EP1059381B1 - Rotor für eine Papierstoffaufbereitungsmaschine - Google Patents

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EP1059381B1
EP1059381B1 EP99111193A EP99111193A EP1059381B1 EP 1059381 B1 EP1059381 B1 EP 1059381B1 EP 99111193 A EP99111193 A EP 99111193A EP 99111193 A EP99111193 A EP 99111193A EP 1059381 B1 EP1059381 B1 EP 1059381B1
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EP
European Patent Office
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rotor
wear
rotor blade
wear protection
protection element
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Gunther Kölle
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Voith Patent GmbH
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Voith Paper Patent GmbH
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21B—FIBROUS RAW MATERIALS OR THEIR MECHANICAL TREATMENT
    • D21B1/00—Fibrous raw materials or their mechanical treatment
    • D21B1/04—Fibrous raw materials or their mechanical treatment by dividing raw materials into small particles, e.g. fibres
    • D21B1/12—Fibrous raw materials or their mechanical treatment by dividing raw materials into small particles, e.g. fibres by wet methods, by the use of steam
    • D21B1/30—Defibrating by other means
    • D21B1/34—Kneading or mixing; Pulpers
    • D21B1/345—Pulpers
    • D21B1/347—Rotor assemblies

Definitions

  • the invention relates to a rotor for a stock preparation machine according to the preamble of claim 1.
  • a rotor of the type mentioned above for a stock preparation machine is known. In most cases, it not only serves to circulate the stock suspension, but also at the same time also for crushing the material contained in the stock suspension Paper material. If it is moved directly past a sieve, it keeps it from Blockages free; it therefore serves as a screen clearer. In this known rotor, seen in the direction of rotation of the rotor, leading front surface of each rotor blade Wear protection is applied by welding wear-resistant material.
  • the rotor is on the rotor arms Wear parts equipped in cooperation with attached to the sieve Parts should shred the paper stock. As Fastening options for the wearing parts are solder connections and Dowel pins suggested.
  • the wear protection element from the base body and wear-resistant armor made separately and only then on the rotor wing welded This means that thick welding can now be carried out on the currently customary process Armor on the rotor blades can be dispensed with, due to the material structure of the Rotor blade is adversely affected.
  • the executed according to the invention Welded connection is only used to fasten the wear protection element and is therefore much more gentle to manufacture.
  • Another advantage is that the Edges on the wear protection element are pre-processed accordingly before installation are, so that a time-consuming grinding of the edges on the rotor is eliminated.
  • the wear protection element can be shredded sufficiently by separation removed at the weld seam and replaced by a new wear protection become. It is best to loosen and replace the wear protection elements Removal of the rotor from the stock preparation machine. The replacement of worn out Rotors can then be made using "replacement rotors".
  • the hydraulic Effectively influence the effect of the rotor blade for example, the To change flow movements within the stock suspension or the To increase or decrease the size reduction effect of the rotor.
  • the stock preparation machines for different Equip operating conditions without leaving the basic rotor concept would.
  • the rotor 1 shown in FIG. 1 has a total of six curved rotor blades 3 on.
  • the rotor blades are provided with wear protection elements 5, which on the in Rotation direction R of the rotor 1 seen, leading front surfaces 4 welded are.
  • the wear protection element is not on a rotor blade 3 shown so that the leading front surface 4 is exposed. It makes sense When using the rotor in the stock preparation machine, all rotor blades 3 provided with wear protection elements 5. These bear on their front surfaces wear-resistant work surfaces 7.
  • Fig. 2 shows a section through both a rotor blade 3, and through a Wear protection element 5 is placed.
  • the Wear protection element 5 consists of a base body 6 to which the wear-resistant work surfaces 7 are attached. These are expedient Work surfaces 7 generated by cladding.
  • the Cladding welded to the base body 6 before it is attached to the rotor wing 3 is welded on. This construction of the rotor results in very good ones Possibilities to design the wear-protected work surfaces 7 so that they Requirements when using the rotor are sufficient.
  • the illustration in Fig. 2 is so too understand that in the installed state the lower side of the rotor of the container wall is facing, while the upper side faces the container interior volume.
  • the lower front edge 9 is of particular importance to the rotor. If e.g. the Container is provided with a sieve, which is free of clogging by the rotor is to be held is the shape of this part of the wear-resistant work surface 7 and the leading edge 9 are particularly important. But the upper front edge 8 also works on the work result of the rotor. At the lower front edge 9 is the Work surface 7 with the angle a against the vertical. That is for him The clearing effect of the rotor is very beneficial. In other cases, it can be cheaper Adjust the work surface vertically, i.e. with an angle ⁇ of 0 °, or with a negative angle.
  • Fig. 3 shows the part of a wear protection element 5 according to the invention, which has a cone-shaped curved back 10 and with something else wear-resistant work surfaces 7 than that in Fig. 2 is provided.
  • Logically is the part of the rotor blade to be connected to this wear protection element 5 (not shown) cone-shaped in the same way to weld on facilitate and to be able to optimally intercept the occurring forces.
  • rotors with straight rotor blades are also possible in the embodiment according to the invention.
  • the wear protection elements are 5 " as straight strips and are also on straight front surfaces welded. This is considerably cheaper, but only makes sense with rotors that can serve their purpose in this form.
  • Pulp preparation machines required for the use of the invention Rotors are provided, in particular paper pulp solvents.
  • the secondary substance solver e.g. 6, what is the wear resistance and the hydraulic effect of the rotors used in it, particularly demanding. This is because of the Compactness of such machines and the high throughput.
  • Substance in Secondary material is processed, especially waste paper, usually contains one considerable proportion of foreign matter, which can severely clog the rotor.
  • the Reliable operation of such machines depends on the screens being reliable be kept free from constipation.
  • there is also a Dissolving effect i.e. a further shredding of the suspended paper stock it is asked for.
  • the secondary substance dissolver shown here has for the pulp suspension a central inlet 11 into the housing 2.
  • the rotor 1 holds the screen 12 from Blockages free and creates the material circulation in the housing 2 (arrows 13).
  • the function such secondary substance dissolver is generally known. Variants are in the Flow guidance possible, e.g. a tangential inlet and central reject drain.
  • FIG. 7 shows a typical primary substance solver. Its function is also general known. It can be seen that the rotor 1 rotates at the bottom of the container 2 ' and thereby keeps the sieve 12 sitting on the floor free. With a primary substance solver the paper pulp S together with water W over the free surface of the Suspension entered.

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Description

Die Erfindung betrifft einen Rotor für eine Papierstoffaufbereitungsmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein Rotor der eingangs genannten Art für eine Papierstoffaufbereitungsmaschine ist bekannt. Zumeist dient er nicht nur zum Umwälzen der Stoffsuspension, sondern gleichzeitig auch zum Zerkleinern von in der Stoffsuspension enthaltenem Papiermaterial. Wird er direkt an einem Sieb vorbeibewegt, hält er es von Verstopfungen frei; er dient also als Siebräumer. Bei diesem bekannten Rotor ist an der, in Rotationsrichtung des Rotors gesehen, führenden Vorderfläche jedes Rotorflügels durch Aufschweißen verschleißfesten Materials ein Verschleißschutz aufgebracht.
In anderen Fällen, z.B. gemäß DE 196 49 764 A, ist der Rotor an den Rotorarmen mit Verschleißteilen ausgestattet, die im Zusammenwirken mit auf dem Sieb befestigten Teilen eine Zerkleinerung des Papierstoffs bewirken sollen. Als Befestigungsmöglichkeiten für die Verschleißteile werden Lötverbindungen und Spannstifte vorgeschlagen.
An einem Pulper-Laufrad, das in der WO 98/49389 A beschrieben ist, sind gepanzerte Verschleißteile angeschraubt.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Rotor für eine Papierstoffaufbereitungsmaschine bzw. ein Verschleißschutzelement zum Schutz von Rotorflügeln zu schaffen, bei dem bzw. durch dessen Verwendung die Festigkeit der Rotorflügel wesentlich erhöht wird. Eventuell soll auch ein Ersatz verschlissener Teile ohne Beschädigung der Rotorblätter möglich sein.
Diese Aufgabe wird bei einem Rotor der eingangs genannten Art durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.
Bei der Erfindung wird das Verschleißschutzelement aus Grundkörper und verschleißfester Panzerung separat hergestellt und erst dann am Rotorflügel angeschweißt. Dadurch kann auf das derzeit übliche aufwendige Aufschweißen von dicken Panzerungen an den Rotorflügeln verzichtet werden, durch das das Werkstoffgefüge der Rotorflügel nachteilig beeinflußt wird. Die erfindungsgemäß ausgeführte Schweißverbindung dient nur noch der Befestigung des Verschleißschutzelementes und ist daher wesentlich schonender herzustellen. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß die Kanten am Verschleißschutzelement bereits vor dem Einbau entsprechend vorbearbeitet sind, so daß ein zeitaufwendiges Zuschleifen der Kanten am Rotor entfällt.
Sobald die Rotorflügel des Rotors nicht mehr in ausreichendem Maße die Stoffsuspension im Behälter umwälzen oder das in der Stoffsuspension enthaltene Papiermaterial nicht mehr ausreichend zerkleinert wird, kann das Verschleißschutzelement durch Trennung an der Schweißnaht ausgebaut und durch einen neuwertigen Verschleißschutz ersetzt werden. Das Lösen und Ersetzen der Verschleißschutzelemente erfolgt am besten nach Ausbau des Rotors aus der Stoffaufbereitungsmaschine. Der Ersatz verschlissener Rotoren kann dann durch "Austauschrotoren" erfolgen.
Man muß davon ausgehen, daß die Beanspruchung des Verschleißschutzelementes durch die bei Betrieb angreifenden Kräfte sehr hoch ist. Solche Kräfte lassen sich aber ohne weiteres auffangen, wenn die Vorderfläche des Rotorflügels und die Hinterfläche des Verschleißschutzelementes so aufeinander abgestimmt sind, daß eine große tragende Fläche angeboten wird. Dann genügt eine relativ schwache Schweißnaht zur sicheren Befestigung, die auch im Bedarfsfalle wieder gelöst werden kann.
Durch spezielle Ausgestaltung des Verschleißschutzes kann man die hydraulische Wirkung des Rotorflügels gezielt beeinflussen, um beispielsweise die Strömungsbewegungen innerhalb der Stoffsuspension zu verändern oder die Zerkleinerungswirkung des Rotors zu verstärken bzw. zu verringern. Auf diese Weise ist es möglich, die Papierstoffaufbereitungsmaschinen für unterschiedliche Betriebsbedingungen auszurüsten, ohne daß das Rotor-Grundkonzept verlassen werden müßte. In der Praxis der Papierstoffaufbereitung gibt es nämlich eine Vielzahl unterschiedlicher Anforderungen, z.B. wegen der Rohstoffe.
Die Erfindung und ihre Vorteile werden erläutert an Hand von Zeichnungen. Dabei zeigen:
Fig. 1
einen erfindungsgemäßen Rotor in Aufsicht;
Fig. 2
Schnitt durch eine Rotorflügel-/Verschleißschutzelement-Verbindung;
Fig. 3
Teil eines Verschleißschutzelementes, teilperspektivisch gezeichnet;
Fig. 4
Schnitt durch eine weitere Ausführungsform;
Fig. 5
einen Rotor mit geraden Flügeln;
Fig. 6
einen Sekundärstofflöser als Verwendungsbeispiel für den erfindungsgemäßen Rotor;
Fig. 7
einen Primärstofflöser als Verwendungsbeispiel für den erfindungsgemäßen Rotor.
Der in Fig. 1 dargestellte Rotor 1 weist insgesamt sechs geschwungene Rotorflügel 3 auf. Die Rotorflügel sind mit Verschleißschutzelementen 5 versehen, welche an den, in Rotationsrichtung R des Rotors 1 gesehen, führenden Vorderflächen 4 angeschweißt sind. Zur Verdeutlichung ist an einem Rotorflügel 3 das Verschleißschutzelement nicht eingezeichnet, so daß dort die führende Vorderfläche 4 freiliegt. Sinnvollerweise sind bei Verwendung des Rotors in der Papierstoffaufbereitungsmaschine alle Rotorflügel 3 mit Verschleißschutzelementen 5 versehen. Diese tragen an ihren Vorderflächen verschleißgeschützte Arbeitsflächen 7.
Die Fig. 2 zeigt einen Schnitt, der sowohl durch einen Rotorflügel 3, als auch durch ein Verschleißschutzelement 5 gelegt ist. Dabei ist erkennbar, daß das Verschleißschutzelement 5 aus einem Grundkörper 6 besteht, an den die verschleißgeschützten Arbeitsflächen 7 angebracht sind. Zweckmäßigerweise sind diese Arbeitsflächen 7 durch Auftragsschweißen erzeugt. Wie bereits erwähnt, wird die Auftragsschweißung an den Grundkörper 6 angebracht, bevor dieser an den Rotorflügel 3 angeschweißt wird. Auf Grund dieses Aufbaus des Rotors ergeben sich sehr gute Möglichkeiten, die verschleißgeschützten Arbeitsflächen 7 so zu gestalten, daß sie den Ansprüchen bei Benutzung des Rotors genügen. Die Darstellung in Fig. 2 ist so zu verstehen, daß im Einbauzustand die unten liegende Seite des Rotors der Behälterwand zugewandt ist, während die oben liegende Seite zum Behälterinnenvolumen weist. Daher fällt der unteren Vorderkante 9 eine besondere Bedeutung des Rotors zu. Wenn z.B. der Behälter mit einem Sieb versehen ist, welches durch den Rotor von Verstopfung frei gehalten werden soll, ist die Form dieses Teils der verschleißgeschützten Arbeitsfläche 7 und der Vorderkante 9 besonders wichtig. Aber auch die obere Vorderkante 8 wirkt sich auf das Arbeitsergebnis des Rotors aus. An der unteren Vorderkante 9 ist die Arbeitsfläche 7 mit dem Winkel a gegen die Senkrechte angestellt. Das ist für den Räumeffekt des Rotors sehr förderlich. In anderen Fällen kann es günstiger sein, die Arbeitsfläche senkrecht anzustellen, also mit einem Winkel α von 0°, oder auch mit einem negativen Winkel.
Fig. 3 zeigt den Teil eines erfindungsgemäßen Verschleißschutzelementes 5, welches eine kegelringförmig gebogene Rückseite 10 aufweist und mit etwas anderen verschleißgeschützten Arbeitsflächen 7 als die in Fig. 2 versehen ist. Sinnvollerweise ist der mit diesem Verschleißschutzelement 5 zu verbindende Teil des Rotorflügels (nicht gezeichnet) in derselben Weise kegelringförmig geformt, um das Anschweißen zu erleichtern und um die auftretenden Kräfte optimal abfangen zu können.
Die in Fig. 4 gezeigte Verbindung von Rotorflügel 3 und Verschleißschutzelement 5' ist mit einem Absatz ausgeführt, was die Montage und das Auftrennen erleichtert. Der Rotorflügel 3' ist wesentlich vereinfacht.
Wie Fig. 5 an einem weiteren Beispiel zeigt, sind auch Rotoren mit geraden Rotorflügeln in der erfindungsgemäßen Ausführung möglich. Die Verschleißschutzelemente 5" sind als gerade Leisten ausgeführt und werden an ebenfalls gerade Vorderflächen angeschweißt. Das ist beträchtlich billiger, aber nur bei solchen Rotoren sinnvoll, die in dieser Form ihren Zweck erfüllen können.
Papierstoffaufbereitungsmaschinen, die für die Verwendung des erfindungsgemäßen Rotors vorgesehen sind, sind insbesondere Papierstofflöser. Dabei unterscheidet man zwischen Primärstofflösern und Sekundärstofflösern. Der Sekundärstofflöser, z.B. gemäß der Fig. 6, ist, was die Verschleißfestigkeit und die hydraulische Wirkung des darin verwendeten Rotors angeht, besonders anspruchsvoll. Das liegt an der Kompaktheit solcher Maschinen und dem hohen Durchsatz. Stoff, der in Sekundärstofflösem bearbeitet wird, insbesondere Altpapier, enthält zumeist einen beträchtlichen Anteil von Fremdstoffen, welche dem Rotor stark zusetzen. Die betriebssichere Funktion solcher Maschinen hängt davon ab, daß die Siebe zuverlässig von Verstopfungen freigehalten werden. Hinzu kommt, daß in vielen Fällen auch eine Auflösewirkung, d.h. eine weitere Zerkleinerung des suspendierten Papierstoffes gewünscht wird. Alle diese Anforderungen führen dazu, daß die Rotoren verschleißfest sein müssen und daß die Arbeitskanten dieser Rotoren möglichst lange in der vorgesehenen Form verbleiben, bevor sie durch Verschleiß z.B. abgerundet oder abgetragen sind. Der hier gezeigte Sekundärstofflöser hat für die Papierstoffsuspension einen zentralen Einlauf 11 in das Gehäuse 2. Der Rotor 1 hält das Sieb 12 von Verstopfungen frei und erzeugt im Gehäuse 2 den Stoffumtrieb (Pfeile 13). Der Teil der Suspension, der das Sieb 12 passiert hat, verläßt das Gehäuse durch die Gutstofföffnung 14, während das Abgewiesene durch den Rejektabfluss 15 ausgeleitet wird. Die Funktion solcher Sekundärstofflöser ist allgemein bekannt. Varianten sind in der Strömungsführung möglich, z.B. ein tangentialer Einlauf und zentraler Rejektabfluss.
Einen typischen Primärstofflöser zeigt die Fig. 7. Auch dessen Funktion ist allgemein bekannt. Man erkennt, daß der Rotor 1 am Boden des Behälters 2' in Rotation versetzt wird und dadurch das am Boden sitzende Sieb 12 frei hält. Bei einem Primärstofflöser wird der Papierfaserstoff S zusammen mit Wasser W über die freie Oberfläche der Suspension eingetragen.

Claims (10)

  1. Rotor (1) für eine Papierstoffaufbereitungsmaschine, der in einem Behälter (2) der Papierstoffaufbereitungsmaschine angeordnet ist und mindestens einen Rotorflügel (3) zum Umwälzen einer in dem Behälter (2) enthaltenen Stoffsuspension aufweist, wobei an einer, in Rotationsrichtung des Rotors (1) gesehen, führenden Vorderfläche (4) des Rotorflügels (3) ein am Rotorflügel (3) angeschweißter Verschleißschutz vorgesehen ist, und
    zum Verschleißschutz ein Verschleißschutzelement (5, 5', 5") dient, das einen Grundkörper (6) mit mindestens einer verschleißgeschützten Arbeitsfläche (7) aufweist, die durch Auftragsschweißen von verschleißfestem Werkstoff vor dem Anschweißen des Grundkörpers (6) an den Rotorflügel (3) erzeugt ist.
  2. Rotor nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein am freien Ende des Rotorblattes (3) beginnender Teilabschnitt der Vorderfläche (4) des jeweiligen Rotorflügels (3) vollständig vom Verschleißschutzelement (5, 5', 5") bedeckt ist.
  3. Rotor nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß das am Rotorflügel (3) befestigte Verschleißschutzelement (5, 5', 5") in Richtung der dem Behälterboden zugewandten Seite des Rotorflügels (3) über die Vorderfläche (4) des Rotorflügels (3) hinausragt.
  4. Rotor nach Anspruch 1,' 2 oder 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß die die Stirnseite des Verschleißschutzelements (5, 5', 5'') in Richtung der der Behälterwand zugewandten Seite des Rotorflügels (3) in einem Winkel (α), der zwischen 1 und 45° liegt, derart abgeschrägt verläuft, daß der radiale Abstand der Stirnseite von der Rotationsachse des Rotors in Richtung der Behälterwand zunimmt.
  5. Rotor nach einem der voranstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß die führende Vorderfläche (4) die Form eines zylindrischen oder kegeligen Ringsegmentes hat.
  6. Rotor nach einem der voranstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (6) mit einer Rückseite (10) versehen ist, die so geformt ist, daß sie mit der, in Rotationsrichtung des Rotors (1) gesehen, führenden Vorderfläche (4) des zu schützenden Rotorflügels (3) verschweißbar ist.
  7. Rotor nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, daß die verschleißgeschützte Arbeitsfläche (7) aus einem verschleißfesten Werkstoff, vorzugsweise einem nichtrostenden, legierten Edelstahl, gebildet ist.
  8. Rotor nach Anspruch 6 oder 7,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (6) die Form eines zylindrischen oder kegeligen Ringsegmentes hat.
  9. Rotor nach Anspruch 6, 7 oder 8,
    dadurch gekennzeichnet, daß die verschleißgeschützte Arbeitsfläche (7) mindestens eine Vorderkante (8, 9) aufweist, die sich, in Rotationsrichtung des Rotors (1) gesehen, nach vorne erstreckt.
  10. Rotor nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsradius der Vorderkante (8, 9) höchstens 2 mm beträgt.
EP99111193A 1999-06-09 1999-06-09 Rotor für eine Papierstoffaufbereitungsmaschine Expired - Lifetime EP1059381B1 (de)

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