DE60029470T2

DE60029470T2 - Refinerplatte mit düseneinlass

Info

Publication number: DE60029470T2
Application number: DE60029470T
Authority: DE
Inventors: Luc Lake Oswego GINGRAS
Original assignee: Andritz Inc
Current assignee: Andritz Inc
Priority date: 1999-11-23
Filing date: 2000-11-22
Publication date: 2007-02-22
Anticipated expiration: 2020-11-23
Also published as: CA2387425A1; DE60037695D1; CA2387425C; US6402071B1; WO2001037998A3; DE60037695T2; EP1233831B1; CN1136058C; DE60029470D1; WO2001037998A2; EP1233831A2; JP2003515008A; CN1391501A; EP1647330A1; EP1647330B1; JP3637312B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Scheibenschleifmaschinen für holzzellulosehältiges Material im Allgemeinen. Im Besonderen betrifft sie Refinermahlplattensegmente für einen solchen Apparat.
In Hochkonsistenzrefinern für mechanische Faserstoffe werden die Holzfasern zwischen zwei gegeneinander drehenden Scheiben, auf denen Refinermahlplatten montiert sind, bearbeitet. Üblicherweise sind die Platten mit radial angeordneten Stegen und Rillen ausgestattet. Die Stege rufen Stoss- oder Druckimpulse hervor, die die Fasern trennen und zerlegen, und die Rillen ermöglichen die Faserzufuhr zwischen die Refinerscheiben. Typischerweise hat jede Refinermahlplatte eine radial innere Einlaufzone, welche für die Aufnahme von Holzhackschnitzeln, bereits gemahlene Fasern oder Ähnliches ausgelegt ist, und weist mindestens eine radial äußere Mahlzone auf. Die Einlaufzone führt an diesem Material eine erste Mahloperation aus, um dessen Größe zu reduzieren, führt dann das eingehende Material der Mahlzone zu und verteilt das Material über den gesamten Umfang der Mahlzone. Bei den meisten konventionellen Refinern sorgt die Einlaufzone der Refinermahlplatten entweder für eine gute Zuführung oder eine gute Verteilung, erzielt aber nur selten beide Ziele in wirksamer Weise. Ein Beispiel zeigt WO 99/13989 mit gekrümmten, sich über die innere und äußere Mahlzone erstreckenden Stegen, mit einer guten Zuführung aber schlechter Verteilung des Materials. Andere Dokumente, wie z.B. WO 97/23291, WO 99154046 oder US 5,823,453 zeigen ähnliche Refinerscheiben.
Zwischen den Platten entsteht zufolge dieser Mahlarbeit eine große Menge an Dampf. Ein Großteil dieses Dampfes wird über die Rillen aus dem Bereich zwischen den Refinerplatten abgeführt. Drosselungen des Flusses verursacht durch den kleinen Spalt zwischen gegenüberliegenden Mahlplatten und durch die mit Fasern gefüllten Rillen führen jedoch zu einem Spitzenwert für den Dampfdruck zwischen den Mahlplatten, der sich vom Außenumfang lokal in radialer Richtung nach innen erstreckt. Dieser Dampfdruckspitzenwert ist eine der Hauptursachen für die bei der Mahlung auftretenden Axialkräfte und kann bei hoher Motorlast die Regelung instabil machen. Deshalb ist es wünschenswert, den bei der Mahlung entstehenden Dampf so rasch wie möglich aus der Mahlzone zu entfernen, dabei jedoch das Material so lange wie möglich in diesem Bereich zu halten.
Da sich die Spitzendruckzone zwischen dem inneren und äußeren radialen Ende der Refinermahlplatten befindet, wird der Dampf radial nach außen und von der Spitzendampfdruckzone über die Rillen nach innen abgeführt. Der Dampfrückfluss zur Einlaufzone der Refinermahlplatte kann den Materialzulauf in den Refiner stören. Im Allgemeinen führt dies zu einer instabilen Refinerbelastung sowie zu einer Reduktion der Zellstoffqualität. Der Dampfrückfluss kann außerdem zu einer Übertragung des Fasermaterials in die vorgeschaltete Rückgewinnungseinheit führen. Dadurch kann sich die Wärmerückgewinnungseinheit verstopfen. Außerdem kann es zum Verlust des rückfließenden Dampfes und somit zu Energieverlusten kommen.
Zusammenfassung der Erfindung
Kurz gesagt ist eine bevorzugte Form der Erfindung ein Paar von relativ zueinander drehenden, sich gegenüberstehenden Refinermahlplatten zum Mahlen von holzzellulosehaltigem Material. Jede der Refinermahlplatten hat radial innere und äußere Kanten sowie eine sich von der inneren Kante radial nach außen erstreckende Einlaufzone. Die Einlaufzone der ersten Refinermahlplatte, die in einer Drehrichtung drehbar ist, hat einen radial inneren und einen radial äußeren Teil. Der innere Teil weist eine Mehrzahl von gekrümmten Brecherstegen auf. Jeder der Brecherstege ist von einem inneren, an der Innenkante der ersten Refinerplatte liegenden Ende zu einem äußeren, am äußeren Teil liegenden Ende in einer der Drehrichtung entgegen gesetzten Richtung gekrümmt.
Jeder der Brecherstege hat eine führende Kante mit einem Zulaufwinkel α an jedem an der führenden Kante bestimmten Punkt. Der Zulaufwinkel α ist durch den Winkel zwischen der führenden Kante am bestimmten Punkt und eine durch den Punkt führende Radiallinie bestimmt. Der Zulaufwinkel α₁ an einem am vorderen Ende des Brecherstegs liegenden Punkt hat einen Wert zwischen 0° und 30°. Der Zulaufwinkel α₂ hat an einem am äußeren Ende liegenden Punkt einen Wert zwischen 60° und 90°. Jeder der Brecherstege weist eine obere Fläche, die eine im Wesentlichen der Hälfte des Mahlspalts einander gegenüberliegender Refinermahlplatten entsprechende Höhe begrenzt, auf.
Die Einlaufzone weist eine Bogenlänge λ_S und jeder der Brecherstege weist eine Bogenlänge λ_B auf. Die Summe der Bogenlängen der Brecherstege beträgt mindestens 50% der Bogenlänge der Einlaufzone, vorzugsweise zwischen 60% und 100% der Bogenlänge der Einlaufzone und noch vorteilhafter zwischen 60% und 80% der Bogenlänge der Einlaufzone.
In einer ersten Ausgestaltung weist der äußere Teil der Einlaufzone der ersten Refinermahlplatte eine glatte Oberfläche auf. In einer zweiten Ausgestaltung weist der äußere Teil der Einlaufzone der ersten Refinermahlplatte eine Mehrzahl von sich nach außen erstreckenden Erhebungen mit niedrigem Profil auf.
Die Einlaufzone der zweiten Refinermahlplatte hat ebenfalls radial innere und äußere Teile, welche im Wesentlichen den inneren und äußeren Teilen der ersten Refinermahlplatte gegenüber angeordnet sind. Der äußere Teil der Einlaufzone der zweiten Refinermahlplatte weist eine Mehrzahl von Dämmen auf. Jeder der Dämme weist eine obere Rampenfläche, die sich radial von einem inneren Ende zu einem am äußeren Ende angeordneten Kopf nach außen erstreckt, auf. Das äußere Ende jedes Damms hat ein gekrümmtes Profil. Die Rampenfläche kann entweder gekrümmt oder flach sein. Der innere Teil der Einlaufzone der zweiten Refinermahlplatte weist entweder eine glatte Oberfläche oder eine Mehrzahl von sich nach außen erstreckenden Erhebungen mit niedrigem Profil auf.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen Refiner zum Mahlen von holzzellulosehaltigem Material mit neuen, verbesserten Rotor- und Statorplatten zu schaffen.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist, neue und verbesserte Rotor- und Statorplatten zu schaffen, wobei die Statorplatte rückfließenden Dampf und Material zur Rotorplatte leitet, wodurch der Materialrückfluss eingeschränkt und der rückfließende Dampf nach vorne gepumpt wird.
Sonstige Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus den beiliegenden Zeichnungen und Beschreibung klar.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Besser verständlich wird die Erfindung durch Hinweis auf die beiliegenden Zeichnungen, und deren zahlreiche Ziele und Vorteile werden dem Fachmann damit klar, wobei:
1 einen Aufriss eines Teils einer Rotorplatte einschließlich einer ersten Ausgestaltung eines Rotorplattensegments mit einer erfindungsgemäßen Einlaufzone,
2 einen vergrößerten Aufriss des Rotorplattensegments aus 1,
3 einen Aufriss eines Statorplattensegments mit einer erfindungsgemäßen Einlaufzone,
4 einen Aufriss einer zweiten Ausgestaltung eines Rotorplattensegments mit einer erfindungsgemäßen Einlaufzone
5 einen Querschnitt entlang Linie 5-5 der 2, und
6 einen Querschnitt entlang Linie 6-6 der 3 darstellt.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausgestaltung
Anhand- der Zeichnungen, auf denen jeweils gleiche Teile mit gleichen Zahlen bezeichnet sind, sind eine erfindungsgemäße Injektoreinlaufzone für ein Rotorplattensegment 14, 14' und erfindungsgemäße Injektoreinlaufzone für ein Statorplattensegment 16 im Allgemeinen mit den Ziffern 10, 10' bzw. 12 bezeichnet. Die Rotorplatte 18 und die Statorplatte (nicht abgebildet) haben jeweils eine Vielzahl von Plattensegmenten 14, 14', 16, welche an der Vorderseite der im Wesentlichen runden Refinerscheibe (nicht abgebildet) befestigbar sind.
Die in 1 dargestellte Rotorplatte 18 hat zwei konzentrische Ringe von Refinerplattensegmenten, nämlich einen „inneren" oder „mittleren" Ring 20 und einen „äußeren" oder „peripheren" Ring 22. Im Allgemeinen hat bei dieser Art von Refinern auch die Statorplatte einen inneren und einen äußeren Ring. Andere Refinerplattentypen setzen nur einen Refinerplattenring pro Scheibe ein, oder sie haben auch einen konischen äußeren Teil. Die gegenständliche Einlaufzone 10, 12 kann auf die inneren Ringe eines Refiners mit mehreren konzentrischen Ringen oder auf die inneren Teile eines Refiners mit einem Ring angewendet werden. Bei Refinern mit zwei oder mehr Ringen pro Scheibe sollte klar sein, dass die Position jedes nachstehend beschriebenen Merkmals je nach der Ringgeometrie an verschiedenen Stellen des Rings auftreten kann.
Die Plattensegmente 14, 14', 16, 26 sind an der Scheibenoberfläche auf geeignete oder konventionelle Art befestigt, z. B. mittels durch Bohrungen 24 führende Schrauben (nicht abgebildet). Ein Schraubenende greift in die Scheibe ein, am anderen Ende drückt der Schraubenkopf gegen eine vertiefte Fläche. Die Scheibe hat einen Drehungsmittelpunkt und einen im Wesentlichen kreisförmigen Umfang. Die inneren und äußeren Plattensegmente 14, 14', 16, 26 werden nebeneinander auf der Oberfläche der jeweiligen Scheibe angeordnet und bilden so eine im Wesentlichen ringförmige Mahlfläche, die in allgemeiner Form als 28, 28' (5, 6) dargestellt ist. Die Oberfläche 28 des Rotorplattensegments 14, 14' begrenzt, wenn sie der Oberfläche 28' des Statorplattensegments 16 gegenübersteht, einen Mahlspalt und bildet einen Teil eines Mahlbereichs.
Jede Rotorplatte 18 und jede Statorplatte hat eine innere Kante 30 in der Nähe des Scheibenmittelpunkts sowie eine äußere Kante 32 in der Nähe des Scheibenumfangs. Da sich die Scheiben und Platten drehen, wird das teilweise vermahlene Material zufolge der Zentrifugalkraft radial nach außen geführt. Wesentliche Dampfmengen entstehen auch in der Vormahlzone 34, 34' der inneren Refinersegmente 14, 16 und des Außenrings 22, wodurch ein Dampffluss mit hoher radialer Geschwindigkeit entsteht. Insbesondere bei relativ großen Scheiben steigen die auf den Dampf und die teilweise vermahlenen Schnitzel wirkenden Zentrifugalkräfte mit der Bewegung des Materials in radialer Richtung immer weiter nach außen stark an. Obwohl es in hohem Maße wünschenswert ist, dass der Dampf rasch aus der Mahlzone geführt wird, ist es auch wesentlich, dass die teilweise vermahlenen Schnitzel nicht vorzeitig zusammen mit dem Dampf abgeführt werden. Diesen Zustand beeinflusst das Radialdruckprofil entlang der Mahlfläche 28, 28' aufgrund des durch das Vermahlen bei hoher Konsistenz erzeugten Dampfes. Da die Druckspitze zwischen der inneren und äußeren Kante 30, 32 der Platte liegt, fließt der Dampf vorwärts (radial nach außen) von der äußeren Seite der Druckspitze und rückwärts (radial nach innen) innerhalb der Druckspitze, entgegengesetzt zum Materialeinlauf.
Der Dampfrückfluss zur Innenkante 30 der Refinermahlplatten kann den Materialzulauf in den Refiner stören. Dies kann zu einer instabilen Refinerbelastung, Reduktion der Zellstoffqualität und Übertragung des Fasermaterials in die vorgeschaltete Wärmerückgewinnungseinheit führen. Dadurch kann sich die Wärmerückgewinnungseinheit verstopfen. Durch erfindungsgemäße Einlaufzonen 10, 12 wird das Vorwärtspumpen des Dampfs gegen den rückfließenden Dampf sowie die Einschränkung des Materialflusses im rückfließenden Dampf unterstützt. Außerdem sorgen solche Einlaufzonen 10, 12 für eine verbesserte Optimierung der Zufuhr- und Verteileffekte.
Nachstehend wird in der Beschreibung nur mehr von einzelnen inneren Rotor- und Statorplattensegmenten 14, 14', 16 gesprochen, es sollte jedoch klar sein, dass alle inneren Segmente 14, 14', 16, die jeden der inneren Ringe 20 definieren, vorzugsweise im Wesentlichen ähnlich sind. Weiters sollte klar sein, dass bei Refinern mit nur einem Refinerplattenring oder mit einem konischen Außenbereich jedes der Refinerplattensegmente ähnlich ist.
In der ersten Ausgestaltung (2 und 5) weist jedes Innenringrotorplattensegment 14 eine erste oder Einlaufzone 10 und eine zweite oder Vormahlzone 34 auf. Die Einlaufzone und die Vormahlzone 10, 34 weisen jeweils eine Vielzahl von Stegen 36, 38 und Rillen 40, 42 zwischen nebeneinander liegenden Stegen auf. Die Stege 38 und Rillen 42 der Vormahlzone 34 erstrecken sich parallel, im Wesentlichen radial. Jede Zone 10, 34 kann eine Vielzahl von Feldern aufweisen, wobei jedes Feld ein gleichförmiges Muster hat. Die Einlaufzone 10 und die Vormahlzone 34 eignen sich besonders für die Aufnahme von Hackschnitzeln, Holzstoff oder ähnlichem Material und zum Ausführen eines ersten Mahlvorgangs zur Materialzerkleinerung, und um es radial nach außen, in die Mahlzonen des äußeren Rings 22 zu leiten. Die Muster fördern den Dampffluss radial nach außen in Richtung der äußeren Kante 44 des Plattensegments 14 und verzögern gleichzeitig den Materialfluss, um sicherzustellen, dass das Material vorvermahlen wird. In der zweiten Ausgestaltung (4) weist das innere Ringplattensegment 14' keine Vormahlzone auf. Hier lenkt stattdessen die Einlaufzone 10' das Material zum Außenring 22 zum Vermahlen.
Mit Bezug auf 2, 4 und 5 enthält erfindungsgemäß die Einlaufzone 10, 10' eines Rotorplattensegments 14, 14' gekrümmte Brecherstege 36, 36', welche sich von der Innenkante 46 des Plattensegments 14, 14' zur Außenkante 44 des Plattensegments radial nach außen erstrecken. Die Brecherstege 36, 36' sind in einer der Drehrichtung, dargestellt durch den Pfeil 48, entgegen gesetzten Richtung gekrümmt, sodass es zu einem Zulaufeffekt kommt. Der Zulaufwinkel α, definiert durch den Winkel zwischen der führenden Kante 50, 50' des Brecherstegs 36, 36' an einem beliebigen Punkt auf der Länge des Brecherstegs 36, 36' bezogen auf eine durch diesen Punkt führenden Radiallinie 52, 52', nimmt in dem Maße zu, als sich der Messpunkt von der inneren Kante 46 der Platte wegbewegt. Die Krümmung der Brecherstege 36, 36' sollte so sein, dass der Zulaufwinkel α₁ am Einlauf zwischen 0° und 30° beträgt. Am gegenüberliegenden Ende der Brecherstege 36, 36' beträgt der Winkel α₂ zwischen 60° und 90°. Vorzugsweise wird die Höhe 54 der Brecherstege 36, 36' so gewählt, dass die Oberfläche 56, 56' der Brecherstege 36, 36' im Wesentlichen neben der Mittellinie des Plattenspalts zwischen der Rotor- und der Statorplatte liegt. Das heißt also, die Höhe 54 der Brecherstege 3a, 36' entspricht vorzugsweise der Hälfte der Mahlspaltbreite. Der Zulaufwinkel α und die Höhe 54 werden je nach der Refinertype, dem Material, der erforderlichen Zulaufintensität und der fördernden Dampfmenge gewählt. Folglich können die Brecherstege 36, 36' eine Höhe 54 aufweisen, die mehr als die Hälfte des Refinerspalts oder – je nach Anwendung – weniger als diese Breite ausmacht.
Die gekrümmten Brecherstege 36, 36' sollten zumindest fünfzig Prozent (50%) der Bogenlänge λ_S der Einlaufzone 10, 10', vorzugsweise zwischen sechzig und hundert Prozent (60%–100%) und noch bevorzugter zwischen sechzig und achtzig Prozent (60–80%) betragen, um die Zulaufkapazität zu maximieren und den rückfließenden Dampf sowie das mit dem rückfließenden Dampf mitgeführte Fasermaterial aufzuhalten. Bei dem in 4 dargestellten Rotorplattensegment 14' beträgt der Wert der Bogenlänge λ_B jedes Brecherstegs 36' im Wesentlichen 10° und der Wert der Bogenlänge λ_F des Teils des Felds 58, in welchem der Brechersteg 36' gelegen ist, im Wesentlichen 15°. Daher bedeckt der Brechersteg 36' 67% (10°/15°) der Bogenlänge λ_F des Teils des Felds 58, in welchem er gelegen ist. Betrachtet man das Rotorplattensegment 14' als Ganzes, so bedecken die darin gelegenen vier Brecherstege 36' 67% (4 × 10°/60°) der gesamten Bogenlänge λ_S des Segments 14'. Mit einer beschränkten Anzahl von Rotorplattensegmenten 14, 14' durchgeführte Tests zeigen, dass die optimale Leistung dann erreicht wird, wenn 0.6 × λ_S < N × λ_B < λ_S, wobei N die Anzahl der Brecherstege 36, 36' bezeichnet.
Bei diesem Profil maximieren die Brecherstege 36, 36' nicht nur den Zulaufeffekt des Eingangsmaterial am Einlauf, sondern sie ermöglichen es auch, dass das Eingangsmaterial um das äußere Ende 60, 60' der Brecherstege 36, 36' herum gleitet wird, wobei der Zulaufwinkel α₂ im Wesentlichen tangential auf die Radiallinie 52' steht. Dies verbessert die Verteilung des Zulaufs um den äußeren Umfang der Rotorplatte 18. Da die gekrümmten Brecherstege 36, 36' auch eine wesentliche Distanz tangential rund um die Rotorplatte 18 bedecken, verhindern sie den Materialrückfluss zusammen mit dem Dampf.
Die Einlaufzone 10, 10' beinhaltet auch eine Gleitfläche 62, 62', die von dem die gekrümmten Brecherstege 36, 36' enthaltenden Bereich radial nach außen angeordnet ist. Die Gleitflächen 62, 62' jedes Rotorplattensegments 14, 14', bilden in der zusammengebauten Rotorplatte 18 einen die Brecherstege 36, 36' umgebenden Ring. Die Breite 64, 64' der Gleitfläche 62, 62' beträgt zumindest ein viertel (1/4) Zoll, vorzugsweise ein (1) Zoll. Die Gleitfläche 62, 62' gestattet eine ordnungsgemäße Verteilung des Zulaufmaterials vor dessen Eintritt in die Vormahlzone 34, 34' oder den äüßeren Ring 22.
Die Gleitfläche 62, 62' kann entweder eine glatte Oberfläche 66 (4) aufweisen oder Drosselungen 68 mit niedrigem Profil (1 und 2), wie zum Beispiel Rampen oder Dämme in verschiedenen Formen, Größen und Ausrichtungen. Diese Drosselungen 68 können entweder entlang der gekrümmten Brecherstege 36 und/oder in der Gleitfläche 62 außerhalb der gekrümmten Brecherstege gelegen sein. Die Drosselungen 68 ermöglichen außerdem die Verteilung des Zulaufmaterials in der Weise, dass ein Teil davon dazu gebracht wird, sich in Richtung der gegenüberliegenden Statorplatte zu bewegen und zurück in die Rotorplatte 18 verteilt zu werden, sowie die Umlenkung eines Teils des Materials in verschiedene Bereiche der Vormahlzone 34, 34'.
In der in 1 und 2 gezeigten Ausgestaltung bestehen die Drosselungen 68 aus einer Vielzahl von pyramidenförmigen Erhebungen 70. Vorzugsweise sind die Erhebungen 70 in im Wesentlichen identischen Gruppen von vier radial und axial beabstandeten Erhebungen 70 angeordnet. Die radial äußerste Ecke 72 der ersten Erhebung 74 in jeder Gruppe (in Drehrichtung) kommt auf einem, mit der Drehachse der Rotorplatte 18 koaxialen Kreis 76 zu liegen. In ähnlicher Weise kommen die radial äußersten Ecken 72 der zweiten, dritten und vierten Erhebungen 78, 80, 82 in jeder Gruppe auf konzentrischen koaxialen Kreisen 84, 86, 88 zu liegen, wobei der Radius des Kreises für Erhebung n größer ist als der Radius des Kreises n – 1. Das heißt, der Radius des Kreises 76 der ersten Erhebung 74 ist kleiner als der Radius des Kreises 84 der zweiten Erhebung 78, weicher kleiner ist als der Radius des Kreises 86 der dritten Erhebung 80, der seinerseits kleiner ist als der Radius des Kreises 88 der vierten Erhebung 82.
Mit Bezug auf 3 und 6 schließt die Einlaufzone 12 des Statorplattensegments 16 vorzugsweise einen inneren Teil 90 mit glatter Oberfläche 92, welche im zusammengebauten Refiner den gekrümmten Brecherstegen 36, 36' des Rotorplattensegments 14, 14' gegenüber liegt, ein. Die glatte Oberfläche 92 maximiert die Zulaufwirkung der Statorplatte. Alternativ dazu kann der innere Teil 90 eine Anordnung von Erhebungen (nicht abgebildet) mit niedrigem Profil, wie z.B. Stege und/oder Dämme, die die Steuerung des Materialzulaufs unterstützen, aufweisen.
Die Einlaufzone 12 schließt auch einen radial äußeren Teil 94, welcher im zusammengebauten Refiner dem Gleitbereich 62, 62' des Rotorplattensegments 14, 14' gegenüber liegt, ein. Der äußere Teil 94 enthält, anstelle der bei konventionellen Statorplatten vorhandenen Stege und Rillen, nur Dämme 96. Die Dämme 96 nehmen zumindest die gleiche Fläche wie die Gleitfläche 62, 62' der Rotorscheibe ein, können sich aber auch weiter radial nach innen und außen erstrecken. Die Dämme 96 sind rund um die Statorplatte in der Weise angeordnet, dass die Dammköpfe 98 frei liegen und auch die Drehung des Materials um die Statorplatte verhindern. Die Dämme 96 sind außerdem neben einander liegend angeordnet, sodass der gesamte, sich in Richtung der inneren Kante 46 der Statorplatte vorarbeitende Dampf zumindest auf einen Damm 96 trifft.
Vorzugsweise sind die Dämme 96 am inneren Ende mit einer fangen Rampenfläche 100 ausgestattet. Die Rampenfläche 100 kann entweder eine flache oder gekrümmte obere Fläche aufweisen. Der radial äußere Rücken 102 des Dammes 96 hat ein gekrümmtes Profil, das parallel zum Profil der Grundplatte beginnt und nahe bei neunzig Grad (90°) am Dammkopf 98 endet. Dieses Profil erzwingt eine Turbulenzbewegung im Dampf, sodass der rückfließende Dampf und das mit dem Dampf mitgeführte faserhältige Material auf die Rotorplatte 18 zurückgedrückt werden. Diese Wirkungsweise reduziert die mit dem Dampf zurückgeführte Fasermenge beträchtlich, da der Zulaufeffekt des Rotors die Kontrolle über dieses Material übernimmt und es vorwärts fördert.
Klar anerkannt werden sollte, dass in der Vormahlzone 34, 34' in jeder der beiden Platten jede Art von Steg- und Rillenmuster eingesetzt werden kann. Ferner ist anzuerkennen, dass die vorliegende Erfindung auch in Doppelscheibenrefinern eingesetzt werden kann, bei denen zwei Rotorplatten in entgegen gesetzter Richtung rotieren. In einem solchen Fall wäre nur eine Rotorplatte, vorzugsweise der einlaufseitige Rotor, mit der vorstehend beschriebenen Rotoreinlaufzone 10, 10' ausgestattet, während die andere Rotorplatte eine der vorstehend für die Statorplatte beschriebene Einlaufzone 12 einsetzen würde. Weiters ist anzuerkennen, dass die vorliegende Erfindung in konischen Scheibenrefinern, bei denen eine konische Mahlzone auf eine flache Mahlzone folgt, sowie in konischen Refinern eingesetzt werden kann.
Es wurden die vorzugsweisen Ausführungen gezeigt und beschrieben, doch können Abänderungen und Ersetzungen vorgenommen werden, ohne vom Umfang der Erfindung, wie in den Ansprüchen definiert, abzuweichen.

Claims

Refiner zum Mahlen von holzzellulosehältigem Material, bestehend aus ersten und zweiten, relativ dazu drehenden, sich gegenüberstehenden Refinermahlplatten, wobei die Mahlplatten einen zwischen ihnen angeordneten Mahlspalt begrenzen, die erste Refinermahlplatte in einer Drehrichtung drehbar ist, jede der Refinermahlplatten radial innere (30, 46) und äußere Kanten (32, 44) sowie eine sich von der inneren Kante (30, 46) radial nach außen erstreckende Einlaufzone (10, 12), und die Einlaufzone (10, 12) der ersten Refinermahlplatte (14) radial innere und äußere Teile und der innere Teil eine Mehrzahl von gekrümmten Brecherstegen (36) aufweisen, wobei die Brecherstege (36, 36') ein neben der inneren Kante (30,46) angeordnetes, inneres Ende und ein neben dem äußeren Teil angeordnetes, äußeres Ende sowie eine sich vom inneren Ende zum äußeren Ende erstreckende führende Kante (50, 50') aufweisen, wobei die genannten Brecherstege (36, 36') vom inneren Ende zum äußeren Ende in einer der Drehrichtung (48) entgegen gesetzten Richtung gekrümmt sind und die führende Kante (50, 50') einen Zulaufwinkel α an einem beliebigen Punkt an der führenden Kante (50, 50') hat, wobei der Zulaufwinkel α durch den Winkel zwischen der führenden Kante (50, 50') an einem bestimmten Punkt und eine durch den Punkt führende Radiallinie (50, 52') bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Brecherstege (36, 36') ein neben der inneren Kante (30, 46) angeordnetes, inneres Ende und ein neben dem äußeren Teil angeordnetes, äußeres Ende aufweisen, und vom inneren Ende zum äußeren Ende in einer der Drehrichtung (48) entgegen gesetzten Richtung gekrümmt sind und einen Zulaufwinkel α₁ an einem neben dem vorderen Ende jedes der Brecherstege liegenden Punkt mit einem Wert zwischen 0° und 30° und einen Zulaufwinkel α₂ an einem neben dem äußeren Ende liegenden Punkt mit einem Wert zwischen 60° und 90° haben.
Refiner nach Anspruch 1, bei dem jeder der Brecherstege (36, 36') eine obere Fläche (56, 56'), die eine im Wesentlichen der Hälfte des Mahlspalts entsprechende Höhe (54) begrenzt, aufweist.
Refiner nach Anspruch 1, bei dem die Einlaufzone (10, 10') eine Bogenlänge λs und jeder der Brecherstege (36, 36') eine Bogenlänge λ_B aufweist und die Summe der Bogenlängen der Brecherstege (36, 36') mindestens 50% der Bogenlänge der Einlaufzone (10, 10') beträgt.
Refiner nach Anspruch 3, bei dem die Summe der Bogenlängen der Brecherstege (36, 36') zwischen 60% und 100% der Bogenlänge der Einlaufzone (10, 10') beträgt.
Refiner nach Anspruch 3, bei dem die Summe der Bogenlängen der Brecherstege (36, 36') zwischen 60% und 80% der Bogenlänge der Einlaufzone (10, 10') beträgt.
Refiner nach Anspruch 1, bei dem der äußere Teil der Einlaufzone (10, 10') der ersten Refinermahlplatte eine glatte Oberfläche aufweist.
Refiner nach Anspruch 1, bei dem der äußere Teil der Einlaufzone (10, 10') der ersten Refinermahlplatte eine Mehrzahl von sich nach außen erstreckenden Erhebungen (68, 70, 74, 78, 80, 82) enthält, wobei jede der Erhebungen (68, 70, 74, 78, 80, 82) ein niedriges Profil hat.
Refiner nach Anspruch 1, bei dem die Einlaufzone (12) der zweiten Refinermahlplatte (16) radial innere (90) und äußere Teile (94) hat, wobei die radial inneren und äußeren Teile der zweiten Refinermahlplatte (16) im Wesentlichen den inneren und äußeren Teilen der ersten Refinermahlplatte (14, 14') gegenüber angeordnet sind, wobei der äußere Teil (94) der Einlaufzone (12) der zweiten Refinermahlplatte (16) eine Mehrzahl von Dämmen (96) aufweist.
Refiner nach Anspruch 8, bei dem jeder der Dämme (96) eine obere Rampenfläche (100), die sich radial von einem inneren Ende zu einem neben einem äußeren Ende (102) angeordneten Kopf (98) nach außen erstreckt, aufweist, wobei das äußere Ende (102) ein gekrümmtes Profil aufweist.
Refiner nach Anspruch 9, bei dem die Rampenfläche (100) eine gekrümmte Oberfläche aufweist.
Refiner nach Anspruch 9, bei dem die Rampenfläche (100) eine flache Oberfläche aufweist.
Refiner nach Anspruch 8, bei dem der innere Teil (90) der Einlaufzone (12) der zweiten Refinermahlplatte (16) eine glatte Oberfläche (92) aufweist.
Refiner nach Anspruch 8, bei dem der innere Teil (90) der Einlaufzone (12) der zweiten Refinermahlplatte (16) eine Mehrzahl von sich nach außen erstreckenden Erhebungen aufweist, wobei jede der Erhebungen ein niedriges Profil hat.
Segment für eine in einer Drehrichtung drehbare Refinermahlplatte, wobei das Segment umfasst: radial innere (30, 46) und äußere Kanten (32, 44) sowie eine Einlaufzone (10, 10'), welche sich von der inneren Kante (30, 46) radial nach außen erstreckt, wobei die Einlaufzone (10, 10') einen radial inneren Teil (14) mit einer Mehrzahl gekrümmter Brecherstege (36, 36') enthält, wobei die Brecherstege (36, 36') von einem inneren, neben der inneren Kante (30, 46) angeordneten Ende zu einem neben dem äußeren Teil (42) angeordneten, äußeren Ende in einer der Drehrichtung (48) entgegen gesetzten Richtung gekrümmt sind, wobei die Brecherstege (36, 36') eine führende Kante (50, 50') haben, wobei die führende Kante (50, 50') einen Zulaufwinkel α an einem beliebigen Punkt auf der führenden Kante (50, 50') hat, wobei der Zulaufwinkel α durch den Winkel zwischen der führenden Kante (50, 50') an einem bestimmten Punkt und einer durch den Punkt führenden Radiallinie (52') bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Brecherstege (36, 36') in einer der Drehrichtung (48) entgegen gesetzten Richtung von einem inneren, neben der inneren Kante (30, 46) angeordneten Ende zu einem neben dem äußeren Teil (42) angeordneten äußeren Ende gekrümmt sind, wobei der Zulaufwinkel α₁ in einem Punkt neben dem vorderen Ende der Brecherstege (36, 36') einen Wert zwischen 0° und 30° hat und der Zulaufwinkel α₂ in einem Punkt neben dem äußeren Ende einen Wert zwischen 60° und 90° hat.
Segment nach Anspruch 14, bei dem die Einlaufzone (10, 10') weiters einen radial äußeren Teil (62, 62') mit einer Mehrzahl von sich nach außen erstreckenden Erhebungen (68, 70, 72, 72, 78, 80, 82) aufweist, wobei jede der Erhebungen (68, 70, 72, 72, 78, 80, 82) ein niedriges Profil hat.
Segment nach Anspruch 14, bei dem jeder der Brecherstege (36, 36') eine obere Fläche (56, 56'), die eine im Wesentlichen der Hälfte des Mahlspalts entsprechende Höhe (54) begrenzt, aufweist.
Segment nach Anspruch 14, bei dem die Einlaufzone (10, 10') eine Bogenlänge λ_S und jeder der Brecherstege (36, 36') eine Bogenlänge λ_B aufweist, wobei die Summe der Bogenlängen der Brecherstege (36, 36') mindestens 50% der Bogenlänge der Einlaufzone (10, 10') beträgt.
Segment nach Anspruch 14, bei dem die Einlaufzone (10, 10') eine Bogenlänge λ_S und jeder der Brecherstege (36, 36') eine Bogenlänge λ_B aufweist, wobei die Summe der Bogenlängen der Brecherstege (36, 36') zwischen 60% und 100% der Bogenlänge der Einlaufzone (10, 10') beträgt.
Segment nach Anspruch 14, bei dem die Einlaufzone (10, 10') eine Bogenlänge λ_S und jeder der Brecherstege (36, 36') eine Bogenlänge λ_B aufweist, wobei die Summe der Bogenlängen der Brecherstege (36, 36') zwischen 60% und 80% der Bogenlänge der Einlaufzone (10, 10') beträgt.
Segment nach Anspruch 14, bei dem die Einlaufzone (10, 10') weiters einen radial äußeren Teil mit im Wesentlichen glatter Oberfläche hat.