verschraubt.

Der Hohlraum 26 im Innern des Rotors wird teilweise von radial auswärts konvergierenden, V-förmigen Uänden begrenzt, in denen Löcher 32 vorhanden sind. Die Uände sind gegenüber der Längsachse der Antriebswelle To zweckmäßig unter einem Uinkel von 3o bis 6o Grad angeordnet. Die in jeder Wand vorgesehenen Löcher sind in ihrer Anzahl und Anordnung gleich. Diese Löcher verbinden den Hohlraum 26 mit

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Kanälen, die zuischen der Außenfläche des Rotors 18 und den diesen umgebenden, ortsfesten Mahlringträgern 21 und 22 vorhanden sind und über die das Behandlungsgut in die Mahlspalte 23 gelangt. Die Löcher 32 in den l/-förmigen wanden des Rotors sind radial gerichtet. Damit das Mahlgut auf die beiden Mahlspalte 23 gleichmäßig" verteilt wird, müssen der Hohlraum 26 und die Löcher 32 auf beiden Seiten der Symmetrieebene 31 symmetrisch ?usgcbilrlet bzu. angeordnet sein.

Zum Zerkleinern und Verteilen des mittels der Förderschnecke 28 eingetragenen;Mahlgutes ist in dem Hohlraum 26 ein propellerartiges Element 34 angeordnet, das an der Welle 1o befestigt ist und mit ihr rotiert. Der Pro- _ peller 34 bewirkt, daß das Mahlgut ausuärtsgeschleudert uird und durch die Löcher 32 in die den Mahlräumen 23 zugeordneten Kanäle gelangt. Zur einwandfreien Förderung - des ". "_ aus den Löchern 32 ausgetretenen Gutes ist der Rotor 18 außen zuischen den Löchern 32 mit Flügeln 35 versehen, die mit wen- _delf örmigeh Schaufeln 33 oder Nuten in den Innenflächen der ortsfesten Mahlkranzträgern 21 und 22 zusammenwirken.

Im Betrieb des in Fig. 4 gezeigten Refiners wird durch die in dem Eintragrohr 27 angeordnete Förderschnecke 28 das Mahlgut in den Hohlraum 26 des Rotor 18 eingetragen. Das in Form eines Rohrstranges vorgeschobene Mahlgut wird beim Auftreffen auf den Propeller 34 von diesem zerkleinert und durch die Zentrifugalkraft radial auswärts zu den tellerförmigen inneren Begrenzungsflächen des Rotorhohlraums 26 hin g eschleudert» Vorstehend wurde schon erwähnt, daß diese tellerförmigen Flächen in Bezug auf die Symmetriebene 31 symmetrisch sind. Uenn das Mahlgut die tellerförmige Begrenzungsfläche eneicht, nimmt die Umlaufgeschwindigkeit des Mahlgutes zu und wird es durch die in den schräg angeordneten Seitenwänden des Tellers symmetrisch angeordneten

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Löchern 32 herausgeschleudert·

Versuche haben ergeben, daß bei einer Drehzahl des Propellers won 7oo U/min das ganze Mahlgut durch die Zentrifugalkraft ausuärtsgeschleudert wird und in gleichen Strömen durch die in beiden Seitenuänden des Tellers vorhandenen Löcher tritt. Bei Drehzahlen im Bereich von 7oo bis 14oo U/min kann man den Strom mittels des Propellers 34 zur einen oder anderen Seite lenken. Bei Drehzahlen unter 14oo U/min hat der Propeller anscheinend nur einen geringeren Einfluß. Dies gilt sowohl für Papierstoff mit Stoffdichten über 1o^S als auch für stückiges Gut, wie Holzspäne.

Die Förderschaufeln 35 fördern das Mahlgut in den Spalten zwischen dem Rotor 18 und den ihn umgebenden, ortsfesten Mahlringträgern 21 Und 22 radial auswärts. Es wurde schon erwähnt, daß die zuletztgenannten Teile mit uendelförmigen Nuten oder Rippen 33 versehen sind, welche die Förderung des Mahlgutes unterstützen und jeder Neigung des Mahlgutes zum Umlauf mit dem Rotor 18 entgegenwirken. Das Mahlgut wird zwischen den kegelförmigen inneren Begrenzungsflächen der Mahlringe 19 und 2o homogenisiert und schließlich in den Mahlspalten 23 zwischen den Mahlringen nachbehandelt. Das nachbehandelte Gut wird einem Sammelraum in dem Gehäuseteil 29 geßührt und durch einen nicht gezeigten Austragstutzen aus der Mahlvorrichtung ausgetragen.

Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel eingeschränkt, das im Rahmen des Erfindungsgedankens abgeändert werden kann. Dieses Ausführungsbeispiel stellt eine vorteilhafte Lösung der in der Beschreibungseinleitung angeführten Probleme dar, die bei Scheibenrefindem auftreten, in denen ein Rotor von zwei äußeren Teilen umgeben ist. Es ist bekannt, daß man ein festeres Papier erhalten kann, wenn der Papierstoff mit

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einer Stoff dichte vorgemahlen und gemahlen uerden kann, die höher ist als bei den bekannten Refinern, bei denen die Stoffdichte konstruktionsbedingt 6% nicht überschreiten darf. Ein Scheibenrefiner gemäß der Erfindung mit zuei nahlzonen kann zum Mahlen von Faserbrei mit niedriger und hoher Stoff dichte und zur Behandlung uon stückigem Mqhlgut in zuei flahlzonen verwendet uerden, uobei eine hohe Durchsatzleistung . erzielt, uenig Energie verbraucht und das Mahlgut nut von einer Seite eingetragen uird.

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Claims

Patentansprüche:

1.!Mahlvorrichtung zum Mahlen von Faserbrei, uie Papierstoff; und won stückigem Gut, uie Holzspänen, in der ein zentraler Körper und zwei ihn umgebende äußere Teile vorgesehen sind und der zentrale Körper mit zuei Nahiringen und jeder der äußeren Teile mit einem entsprechenden Mahlring versehen ist, so daß zwischen den Mahlringen auf entgegengesetzten Seiten des zentralen Körpers zwei Mahlspalte vorhanden sind, in denen das Mahlgut behandelt wird, während es infolge einer Relativdrehung zwischen dem zentralen Körper und den äußeren Teilen im wesentlichen radial auswärts durch die Mahlspalte wandert, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Körper (18) einen Hohlraum (26) mit einem; axialen Einlaß (27) für das Mahlgut und radial auswärts konvergierenden, im wesentlichen V-förmigen Begrenzungswänden besitzt, in denen Lacher (32) vorhanden sind, durch die das Behandlungsgut über zwischen dem zentralen Körper (18) und den ihn umgebenden Teilen (21, 22) vorhandene Kanäle in die Mahlspalte (23) gelangt, und daß in dem Hohlraum ein propellerärtiges, rotierendes Element (34) angeordnet ist, welches das Mahlgut zerkleinert und durch Zentrifugalkraft auswärtsschleudert und danach in zwei im wesentlichen gleiche Ströme teilt, die durch die Löcher (32) in entsprechenden Uänden austreten und in die an die Lächern anschliessenden Kanäle gelangen.

2. Mahlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Körper (18) als Rotor dient und die ihn umgebenden äußeren Teile (21, 22) ortsfest sind.

3. Mahlvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (26) auf beiden Seiten einer zu der Längsachse der Mahlvorrichtung rechtwinkligen Symmetrieebene (31) symmetrisch ausgebildet ist.

4. Mahlvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch

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gekennzeichnet, daß der Rotor (18) außen mit Flügeln (35) vorgesehen ist, die das durch die Löcher (32) herausgeschleuderte Mahlgut in einem Kanal zu dem zugeordneten Mahlspalt (23) fördern.

5. Mahlvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel (35) mit uendelförmigen Schaufeln (33) oder Nuten zusammenwirken, die an den den Rotor (18) umgebenden Teilen (21, 22) vorgesehen sind.

6. Mahlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher (32) in den konvergierenden Uänden des zentralen Körpers (18) radial gerichtet sind.

7. Mahlvorrichtung nach einem der Ansprüche Ibis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder der konvergierenden ,Wände des zentralen Körpers. ~( 18) Löcher (32) in-derselben Anzahl und Anordnung vorgesehen sind.

8. Mahlvorrichtung nach einem der Ansprüche!1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die konvergierenden Uände unter einem Uinkel von etwa 3p bis 6p Grad zu der Längsachse der_Mahlvorrichtung angeordnet sind.

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