EP1122357A2 - Refiner zur Zerkleinerung von Faserstoffen - Google Patents

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EP1122357A2
EP1122357A2 EP01101563A EP01101563A EP1122357A2 EP 1122357 A2 EP1122357 A2 EP 1122357A2 EP 01101563 A EP01101563 A EP 01101563A EP 01101563 A EP01101563 A EP 01101563A EP 1122357 A2 EP1122357 A2 EP 1122357A2
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refiner
rotor
grinding
wedge carrier
refiner according
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Peter Dipl.Ing. Antensteiner
Helmuth Dipl.Ing.Dr. Gabl
Gerald Ing. Schadler
Walter Writzl
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Andritz AG
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21D—TREATMENT OF THE MATERIALS BEFORE PASSING TO THE PAPER-MAKING MACHINE
    • D21D1/00—Methods of beating or refining; Beaters of the Hollander type
    • D21D1/20—Methods of refining
    • D21D1/34—Other mills or refiners
    • D21D1/38—Other mills or refiners with horizontal shaft

Definitions

  • the invention relates to a refiner for comminuting fibrous materials grinding surfaces arranged on a rotor and a stator, the one form a cylindrical or conical grinding gap.
  • the refiner according to the invention is therefore characterized in that the setting of the grinding gap on the stator and on the rotor provided, mutually displaceable wedges. This will an axial movement, which is the same size over the circumference, into a corresponding radial movement converted. By this principle the exact same position of the knives is guaranteed.
  • An advantageous development of the invention is characterized in that that an axially displaceable wedge carrier is provided.
  • a favorable further development of the invention is characterized in that that a radially displaceable wedge carrier is provided. Through this Wedge carrier allows the corresponding axial movement in a radial Convert movement, and thus adjust the grinding gap exactly.
  • a favorable embodiment of the invention is characterized in that that the gap is continuously between 0 and 2 mm, preferably between 0 and 1 mm, for example between 0 and 0.5 mm, is adjustable. This allows an optimal adjustment of the grinding gap to the Properties of the fiber suspensions take place.
  • An advantageous embodiment of the invention is characterized in that that the gap can be adjusted up to 15 mm. It will also possible during start-up or when larger ones suddenly appear Particles to avoid damage to the grinding plates.
  • a favorable further development of the invention is characterized in that that the relative speed on the circumference 15-35 m / sec, preferably 20 - 30 m / sec.
  • a favorable embodiment of the invention is characterized in that that the speed of the rotor between 400 and 1,800 rpm, preferably between 500 and 1,000 rpm.
  • a double rotor is characterized in that the axial Slidable wedge carrier two wedges are provided, the oblique Areas on corresponding surfaces of the radially displaceable Wedge carrier slide.
  • An advantageous embodiment of the invention is characterized in that that the radially displaceable wedge carrier is divided into circular segments.
  • FIG. 1 shows a variant of the invention
  • Fig. 2 shows a variant with cone refiner
  • Fig. 3 shows a variant with double cylinder refiner
  • Fig. 4 shows another variant with double cylinder refiner
  • Fig. 7 and 8 variants with sliding 9 a side view
  • FIG. 10 a section through a cylinder refiner
  • FIG. 11 a double cylinder refiner with a central material feed
  • FIG. 12 a double cylinder refiner with a central material feed
  • FIG. 13 a further variant with a central material feed.
  • Fig. 1 shows schematically the adjustment mechanism in a refiner Single cylinder. It consists of an axially displaceable wedge carrier 1 and a radially displaceable wedge carrier 2, on which there is a grinding plate 5 is located. The counter grinding plate 5 'is located on the rotor 4. Die Power transmission of the adjustment mechanism takes place along an inclined Level. If the wedge carrier 1 is now axially displaced, it results from the power transmission on the wedge a radial displacement of the wedge carrier 2. This allows the gap 3 between the grinding plates 5 and 5 'to be precise can be set.
  • Fig. 2 shows an analog variant, with the rotor 4 as a cone rotor is trained. Accordingly, the grinding plates 5 and 5 'as Parts of a cone executed.
  • Fig. 3 now shows a variant with a double cylinder refiner.
  • a force on the axial displacement of the wedge carrier 1 Wedge carrier 2 applied which thereby moved in the radial direction becomes.
  • the grinding gap in the Operation is between 0 and 2 mm, for example 0.5 mm. in the In the event of major contamination or when starting up
  • the machine can open the gap up to 15 mm.
  • Fig. 4 shows a further variant of the employment with one Double cylinder refiner.
  • one elongated wedge here are two shorter wedges, each approximately the length of one of the cylindrical ones Correspond to grinding surfaces 5 ', attached to the wedge carrier 1.
  • the wedge carrier 2 in the area of these two cylindrical grinding surfaces 5 'inclined planes on which the wedge carrier 1 slides along.
  • the Operation is the same as in the previous variants, by moving the wedge carrier 1 in the axial direction as well the wedge carrier 2 is displaced in the radial direction.
  • Through the Splitting into two wedge surfaces is a better and more even one Power transmission and thus a much more precise setting of the Grinding gap 3 between the grinding plates 5 and 5 'possible.
  • FIG 5 and 6 show analogous configurations, with FIG from the center to the outside tapering cone rotor and in Fig. 6 conical rotor that widens outwards from the center become.
  • Fig. 7 shows a variant, the two on inclined planes wedge carriers running against each other are combined in the rotor.
  • an axially displaceable wedge carrier 6 is provided, which on a Wedge carrier 7 acts, which is adjustable in the radial direction and on the rotor located grinding plates 9 'carries.
  • the stator 10 with the counter grinding plates 9 remains constant, whereby between the grinding plates 9 and 9 ' the grinding gap 8 is set.
  • Fig. 8 shows another variant of the embodiment of FIG. 7, the Grinding plates 9 and 9 'form a conical grinding gap 8.
  • FIG. 9 shows a view of a refiner according to the invention, wherein here two sliding bolts 11 can be seen, with the aid of which the wedge carrier 1 is axially displaced.
  • the displacement bolts 11 are driven by a motor 13, the force of which is redirected by means of gears 12.
  • gear 12 is also a smooth adjustment of the Shift pin 11 reached.
  • the inlet 14 for the Fibrous suspension recognizable.
  • FIG. 10 shows a possible section through a rotor. It's the one here axially displaceable wedge carrier 1, the radially displaceable wedge carrier 2, the formed by the grinding plates 5 and 5 'grinding gap 3 and the rotor 4th recognizable.
  • the radially displaceable wedge carrier 2 slides on the inclined plane 15 between wedge carrier 1 and wedge carrier 2 and will along the edges of the triangular brackets 16 radially postponed.
  • FIG. 11 shows a possible fabric guide of a double cylinder refiner, the fabric being fed through nozzles 14 and 14 'and being removed again centrally through the nozzle 18.
  • the material is deflected on both sides by a disk 19 to the material feed channel and from there enters the grinding gap 3.
  • the same fabric guide is also possible with a double cone, which can be provided as an either expanding or tapering cone from the outer inlet to the central outlet.
  • FIG. 12 shows a possible material guide of a double cylinder refiner with the grinding gap adjustment according to the invention, the material being fed centrally through the material feed 14 ′ and being discharged again at both ends of the refiner through outlets 18 and 18 ′.
  • the variant according to FIG. 4 is shown here, the variant according to FIG. 3 can also be used.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Refiner zur Zerkleinerung von Faserstoffen mit auf einem Rotor 4 und einem Stator angeordneten Mahlflächen 5, 5', die einen zylindrischen oder kegelförmigen Mahlspalt 3 bilden. Sie ist vornehmlich dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung des Mahlspalts 3 durch am Stator und am Rotor 4 vorgesehene, gegeneinander verschiebbare Keile erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Refiner zur Zerkleinerung von Faserstoffen, mit auf einem Rotor und einem Stator angeordneten Mahlflächen, die einen zylinder- bzw. kegelförmigen Mahlspalt bilden.
Zur Zeit werden Refiner meist in der Bauform der (Doppel-) Scheibe ausgeführt. Die Nachteile des Doppelscheibenrefiners sind die sich verändernde relative Geschwindigkeit entlang der Mahlzone, eine relativ hohe Leerlaufleistung und besonders bei niedrigen Durchsätzen Probleme mit der Zentrierung des Rotors. Weiters sind auch Kegelrefiner eingesetzt, wobei die bedeutendsten Nachteile dieser Ausführung die schlechte Pumpwirkung sind. Daraus folgen Durchsatzprobleme und in weiterer Folge die Notwendigkeit, die Nuten in den Mahlzonen zu vergrößern, was eine Verringerung der Kantenlänge bewirkt. Als weitere Nachteile können die relative Verschiebung der Messer beim Anstellen zueinander, die Notwendigkeit einer robusten Bauweise aufgrund der auftretenden Lagerkräfte und der Schwierigkeiten beim Garniturwechsel gesehen werden.
Ebenfalls bekannt sind sogenannte Zylinderrefiner, wie sie z. B. in der US 5,813,618 beschrieben sind. Bei diesem Typ können einige der genannten Nachteile vermieden werden, es muß jedoch sichergestellt sein, daß die Anstellung der Messer gleichmäßig erfolgt, um den gleichen Spalt und damit die gleichen Mahlbedingungen über den gesamten Umfang und axialer Mahlzonenlängen zu gewährleisten.
Der erfindungsgemäßer Refiner ist daher dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung des Mahlspalts durch am Stator und am Rotor vorgesehene, gegeneinander verschiebbare Keile erfolgt. Dadurch wird eine axiale Bewegung, die über den Umfang gleich groß ist, in eine entsprechende radiale Bewegung umgewandelt. Durch dieses Prinzip ist die exakt gleiche Anstellung der Messer gewährleistet.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß ein axial verschiebbarer Keilträger vorgesehen ist.
Eine günstige Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß ein radial verschiebbarer Keilträger vorgesehen ist. Durch diese Keilträger läßt sich die entsprechende axiale Bewegung in eine radiale Bewegung umwandeln, und somit der Mahlspalt exakt einstellen.
Eine günstige Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt kontinuierlich zwischen 0 und 2 mm, vorzugsweise zwischen 0 und 1 mm, beispielsweise zwischen 0 und 0,5 mm, einstellbar ist. Dadurch kann immer eine optimale Anpassung des Mahlspaltes an die Eigenschaften der Faserstoffsuspensionen erfolgen.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt bis zu 15 mm eingestellt werden kann. Dadurch wird es möglich auch beim Anfahrbetrieb bzw. bei plötzlich eintretenden größeren Partikeln eine Beschädigung der Mahlplatten zu vermeiden.
Eine günstige Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Relativgeschwindigkeit am Umfang 15 - 35 m / sek , vorzugsweise 20 - 30 m / sek, beträgt.
Eine günstige Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl des Rotors zwischen 400 und 1.800 UpM, vorzugsweise zwischen 500 und 1.000 UpM, beträgt.
Eine vorteilhafte Weiterbildung eines erfindungsgemäßen Refiners mit einem Doppelrotor ist dadurch gekennzeichnet, daß beim axial verschiebbaren Keilträger zwei Keile vorgesehen sind, deren schräge Flächen auf entsprechenden Flächen des radial verschiebbaren Keilträgers gleiten.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der radial verschiebbare Keilträger in Kreissegmente aufgeteilt ist.
Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnungen beispielhaft beschrieben, wobei
Fig. 1 eine Variante der Erfindung, Fig. 2 eine Variante mit Kegelrefiner, Fig. 3 eine Variante mit Doppelzylinderrefiner, Fig. 4 eine weitere Variante mit Doppelzylinderrefiner, Fig. 5 und 6 Varianten mit Doppelkegelrefiner, Fig. 7 und 8 Varianten mit verschiebbarem Rotor, Fig. 9 eine Seitenansicht, Fig. 10 einen Schnitt durch einen Zylinderrefiner, Fig. 11 einen Doppelzylinderrefiner mit zentraler Stoffabfuhr, Fig. 12 einen Doppelzylinderrefiner mit zentraler Stoffzufuhr, und Fig. 13 eine weitere Variante mit zentraler Stoffzufuhr darstellen.
Fig. 1 zeigt schematisch den Anstellmechanismus bei einem Refiner mit Einfachzylinder. Er besteht aus einem axial verschiebbaren Keilträger 1 und einem radial verschiebbaren Keilträger 2, an dem sich eine Mahlplatte 5 befindet. Die Gegenmahlplatte 5' befindet sich am Rotor 4. Die Kraftübertragung des Anstellmechanismus erfolgt entlang einer schiefen Ebene. Wird nun der Keilträger 1 axial verschoben, so ergibt sich durch die Kraftübertragung am Keil eine radiale Verschiebung des Keilträgers 2. Dadurch kann der Spalt 3 zwischen den Mahlplatten 5 und 5' genau eingestellt werden.
Fig. 2 zeigt eine analoge Variante, wobei hier der Rotor 4 als Kegelrotor ausgebildet ist. Dementsprechend sind auch die Mahlplatten 5 bzw. 5' als Teile eines Konus ausgeführt.
Fig. 3 zeigt nun eine Variante mit einem Doppelzylinderrefiner. Auch hier wird durch die axiale Verschiebung des Keilträgers 1 eine Kraft auf den Keilträger 2 aufgebracht, der dadurch in radialer Richtung verschoben wird. Dadurch wird auch hier der Spalt 3 zwischen den Mahlplatten 5 des Stators und den Mahlplatten 5' des Rotors eingestellt. Der Mahlspalt im Betrieb beträgt dabei zwischen 0 und 2 mm, beispielsweise 0,5 mm. Im Fall einer größeren Verunreinigung bzw. auch beim Anfahren der Maschine kann der Spalt bis auf 15 mm geöffnet werden.
Fig. 4 zeigt nun eine weitere Variante der Anstellung bei einem Doppelzylinderrefiner. Statt eines langgestreckten Keils werden hier zwei kürzere Keile, die jeweils in etwa der Länge einer der zylindrischen Mahlflächen 5' entsprechen, am Keilträger 1 angebracht. Als Gegenstück weist der Keilträger 2 im Bereich dieser beiden zylindrischen Mahlflächen 5' schräge Ebenen auf, an denen der Keilträger 1 entlang gleitet. Die Funktionsweise ist die gleiche wie bei den vorhergehenden Varianten, wobei durch Verschiebung des Keilträgers 1 in axialer Richtung ebenfalls eine Verschiebung des Keilträgers 2 in radialer Richtung erfolgt. Durch die Aufteilung auf zwei Keilflächen ist eine bessere und gleichmäßigere Kraftübertragung und damit eine wesentlich exaktere Einstellung des Mahlspalts 3 zwischen den Mahlplatten 5 und 5' möglich.
Fig. 5 und 6 zeigen analoge Ausgestaltungen, wobei bei Fig. 5 ein sich von der Mitte nach außen hin verjüngender Kegelrotor und in Fig. 6 ein sich von der Mitte nach außen hin erweiternder Kegelrotor eingesetzt werden.
Fig. 7 zeigt eine Variante, wobei die beiden an schiefen Ebenen gegeneinander laufenden Keilträger im Rotor zusammengefaßt sind. Hier wird ein axial verschiebbarer Keilträger 6 vorgesehen, der auf einen Keilträger 7 wirkt, der in radialer Richtung verstellbar ist und die am Rotor befindlichen Mahlplatten 9' trägt. Der Stator 10 mit den Gegenmahlplatten 9 bleibt dabei konstant, wobei zwischen den Mahlplatten 9 und 9' der Mahlspalt 8 eingestellt wird.
Fig. 8 zeigt eine andere Variante der Ausgestaltung nach Fig. 7, wobei die Mahlplatten 9 und 9' einen kegelförmigen Mahlspalt 8 bilden.
Fig. 9 zeigt eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Refiner, wobei hier zwei Verschiebebolzen 11 erkennbar sind, mit deren Hilfe der Keilträger 1 axial verschoben wird. Der Antrieb der Verschiebebolzen 11 erfolgt durch einen Motor 13, dessen Kraft mittels Getrieben 12 umgelenkt wird. Durch diese Getriebe 12 wird auch eine gleichmäßige Verstellung der Verschiebebolzen 11 erreicht. Weiters ist hier der Zulauf 14 für die Faserstoffsuspension erkennbar.
Fig. 10 zeigt einen möglichen Schnitt durch einen Rotor. Es sind hier der axial verschiebbare Keilträger 1, der radial verschiebbare Keilträger 2, der durch die Mahlplatten 5 und 5' gebildete Mahlspalt 3 sowie der Rotor 4 kennbar. Der radial verschiebbare Keilträger 2 gleitet dabei auf der schiefen Ebene 15 zwischen Keilträger 1 und Keilträger 2 entlang und wird entlang den Kanten der dreieckförmigen Halterungen 16 radial verschoben.
Fig. 11 zeigt eine mögliche Stofführung eines Doppelzylinderrefiners, wobei der Stoff durch Stutzen 14 und 14' zugeführt und mittig durch den Stutzen 18 wieder abgeführt wird. Dabei wird der Stoff beidseits durch eine Scheibe 19 zum Stoffzufuhrkanal umgelenkt und tritt von dort in den Mahlspalt 3 ein. Die gleiche Stofführung ist auch mit einem Doppelkegel möglich, wobei dieser vom äußeren Einlaß zum mittigen Auslaß hin als ein sich entweder erweiternder oder verjüngender Konus vorgesehen sein kann.
Fig. 12 zeigt eine mögliche Stoffführung eines Doppelzylinderrefiners mit der erfindungsgemäßen Mahlspaltanstellung, wobei der Stoff mittig durch die Stoffzufuhr 14' zugeführt und an beiden Enden des Refiners durch Auslässe 18 bzw. 18' wieder abgeführt wird. Hier ist die Variante gemäß Fig. 4 dargestellt, es kann ebenfalls die Variante gemäß Fig. 3 eingesetzt werden.
Fig. 13 zeigt nun eine weitere Variante, wobei hier eine Kombination von zylindrischen und kegelförmigen Mahlzonen vorgenommen wird. Die übrigen Elemente entsprechen denen der Fig. 12.

Claims (9)

  1. Refiner zur Zerkleinerung von Faserstoffen mit auf einem Rotor und einem Stator angebrachten Mahlflächen, die einen zylindrischen bzw. kegelförmigen Mahlspalt bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung des Mahlspalts (3) durch am Stator und am Rotor (4) vorgesehene, gegeneinander verschiebbare Keile erfolgt.
  2. Refiner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein axial verschiebbarer Keilträger (1) vorgesehen ist.
  3. Refiner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein radial verschiebbarer Keilträger (2) vorgesehen ist.
  4. Refiner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mahlspalt (3) kontinuierlich zwischen 0 und 2 mm, vorzugsweise zwischen 0 und 1 mm, beispielsweise zwischen 0 und 0,5 mm einstellbar, ist.
  5. Refiner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mahlspalt (3) bis zu 15 mm eingestellt wird.
  6. Refiner nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Relativgeschwindigkeit am Umfang 15 bis 35 m / sek, vorzugsweise 20 bis 30 m / sek, beträgt.
  7. Refiner nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl des Rotors (4) zwischen 400 und 1.800 UpM, vorzugsweise zwischen 500 und 1.000 UpM, beträgt.
  8. Refiner nach einem der Ansprüche 1 bis 7 mit einem Doppelrotor, dadurch gekennzeichnet, daß am axial verschiebbaren Keilträger (1) zwei Keile vorgesehen sind, deren schräge Flächen auf entsprechenden Flächen des radial verschiebbaren Keilträgers (2) gleiten.
  9. Refiner nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der radial verschiebbare Keilträger (2) in Kreissegmente aufgeteilt ist.
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