EP3642412A1 - Faserbehandlungsanordnung - Google Patents

Faserbehandlungsanordnung

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Publication number
EP3642412A1
EP3642412A1 EP18733544.3A EP18733544A EP3642412A1 EP 3642412 A1 EP3642412 A1 EP 3642412A1 EP 18733544 A EP18733544 A EP 18733544A EP 3642412 A1 EP3642412 A1 EP 3642412A1
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EP
European Patent Office
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treatment
arrangement according
drive
housing
drive shaft
Prior art date
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Pending
Application number
EP18733544.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Martin Heim
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Patent GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Voith Patent GmbH filed Critical Voith Patent GmbH
Publication of EP3642412A1 publication Critical patent/EP3642412A1/de
Pending legal-status Critical Current

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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
    • D21D1/30—Disc mills
    • D21D1/303—Double disc mills
    • 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
    • D21D1/004—Methods of beating or refining including disperging or deflaking
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    • D21D1/22—Jordans
    • 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
    • D21D1/30—Disc mills

Definitions

  • the invention relates to an arrangement for the mechanical treatment of water-suspended pulp fibers between two treatment gap forming, relatively rotating and coaxially arranged treatment plates, which are arranged in a closed housing with an inlet and an outlet for the fiber suspension.
  • pulp fibers i.
  • the treatment plates have a multiplicity of grinding strips, also called knives.
  • the treatment plates themselves are each formed by several Mahlgarnituren.
  • the refiner can be designed as a disc refiner or cone refiner.
  • the treatment plates in Disperger annular, concentrically arranged rows of teeth.
  • the treatment plates must be optimally adapted to the pulp to be treated, also to prevent excessive wear of the same.
  • the object of the invention is therefore to simplify the construction of such arrangements. According to the invention, this object is achieved in that rotating treatment plates are mounted in the housing and connected via a drive shaft with an existing outside of the housing gear or drive. Due to the separate storage of the rotating treatment plates, the load on the drive shaft can be significantly reduced, which has a corresponding effect on their design and storage. As a result, the required space and the corresponding manufacturing costs are significantly reduced. This in turn allows to store the drive shaft only outside of the housing.
  • the drive shaft is designed in one piece with an axis of the transmission or the drive.
  • the drive shaft can be completely dispensed with a direct storage.
  • the transmission or the drive should advantageously have a drive pin for non-positive or positive reception of the corresponding end section of the drive shaft designed as a hub or a drive hollow shaft for frictionally receiving the corresponding end section of the drive shaft.
  • this should be supported on a foundation.
  • the transmission and / or the drive should be supported on one, preferably the same foundation.
  • the treatment surfaces of the treatment plates may be perpendicular to the axis of rotation or conical to the axis of rotation. It is also possible that several treatment gaps are present in the housing. In this case, to fully exploit the advantages of the invention, the rotating treatment plates of the treatment gaps should be driven by a common drive shaft.
  • the invention is applicable to arrangements with at least one treatment gap for grinding the fibers or at least one treatment gap for dispersing the fibers.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section through a conventional grinding arrangement
  • Figure 2a-c a longitudinal section through various inventive
  • Figure 3 a detailed longitudinal section through a grinding arrangement
  • Figure 4 a plan view of the housing 4 of the grinding arrangement.
  • the closed housing 4 of the grinding arrangement are here, for example, two perpendicular to a rotation axis 15 treatment gaps 1 in the form of grinding gaps, each formed by a fixed and connected to the housing 4 treatment plate 2 and a rotating about the axis of rotation 15 treatment plate 3.
  • the annular and coaxially arranged grinding surfaces of the two treatment plates 2, 3 of a grinding gap run parallel to each other, wherein the distance between them is usually adjustable.
  • the rotating treatment plates 3 are rotatably mounted in the housing 4 in accordance with FIGS. 2 to 4 and are driven by a common drive shaft 7.
  • the two rotating treatment plates 3 according to FIG. 1, as known per se, are fastened to a common disk 16 of the drive shaft 7.
  • the grinding surfaces are each formed by a plurality of substantially radially extending Mahlleisten and the intermediate grooves.
  • the fiber suspension to be grounded passes via an inlet 5 through the center into one of the two treatment gaps 1 between the two grinding surfaces.
  • the fiber suspension passes through the interacting
  • the grooves running between the grinding bars likewise have a rectangular cross-section and serve as flow channels for the fiber suspension.
  • the groove depth is usually between 2 and 20 mm.
  • the drive shaft 7 is driven via a gear 8, for example in the form of a spur or planetary gear by an electric drive 9, wherein gear 8 and drive 9 are arranged outside of the housing 4. Since the rotating treatment plates 2 are rotatably mounted in the housing 4, can be dispensed with a storage in the housing 4 in the drive shaft 7, which greatly simplifies the construction of the grinding arrangement.
  • FIGS. 2 a to c show various design options for the coupling of the drive shaft 7 to the transmission 8.
  • the drive shaft 7 of the grinding assembly is integral with an axis 10 of the transmission 8. This means that the drive shaft 7 is mounted only in the transmission 8 and so hardly transmits radial forces.
  • the drive shaft 7 has no own storage.
  • the transmission 8 has a drive journal 1 1 for frictionally receiving the corresponding end section of the drive shaft 7 formed as a hub 12.
  • the transmission 8 assumes the complete bearing function for the drive shaft 7 of the grinding arrangement.
  • the housing 4 as well as the transmission 8 and the drive 9 are based on a common machine foundation 14.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur mechanischen Behandlung von wässrig suspendierten Zellstofffasern zwischen zwei einen Behandlungsspalt (1) bildenden, relativ zueinander rotierenden und koaxial zueinander angeordneten Behandlungsplatten (2,3), die in einem geschlossenen Gehäuse (4) mit einem Zu- (5) und einem Ablauf (6) für die Faser-Suspension angeordnet sind. Dabei soll die Konstruktion dadurch vereinfacht werden, dass rotierende Behandlungsplatten (2,3) im Gehäuse (4) gelagert und über eine Antriebswelle (7) mit einem außerhalb des Gehäuses (4) vorhandenen Getriebe (8) oder Antrieb (9) verbunden sind.

Description

Faserbehandlungsanordnung
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur mechanischen Behandlung von wässrig suspendierten Zellstofffasern zwischen zwei einen Behandlungsspalt bildenden, relativ zueinander rotierenden und koaxial zueinander angeordneten Behandlungsplatten, die in einem geschlossenen Gehäuse mit einem Zu- und einem Ablauf für die Faser-Suspension angeordnet sind.
Es ist seit langem bekannt, Zellstofffasern, d.h. Frischzellstoff und/oder Altpapierfasern mechanisch zu behandeln, insbesondere zu mahlen oder zu dispergieren, um bei der daraus hergestellten Faserstoffbahn die gewünschten Eigenschaften, insbesondere hinsichtlich Festigkeit, Formation und Oberfläche erreichen zu können. Bei den dabei in der Regel zum Einsatz kommenden Refinern besitzen die Behandlungsplatten eine Vielzahl von Mahlleisten, auch Messer genannt. Die Behandlungsplatten selbst werden jeweils von mehreren Mahlgarnituren gebildet. Die Refiner können als Scheibenrefiner oder Kegelrefiner ausgebildet sein. Im Unterschied hierzu weisen die Behandlungsplatten beim Disperger ringförmige, konzentrisch angeordnete Zahnreihen auf.
Für das Erreichen der gewünschten Fasereigenschaften müssen die Behandlungsplatten dem zu behandelnden Faserstoff bestmöglich angepasst werden, auch um einen übermäßigen Verschleiß derselben zu verhindern.
Wegen der hohen, hierbei erforderlichen Antriebsleistung sind die dabei mitwirkenden Elemente einer hohen Beanspruchung und damit auch einem hohen Verschleiß ausgesetzt. Hinzu kommt der hierfür erforderliche Raumbedarf.
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher die Konstruktion derartiger Anordnungen zu vereinfachen. Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe dadurch gelöst, dass rotierende Behandlungsplatten im Gehäuse gelagert und über eine Antriebswelle mit einem außerhalb des Gehäuses vorhandenen Getriebe oder Antrieb verbunden sind. Durch die separate Lagerung der rotierenden Behandlungsplatten kann die Belastung der Antriebswelle erheblich reduziert werden, was sich entsprechend auf deren Gestaltung und Lagerung auswirkt. Im Ergebnis vermindern sich der erforderliche Raum sowie die entsprechenden Herstellungskosten wesentlich. Dies wiederum erlaubt es, die Antriebswelle lediglich außerhalb des Gehäuses zu lagern.
Am einfachsten lässt sich dies dadurch realisieren, dass die Antriebswelle einstückig mit einer Achse des Getriebes oder des Antriebs ausgeführt ist.
Über den Wegfall der Lagerung der Antriebswelle im Gehäuse vereinfacht sich die Konstruktion.
Alternativ kann bei der Antriebswelle auch gänzlich auf eine direkte Lagerung verzichtet werden.
Zur Übertragung der Antriebskraft sollte hierzu mit Vorteil das Getriebe oder der Antrieb einen Antriebs-Zapfen zur kraft- oder formschlüssigen Aufnahme des entsprechenden, als Nabe ausgebildeten Endabschnitts der Antriebswelle oder eine Antriebs-Hohlwelle zur kraftschlüssigen Aufnahme des entsprechenden Endabschnitts der Antriebswelle besitzen. Zur Aufnahme der vom Rotor über dessen Lagerung auf das Gehäuse wirkenden Kräfte sollte sich dieses auf einem Fundament abstützen. Ebenso sollten sich das Getriebe und/oder der Antrieb auf einem, vorzugsweise dem gleichen Fundament abstützen.
Je nach Art der Behandlung und den spezifischen Anforderungen können die Behandlungsflächen der Behandlungsplatten senkrecht zur Rotationsachse oder aber konisch zur Rotationsachse verlaufen. Es ist ebenso möglich, dass im Gehäuse mehrere Behandlungsspalte vorhanden sind. In diesem Fall sollten zur umfassenden Nutzung der Vorteile der Erfindung die rotierenden Behandlungsplatten der Behandlungspalte über eine gemeinsame Antriebswelle angetrieben werden.
Anwendbar ist die Erfindung bei Anordnungen mit zumindest einem Behandlungsspalt zur Mahlung der Fasern oder wenigstens einem Behandlungsspalt zur Dispergierung der Fasern.
Nachfolgend soll die Erfindung an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In der beigefügten Zeichnung zeigt:
Figur 1 : einen Längsschnitt durch eine herkömmliche Mahlanordnung;
Figur 2a-c: einen Längsschnitt durch verschiedene erfindungsgemäße
Mahlanordnungen mit Getriebe 8 und Antrieb 9;
Figur 3: einen detaillierten Längsschnitt durch eine Mahlanordnung und
Figur 4: eine Draufsicht auf das Gehäuse 4 der Mahlanordnung.
Im geschlossenen Gehäuse 4 der Mahlanordnung befinden sich hier beispielhaft zwei senkrecht zu einer Rotationsachse 15 verlaufende Behandlungsspalte 1 in Form von Mahlspalten, die jeweils von einer feststehenden und mit dem Gehäuse 4 verbundenen Behandlungsplatte 2 und einer um die Rotationsachse 15 rotierenden Behandlungsplatte 3 gebildet werden.
Dabei verlaufen die kreisringförmigen und koaxial zueinander angeordneten Mahlflächen der beiden Behandlungsplatten 2,3 eines Mahlspaltes parallel zueinander, wobei der Abstand zwischen diesen meist einstellbar ist.
Zwischen den beiden im Gehäuse 4 verankerten Behandlungsplatten 2 befinden sich die beiden, rotierenden Behandlungsplatten 3.
Die rotierenden Behandlungsplatten 3 sind erfindungsgemäß entsprechend den Figuren 2 bis 4 im Gehäuse 4 rotierbar gelagert und werden von einer gemeinsamen Antriebswelle 7 angetrieben. Zur Vereinfachung der Konstruktion sind die beiden rotierenden Behandlungsplatten 3 gemäß Figur 1 , wie an sich bekannt, an einer gemeinsamen Scheibe 16 der Antriebswelle 7 befestigt. Die Mahlflächen werden dabei jeweils von einer Vielzahl von im Wesentlichen radial verlaufenden Mahlleisten und den dazwischenliegenden Nuten gebildet.
Die zu mahlende Fasersuspension gelangt bei dem hier gezeigten Beispiel über einen Zulauf 5 durch das Zentrum in einen der beiden Behandlungsspalte 1 zwischen den beiden Mahlflächen. Die Fasersuspension passiert die zusammenwirkenden
Mahlflächen radial nach außen und sammelt sich in dem sich anschließenden Ringraum 17.
Während zumindest ein Teil der so behandelten Fasersuspension diesen Ringraum 17 durch einen Ablauf 6 verlässt, kann unter Umständen der andere Teil der Fasersuspension durch die Nuten der nicht-rotierenden Mahlfläche durch einen Abschnitt ihrer Länge wieder zurückfließen.
Nur angedeutet sind in Figur 1 die an sich bekannten Mittel, mit denen eine Kraft erzeugt wird, um die beiden Mahlplatten 2,3 gegeneinander zu drücken. Der Querschnitt der Mahlleisten, auch Messer genannt, ist im Allgemeinen rechteckig, wobei es aber auch andere Formen gibt. Die Oberseite dieser Mahlleisten, also die die Mahlkanten tragenden Flächen, liegen in der Radialebene.
Die zwischen den Mahlleisten verlaufenden Nuten haben ebenfalls einen rechteckigen Querschnitt und dienen als Strömungskanäle für die Fasersuspension. Die Nuttiefe beträgt meist zwischen 2 und 20 mm.
Angetrieben wird die Antriebswelle 7 über ein Getriebe 8 beispielsweise in Form eines Stirnrad- oder Planetengetriebes von einem elektrischen Antrieb 9, wobei Getriebe 8 und Antrieb 9 außerhalb des Gehäuses 4 angeordnet sind . Da die rotierenden Behandlungsplatten 2 im Gehäuse 4 rotierbar gelagert sind, kann bei der Antriebswelle 7 auf eine Lagerung im Gehäuse 4 verzichtet werden, was den Aufbau der Mahlanordnung erheblich vereinfacht. Die Figuren 2 a bis c zeigen verschiedene Gestaltungsmöglichkeiten für die Kopplung der Antriebswelle 7 mit dem Getriebe 8.
Bei Figur 2c ist die Antriebswelle 7 der Mahlanordnung einstückig mit einer Achse 10 des Getriebes 8 ausgeführt. Dies bedeutet, dass die Antriebswelle 7 nur im Getriebe 8 gelagert ist und so kaum radiale Kräfte überträgt.
Alternativ ist es aber ebenso möglich, dass die Antriebswelle 7 keine eigene Lagerung besitzt.
Dies ist gemäß Figur 2b zum Beispiel möglich, indem das Getriebe 8 einen Antriebs- Zapfen 1 1 zur kraftschlüssigen Aufnahme des entsprechenden, als Nabe 12 ausgebildeten Endabschnitts der Antriebswelle 7 besitzt.
Bei einer anderen Ausführung entsprechend Figur 2a besitzt das Getriebe 8 hierzu eine Antriebs-Hohlwelle 13 zur kraft- oder formschlüssigen Aufnahme des entsprechenden Endabschnitts der Antriebswelle 7. Sollen hierbei auch axiale Kräfte übertragen werden, so ist dies über eine entsprechende Formgebung beispielsweise mit einer Schulterform möglich.
Im Ergebnis übernimmt bei allen Ausführungen das Getriebe 8 die komplette Lagerfunktion für die Antriebswelle 7 der Mahlanordnung.
Das Gehäuse 4 wie auch das Getriebe 8 sowie der Antrieb 9 stützen sich auf einem gemeinsamen Maschinen-Fundament 14 ab.
Neben den hier gezeigten, senkrecht zur Rotationsachse 15 verlaufenden Mahlflächen der Behandlungsplatten 2,3 ist wie beim Kegelrefiner auch ein konischer Verlauf der Mahlflächen möglich.

Claims

Patentansprüche
1 . Anordnung zur mechanischen Behandlung von wässrig suspendierten Zellstofffasern zwischen zwei einen Behandlungsspalt (1 ) bildenden, relativ zueinander rotierenden und koaxial zueinander angeordneten Behandlungsplatten (2,3), die in einem geschlossenen Gehäuse (4) mit einem Zu- (5) und einem Ablauf
(6) für die Faser-Suspension angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass rotierende Behandlungsplatten (2,3) im Gehäuse (4) gelagert und über eine Antriebswelle (7) mit einem außerhalb des Gehäuses (4) vorhandenen Getriebe (8) oder Antrieb (9) verbunden sind.
2. Anordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle
(7) nur außerhalb des Gehäuses (4) gelagert ist.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die
Antriebswelle (7) einstückig mit einer Achse (10) des Getriebes (8) oder des Antriebs (9) ausgeführt ist.
4. Anordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (7) keine eigene Lagerung besitzt.
5. Anordnung nach Anspruch 1 ,2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das
Getriebe (8) oder der Antrieb (9) einen Antriebs-Zapfen (1 1 ) zur kraftschlüssigen Aufnahme des entsprechenden, als Nabe (12) ausgebildeten Endabschnitts der Antriebswelle (7) besitzt.
6. Anordnung nach Anspruch 1 ,2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das
Getriebe (8) oder der Antrieb (9) eine Antriebs-Hohlwelle (13) zur kraft- oder formschlüssigen Aufnahme des entsprechenden Endabschnitts der Antriebswelle (7) besitzt.
7. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Gehäuse (4) auf einem Fundament (14) abstützt.
8. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Getriebe (8) und/oder der Antrieb (9) auf einem Fundament (14) abstützen.
9. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlungsflächen der Behandlungsplatten (2,3) senkrecht zur Rotationsachse (15) verlaufen.
10. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlungsflächen der Behandlungsplatten (2,3) konisch zur Rotationsachse (15) verlaufen.
1 1 . Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse (4) mehrere Behandlungsspalte (1 ) vorhanden sind.
12. Anordnung nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die rotierenden Behandlungsplatten (2,3) der Behandlungspalte (1 ) über eine gemeinsame Antriebswelle (7) angetrieben werden.
13. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Behandlungsspalt (1 ) zur Mahlung der Fasern dient.
14. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Behandlungsspalt (1 ) zur Dispergierung der Fasern dient.
EP18733544.3A 2017-06-22 2018-06-15 Faserbehandlungsanordnung Pending EP3642412A1 (de)

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