EP3927883A1 - Mahlgarnitursegment - Google Patents

Mahlgarnitursegment

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Publication number
EP3927883A1
EP3927883A1 EP19832052.5A EP19832052A EP3927883A1 EP 3927883 A1 EP3927883 A1 EP 3927883A1 EP 19832052 A EP19832052 A EP 19832052A EP 3927883 A1 EP3927883 A1 EP 3927883A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
channels
treatment elements
treatment
segment
grinding
Prior art date
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Pending
Application number
EP19832052.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Martin Schmid
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Voith Patent GmbH filed Critical Voith Patent GmbH
Publication of EP3927883A1 publication Critical patent/EP3927883A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • D21D1/306—Discs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C7/00—Crushing or disintegrating by disc mills
    • B02C7/11—Details
    • B02C7/12—Shape or construction of discs
    • 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
    • D21D1/22—Jordans

Definitions

  • the invention relates to a clothing segment for grinding aqueous suspended fibrous material in a grinding gap delimited by two treatment surfaces that rotate relative to one another and formed by clothing segments, consisting of a base body with elongated treatment elements pointing towards the grinding gap and at least one directional component radially running treatment elements and grooves running between them.
  • the invention also includes a treatment surface consisting of several clothing segments according to the invention arranged next to one another and a method for producing a clothing segment according to the invention for grinding aqueous suspended fiber in a grinding gap, consisting of a base body with treatment elements facing the grinding gap.
  • Such sets have been known for a long time and are installed in grinding machines - so-called refiners.
  • the suspension in refiners has a solids content of around 2-8%.
  • Such machines generally have at least one rotor and at least one stator with either disc-shaped or conical-shaped treatment surfaces on which the clothing is attached so that grinding gaps can be formed between them.
  • the sets have ridges and grooves on the treatment surfaces, which is why they are also referred to as "knife sets”.
  • the sets are subject to high wear and tear and must therefore be replaced at certain intervals. Wear can also lead to a change in the machining effect during the service life.
  • a significant part of the operating costs associated with the mechanical treatment of pulps in the pulp and paper industry comes from energy costs. Therefore it has always been an endeavor, trimmings and the to build and operate the machines used in such a way that - measured against the desired success - an excessive amount of energy is required.
  • the object of the invention is to extend the service life of such clothing segments with the most efficient possible grinding.
  • the object was achieved in that a plurality of at least one directional component radially and at least approximately parallel to the grinding gap and each having different distances to the grinding gap are arranged in the base body, which at least partially overlap one another or with the groove base viewed in the direction of rotation.
  • the width of the channels should essentially correspond to the width of the grooves and / or the width of the wall between adjacent channels in the direction of rotation should essentially correspond to the width of the treatment elements.
  • the channels should each run at least approximately parallel to at least one elongated treatment element located axially approximately above it.
  • a slight inclination of the channels towards the grinding gap can also be advantageous. If the channels are inclined radially outward towards the grinding gap, the channels open radially outward first when worn. In this way it is ensured that a sufficiently large open groove area and the required cutting edge length of the treatment elements are also present with increasing wear.
  • the design and / or arrangement of the channels of the treatment area, the clothing segment or a zone thereof is chosen so that the open area of the grooves and / or the length of the cut edge remains approximately the same over the entire service life, so that the idle power over the entire service life remains about the same.
  • the groove base of adjacent grooves is of different depths.
  • the adjacent grooves are advantageously of different depths not only in the initial state but also during wear.
  • the channels of adjacent planes should run offset to one another in the direction of rotation in such a way that, viewed in the direction of rotation, they partially overlap. Regardless of this, in the interests of homogeneous grinding, the grooves should at least predominantly have a constant width and / or the width of the treatment elements should be at least predominantly the same size.
  • the width of the treatment elements is between 0.1 and 1.5 mm and / or the height of the treatment elements is less than 5 mm.
  • the elongate treatment elements and the channels advantageously run at least in sections in an uneven manner.
  • the mostly circular or circular ring-shaped treatment surfaces are usually composed of several clothing segments.
  • the circle diameter of the base body should be between 35 and 150 cm.
  • the treatment elements are at least partially, preferably completely and advantageously also the base body at least partially applied in layers from one or more liquid and / or pasty and / or solid materials and are subjected to a physical or chemical hardening or melting process. From this hardening or
  • the melting process also includes sintering.
  • the material and shape of the treatment elements as well as the channels can be adapted more easily and comprehensively to the special requirements. It must be noted that, depending on the material applied and the special hardening or melting process, shrinkage of up to 30% can occur. Because of the high loads in such machines for grinding fibrous materials, the material applied in layers should be powdery and / or comprise one or more metals or metal compounds.
  • the material applied in layers is sintered or fused by means of a laser.
  • Ceramic layers can also be produced in this way.
  • the surface roughness of the treatment element can be influenced via the grain size of the powder.
  • FIG. 1 a schematic cross section through a grinding arrangement
  • FIG. 2 a plan view of a set segment 2 of the grinding arrangement
  • FIG. 3 a partial cross section through two adjacent clothing segments 2
  • FIG. 4 a partial cross section through another clothing segment 2.
  • a grinding gap 3 is formed by a stationary grinding surface coupled to the housing and a grinding surface rotating about an axis of rotation 10.
  • the two circular grinding surfaces run parallel to one another, the distance between them usually being adjustable.
  • conical treatment surfaces are also possible.
  • the rotating grinding surface is moved in the direction of rotation by a shaft rotatably mounted in the housing. This shaft is driven by a drive that is also present in the housing, for example.
  • the fiber suspension 1 to be milled reaches the milling gap 3 between the two milling surfaces via an inlet through the center. However, it can also be supplied through openings in the grinding surface.
  • the fiber suspension 1 passes the interacting grinding surfaces radially outwards and leaves the adjoining annular space through an outlet.
  • Both grinding surfaces are each formed by several circular segment or circular ring segment-shaped grinding set segments 2 according to FIG. 2, which each extend over a circumferential segment of the corresponding grinding surface and are lined up next to one another in the circumferential direction.
  • the clothing segments 2 are each formed by a base plate 4 with a plurality of essentially radially extending, strip-shaped treatment elements 5 and grooves 6 in between.
  • the treatment elements 5 have an elongated cross-sectional shape parallel to the base area 4, the upper side of the treatment elements 5 facing the treatment gap 3 generally running parallel to the outer surface of the base body 4.
  • the treatment elements 5 often run unevenly, at least over a radial section, that is to say curved, corrugated or kinked, as can be seen in FIG.
  • the base body 4 and the treatment elements 5 of the clothing segments 2 are completely applied in layers from a liquid, pasty or solid material and subjected to a physical or chemical hardening or melting process.
  • the application of powdered material in layers which comprises ceramic or one or more metals or metal compounds, is particularly suitable.
  • This material applied in layers can then be sintered or fused by laser after each layer or, in a first step, glued with binding agent and later sintered (binder jetting process). In the latter process, the binder evaporates.
  • the arrangement of the treatment elements 5 on the base body 4 can be selected as required.
  • the circle diameter of the base body 4 is between 35 and 150 cm.
  • a plurality of at least one directional component of at least one directional component running radially and parallel to the grinding gap 3 and each having different distances from the grinding gap 3 channels 8 are arranged in the base body 4, which partially overlap one another or with the groove base viewed in the direction of rotation 11.
  • this base body 4 is made much easier by applying it in layers.
  • the channels 8 should each run at least approximately parallel to an elongated treatment element 5 located axially above it. A slight inclination of the channels 8 towards the grinding gap 3 can in particular be advantageous radially outward for the flow.
  • the grooves 6 have at least predominantly a constant width.
  • the width of the treatment elements 5 also remains at least predominantly the same in the radial direction.
  • the width of the channels 8 essentially corresponds to the width of the grooves 6 and the width of the wall 9 between adjacent channels 8 in the direction of rotation 11 essentially corresponds to the width the treatment elements 5.
  • the channels 8 of adjacent planes 7 are arranged offset from one another in the direction of rotation 11. In addition, the channels 8 of adjacent planes 7 partially overlap in the direction of rotation 11, so that when a wall 9 is completely removed, the adjacent, axially underlying channel 8 is opened.
  • the fleas of the treatment elements 5 is here, for example, below 3 mm and the width of the treatment elements 5 between 0.1 and 1 mm.
  • the width of the treatment elements 5 between 0.1 and 1 mm.
  • At least some of the planes 7 of two adjacent clothing segments 2 can be at different distances from the grinding gap 3.
  • the cross-sections of the channels 8 of adjacent clothing segments 2 can also differ. While the channels 8 of one clothing segment 2 are circular, the channels 8 of the adjacent clothing segment 2 here have an elliptical cross section, for example.
  • the clothing segments 2 themselves to have differently designed zones, the channels 8 of these zones being arranged differently and / or differently designed.
  • FIG. 2 shows feed channels 12 which extend radially outward into the grinding surface and, because of the lack of treatment elements 5, support the supply of fiber suspension 1 into the grinding gap 3.
  • FIG. 4 shows axially offset channels 8 with a rectangular cross section.
  • the aim is to ensure an open groove surface and cutting edge length of the same height in every state of wear.
  • adjacent grooves 6 are of different depths in the initial state and during wear.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
  • Preliminary Treatment Of Fibers (AREA)
  • Treatment Of Fiber Materials (AREA)
  • Crushing And Grinding (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Garnitursegment (2) zur Mahlung von wässrig suspendiertem Faserstoff (1) in einem,von zwei relativ zueinander rotierenden und von Garnitursegmenten (2) gebildeten Behandlungsflächen begrenzten Mahlspalt (3), bestehend aus einem Grundkörper (4) mit zum Mahlspalt (3) weisenden, länglichen und zumindest einer Richtungskomponente radial verlaufenden Behandlungselementen (5) und dazwischen verlaufenden Nuten (6). Dabei soll die Lebensdauer der Garnitursegmente dadurch verlängert werden, dass im Grundkörper (4) eine Vielzahl von zumindest mit einer Richtungskomponente radial und zum Mahlspalt (3) parallel verlaufenden und zum Mahlspalt (3) unterschiedliche Abstände aufweisenden Kanälen (8) angeordnet sind, die sich untereinander oder mit dem Nutgrund in Rotationsrichtung (11) zumindest teilweise überdecken.

Description

Mahlgarnitursegment
Die Erfindung betrifft ein Garnitursegment zur Mahlung von wässrig suspendiertem Faserstoff in einem, von zwei relativ zueinander rotierenden und von Garnitursegmenten gebildeten Behandlungsflächen begrenzten Mahlspalt, bestehend aus einem Grundkörper mit zum Mahlspalt weisenden, länglichen und zumindest einer Richtungskomponente radial verlaufenden Behandlungselementen und dazwischen verlaufenden Nuten. Die Erfindung umfasst auch eine Behandlungsfläche bestehend aus mehreren nebeneinander angeordneten, erfindungsgemäßen Garnitursegmenten sowie ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Garnitursegmentes zur Mahlung von wässrig suspendiertem Faserstoff in einem Mahlspalt, bestehend aus einem Grundkörper mit zum Mahlspalt weisenden Behandlungselementen.
Derartige Garnituren sind seit langer Zeit bekannt und werden in Mahlmaschinen - sogenannten Refinern - eingebaut. Dabei hat die Suspension in Refinern einen Feststoffgehalt von etwa 2-8%. Solche Maschinen haben im Allgemeinen mindestens einen Rotor und mindestens einen Stator mit entweder scheibenförmigen oder kegelförmigen Behandlungsflächen, auf denen die Garnituren angebracht werden, so dass sich zwischen ihnen Mahlspalte ausbilden können. Die Garnituren weisen an den Behandlungsflächen Stege und Nuten auf, weshalb man auch von "Messer-Garnituren" spricht.
Die Garnituren sind einem hohen Verschleiß ausgesetzt und müssen daher in bestimmten Intervallen ersetzt werden. Der Verschleiß kann außerdem während der Lebensdauer dazu führen, dass sich die Bearbeitungswirkung ändert. Ein beträchtlicher Teil der Betriebskosten, die bei der mechanischen Behandlung von Faserstoffen in der Zellstoff- und Papierindustrie anfallen, rührt von den Energiekosten her. Daher war es schon immer ein Bestreben, Garnituren und die verwendeten Maschinen so zu bauen und zu betreiben, dass - gemessen an dem gewünschten Erfolg - ein nicht zu hoher Energieeinsatz erforderlich ist.
Es ist daher verständlich, dass für die Entwicklung von Garnituren ein beträchtlicher Aufwand getrieben wird, der sich in der Gestaltung ihrer Form und in der Auswahl des Materials niederschlägt.
Um dabei den Herstellungsaufwand der Garnituren zu vermindern, wird beispielsweise in der DE 10 2004 016 661 A1 vorgeschlagen, die Garnituren aus mehreren Elementen zusammenzusetzen und diese anschließend miteinander zu verschweißen oder zu verlöten.
Die Aufgabe der Erfindung ist es die Lebensdauer bei derartigen Garnitursegmenten bei möglichst effizienter Mahlung zu verlängern. Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe dadurch gelöst, dass im Grundkörper eine Vielzahl von zumindest mit einer Richtungskomponente radial und zum Mahlspalt zumindest annähernd parallel verlaufenden und zum Mahlspalt jeweils unterschiedliche Abstände aufweisenden Kanälen angeordnet sind, die sich untereinander oder mit dem Nutgrund in Rotationsrichtung betrachtet zumindest teilweise überdecken.
Kommt es während des Betriebs infolge Verschleiß zum vollständigen Abtrag der Behandlungselemente so führt dies gleichzeitig zum Öffnen der Kanäle, die sich mit dem Nutgrund in Rotationsrichtung teilweise überdecken. Das Abtragen der zum Mahlspalt weisenden Wand dieser Kanäle führt dazu, dass diese Kanäle nunmehr als Nut und die zwischen den geöffneten Kanälen liegende Fläche als Behandlungselement fungieren.
Daher sollte die Breite der Kanäle im Wesentlichen der Breite der Nuten und/oder die Breite der Wandung zwischen in Rotationsrichtung benachbarten Kanälen im Wesentlichen der Breite der Behandlungselemente entsprechen.
Des Weiteren sollten die Kanäle jeweils zumindest annähernd parallel zu wenigstens einem axial etwa darüber liegenden, länglichen Behandlungselement verlaufen. Auch eine geringfügige Neigung der Kanäle zum Mahlspalt hin kann vorteilhaft sein. Sind die Kanäle radial nach außen zum Mahlspalt hin geneigt, so öffnen sich die Kanäle bei Verschleiß radial außen zuerst. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass auch mit zunehmendem Verschleiß eine ausreichend große offene Nutfläche sowie die erforderliche Schnittkantenlänge der Behandlungselemente vorhanden sind.
Idealerweise wird die Gestaltung und/oder Anordnung der Kanäle der Behandlungsfläche, des Garnitursegmentes oder einer Zone davon so gewählt, dass die offene Fläche der Nuten und/oder die Schnittkantenlänge während der gesamten Lebensdauer annähernd gleich bleibt, so dass auch die Leerlaufleistung über die gesamte Lebensdauer etwa gleich bleibt.
Um dies zu erreichen, kann es vorteilhaft sein, wenn der Nutgrund benachbarter Nuten unterschiedlich tief liegt. Mit Vorteil sind die benachbarten Nuten dabei nicht nur im Ausgangszustand sondern auch während des Verschleißes unterschiedlich tief.
Hierzu hat es sich konstruktiv als vorteilhaft erwiesen, wenn im Grundkörper mehrere übereinander liegende und zum Mahlspalt zumindest annähernd parallele Ebenen mit jeweils mehreren Kanälen vorhanden sind.
Dabei sollten die Kanäle benachbarter Ebenen in Rotationsrichtung derart versetzt zueinander verlaufen, dass sie sich in Rotationsrichtung betrachtet teilweise überdecken. Unabhängig davon sollten im Interesse einer homogenen Mahlung die Nuten zumindest überwiegend eine konstante Breite aufweisen und/oder die Breite der Behandlungselemente zumindest überwiegend gleichgroß sein.
Für eine intensive Mahlung ist es vorteilhaft, wenn die Breite der Behandlungselemente zwischen 0,1 und 1 ,5 mm liegt und/oder die Höhe der Behandlungselemente kleiner als 5 mm ist. Zwecks Optimierung ihrer Anordnung sowie ihrer Wirkung verlaufen die länglichen Behandlungselemente sowie die Kanäle mit Vorteil zumindest abschnittsweise ungerade. Die meist kreis- oder kreisringförmigen Behandlungsflächen werden in der Regel aus mehreren Garnitursegmenten zusammengesetzt. Dabei sollte der Kreisdurchmesser des Grundkörpers zwischen 35 und 150 cm liegen.
Um bei jedem Verschleißzustand der Behandlungsfläche eine ausreichend große Zahl an Nuten und Behandlungselementen zur Verfügung zu haben, kann es vorteilhaft sein, die Kanäle benachbarter Garnitursegmente unterschiedlich anzuordnen und/oder auszubilden, so dass bei jedem Verschleißzustand eine ausreichend große Anzahl von Kanälen geöffnet ist. Außerdem kann so die gemittelte Anzahl sowie die aufsummierte Breite der Behandlungselemente konstant gehalten werden.
Hierzu kann es von Vorteil sein, wenn zumindest ein Teil der Kanal-Ebenen wenigstens zweier benachbarter Garnitursegmente unterschiedlich weit vom Mahlspalt entfernt ist. Hinsichtlich des Verfahrens zur Herstellung der erfindungsgemäßen
Garnitursegmente ist wesentlich, dass die Behandlungselemente zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig und mit Vorteil auch der Grundkörper zumindest teilweise schichtweise aus einem oder mehreren flüssigen und/oder pastösen und/oder festen Werkstoffen aufgetragen und dabei einem physikalischen oder chemischen Härtungs- oder Schmelzprozess unterzogen werden. Von diesem Härtungs- oder
Schmelzprozess ist auch das Sintern erfasst.
Durch den schichtweisen Auftrag können Werkstoff und Form der Behandlungselemente sowie der Kanäle einfacher und umfassender an die speziellen Erfordernisse angepasst werden. Beachtet werden muss dabei, dass es in Abhängigkeit vom aufgetragenen Werkstoff und dem speziellen Härtungs- oder Schmelzprozess zu einer Schrumpfung von bis zu 30% kommen kann. Wegen der hohen Belastung in derartigen Maschinen zur Mahlung von Faserstoffen sollte der schichtweise aufgetragene Werkstoff pulverförmig sein und/oder ein oder mehrere Metalle oder Metallverbindungen umfassen.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn der schichtweise aufgetragene Werkstoff mittels Laser gesintert oder verschmolzen wird.
Auch Keramikschichten lassen sich auf diese Weise hersteilen.
Darüber hinaus kann über die Korngröße des Pulvers die Oberflächenrauigkeit des Behandlungselementes beeinflusst werden. Zur Intensivierung der Behandlung erlaubt das erfindungsgemäße
Herstellungsverfahren im Unterschied zum bisher üblichen Gießen sehr schmale Behandlungselemente und ebenso geringe Abstände zwischen benachbarten Behandlungselementen. Nachfolgend soll die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der beigefügten Zeichnung zeigt:
Figur 1 : einen schematischen Querschnitt durch eine Mahlanordnung;
Figur 2: eine Draufsicht auf eine Garnitursegment 2 der Mahlanordnung;
Figur 3: einen Teilquerschnitt durch zwei benachbarte Garnitursegmente 2 und Figur 4: einen Teilquerschnitt durch ein anderes Garnitursegement 2.
Im Gehäuse der Mahlanordnung wird gemäß Figur 1 ein Mahl-Spalt 3 von einer feststehenden und mit dem Gehäuse gekoppelten Mahlfläche und einer um eine Rotationsachse 10 rotierenden Mahlfläche gebildet.
Dabei verlaufen die beiden kreisringförmigen Mahlflächen (Behandlungsflächen) parallel zueinander, wobei der Abstand zwischen diesen meist einstellbar ist. Neben den hier gezeigten ebenen Behandlungsflächen sind auch kegelförmige Behandlungsflächen möglich. Die rotierende Mahlfläche wird von einer im Gehäuse rotierbar gelagerten Welle in Rotationsrichtung bewegt. Angetrieben wird diese Welle von einem beispielhaft ebenfalls im Gehäuse vorhandenen Antrieb.
Die zu mahlende Fasersuspension 1 gelangt bei dem gezeigten Beispiel über einen Zulauf durch das Zentrum in den Mahl-Spalt 3 zwischen den beiden Mahlflächen. Allerdings ist auch eine Zuführung über Öffnungen in der Mahlfläche möglich. Die Fasersuspension 1 passiert die zusammenwirkenden Mahlflächen radial nach außen und verlässt den sich anschließenden Ringraum durch einen Ablauf.
Nicht dargestellt sind die an sich bekannten Mittel, mit denen eine Kraft erzeugt wird, um die beiden Mahlflächen gegeneinander zu drücken. Beide Mahlflächen werden jeweils von mehreren kreissegment- oder kreisringsegment-förmigen Mahl-Garnitursegmenten 2 gemäß Figur 2 gebildet, die sich über jeweils ein Umfangsegment der entsprechenden Mahlfläche erstrecken und in Umfangsrichtung nebeneinander gereiht werden. Die Garnitursegmente 2 werden, wie in Figur 2 gezeigt, jeweils von einer Grundplatte 4 mit einer Vielzahl von im Wesentlichen radial verlaufenden, leistenförmigen Behandlungselementen 5 und dazwischenliegenden Nuten 6 gebildet.
Parallel zur Grundfläche 4 haben die Behandlungselemente 5 eine längliche Querschnitts-Form, wobei die zum Behandlungsspalt 3 weisende Oberseite der Behandlungselemente 5 in der Regel parallel zur Außenfläche des Grundkörpers 4 verläuft.
Zwecks Optimierung ihrer Anordnung sowie ihrer Wirkung verlaufen die Behandlungselemente 5 häufig zumindest über einen radialen Abschnitt ungerade, d.h. gekrümmt, gewellt oder wie in Figur 2 zu sehen geknickt. Um die Herstellungskosten der Garnitursegmente 2 zu senken, werden der Grundkörper 4 sowie die Behandlungselemente 5 der Garnitursegmente 2 vollständig schichtweise aus einem flüssigen, pastösen oder festen Werkstoff aufgetragen und dabei einem physikalischen oder chemischen Härtungs- oder Schmelzprozess unterzogen.
Dies bedeutet, dass die Materialien entsprechend den speziellen Beanspruchungen und Erfordernissen gewählt werden können.
Wegen der extrem hohen Beanspruchung in Maschinen zur Behandlung von Faserstoff 1 eignet sich besonders der schichtweise Auftrag von pulverförmigen Werkstoff, welcher Keramik oder ein oder mehrere Metalle oder Metallverbindungen umfasst. Dieser schichtweise aufgetragene Werkstoff kann dann nach jeder Schicht mittels Laser gesintert oder verschmolzen oder in einem ersten Schritt mit Bindemittel verklebt und später versintert (Binder Jetting-Verfahren) werden. Bei letzterem Verfahren kommt es zum Verdampfen des Bindemittels.
Dabei kann die Anordnung der Behandlungselemente 5 auf dem Grundkörper 4 nach Bedarf gewählt werden.
Der Kreisdurchmesser des Grundkörpers 4 liegt zwischen 35 und 150 cm.
Wie in Figur 3 gezeigt, sind im Grundkörper 4 eine Vielzahl von zumindest mit einer Richtungskomponente radial und zum Mahlspalt 3 parallel verlaufenden und zum Mahlspalt 3 jeweils unterschiedliche Abstände aufweisende Kanälen 8 angeordnet, die sich untereinander oder mit dem Nutgrund in Rotationsrichtung 11 betrachtet teilweise überdecken.
Wesentlich erleichtert wird die Herstellung dieses Grundkörpers 4 durch den schichtweisen Auftrag.
Kommt es infolge von Verschleiß während der Mahlbehandlung zu einem vollständigen Abtrag der Behandlungselemente 5, so führt dies wegen der Überdeckung mit dem Nutgrund zum Öffnen der, dem Mahlspalt 3 am nächsten liegenden Kanäle 8. Dies wiederum hat zur Folge, dass die geöffneten Kanäle 8 nunmehr als Nut 6 und die Wandung 9 zwischen den geöffneten Kanälen 8 als Behandlungselement 5 fungieren.
Wird auch die Wandung 9 zwischen diesen zuerst geöffneten Kanälen 8 abgetragen, so werden wegen der gegenseitigen, teilweisen Überdeckung weitere Kanäle 8 geöffnet, deren Wandung 8 die Funktion der Behandlungselemente 5 übernimmt.
Um auch mit zunehmendem Verschleiß eine Gleichbehandlung des Faserstoffs 1 gewährleisten zu können, sollten die Kanäle 8 jeweils zumindest annähernd parallel zu einem axial etwa darüber liegenden, länglichen Behandlungselement 5 verlaufen. Eine geringfügige Neigung der Kanäle 8 zum Mahlspalt 3 hin, kann insbesondere radial nach außen, für den Durchfluß vorteilhaft sein.
Im Interesse einer sicheren, homogenen und effizienten Mahlung weisen die Nuten 6 zumindest überwiegend eine konstante Breite auf. Auch die Breite der Behandlungselemente 5 bleibt in radialer Richtung zumindest überwiegend gleichgroß.
Um dies auch dann zu gewährleisten, wenn die Kanäle 8 bzw. deren Wandung 9 deren Funktion übernehmen, entspricht die Breite der Kanäle 8 im Wesentlichen der Breite der Nuten 6 und die Breite der Wandung 9 zwischen in Rotationsrichtung 11 benachbarten Kanälen 8 im Wesentlichen der Breite der Behandlungselemente 5.
Zur Sicherstellung einer möglichst hohen und möglichst gleichbleibenden Anzahl an geöffneten Kanälen 8 während des Verschleißes des Grundkörpers 4 sind im Grundkörper 4 mehrere übereinander liegende und zum Mahlspalt 3 parallele Ebenen 7 mit jeweils mehreren Kanälen 8 vorhanden. Die in Figur 3 dargestellten Ebenen 7 laufen durch die in axialer Richtung liegende Mitte der Kanäle 8.
Dabei sind die Kanäle 8 benachbarter Ebenen 7 in Rotationsrichtung 11 versetzt zueinander angeordnet. Darüber hinaus überdecken sich die Kanäle 8 benachbarter Ebenen 7 in Rotationsrichtung 11 teilweise, so dass beim vollständigen Abtrag einer Wandung 9 der benachbarte, axial darunter liegende Kanal 8 geöffnet wird.
Die Flöhe der Behandlungselemente 5 liegt hier beispielhaft unter 3 mm und die Breite der Behandlungselemente 5 zwischen 0,1 und 1 mm. Um bei jedem Verschleißzustand eine möglichst gleichhohe offene Nutfläche sowie eine möglichst gleichgroße Schnittkantenlänge der Behandlungselemente 5 gewährleisten zu können, kann es hilfreich sein, wie in Figur 3 zu sehen, die Kanäle 8 benachbarter Garnitursegmente 2 unterschiedlich anzuordnen und unterschiedlich auszubilden.
So kann, wie dort gezeigt, zumindest ein Teil der Ebenen 7 zweier benachbarter Garnitursegmente 2 unterschiedlich weit vom Mahlspalt 3 entfernt sein.
Ergänzend oder alternativ können sich aber auch die Querschnitte der Kanäle 8 benachbarter Garnitursegmente 2 unterscheiden. Während die Kanäle 8 des einen Garnitursegmentes 2 kreisrund sind, haben die Kanäle 8 des benachbarten Garnitursegmentes 2 hier beispielhaft einen elliptischen Querschnitt.
Außerdem ist es natürlich auch möglich, dass die Garnitursegmente 2 selbst unterschiedliche gestaltete Zonen aufweist, wobei die Kanäle 8 dieser Zonen unterschiedlich angeordnet und/oder unterschiedlich ausgebildet sind.
Darüber hinaus zeigt Figur 2 Zuführkanäle 12, die radial nach außen in die Mahlfläche hineinreichen und wegen des Fehlens von Behandlungselementen 5 die Zufuhr von Fasersuspension 1 in den Mahlspalt 3 hinein unterstützen.
Im Unterschied hierzu zeigt Figur 4 axial versetzte Kanäle 8 mit rechteckigem Querschnitt. Auch hier ist das Ziel bei jedem Verschleißzustand eine gleichhohe offene Nutfläche und Schnittkantenlänge zu gewährleisten.
Wesentlich ist hierbei, dass die benachbarten Nuten 6 im Ausgangszustand sowie während des Verschleißes unterschiedlich tief sind.

Claims

Patentansprüche
1. Garnitursegment (2) zur Mahlung von wässrig suspendiertem Faserstoff (1 ) in einem ,von zwei relativ zueinander rotierenden und von Garnitursegmenten (2) gebildeten Behandlungsflächen begrenzten Mahlspalt (3), bestehend aus einem Grundkörper (4) mit zum Mahlspalt (3) weisenden, länglichen und zumindest einer Richtungskomponente radial verlaufenden Behandlungselementen (5) und dazwischen verlaufenden Nuten (6), dadurch gekennzeichnet, dass im Grundkörper (4) eine Vielzahl von zumindest mit einer Richtungskomponente radial und zum Mahlspalt (3) zumindest annähernd parallel verlaufenden und zum Mahlspalt (3) unterschiedliche Abstände aufweisenden Kanälen (8) angeordnet sind, die sich untereinander oder mit dem Nutgrund in Rotationsrichtung (11 ) zumindest teilweise überdecken.
2. Garnitursegment (2) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass im
Grundkörper (4) mehrere übereinander liegende und zum Mahlspalt (3) zumindest annähernd parallele Ebenen (7) mit jeweils mehreren Kanälen (8) vorhanden sind.
3. Garnitursegment (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die
Nuten (6) zumindest überwiegend eine konstante Breite aufweisen.
4. Garnitursegment (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Kanäle (8) im Wesentlichen der Breite der Nuten (6) entspricht.
5. Garnitursegment (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Behandlungselemente (5) zumindest überwiegend gleichgroß ist.
6. Garnitursegment (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Wandung (9) zwischen in Rotationsrichtung (11 ) benachbarten Kanälen (8) im Wesentlichen der Breite der
Behandlungselemente (5) entspricht.
7. Garnitursegment (2) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle (8) benachbarter Ebenen (7) in Rotationsrichtung (11 ) so versetzt zueinander verlaufen, dass sie sich in Rotationsrichtung (11 ) teilweise überdecken.
8. Garnitursegment (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Behandlungselemente (5) zwischen 0,1 und 1 ,5 mm liegt und/oder die Höhe der Behandlungselemente (5) kleiner als 5 mm ist.
9. Garnitursegment (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefe benachbarter Nuten (6) unterschiedlich ist.
10. Garnitursegment (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die länglichen Behandlungselemente (5) sowie die Kanäle (8) zumindest abschnittsweise ungerade verlaufen.
11.Garnitursegment (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle (8) jeweils parallel zu wenigstens einem axial etwa darüber liegenden, länglichen Behandlungselement (5) verlaufen.
12. Garnitursegment (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle (8) so gestaltet und/oder angeordnet sind, dass die offene Fläche und/oder die Schnittkantenlänge während des Verschleißes über die gesamte Lebensdauer annähernd konstant ist.
13.Garnitursegement (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle (8) insbesondere radial nach außen geringfügig zum Mahlspalt (3) hin geneigt sind.
14. Behandlungsfläche bestehend aus mehreren nebeneinander angeordneten
Garnitursegmenten (2) ausgebildet nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle (8) benachbarter Garnitursegmente (2) unterschiedlich angeordnet und/oder ausgebildet sind.
15. Behandlungsfläche bestehend aus mehreren nebeneinander angeordneten
Garnitursegmenten (2) ausgebildet nach einem der Ansprüche 2 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Ebenen (7) wenigstens zweier benachbarter Garnitursegmente (2) unterschiedlich weit vom Mahlspalt (3) entfernt sind.
16.Verfahren zur Herstellung einer Garnitursegmentes (2) zur Mahlung von wässrig suspendiertem Faserstoff (1 ) in einem Mahlspalt (3), bestehend aus einem Grundkörper (4) mit zum Mahlspalt (3) weisenden Behandlungselementen (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlungselemente (5) zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig schichtweise aus einem oder mehreren flüssigen und/oder pastösen und/oder festen Werkstoffen aufgetragen und dabei einem physikalischen oder chemischen Härtungs- oder Schmelzprozess unterzogen werden.
1 /.Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der schichtweise aufgetragene Werkstoff pulverförmig ist und vorzugsweise ein oder mehrere Metalle oder Metallverbindungen umfasst.
18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass der schichtweise aufgetragene Werkstoff mittels Laser gesintert oder verschmolzen wird.
19. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass der schichtweise aufgetragene Werkstoff mittels Bindemittel verklebt und in einem weiteren Verfahrensschritt gesintert oder verschmolzen wird.
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