DE3837740A1 - Vorrichtung zur zerkleinerung bzw. zum mahlen von faserstoffmaterial, vorzugsweise hackschnitzeln - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Zerkleinerung bzw. zum Mahlen von insbesondere nassem bzw. mit Wasser vermischtem Faserstoffmaterial, vorzugsweise Hackschnitzeln, insbesondere Trommelrefiner, mit einem motorgetriebenen Rotor mit bevorzugt horizontaler Drehwelle und mit wenigstens einer, insbesondere mindestens zwei, Zerkleinerungs- bzw. Mahlelemente bzw. Mahlplatten od. dgl. aufweisenden zur Rotorachse geneigten bzw. hierzu etwa normal stehenden Fläche(n), zweckmäßig Rotations-, insbesondere Kegelstumpffläche(n) mit von der, mindestens einen, vorteilhaft etwa radial zur Rotorachse oder etwa tangential zum Rotor- bzw. Gehäusemantel gerichteten, Materialzufuhr weg zunehmendem(n) Durchmesser(n) sowie gegebenenfalls bei Vorhandensein von mindestens zwei Zerkleinerungselemente od. dgl. aufweisenden, zur Rotorachse geneigten bzw. hierzu etwa normal stehenden Flächen, insbesondere Rotationsflächen solche mit gegenläufiger Neigung zur Rotorachse und einem den Rotor aufnehmenden Gehäuse mit entsprechender(n) Innenwand(wänden) und daran angeordneten Gegenzerkleinerungs- bzw. -mahlfläche(n) bzw. -mahlplatten, wobei vorteilhaft die zur Rotorachse geneigten Mahlspalte zwischen Zerkleinerungs- bzw. Mahlelementen bzw. Mahlplatten od. dgl. des, zweckmäßig rotations- insbesondere kegelstumpfflächigen, Rotormantels sowie entsprechende Gegenzerkleinerungs- bzw. -mahlelemente bzw. -mahlplatten od. dgl. der Gehäuseinnenwände wenigstens teilweise verstellbar bzw. einstellbar sind.

Zur mechanischen Herstellung von Holzpulpen, z. B. CTMP (Chemical Thermomechanical pulp), TMP (Thermomechanical pulp) und RMP, werden Refiner verschiedener Bauart verwendet. Die hohe eingesetzte mechanische Energie führt bei vorbekannten Refinern im Mahlspalt zu hohen Reibungs­ kräften und zu einer Zerfaserung des Holzes. Dabei entstehen große Dampf­ mengen, die meist sowohl mit der als auch gegen die Strömungsrichtung des Mahlgutes abgeführt werden.

Diese Dampfabführung hat zwei Nachteile: der rückströmende Dampf be­ hindert durch das große Volumen die Zuführung der Hackschnitzel zum Refiner, was den Refinerdurchsaz mengenmäßig begrenzt. Es ist jedoch der Druck im Refinergehäuse nicht beliebig wählbar, um möglichst viel Dampf in Flußrich­ tung des Mahlgutes abführen zu können. Für eine gute Ausnutzung des Dampfes ist jedoch ein möglichst hoher Druck von Vorteil.

Es gibt daher bereits Bemühungen, den Dampf günstig abzuführen. So ist es bei Zweischeibenrefinern bekannt geworden, den Dampf am Beginn des Mahlspalts abzuführen. Der Nachteil dieser Ausführung liegt darin, daß der Dampf nicht direkt in dem Bereich vom Faserstoff getrennt wird, in dem ein Großteil des Dampfes entsteht. Der Druck ist nämlich im eigentlichen Mahl­ bereich des Refiners wesentlich höher als beim Eintritt der Hackschnitzel. Bei der oben angeführten vorbekannten Methode liegt nur niedrig gespannter Dampf vor. Da dabei die Austrittsöffnungen für den Dampf leicht zur Achsen­ mitte geneigt sind, um den Dampf von dem Feststoff abzutrennen, tritt ein Druckverlust beim Ausströmen des Dampfes bei der Überwindung der Fliehkraft auf. Dies führt dazu, daß die Dampfrückströmung gegen die Einspeisung der Hackschnitzel od. dgl. nur dann wirkungsvoll reduziert werden kann, wenn der Dampf bei sehr niedrigem Druckniveau abgeführt wird, was die sinnvolle Ausnützung seines Energiegehaltes wesentlich erschwert.

Ziel der Erfindung ist es, den in der Mahlung entstehenden Dampf direkt aus dem Bereich der Mahlzone abzuführen, in dem die Dampfentwicklung am größten ist und auch der größte Druck herrscht. Dies wird gemäß der Erfin­ dung bei einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art dadurch erreicht, daß im Abstand von der mindestens einen, insbesondere etwa radial zur Rotor­ achse oder etwa tangential zum Rotor- bzw.Gehäusemantel gerichteten, Material­ zufuhr die am Rotormantel vorgesehenen Zerkleinerungs- bzw. Mahlflächen bzw. -platten od. dgl. und gegebenenfalls der sie tragende Rotormantel Kanäle bzw. Bohrungen zur Dampfabfuhr aufweisen, welche die Zerkleinerungs- bzw. Mahlflä­ chen bzw. Mahlplatten od. dgl. und gegebenenfalls deren Träger durchqueren und einerseits im Arbeitsbereich der Zerkleinerungs- bzw. Mahlelemente bzw. Mahlplatten od. dgl., welche an den zur Rotorachse geneigten bzw. hierzu etwa normalen Flächen, zweckmäßig Rotations-, insbesondere Kegelstumpfflächen, vorgesehen sind, sowie anderseits in etwa normal zu diesen Kanälen bzw. Boh­ rungen verlaufende, gegebenenfalls am Grund dieser Träger vorgesehene, Kanäle bzw. Bohrungen münden sowie vorteilhaft mit Hohlräumen im Gehäuse in Verbindung stehen. Von der Mahlzone führen also Kanäle bzw. Bohrungen von dort weg, wo der Dampf im besonderen entsteht bzw. der höchste Dampfdruck herrscht, wobei es besonders günstig ist, wenn etwa normal zur Rotorachse angeordnete Kanäle bzw. Bohrungen die Zerkleinerungs- bzw. Mahlfläche bzw. Mahlplatten od. dgl. und deren Träger durchqueren und in etwa normal dazu verlaufende am Grunde dieser Träger vorgesehene Kanäle bzw. Bohrungen münden. Damit wird eine besonders günstige Abfuhr des Dampfes bei Refinern mit einem motorgetriebenen Rotor bewirkt; die Materialbewegung entlang der Mahlflächen od. dgl. und die Dampfableitung in Richtung der Gehäusehohlräume erfolgen nämlich gleichsinnig; dies wird durch die Rotordrehbewegung einerseits und durch die sich zu den Gehäusehohlräumen hin aufweitenden kegeligen Arbeitsflächen od. dgl. anderseits bzw. die dort mündenden Dampfabfuhrkanäle auf Grund der auftretenden Zentrifugalkräfte unterstützt. Gemäß der durch die DE-AS 23 23 442 bekanntgewordenen Ausbildung wirken im Mahlbereich die Zentrifugalkräfte gegen den Materialfluß, wobei es sich übrigens um eine Scheibenmühle handelt, wo ja die Probleme ganz anders gelagert sind. Besonders ausgeprägte Effekte bei der Dampfabführung lassen sich erreichen, wenn dann, wenn der Rotormantel und die korrespondierende(n) Gehäuseinnenwänd(e) zweckmäßig als Rotations-, insbesondere als Kegelstumpffläche(n), mit von der mindestens einen Materialzufuhr weg zunehmendem Durchmesser ausgebildet sind, die vorteilhaft etwa radial zur Rotorachse oder etwa tangential zum Rotor- bzw. Gehäusemantel gerichtete, Materialzufuhr etwa in der Mitte dieses Gehäuses vorgesehen ist und sich auf dem Mantel eines trommelförmig ausgebildeten Rotors und korrespondierend an der Gehäuseinnenwand die Zerkleinerungs- bzw. Mahlflächen bzw. Mahlplatten od. dgl., insbesondere symmetrisch, nach beiden Seiten von der Materialzufuhr weg auf der geneigten Fläche, insbesondere Rotations-, insbesondere Kegelstumpffläche mit von der Materialzufuhr weg zunehmendem Durchmesser erstrecken, wobei letztere nach beiden Seiten einen zu den Rotorstirnseiten offenen Winkel mit der Rotorachse einschließen und vorteilhaft zwischen der Materialzufuhr und diesen Zerkleinerungs- bzw. Mahlflächen bzw. Mahlplatten od. dgl. mit zunehmendem Durchmesser, insbesonere unmittelbar damit verbundene, etwa parallel zur Rotorachse verlaufende Zerkleinerungs- bzw. Mahlflächen bzw. Mahlplatten od. dgl. vorhanden sind sowie die Kanäle bzw. Bohrungen die Mahlflächen bzw. -platten und gegebenenfalls den diese tragenden Rotormantel im Bereich der sich aufweitenden Flächen, zweckmäßig Rotationsflächen, insbesondere Kegelstumpfflächen, durchsetzen, u. zw. z. B. im bzw. nahe dem Zentrum dieser Flächen diese Kanäle bzw. Bohrungen von der Mahlfläche zu deren Trägern führen, indem sie die Mahlplatten od. dgl. durchqueren und in Kanäle bzw. Bohrungen am Grunde der Mahlplatten od. dgl. bzw. in bzw. an deren Träger(n) münden, wobei diese Kanäle bzw. Bohrungen mit Hohlräumen im Vorrichtungs- bzw. Refinergehäuse in Verbindung stehen. Dabei kann eine günstige praktische Ausbildung nach der Erfindung darin bestehen, daß die achsparallele und zur Achse geneigte bzw. hierzu etwa normal stehende Mahlspalte bildenden Zerkleinerungs- bzw. Mahlflächen bzw. Mahlplatten od. dgl. symmetrisch zu(r) (den) Mittelebene(n) der, vorteilhaft zwei oder mehr zweckmäßig über den Rotorumfang gleichmäßig verteilten, radialen bzw. tangentialen Materialzufuhr(en) aufgebaut sind und Dampfableitungskanäle die Mahlflächen bzw. Mahlplatten od. dgl. bzw. den sie tragenden Rotormantel quer zur Rotorachse z. B. im Bereich von mehr als ²/₃ bis ³/₄ des Weges des Mahlguts zwischen den Mahlflächen bzw. Mahlplatten od. dgl., gemessen vom Eintritt zwischen diese Flächen bzw. Platten bis zu dessen Austritt in die Gehäusehohlräume, durchsetzen. Eine besonders effektvoll praktische Ausführung ergibt sich, wenn sich an die achsparallelen Zerkleinerungs- bzw. Mahlflächen bzw. Mahlplatten od. dgl. die zur Achse geneigten, insbesondere kegelstumpfförmigen Zerkleinerungs- bzw. Mahlflächen bzw. Mahlplatten od. dgl. unter einem Winkel von etwa 5° bis 45°, insbesondere 15°, zur Rotorachse anschließen sowie beispielsweise sich die in die inneren Mahlflächen bzw. -platten od. dgl. mündenden etwa normal zur Rotorachse angeordneten Dampfableitungskanäle bzw. Bohrungen etwa im bzw. nahe dem Zentrum dieser geneigten Flächen und an korrespondierenden Stellen des sie tragenden Rotormantels befinden. Es kann auch eine Einregelung der Mahlspalte und damit vor allem eine Regelung der Stoffqualität und unter Umständen auch der Dampfführung bzw. des Dampfhaushalts günstig sein. Dies läßt sich z. B. erfindungsgemäß dadurch erreichen, daß die Zerkleinerungs- bzw. Mahlflächen bzw. Mahlplatten od. dgl. an mindestens einem, vorteilhaft zwei, im Gehäuse verschiebbaren bzw. verstellbaren Trägern, insbesondere die äußeren den Einmündungen der Dampfabfuhrkanäle bzw. -bohrungen im Arbeitsbereich gegenüber befindlichen Gegenzerkleinerungs- bzw. -mahlflächen bzw. -mahlplatten an, mindestens einem verschiebbaren Statorring, insbesondere an mindestens zwei, vorzugsweise voneinander unabhängig, verschiebbaren Statorringen, angebracht sind.

Gemäß der weiteren Ausgestaltung der Erfindung läßt sich die Leistung des Refiners verbessern, wenn an die geneigten Zerkleinerungs- bzw. Mahlflächen, die mit Dampfableitungskanälen bzw. mit Dampfableitungsbohrungen in Verbindung stehen, unmittelbar, insbesondere stetig, ineinander übergehend Zerkleinerungs- bzw. Mahlflächen mit einem gegenüber dem Winkel der vorerwähnten geneigten Zerkleinerungs- bzw. Mahlflächen vergrößertem Winkel, insbesondere von nahe bzw. etwa 90°, zur Rotorachse angefügt sind, die ebenfalls mit Dampfableitungen in Verbindung stehen können. Es kann auch einer der Statorringe im Gehäuse fix angeordnet sein und dennoch eine entsprechende Mahlspaltregelung, unter Umständen automatisch erreicht werden; dies kann in der Weise geschehen, daß der mit Dampfableitungen für die Zerkleinerungs- bzw. Mahlflächen ausgestattete Rotor beiderseits in seinen Lagern verschiebbar, insbesondere schwimmend gelagert ist. Dies läßt sich günstig praktisch dadurch realisieren, indem der Rotor in hydrostatischen Gleitlagern axial verschiebbar gelagert ist, wobei insbesondere zwischen diesen Gleitlagern und dem den Rotor aufnehmenden Gehäuseinnern eine Dichtungseinheit, insbesondere eine Gleitringdichtung, im Lagergehäuse die Rotorwelle umschließt.

Die Erfindung läßt sich dann vorteilhaft einsetzen, wenn etwa in der queraxialen Mittelebene der Vorrichtung bzw. deren Gehäuses zwischen den achsparallelen und damit zwischen den zur Rotorachse geneigten, mit Dampfableitungen verbundenen Zerkleinerungs- bzw. Mahlflächen ein ringförmiger Materialeinführungsspalt vorgesehen ist, der mit einem den Rotor außen umschließenden Ringraum innerhalb des Gehäuses in Verbindung steht, in den die, insbesondere etwa tangentiale(n) oder etwa radiale(n) Materialzufuhr(en) einmündet(en).

Für die Dampfableitung ist es zweckmäßig, wenn im Bereich der beiden Gehäusestirnwände nahe der beiderseits des mit achsparallelen und zur Achse geneigten sowie gegebenenfalls zur Rotorachse etwa normal stehenden Zerkleinerungs- bzw. Mahlflächen versehenen Rotors angeordneten Wellenlager Hohlräume vorgesehen sind, in welche die, insbesondere kegeligen bzw. normal stehenden, Zerkleinerungs- bzw. Mahlspalte sowie deren Dampfableitungskanäle bzw. -bohrungen münden, wobei diese Hohlräume gegenüber den beiden Lagern durch die zwischen Rotor und Lagern in das Lagergehäuse rotorseitg eingesetzten besonderen Dichtungseinheiten dampfdicht abgeschlossen sind sowie vorteilhaft unten Entnahmeöffnungen für das zerkleinerte Material aufweisen. Für den Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergibt sich eine beachtliche Energieersparnis, wenn der trommelförmig ausgebildete, an seinem Mantel mit etwa parallel zu seiner Achse verlaufenden Zerkleinerungs- bzw. Mahlflächen und daran beiderseits anschließenden an Dampfableitungen angeschlossenen bzw. damit versehenen Zerkleinerungs. bzw. Mahlflächen mit von der Materialzufuhr weg zunehmenden Durchmessern und gegebenenfalls zur Rotorachse etwa normal stehenden Zerkleinerungs- bzw. Mahlflächen versehene Rotor mittels der mit diesem fest verbundenen Drehwelle in Gleitlagern gelagert ist und hierfür für den Anfahrvorgang ein besonderer Startmotor, insbesondere ein Gleichstrommotor, vorgesehen ist, und daß der Hauptmotor für eine Betriebsdrehzahl von etwa 3000 bis 3600 UpM bei voller Belastung ausgelegt ist.

Die Erfindung läßt sich besonders bei Trommelrefinern od. dgl. mit horizontaler Drehachse nutzen. Sie kann aber unter Umständen auch dann mit Vorteil angewandt werden, wenn die Rotordrehachse lotrecht angeordnet ist.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, wobei

Fig. 1 einen Axialschnitt durch einen gemäß der Erfindung ausgestalteten Refiner mit radialer Materiazufuhr,

Fig. 2 in dazu vergrößertem Maßstab einen Schnitt entlang der Ebene A-B der Fig. 1 zeigen.

Fig. 3 gibt ein noch weiter vergrößertes Detail einer Variante in einem ähnlichen Schnitt wie Fig. 2 wieder. Die

Fig. 4 bis 6 veranschaulichen im Axialschnitt bzw. in Vorderansicht bzw. Seitenansicht eine modifizierte Ausbildung mit tangential zum Rotor bzw. Gehäuse gerichteter Materialzufuhr.

Es handelt sich dabei um einen Trommelrefiner mit einem zylindrischen, beidseitig gelagerten Rotor 1, an dem Mahlplatten 2 angebracht sind, durch die die Mahlzone zunächst achsparallel gestaltet und hierauf zur Horizontalen leicht geneigt ist. Auf in horizontaler Richtung verstellbaren Statorringen 3 sind Gegenmahlplatten 4 vorgesehen. Die Hackschnitzel werden über Schnecken in der (den) radial gerichteten Materialzufuhr(en) 5, von denen zwei oder mehr gleichmäßig verteilt am Umfang des Trommelrefiners vorgesehen sein können, diesem zugeleitet; dabei werden die Hackschnitzel in der achsparallelen Vorzerkleinerungszone 6 nach beiden Seiten verteilt und im wesentlichen in der zur Rotorachse geneigten Mahlzone 7 zerfasert. Von dieser Zone führen Kanäle 8 senkrecht zur Rotorachse zu (einem) Sammelkanäl(en) 9. Durch dieses Kanalsystem gelangt der Dampf in einen Hohlraum 10 des Refinergehäuses, von wo er gemeinsam mit dem Fasermaterial bei 11 austritt und zu einem nachfolgenden Druckzyklon für eine Rückgewinnung der Wärme geführt und somit abgeschieden werden kann. Die gleichen oder ähnliche Kanäle 8, 9 sind zweckmäßigerweise auch auf beiden Rotorseiten vorgesehen. Die Mahlplatten 2 sind vorteilhaft auf Segmenten 2′ aufgebaut (Fig. 2!). Eine Ausführung mit der Praxis besonders angepaßten Größenverhältnissen zeigt Fig. 3. Es sind Verankerungsfortsätze 12 in entsprechenden Rotornuten 13 mit hammerkopfartigem Querschnitt für die einzelnen Mahlplattensegmente 2′ vorgesehen. Die entsprechenden übrigen Teile dieser Darstellung tragen die gleichen Bezugszeichen wie in den Fig. 1 und 2.

Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß der Dampf direkt am Ort seiner Entstehung und damit bei höchstmöglichem Druck abgeführt wird. Eine Rückströmung des Dampfes und damit Behinderung der Hackschnitzelzufuhr od. dgl. wird dadurch weitgehend vermieden. Durch die senkrecht zur Rotorachse angebrachten Kanäle 8 wird eine gute Abscheidung von Dampf und gegebenenfalls dessen Trennung vom Feststoff erzielt und ein Verstopfen der Kanäle verhindert. Die gute Abführung des Dampfes erlaubt nicht nur eine Rückgewinnung des Dampfes bei möglichst hohem Druck, sondern auch - bezogen auf die zur Verfügung stehende Mahlfläche - einen höheren spezifischen Energieeinsatz.

Die Variante nach den Fig. 4 bis 6 zeigt, wie oben bereits kurz erwähnt, eine solche mit etwa tangential zum Rotor 1 gerichteten Materialzufuhren 5′ (Fig. 5, 6). Bei den Darstellungen der Fig. 4 bis 6 sind gleiche bzw. den Varianten nach den Fig. 1 bis 3 entsprechende Teile der Vorrichtung mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Sowohl bei der Ausführung nach den Fig. 1 bis 3 als auch bei derjenigen nach den Fig. 4 bis 6 gelangt das zu zerkleinernde Material aus den radialen oder tangentialen Materialzufuhren 5 bzw. 5′ in einen den Rotor 1 außen umschließenden Ringraum 14 bzw. 14′ innerhalb des Gehäuses 15 der Vorrichtung. Dieser Ringraum 14 steht innen mit einem ringförmigen Materialeinführungsspalt 16 in Verbindung, der in der queraxialen Mittelebene der Vorrichtung bzw. deren Gehäuses zwischen den achsparallelen 6 und damit zwischen den zur Rotorachse geneigten Zerkleinerungs- bzw. Mahlflächen 7 vorgesehen ist.

Die Dampfableitung 8, 9 sind bei der Variante nach den Fig. 4 bis 6 in ähnlicher Weise wie nach den Fig. 1 bis 3 ausgebildet, wobei allerdings die Sammelkanäle 9 mittels der Fortsetzungskanäle 9′ durch mit dem Rotor 1 verbundene Tragringe 17 geführt sind, welche Mahlplatten 212, 213 tragen, die einen Winkel von nahe 90° mit der Rotorachse einschließen. Diese Mahlplatten 212, 213 arbeiten mit an den Statorringen 3 befestigten Gegenmahlplattenverlängerungen 210, 211 zusammen, die etwa bzw. genau gleiche Winkel mit der Rotorachse einschließen wie die Mahlplatten 212, 213.

Im übrigen sind die vorbeschriebenen Vorrichtungen in ähnlicher Weise aufgebaut, was die übrigen Teile der Vorrichtung betrifft:

In dem vorzugsweise horizontal geteilten Refinergehäuse 15 ist der zylindrische Rotor 1 beidseitig in Lagern 101, 102 bzw. 101′ gelagert, wobei je nach Durchmesser, Kapazität und Drehzahl Wälz- oder Gleitlager, insbesondere Kippsegmentgleitlager, eingesetzt werden können. Bei der Ausbildung nach Fig. 1 sind die Rotorwellenenden gegen Axialverschiebung gesichert in den Lagerteilen 103, 104 bzw. 105 der Lager 101, 102 gelagert. Bei der Ausführung nach den Fig. 4 bis 6 ist eine schwimmende Lagerung vorgesehen, die später näher beschrieben wird. An dem Rotor 1 sind in der Zone 6 Mahlplatten 106 und in der Zone 7 Mahlplatten 107 angebracht, wobei die entlang eines zylindrischen Mantelteils angeordneten Mahlplatten 106 zur Vorzerkleinerung der Hackschnitzel und die mit der Rotorachse einen Winkel einschließenden Mahlplatten 107 zur Zerfaserung dienen. Durch die Form der Mahlplatten 107 wird eine Neigung der Mahlzone zur Horizontalen zwischen 5 und 45°, vorzugsweise 15°, erreicht. Auf die zusätzlichen, zur Rotorachse stärker geneigten Mahlplatten gemäß Fig. 4 wird später noch zurückgekommen.

In die axial verschiebbaren mit den Gegenmahlplatten 4 bestückten Statorringe 3 greifen radial mehrere, über den Umfang verteilt angeordnete Exzenterbolzen 303 ein, die den Statorring 3 sowohl axial als auch radial exakt in der gewünschten Stellung fixieren. Der bzw. die Statorringe 3 müssen somit am Außenmantel nicht geführt werden und können gegenüber dem Gehäuse 15 Spiel haben.

Um den Mahlspalt zu verstellen, kann nun der Exzenterbolzen 303 über einen daran formschlüssig befestigten Hebel 304 und einen damit verbundenen Lenker 305 verdreht werden, wobei gemäß Fig. 1 alle Lenker eines Statorringes durch einen hydraulisch oder mechanisch z. B. durch die Verstellorgane bewegten Regelring 306 exakt gleichmäßig verstellt werden. Eine gleichzeitige Verstellung beider Statorringe wird später an Hand der Fig. 4 bis 6 beschrieben.

Die Regelringe 306 sind vorzugsweise - dem Gehäuse angepaßt - zweiteilig ausgeführt und werden durch geeignete, mit dem Gehäuse verbundene Rollenkörper geführt. Die Anordnung der Regelringe 306 erfolgt konzentrisch zum Statorring 3 und vorzugsweise über dem Schwenkbereich der Hebel 304.

Aufgrund der symmetrischen Anordnung der Statorringe 3 ist die Verstelleinrichtung ebenfalls symmetrisch zur Mittellinie angeordnet; die beiden Regelringe 306 können unabhängig voneinander verstellt werden, um Unterschiede in der Größe des Mahlspaltes beider Seiten, z. B. aufgrund ungleicher Wärmedehnungen von Gehäuse und Rotor, ausgleichen zu können.

Die Zuführung der Hackschnitzel erfolgt bei der Ausbildung nach den Fig. 1 bis 3 radial über eine bis vier Materialzufuhr(en) 5 mit Öffnungen am Umfang. Die Hackschnitzel werden, wie oben erwähnt, im horizontalen Mahlspalt vorzerkleinert und symmetrisch in beide Richtungen verteilt. Im gegen die Horizontale geneigten, verstellbaren Mahlspalt erfolgt die Zerfaserung des Holzes. Das Mahlgut gelangt dann in den Innenraum 10 des Refinergehäuses und wird bei 11 samt dem entstehenden Dampf ausgetragen.

Die Lager sind über Dichtungseinheiten 115 gegen den Dampf im Refinergehäuse abgedichtet. Am freien Wellenende 116 kann ein Motor, vorzugsweise ein Gleichstrommotor, mit wesentlich geringerer Leistung als der Hauptmotor installiert werden, so daß die Anfahrstromspitze verringert wird. Durch diese gegenüber den bestehenden Refinern geänderte Ausführung kann der Refiner mit Drehzahlen bis zu 3600 UpM betrieben werden.

Die Erfindung ist auch bei Refinern mit lotrecht stehender Rotorwelle mit Vorteil einsetzbar. Auch das Zerkleinern anderer Fasermaterialien als Holz und sogar unter Umständen von Lederstücken ist damit gut durchführbar, wobei unter Umständen zum vorzerkleinerten Material Wasser oder andere Flüssigkeiten zuzusetzen sind. Es lassen sich vor allem folgende Vorteile bzw. Effekte bei Refinern od. dgl. realisieren: eine Führung und Zentrierung des bzw. der äußeren Mahlplattenträger(s) in Gestalt eines bzw. von Statorringes(en) durch radiale, über den Umfang verteilt angeordnete Exzenterbolzen und eine kontrollierte axiale Verschiebung des bzw. der Statorringes(e) mittels Exzenterbolzen, Hebel, Lenker und Regelring(en). Ein Vorteil ist dabei außerdem eine konzentrische Anordnung des(r) Regelringe(s) zum (zu den) Statorring(en), wobei diese Regelringe das Gehäuse umschließen: Dabei ist eine symmetrische Ausführung der Verstelleinrichtung für die beiden Statorringe sehr günstig. Eine Verstellung eines Regelringes bewirkt ein gleichmäßiges Verdrehen aller Exzenterbolzen, die mit dem gleichen Regelring in Verbindung stehen, und demzufolge eine exakte axiale Verlagerung des zugeordneten Statorringes, ohne daß ein Verklemmen od. dgl. eintreten kann. Es ist eine günstige Kraft-Weg-Übersetzung zu verzeichnen. Wegen der getrennten Regelringe für die einzelnen Statorringe läßt sich eine besondere Beherrschung der Mahlspalte bzw. deren Form bzw. Größe erreichen. Komplizierte hydraulische Verstellvorrichtungen werden somit vermieden.

Die Ausführung nach den Fig. 4 bis 6 unterscheidet sich von der vorher beschriebenen vor allem durch die Art der Materialzufuhr, durch die besondere Rotorlagerung sowie durch die modifizierte Statorverstellung.

Die Materialzufuhr erfolgt hier bei 5′ an zwei Stellen etwa tangential zum Rotor 1 in den Ringraum 14′, aus dem dann das Material zu den Mahlplatten u. dgl. gelangt. Die Wellenenden 116, 117 des Rotors 1 und demgemäß der Rotor selbst sind hier schwimmend gelagert. Zu diesem Zweck sind in den Lagern 201 und 202 hydrostatische Gleitlager 203 und 204 vorgesehen. Die Lager sind wieder über Dichtungseinheiten 115′ gegen den Dampf im Refinergehäuse abgedichtet. Durch den Doppelpfeil 205 wird die vermittels der vorgeschilderten Rotorlagerung ermöglichte Rotorbewegung bzw. schwimmende Rotorlagerung angedeutet. Wenn auch in diesem Fall die Verstellbarkeit nur eines Stators ausreichen kann, ist auch im vorliegenden Fall die Verstellung beider Statoren 3 und demgemäß der an diesen befestigten Gegenmahlplatten od. dgl. 206, 207 vorgesehen; diese Mahlplatten od. dgl. haben neben den kegelstumpfförmigen Teilen 208, 209 wie erwähnt Teile 210, 211, die einen größeren Winkel, u. zw. von fast 90°, mit der Rotorachse einschließen, als die Teile 208, 209. Mit den Teilen 210, 211 arbeiten wie erwähnt zusätzliche Mahlplatten 212, 213 zusammen, die ebenso steil zur Rotorachse verlaufen wie die Teile 210, 211 und von besonderen Ringen 17 getragen werden, die mit dem Rotor 1 verbunden sind.

Die Verstellung der Statoren 3 und somit der Gegenmahlplatten od. dgl. 206 bis 211, aber auch der zylindrisch geformten Gegenmahlplatten 214, 215, erfolgt in ähnlicher Weise wie nach den Fig. 1 bis 3 über die Teile 303 bis 305, allerdings hier gleichzeitig und gegenläufig über gekrümmte Bügel 218, die vermittels der Verstellorgane 7 bis 9 gleichmäßig verschoben werden. Im Hinblick auf den schwimmend gelagerten Rotor wäre hier auch die Verstellung nur eines einzigen Stators denkbar. Der zweite Stator wäre dann im Gehäuse unverschieblich gelagert. Die Beweglichkeit für die Mahlspalteinstellung übernimmt die freie axiale Verschiebbarkeit (schwimmende Lagerung) des Rotors.

Claims (11)

1. Vorrichtung zur Zerkleinerung bzw. zum Mahlen von insbesondere nassem bzw. mit Wasser vermischtem Faserstoffmaterial, vorzugsweise Hackschnitzeln, insbesondere Trommelrefiner, mit einem motorgetriebenen Rotor mit bevorzugt horizontaler Drehwelle und mit wenigstens einer, insbesondere mindestens zwei, Zerkleinerungs- bzw. Mahlelemente bzw. Mahlplatten od. dgl. aufweisenden zur Rotorachse geneigten bzw. hierzu etwa normal stehenden Fläche(n), zweckmäßig Rotations-, insbesondere Kegelstumpffläche(n) mit von der, mindestens einen, vorteilhaft etwa radial zur Rotorachse oder etwa tangential zum Rotor- bzw. Gehäusemantel gerichteten, Materialzufuhr weg zunehmendem(n) Durchmesser(n) sowie gegebenenfalls bei Vorhandensein von mindestens zwei Zerkleinerungselemente od. dgl. aufweisenden zur Rotorachse geneigten bzw. hierzu etwa normal stehenden Flächen, insbesondere Rotationsflächen solche mit gegenläufiger Neigung zur Rotorachse und einem den Rotor aufnehmenden Gehäuse mit entsprechender(n) Innenwand(wänden) und daran angeordneten Gegenzerkleinerungs- bzw. -mahlfläche(n) bzw. -mahlplatten, wobei vorteilhaft die zur Rotorachse geneigten Mahlspalte zwischen Zerkleinerungs- bzw. Mahlelemente bzw. Mahlplatten od. dgl. des, zweckmäßig rotations- insbesondere kegelstumpfflächigen, Rotormantels sowie entsprechende Gegenzerkleinerungs- bzw. -mahlelemente bzw. -mahlplatten od. dgl. der Gehäuseinnenwände wenigstens teilweise verstellbar bzw. einstellbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß im Abstand von der mindestens einen, insbesondere etwa radial zur Rotorachse oder etwa tangential zum Rotor- bzw. Gehäusemantel gerichteten, Materialzufuhr die am Rotormantel vorgesehenen Zerkleinerungs- bzw. Mahlflächen bzw. -platten od. dgl. und gegebenenfalls der sie tragende Rotormantel Kanäle bzw. Bohrungen zur Dampfabfuhr aufweisen, welche die Zerkleinerungs- bzw. Mahlflächen bzw. Mahlplatten od. dgl. und gegebenenfalls deren Träger durchqueren und einerseits im Arbeitsbereich der Zekleinerungs- bzw. Mahlelemente bzw. Mahlplatten od. dgl., welche an den zur Rotorachse geneigten bzw. hierzu etwa normalen Flächen, zweckmäßig Rotations-, insbesondere Kegelstumpfflächen, vorgesehen sind, sowie andererseits in etwa normal zu diesen Kanälen bzw. Bohrungen verlaufende, gegebenenfalls am Grunde dieser Träger vorgesehene, Kanäle bzw. Bohrungen münden sowie vorteilhaft mit Hohlräumen im Gehäuse in Verbindung stehen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die, vorteilhaft etwa radial zur Rotorachse oder etwa tangential zum Rotor- bzw. Gehäusemantel gerichtete, Materialzufuhr etwa in der Mitte dieses Gehäuses vorgesehen ist und daß sich auf dem Mantel eines trommelförmig ausgebildeten Rotors und korrespondierend an der Gehäuseinnenwand die Zerkleinerungs- bzw. Mahlflächen bzw. Mahlplatten od. dgl., insbesondere symmetrisch, nach beiden Seiten von der Materialzufuhr weg auf der geneigten Fläche, insbesondere Rotations-, insbesondere Kegelstumpffläche, mit von der Materialzufuhr weg zunehmendem Durchmesser erstrecken, wobei letztere nach beiden Seiten einen zu den Rotorstirnseiten offenen Winkel mit der Rotorachse einschließen und vorteilhaft zwischen der Materialzufuhr und diesen Zerkleinerungs- bzw. Mahlflächen bzw. Mahlplatten od. dgl. mit zunehmendem Durchmesser, insbesondere unmittelbar damit verbundene, etwa parallel zur Rotorachse verlaufende Zerkleinerungs- bzw. Mahlflächen bzw. Mahlplatten od. dgl. vorhanden sind sowie daß die Kanäle bzw. Bohrungen die Mahlflächen bzw. -platten und gegebenenfalls den diese tragenden Rotormantel im Arbeitsbereich der beiden sich aufweitenden Flächen, zweckmäßig Rotationsflächen, insbesondere Kegelstumpfflächen, durchsetzen, u. zw. z. B. im bzw. nahe dem Zentrum dieser Flächen diese Kanäle bzw. Bohrungen von der Mahlfläche zu deren Trägern führen, indem sie die Mahlplatten od. dgl. durchqueren und in Kanäle bzw. Bohrungen am Grunde der Mahlplatten od. dgl. bzw. in bzw. an deren Träger(n) münden, wobei diese Kanäle bzw. Bohrungen mit Hohlräumen im Vorrichtungs- bzw. Refinergehäuse in Verbindung stehen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die achsparallele und zur Achse geneigte bzw. hierzu etwa normal stehende Mahlspalte bildenden Zerkleinerungs- bzw. Mahlflächen bzw. Mahlplatten od. dgl. symmetrisch zu(r) (den) Mittelebene(n) der mindestens einen, vorteilhaft zwei oder mehr zweckmäßig über den Rotorumfang gleichmäßig verteilten, radialen bzw. tangentialen Materialzufuhr(en) aufgebaut sind und daß Dampfableitungskanäle die Mahlflächen bzw. Mahlplatten od. dgl. den sie tragenden Rotormantel quer zur Rotorachse z. B. im Bereich von mehr als ²/₃ bis ³/₄ des Weges des Mahlguts zwischen den Mahlflächen bzw. Mahlplatten od. dgl., gemessen vom Eintritt zwischen diese Flächen bzw. Platten bis zu dessen Austritt in die Gehäusehohlräume, durchsetzen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich an die achsparallelen Zerkleinerungs- bzw. Mahlflächen bzw. Mahlplatten od. dgl. unmittelbar und insbesondere stetig die zur Achse geneigten, insbesondere kegelstumpfförmigen Zerkleinerungs- bzw. Mahlflächen bzw. Mahlplatten od. dgl. unter einem Winkel von etwa 5 bis 45°, insbesondere 15°, zur Rotorachse anschließen sowie daß beispielsweise sich die in die inneren Mahlflächen bzw. -platten od. dgl. mündenden etwa normal zur Rotorachse angeordneten Dampfableitungskanäle bzw. Bohrungen etwa im bzw. nahe dem Zentrum dieser geneigten Fläche und an korrespondierenden Stellen des sie tragenden Rotormantels befinden.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerkleinerungs- bzw. Mahlflächen bzw. Mahlplatten od. dgl. an mindestens einem, vorteilhaft zwei, im Gehäuse verschiebbaren bzw. verstellbaren Trägern, insbesondere die äußeren den Einmündungen der Dampfabfuhrkanäle bzw. -bohrungen im Arbeitsbereich gegenüber befindlichen Gegenzerkleinerungs- bzw. -mahlflächen bzw. -mahlplatten an, mindestens einem verschiebbaren Statorring, insbesondere an wenigstens zwei, vorzugsweise voneinander unabhängig, verschiebbaren Statorringen, angebracht sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an die geneigten Zerkleinerungs- bzw. Mahlflächen, die mit Dampfableitungskanälen bzw. mit Dampfableitungsbohrungen in Verbindung stehen, unmittelbar, insbesondere stetig, ineinander übergehend Zerkleinerungs- bzw. Mahlflächen mit einem gegenüber dem Winkel der vorerwähnten geneigten Zerkleinerungs- bzw. Mahlflächen vergrößertem Winkel, insbesondere von nahe bzw. etwa 90°, zur Rotorachse angefügt sind, die ebenfalls mit Dampfableitungen in Verbindung stehen können.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß insbesondere bei Vorhandensein nur eines einzigen verschiebbaren Statorringes der mit Dampfableitungen für die Zerkleinerungs- bzw. Mahlflächen ausgestattete Rotor beiderseits in seinen Lagern verschiebbar, insbesondere schwimmend gelagert ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor in hydrostatischen Gleitlagern axial verschiebbar gelagert ist, wobei insbesondere zwischen diesen Gleitlagern und dem den Rotor aufnehmenden Gehäuseinnern eine Dichtungseinheit, insbesondere eine Gleitringdichtung, im Lagergehäuse die Rotorwelle umschließt.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß etwa in der queraxialen Mittelebene der Vorrichtung bzw. deren Gehäuses zwischen den achsparallelen und damit zwischen den zur Rotorachse geneigten, mit Dampfableitungen verbundenen Zerkleinerungs- bzw. Mahlflächen ein ringförmiger Materialeinführungsspalt vorgesehen ist, der mit einem den Rotor außen umschließenden Ringraum innerhalb des Gehäuses in Verbindung steht, in den die, insbesondere etwa tangentiale(n) oder etwa radiale(n) Materialzufuhr(en) einmündet(en).

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der beiden Gehäusestirnwände nahe der beiderseits des mit achsparallelen und zur Achse geneigten sowie gegebenenfalls zur Rotorachse etwa normal stehenden Zerkleinerungs- bzw. Mahlflächen versehenen Rotors angeordneten Wellenlager Hohlräume vorgesehen sind, in welche die, insbesondere kegeligen bzw. normal stehenden, Zerkleinerungs- bzw. Mahlspalte sowie deren Dampfableitungskanäle bzw. -bohrungen münden, wobei diese Hohlräume gegenüber den beiden Lagern durch die zwischen Rotor und Lagern in das Lagergehäuse rotorseitig eingesetzten besonderen Dichtungseinheiten dampfdicht abgeschlossen sind sowie vorteilhaft unten Entnahmeöffnungen für das zerkleinerte Material aufweisen.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der trommelförmig ausgebildete, an seinem Mantel mit etwa parallel zu seiner Achse verlaufenden Zerkleinerungs- bzw. Mahlflächen und daran beiderseits anschließenden an Dampfableitungen angeschlossen bzw. damit versehenen Zerkleinerungs- bzw. Mahlflächen mit von der Materialzufuhr weg zunehmenden Durchmessern und gegebenenfalls zur Rotorachse etwa normal stehenden Zerkleinerungs- bzw. Mahlflächen versehene Rotor mittels der mit diesem fest verbundenen Drehwelle in Gleitlagern gelagert ist und hierfür für den Anfahrvorgang ein besonderer Startmotor, insbesondere ein Gleichstrommotor, vorgesehen ist, und daß der Hauptmotor für eine Betriebsdrehzahl von etwa 3000 bis 3600 UpM bei voller Belastung ausgelegt ist.