FI62369B

FI62369B - METHODS FOR APPARATUS FOR CONTROL OF CENTRIFUGAL EQUIPMENT INVERKAN PAO MAELDEN I MASSAFIBRERINGSAPPARATEN

Info

Publication number: FI62369B
Application number: FI790500A
Authority: FI
Inventors: Rolf Bertil Reinhall
Original assignee: Rolf Bertil Reinhall
Priority date: 1978-02-17
Filing date: 1979-02-15
Publication date: 1982-08-31
Also published as: FI62369C; NO150727B; AU524447B2; BE874226A; IT1111840B; IT7920288A0; NO790534L; AU4427979A; NO150727C; FI790500A

Description

-------- rftl KUULUTUSJULKAISU /-07^0 [B] C^) UTLAGG N I NGSSKRI FT 623 69 'S (51) Kv.lk.Wci.3 D 21 D 1/38 SUOMI —FINLAND (21) Pwunttlhtlwwi· — P*t«rtanaMcn<n( 790^00 (22) Hakamitpilvi — AnaSkntngadi· 15-02.79 (23) Alkupflvi—GlfclghMadtf 15-02.79 (41) Tullut |ulklMkal — Blhrtt offuntllg 18.08.79-------- rftl ANNOUNCEMENT / -07 ^ 0 [B] C ^) UTLAGG NI NGSSKRI FT 623 69 'S (51) Kv.lk.Wci.3 D 21 D 1/38 FINLAND —FINLAND (21 ) Pwunttlhtlwwi · - P * t «rtanaMcn <n (790 ^ 00 (22) Hakamitpilvi - AnaSkntngadi · 15-02.79 (23) Okupflvi — GlfclghMadtf 15-02.79 (41) Tullut | ulklMkal - Blhrtt offuntllg 18.08.79

Patentti- ja rekisterlhallitu· /44) NUrttvik*lp«non |« kuuLJulluIiun pvm.— 31.08.82National Board of Patents and Registration · / 44) NUrttvik * lp «non |« Monthly date— 31.08.82

Patent- OCh regi*ter*tyrelκη Anadfcan utlafd och ittl.»krlft*n publlctrud (32)(33)(31) PjT^utty utuolkMis— Bugird priorltet 17.02.78 USA(US) 878557 (71)(72) Rolf Bertil Reinhall,· . 83U, 171 Place N.E., Bellevue, Washington 98008, USA(US) (7*0 Oy Kolster Ab (5*0 Menetelmä ja laite, joilla säädetään keskipakovoiman vaikutus massan kuidutuslaitteessa olevaan sulppuun - Metod och apparat för kontroll av centri fugalkraftens inverkan pä maiden i massafibreringsapparatenPatent- OCh regi * ter * tyrelκη Anadfcan utlafd och ittl. »Krlft * n publlctrud (32) (33) (31) PjT ^ utty utuolkMis— Bugird priorltet 17.02.78 USA (US) 878557 (71) (72) Rolf Bertil Reinhall, ·. 83U, 171 Place NE, Bellevue, Washington 98008, USA (7 * 0 Oy Kolster Ab (5 * 0 Method and apparatus for adjusting the effect of centrifugal force on a pulp in a pulp defibrator - Method and apparatus for controlling the centrifugal force of inverted head i massafibreringsapparaten

Jauhatusprosessissa, johon keksinnön mukaiset hiontalevvt ovat erityisen hyvin soveltuvia, hiotaan sulopu hiomatilassa, joka muodostuu kahden pyöreän levyn välissä, jotka pyörivät suhteessa toisiinsa juoksevassa väliaineessa. Kumpikin levy käsittää levysegmentit, jotka ovat rengasmaisesti levyjen ympärillä, ja siinä on purseita ja uria, jotka ovat likimain säteittäisiä ja jotka leikkaavat sulpun kuidut hiontaa muistuttavalla tavalla. Ruuvisyötin tms. syöttää sulppuaineen, joka voi koostua puulastuis-ta, bagassista, kuitumassasta tms. kuituisesta aineesta, kiinteän hiomalevyn keskiosassa olevan aukon kautta hiomatilan "silmään", josta sen ajaa levyjen pyörimisliikkeen kehittämä keskipakovoima kohti niiden kehää, jossa sulppu puretaan ulos suuresti kiihdytetyllä voimalla ympäröivään koteloon.In the grinding process, for which the grinding discs according to the invention are particularly well suited, the pulp is ground in a grinding space formed between two circular discs which rotate relative to each other in a fluid medium. Each plate comprises plate segments which are annular around the plates and have burrs and grooves which are approximately radial and which cut the pulp fibers in a manner similar to grinding. A screw feeder or the like feeds a pulp, which may consist of wood chips, bagasse, pulp or the like, through an opening in the center of the fixed grinding disc into the "eye" of the grinding chamber, where it is driven by the centrifugal force of the discs to their perimeter. to the surrounding housing.

22

Jotta voitaisiin kehittää vaadittu keskipakovoima sulpun kiihdyttämiseksi hiomatilan sisäisestä keskiosasta säteittäisesti ulospäin ja jotta saataisiin aikaan haluttu kuidutusaste ja toi-mintateho hiomatilassa, on levyille annettava suuri pyörimisnopeus, esim. suuruusluokassa 1500-3600 k/min. Aikaansaatu, verraten suuri keskipakovoima, joka on tarpeellinen suloun kiihdyttämiseksi sisemmästä levyosasta ja joka määrää laitteen tehon, kohdistaa kuitenkin samalla vähitellen kasvavan keskipakovoiman sulppuun tämän kulkiessa säteittäisesti ulospäin levyn ulko-osan luokse. Tämä kasvanut keskipakovoima kiihdyttää sulpun nopeuden sen kulkiessa säteittäisesti ulospäin siinä määrin, että ellei erikoistoimenpiteillä pidetä sulppua levyn ulommassa osassa, tulee sulppu puretuksi ennenaikaisesti hiomatilasta vain osittain käsitellyssä tilassa, mistä seuraa hiomalaitteen kuidutustehon huononeminen. Tämä ongelma korostuu vielä enemmän, kun höyryä tai muuta kaasua kehittyy hiomistyön aikana tuloksena suuresta tulovoimasta tai sulpun kuivuudesta. Tällöin höyry tai muu kaasu virtaa sulpun mukana ulospäin levyjen välisen hiomatilan kautta ja kiihdyttää entisestään sulpun säteisvirtausta. Koska sulppuun kohdistuva keskipakokiihdytys on verrannollinen levyn halkaisijaan sekä levyn kierrosluvun neliöön Newton'in voimaa ja liikettä koskevan lain mukaisesti, niin mitä suurempi on levyn halkaisija laitteessa sitä suuremman ongelman muodostaa sulpun virtauksen ohjaus hiomatilan ulomman osan kautta. Riippuen sovellutuksesta ja vaaditusta tehosta on levyn normaali halkaisija nykyisin käytetyissä hio-malaitteissa alueella 508-1625,6 mm. Vaikka isomman halkaisijan omaavia levyjä pyöritettäisiin verraten alhaisilla nopeuksilla alueella 900-1800 k/min, ne saavat silti aikaan sulppuun kohdistuvan, kiihdyttävän keskipakovoiman, joka on suuruusluokassa 700-2800 g. Kun oletetaan levyn esim. pyörivän 900 k/min kierros-luvulla ja se kehittää 700 g keskipakovoiman, niin mikäli kierrosluku nostettaisiin arvoon 1800 k/min, kasvaa keskipakovoima kertoimella, joka on 4, jolloin kehittyvä, kasvanut keskipakovoima on 2800 g.In order to develop the required centrifugal force to accelerate the stock radially outwards from the inner center of the grinding chamber and to achieve the desired degree of defibering and operating power in the grinding chamber, the plates must be given a high rotational speed, e.g. in the order of 1500-3600 rpm. However, the relatively large centrifugal force provided, which is necessary to accelerate the fusion from the inner plate part and which determines the power of the device, at the same time applies a gradually increasing centrifugal force to the pulp as it travels radially outwards towards the outer part of the plate. This increased centrifugal force accelerates the speed of the pulp as it travels radially outward to such an extent that, unless special measures are taken to hold the pulp in the outer part of the plate, the pulp is unloaded prematurely from the grinding space only in a partially treated state. This problem is further exacerbated when steam or other gas is evolved during grinding work as a result of high input power or dryness of the stock. In this case, steam or other gas flows outwards with the stock through the grinding space between the plates and further accelerates the radial flow of the stock. Since the centrifugal acceleration on the pulp is proportional to the diameter of the plate and the square of the plate speed according to Newton's law of force and motion, the larger the diameter of the plate in the device, the greater the problem of controlling the flow of the pulp through the outer grinding chamber. Depending on the application and the power required, the normal diameter of the plate in the grinders currently used is in the range of 508-1625.6 mm. Even if the larger diameter plates were rotated at relatively low speeds in the range of 900-1800 rpm, they still produce an accelerating centrifugal force on the stock in the order of 700-2800 g. Assuming, for example, that the plate rotates at 900 rpm and develops a centrifugal force of 700 g, then if the speed were increased to 1800 rpm, the centrifugal force would increase by a factor of 4, giving an evolving, increased centrifugal force of 2800 g.

Vaikka ison halkaisijan omaavat levyt ovat suotavia tehon kannalta, ne vaativat paljon energiaa, mikä menee osaksi hukkaan niiden suuren kehänopeuden takia ja näin voimistuvan keskipakovoiman takia, mikä tekee hiomatilan perifeerisen osan oleellisesti 3 62369 tehottomaksi kuidutustarkoituksia varten. Lisäksi näiden isojen levyjen suuri kehänopeus aiheuttaa vakavan meluongelman.Although large diameter sheets are desirable in terms of power, they require a lot of energy, which is partly wasted due to their high circumferential speed and thus increased centrifugal force, making the peripheral part of the grinding chamber substantially inefficient for fiberization purposes. In addition, the high circumferential speed of these large plates causes a serious noise problem.

Johtuen riittävällä jauhatusteholla toimivien, suuritehoisten kuidutuslaitteiden kasvavasta tarpeesta on teollisuudessa osoittautunut ongelmalliseksi ohjata sulpun säteisliike hiomale-vyjen vastakkaisten segmenttien ulko-osien välissä suurimman suorituksen saavuttamiseksi. On ymmärrettävä, että kun sulpnu etenee säteiskanavan kautta, se siirtyy vuorotellen vastakkaisten levyjen hiomasegmenttien välillä ja mitä enemmän sulppua käsitellään yhdessä käsittelyssä, so. mitä pitempi on oleskeluaika hiomatilassa, sitä tehokkaampi ja taloudellisempi on jauhatusorosessi. Ellei sulpun virtausta hidasteta sopivasti, käy massan liike nopeasti, kuten tässä on selitetty, ja kuidutustoiminta heikkenee. Aikaisemmin on yritetty hidastaa sulpun liikettä hiomatilan kautta järjestämällä purseet ja urat hiomasegmenteissä siten, että ne voivat lisäksi toimia virtausta hidastavasti. Näistä yrityksistä mainittakoon esimerkkeinä hakijan patentit n:ot 3 674 217, Dvm. 4.7. 1972 ja 3 974 471, pvm. 17.8.1976; ja patentti n:o 3 040 997, joka on myönnetty Donald A. Borden’ille 26.6.1962, E.Kollbergin ja muiden patentti n:o 3 125 306 sekä Hamachen patentti n:o 1 091 654.Due to the growing need for high throughput fiberization equipment with sufficient grinding power, it has proven problematic in the industry to control the radial movement of the stock between the outer portions of the opposing segments of the grinding sheets to achieve maximum performance. It is to be understood that as the pulp advances through the radial channel, it alternates between the abrasive segments of the opposing plates and the more pulp is processed in one treatment, i. the longer the residence time in the grinding space, the more efficient and economical the grinding process. If the flow of the stock is not slowed down appropriately, the movement of the pulp will proceed rapidly, as explained herein, and the defibering operation will be impaired. In the past, attempts have been made to slow down the movement of the stock through the grinding space by arranging the burrs and grooves in the grinding segments so that they can also act as a flow retarder. Examples of these companies are the applicant's patents No. 3,674,217, Dvm. 4.7. 1972 and 3,974,471, dated. 08/17/1976; and U.S. Patent No. 3,040,997, issued to Donald A. Borden on June 26, 1962, U.S. Patent No. 3,125,306 to E. Collberg et al., and U.S. Patent No. 1,091,654 to Hamache.

Vaikka nämä purseet ja urat toimivat virtausta hidastavasti, ei niillä silti saada aikaan hiomatilan koko työalueen hyväksikäyttöä, koska purseiden väliset urat tai kanavat on levitetty ulos suuremmalle alalle hiomatilan kehän kohdalla kuin sen sisäosan kohdalla. Sitä paitsi ne eivät ratkaise ongelmaa, joka liittyy nykyään käytettyjen, ison halkaisijan omaavien levyjen kehä-nopeuteen.Although these burrs and grooves act as a flow retarder, they still do not utilize the entire working area of the grinding chamber because the grooves or channels between the burrs are spread out over a larger area at the circumference of the grinding chamber than at its interior. Besides, they do not solve the problem of the circumferential speed of the large-diameter plates used today.

Toinen esimerkki yrityksestä ratkaista virtauksen ohjaus-ongelma on yhteisesti jätetyssä hakemuksessa n:o 713 433, joka on jätetty 11.8.1976 Bo A. Ahrel'in nimissä, nyt patentti n:o . Tämän keksinnön päätavoitteena on ratkaista ongelma, jonka muodostaa suuripaineinen höyry hiomatilan kehäalueella. Estääkseen hyvin nopeaa höyryä puhaltamasta osittain kuidutettua sulppua ulos kehähioma-alueesta on Ahrel käyttänyt keskipakovoimaa erottaakseen höyryn ja avatakseen pakotien höyrylle, samalla kun höyrystä vapautettu sulppu pidetään vastakkaisten hiomaoin-tojen välissä.Another example of an attempt to solve a flow control problem is co-filed in Application No. 713,433, filed August 11, 1976 in the name of Bo A. Ahrel, now Patent No. The main object of the present invention is to solve the problem of high-pressure steam in the circumferential region of the grinding chamber. To prevent very fast steam from blowing the partially defibered pulp out of the circumferential grinding area, Ahrel has used centrifugal force to separate the steam and open the escape route to the steam, while the steam-free pulp is held between opposite grindings.

4 623694,6269

Muita esimerkkejä aikaisemmasta käytännöstä ovat US.-patentit n:ot 1 098 325, 1 226 032, 3 684 200 ja 3 845 909; ja brittiläinen patentti n:o 1 848 569, saksalainen patentti n:o 1 217 754 ja ruotsalainen patentti n:o 187 564.Other examples of prior practice include U.S. Patent Nos. 1,098,325, 1,226,032, 3,684,200, and 3,845,909; and British Patent No. 1,848,569, German Patent No. 1,217,754 and Swedish Patent No. 187,564.

Po. keksinnön eräänä päätavoitteena on kehittää menetelmä ja laite, joilla säädetään keskipakovoiman vaikutus sulppuun, kun tämä viedään hiomatilan kautta, joka muodostuu vastakkaisten hio-malevyjen hiomasegmenttien välissä, niin, että käytetään hyödyksi hiomatilan koko työalaa ilman erikoisia lisäpidätysvälineitä, samalla kun sulppu pidetään juoksevan väliaineen muodostamassa ympäristössä koko hiomatilassa tapahtuvan kauttakulun aikana.Po. It is a main object of the invention to provide a method and apparatus for controlling the effect of centrifugal force on a pulp as it passes through an abrasive space formed between opposite abrasive segments of abrasive discs, utilizing the entire abrasive space without special additional retention means. during transit through the grinding chamber.

Toisena tavoitteena on kehittää kaksi hiomalevyä, joiden halkaisija on mahdollisimman pieni ja jotka muodostavat pitemmän hiomatilan.Another object is to develop two grinding wheels with the smallest possible diameter and which form a longer grinding space.

Lisäksi tavoitteena on kehittää kaksi hiomalevyä, jotka muodostavat hiomatilan sulpun virtausnopeuden säätämiseksi tilan kautta ja purkauksen säätämiseksi suorittamalla keskipakovoiman vaikutuksen lisäsäätö hiomatilan ulko-osassa.In addition, it is an object to develop two grinding discs which form a grinding space for controlling the flow rate of the stock through the space and for controlling the discharge by further adjusting the effect of the centrifugal force on the outside of the grinding space.

Lisäksi on tavoitteena sellaisten energiahäviöiden estäminen, jotka aiheutuvat hiomatilasta pakenevasta höyrystä ja muusta juoksevasta väliaineesta.In addition, the aim is to prevent energy losses due to steam and other fluids escaping from the grinding chamber.

Keksinnön aiheena on kaksi hiomalevyä, jotka muodostavat hiomatilan, joka käsittää ulomman vyöhykkeen, joka ulottuu kulmassa suhteessa sisempään säteisvyöhykkeeseen pisteestä, joka on säteittäisesti välimatkan päässä keskiosasta. Kulman tai kaltevuuden aste voidaan laskea hiomalevyjen koon ja parhaan jauha-tustehon vaatiman oleskeluajän mukaan. Sisäisessä säteisvyöhyk-keessä käytetään mahdollisimman paljon hyväksi keskipakovoimaa sulppuun vaakuttavan kiihdytysvoiman suurentamiseksi sulpun siirtämiseksi jatkuvasti pois hiomatilan sisäänsyöttöaukosta tai "silmästä". Ulommassa vyöhykkeessä sitä vastoin keskipakovoima jaetaan säteisvektorivoimaksi ja aksiaalive kt orivoimaksi, mikä pienentää kiihdytysvoimaa ulosvirtaussuunnassa ja samalla pidentää oleskeluaikaa hiomatilassa, jolloin tuloksena on jokaisen vyöhykkeen hyväksikäyttö parhaan jauhatustehon saamiseksi. Tekemällä ulkovyöhyke esim. lieriömäiseksi, so. niin, että ulkovvö-hyke ulottuu 90° kulmassa suhteessa säteisvyöhykkeeseen, saadaan säteis- ja aksiaalivektorivoimat yhtymään yhdeksi vektoriksi, jo- 5 62369 ka on yhdensuuntainen säteisvyöhykkeen tason kanssa, mikä oleellisesti neutralisoi keskipakovoiman vaikutuksen ulos virtaavaan sulppuun. Jos sitä vastoin kulma on yli 90°, so. tylppä, on keski-pakovektorivoimien suunta päinvastainen kuin ulosvirtauksen. Vaikka kulman suuruus ei ole keksinnölle kriitillinen, voidaan 45-90° aluetta pitää sopivana useimmille käytännön sovellutuksille, riippuen kuidutuslaitteen koosta ja tehosta. Kuten tässä on osoitettu, on kuitenkin laskettava kaltevan osan kulma ja sen yhtymisniste säteisvälimatkan päässä keskiosasta suhteessa käytettäviin laitteisiin ja käsiteltävään aineeseen, niin että pidetään sulppu höyryn tai muun juoksevan väliaineen muodostamassa ympäristössä koko sinä aikana, kun se on hiomatilassa.The invention relates to two grinding discs forming a grinding space comprising an outer zone extending at an angle to the inner radial zone from a point radially spaced from the center. The degree of angle or inclination can be calculated according to the size of the grinding wheels and the residence time required for the best grinding performance. In the internal radial zone, the centrifugal force is used as much as possible to increase the acceleration force acting on the stock to move the stock continuously away from the inlet or "eye" of the grinding chamber. In the outer zone, on the other hand, the centrifugal force is divided into a radial vector force and an axial force kt, which reduces the acceleration force in the outflow direction and at the same time prolongs the residence time in the grinding space, resulting in each zone being utilized for best grinding power. By making the outer zone e.g. cylindrical, i.e. so that the outer zone zone extends at an angle of 90 ° to the radial zone, the radial and axial vector forces are combined into a single vector parallel to the plane of the radial zone, which substantially neutralizes the effect of the centrifugal force on the outflowing stock. If, on the other hand, the angle is more than 90 °, i.e. blunt, is the direction of the central exhaust vector forces opposite to that of the outflow. Although the magnitude of the angle is not critical to the invention, the 45-90 ° range can be considered suitable for most practical applications, depending on the size and power of the defibering device. However, as shown herein, the angle of the sloping portion and its junction at a radial distance from the center relative to the equipment used and the material to be treated must be calculated so as to maintain the stock in an environment of steam or other fluid throughout the grinding space.

Tarvittaessa voidaan keksinnön mukaisesti myös säätää keskipakovoiman vaikutus sulppuun ulommassa, kaltevassa hioma-vyöhykkeessä muuttamalla vastakkaisten levysegmenttien mirseiden ja urien välistä kulmaa suhteessa hiomatilan emäviivaan.If necessary, according to the invention, the effect of the centrifugal force on the pulp in the outer, inclined grinding zone can also be adjusted by changing the angle between the myriads and grooves of the opposite plate segments relative to the base line of the grinding space.

Tässä tarkoitetaan sanalla "kalteva" mitä tahansa tylpän ja terävän kulman välistä kulmaa, myöskin suoraa kulmaa.As used herein, the term "inclined" means any angle between a blunt and a sharp angle, including a right angle.

Piirustuksissa: kuvio 1 esittää pystysuoraa läpileikkausta kuidutuslaitteen keksinnön mukaisesta osasta? kuvio 2 esittää kaaviomaista kuvantoa hiomatilasta, joka muodostuu kiinteän levyn ja pyörivän levyn välissä; kuvio 3 esittää katkonaista pohjakuvantoa hiomaseqmentistä ulommassa hiomavyöhykkeessä näyttäen osan hiomapinnasta, jossa on tehty purseita ja uria; kuviot 4 ja 5 esittävät kaaviomaisesti hiomatilan kahta vaihtoehtoista järjestelyä; kuvio 6A esittää kaaviomaista kuvantoa näyttäen ulomman, katkokartion muotoisen hiomatilan ei-kiihdyttävän virtaustavan yhteydessä ja samalla perspektiivikuvantoa ulommasta, kiinteästä hiomalevystä; ja kuvio 6B esittää siitä vektorikaaviota näyttäen purseiden ja urien vaikutuksen sulppuun? kuvio 7A esittää samanlaista kuvantoa kuin kuvio 6A näyttäen ulomman hiomatilan virtausta kiihdyttävässä tilassa; ja kuvio 7B esittää siitä vektorikaaviota; kuvio 8A esittää kartiomaista hiomatilaa virtauksen hidastavassa tilassa; ja kuvio 8B esittää siitä vektorikaaviota; ja 6 62369 kuvio 9 esittää katkonaista läpileikkauskuvantoa keksinnön mukaisesta, pyörivästä hiomalevystä.In the drawings: Fig. 1 shows a vertical section of a part of a defibering device according to the invention? Fig. 2 shows a schematic view of the grinding space formed between the fixed plate and the rotating plate; Fig. 3 shows a fragmentary bottom view of the grinding segment in the outer grinding zone, showing a part of the grinding surface with burrs and grooves; Figures 4 and 5 schematically show two alternative arrangements of the grinding chamber; Fig. 6A shows a schematic view showing the outer, frustoconical grinding space in a non-accelerating flow mode and at the same time a perspective view of the outer, fixed grinding wheel; and Fig. 6B shows a vector diagram thereof showing the effect of burrs and grooves on the stock? Fig. 7A is a view similar to Fig. 6A showing the outer grinding space in the flow accelerating state; and Fig. 7B shows a vector diagram thereof; Fig. 8A shows a conical grinding state in a flow retarding state; and Fig. 8B shows a vector diagram thereof; and 6 62369 Fig. 9 shows a fragmentary sectional view of a rotary grinding wheel according to the invention.

Kuviossa 1 viitenumero 10 osoittaa koteloa, johon on asennettu pyörivä levy ja kiinteä levy, joita osoittavat vastaavat yleiset viitenumerot 12 ja 14. Pyörivä levy on asennettu akselille 16, joka on laakeroitu laitteen kehykseen 18 tavalliseen tapaan joka on näytetty esim. US.-patentissa n:o 3 212 271. Levyjen vastakkaiset pinnat on varustettu tavallisilla hiomasegmenteillä 20, 22, 24 ja vast. 26, 28 ja 30, kuten on näytetty esim. US.-patentissa n:o 3 974 491, ja ne muodostavat välillään hiomatilan 32. Hiomatila käsittää sisävyöhykkeen tai ensiöhiomavyöhykkeen, joka ulottuu säteittäisesti ulospäin oleellisen kohtisuorasti suhteessa kiertoakselin tasoon. Raaka-aine, esim. puulastut, jotka on käsitelty tavalliseen tapaan höyryllä ja esikuumennettu hövryastias-sa (kuten on näytetty esim. US.-patentissa n:o 4 030 969), syötetään kiinteän levyn 14 keskiaukkoon, joka muodostaa ulossvöttö-vyöhykkeen tai "silmän" 37 putkiosassa 36, joka on kytketty kehykseen 10. "Silmästä" 37 levyn 12 pyörimisliikkeen kehittämä keskipakovoima kiihdyttää höyryllä käsitellyt lastut tms. säteittäisesti ulospäin.In Fig. 1, reference numeral 10 denotes a housing having a rotating plate and a fixed plate, indicated by the corresponding general reference numerals 12 and 14. The rotating plate is mounted on a shaft 16 mounted on a frame 18 of the device in the usual manner shown in e.g. No. 3 212 271. The opposite surfaces of the discs are provided with standard abrasive segments 20, 22, 24 and resp. 26, 28 and 30, as shown, e.g., in U.S. Patent No. 3,974,491, form a grinding space 32 therebetween. The grinding space comprises an inner zone or a primary grinding zone extending radially outward substantially perpendicular to the plane of the axis of rotation. The raw material, e.g., wood chips, which have been treated with steam in the usual manner and preheated in a steam vessel (as shown, e.g., in U.S. Patent No. 4,030,969), is fed into the central opening of the solid plate 14, which forms an outlet zone or " an eye "37 in a tube portion 36 connected to the frame 10. From the" eye "37, the centrifugal force generated by the rotational movement of the plate 12 accelerates the steam-treated chips or the like radially outward.

Pyörivällä levyllä 12 olevat hiomasegmentit 20, 22 ja 24 on asennettu irrotettavasti tavalliseen tapaan kuvion 9 mukaisesti kannattimelle 38, joka on kiinnitetty akselille 16 niin kuin on näytetty esim. US.-patentissa n:o 3 827 644. Kannattimelle 38 voidaan myös asentaa kääntöosa 40, joka kääntää aineen, joka on "silmässä" 37, hiomatilan 32 säteisosaan. Kiinteän levyn 14 ja pyörivän levyn 12 välys voidaan säätää tavalliseen tapaan sää-tömekanismilla 44, kuten on myös näytetty mainitussa US.-patentissa n:o 3 827 644.The abrasive segments 20, 22 and 24 on the rotating plate 12 are removably mounted in the usual manner, as shown in Figure 9, on a bracket 38 attached to a shaft 16 as shown, e.g., in U.S. Patent No. 3,827,644. , which translates the substance in the "eye" 37 into a radial portion of the grinding chamber 32. The clearance of the fixed plate 14 and the rotating plate 12 can be adjusted in the usual manner by an adjusting mechanism 44, as also shown in said U.S. Patent No. 3,827,644.

Laitteen osa 18 sisältää tavanomaiset laakerikaula- ja laa-keriosat sekä servomoottorimekanismin, jota osoittaa vleisnumero 19, kuten on kuvattu US.-patentissa n:o 3 212 721, johon on viitattu edellä, eikä niitä tarvitse kuvata tässä lähemmin, koska ne eivät muodosta osaa keksinnöstä.The device part 18 includes conventional bearing neck and bearing parts and a servomotor mechanism, indicated by reference numeral 19, as described in U.S. Patent No. 3,212,721, referred to above, and need not be described further herein because they do not form part invention.

Keksinnön mukaisesti säteishiomavyöhyke 32 yhtyy kaltevan, ulomman hiomavyöhykkeen 46 kanssa, joka kuvioiden 1-3 mukaisessa toteutusmuodossa ulottuu tylpässä kulmassa suhteessa säteis- tai 7 62369 ensiöhiomavyöhykkeeseen muodostaen siten yhdistetyn hiomatilan, jolla on katkokartiomainen muoto näytetyssä esimerkissä. Ulompi tai toisiohiomavyöhyke muodostuu rengasosan 48, joka on asennettu irrotettavasti pyörivän levyn segmenttikannattimelle 38 kuvion 9 mukaisesti, ja rengasosan 50 välissä, joka jälkimmäinen on asennettu kiinteän levyn 14 pohjaan. Rengasosassa 50 on sisäpinta 52, joka on erotettu erilleen pyörivän rengasosan 48 ulkopinnasta 54 tätä ympäröiden. Kiinteän levyn rengasosa 50 on aksiaalisesti säädettävissä, niin että voidaan säätää hiomapintojen 52 ja 54 välisen hiomatilan 46 leveys. Tätä tarkoitusta varten rengasosa 50 on sijoitettu liukuvasti lieriömäiseen rengaskoloon 56, joka on kiinteässä pohjassa, ja sitä käyttävät männät 58, jotka on asennettu liikkumaan edestakaisin sylinterissä 60 ja sijoitettu välein pitkin kolon 56 kehää. Männät on kytketty rengasosaan 50 männän-varsilla 62.According to the invention, the radial grinding zone 32 coincides with an inclined, outer grinding zone 46 which, in the embodiment of Figures 1-3, extends at an obtuse angle to the radial or primary grinding zone, thus forming a combined abrasive space having a frustoconical shape in the example shown. An outer or secondary grinding zone is formed between an annular portion 48 removably mounted on the rotating plate segment support 38 as shown in Fig. 9 and an annular portion 50, the latter being mounted on the bottom of the fixed plate 14. The ring portion 50 has an inner surface 52 separated from the outer surface 54 of the rotating ring portion 48 around it. The annular portion 50 of the fixed plate is axially adjustable so that the width of the grinding space 46 between the grinding surfaces 52 and 54 can be adjusted. For this purpose, the annular portion 50 is slidably disposed in a cylindrical annular cavity 56 in a fixed base and is driven by pistons 58 mounted to reciprocate in the cylinder 60 and spaced apart along the circumference of the cavity 56. The pistons are connected to the ring portion 50 by piston rods 62.

Rengasosaa 50 voidaan liikuttaa kohti pyörivää rengasosaa 48 syöttämällä hydraulista nestettä kammion 64 ulko-osaan tilan 46 kaventamiseksi. Nesteen syöttö mäntien vastakkaiseen päähän kammiossa 66 laajentaa sitä vastoin tilaa. Mäntiä 58 liikuttava hydraulinen neste pumputaan säiliöstä 68 johtojen 74, 76 kautta pumpun 70 ja suunnanvaihtoventtiilin 72 avulla. Hydraulinen neste palautetaan säiliöön 68 johdon 78 kautta.The ring portion 50 can be moved toward the rotating ring portion 48 by supplying hydraulic fluid to the outer portion of the chamber 64 to narrow the space 46. In contrast, the supply of fluid to the opposite end of the pistons in the chamber 66 expands the space. The hydraulic fluid moving the pistons 58 is pumped from the reservoir 68 through lines 74, 76 by means of a pump 70 and a reversing valve 72. The hydraulic fluid is returned to the reservoir 68 via line 78.

Nokat 80 on sijoitettu mäntien sylinterien ulkoseinään niin, että ne ulottuvat kammioon 64 ja koskevat mäntään 58. Nämä nokat kantavat käyttöpyörän 82, jota käyttää moottori 84 voiman-siirtohihnan 86 kautta. Tämän käyttömekanismin avulla voidaan säätää nokkia aksiaalisesti pysäyttimen muodostamiseksi mäntiä varten ja siten hiomatilan 46 leveyden varmistamiseksi.The cams 80 are positioned on the outer wall of the piston cylinders so as to extend into the chamber 64 and contact the piston 58. These cams carry a drive wheel 82 which is driven by a motor 84 via a transmission belt 86. With this drive mechanism, the cam can be adjusted axially to form a stop for the pistons and thus to ensure the width of the grinding space 46.

Kahden hiomavyöhykkeen 32 ja 46 välissä on laajennettu, rengasmainen tila 88, johon voidaan, syöttää jäähdyttävä ja/tai kemiallisesti reagoiva neste, esim. vettä, johon on tai ei ole liuotettu valittuja kemikaaleja, kiinteän rengasosan 50 kanavan 90 ja paineputken 92 kautta. Rengasosan 50 takaosassa oleva tila 94 on yhteydessä putken 96 kanssa paineväliaineen, esim. veden, läpikulkua varten ja siten korkeamman paineen ylläpitämiseksi tilassa 94 kuin hiomatilassa 46, niin että pakotetaan paineväliaineen heikko virtaus rengaskoloon 56 estämään jauhettua sulppua tunkeu- 8 62369 tumasta rengasosan 59 ja kolon 56 liukuvasti kytkeytyvien pintojen välille.Between the two abrasive zones 32 and 46 there is an expanded annular space 88 into which a cooling and / or chemically reactive liquid, e.g. water with or without selected chemicals, can be fed through a channel 90 and a pressure pipe 92 in the fixed ring portion 50. The space 94 at the rear of the ring portion 50 communicates with the tube 96 to allow pressure medium, e.g., water, to pass through and thus maintain a higher pressure in the space 94 than the grinding space 46, forcing a weak flow of pressure medium into the ring cavity 56 to prevent powdered pulp from penetrating the ring portion 59 and the cavity. 56 between sliding surfaces.

Keksinnön mukaisesti hiomatila 46 ulottuu kulmassa suhteessa sisähiomatilan 32 pystytasoon 98. Tämä kulma voi vaihdella riippuen käytetyistä laitteista ja jauhettavasta aineesta ja se on laskettava sellaiseksi, että sulppuun vaikuttava keskipakovoima tulee tarpeeksi hidastetuksi, niin että hiomatilan koko ala tulee käytetyksi täysin hyödyksi ja sulppu pidetyksi juoksevan väliaineen sisällä koko sinä aikana, kun se kulkee yhdistettyjen hiomavyöhykkeiden kautta. Näin ollen kulma voidaan myös pitää samanarvoisena säädettävän poistoventtiilin kanssa, jolla säädetään nopeus, jolla kuidutettu massa poistuu hiomakotelosta. Kokeet ovat kuitenkin osoittaneet, että parhaat tulokset saavutetaan, jos kulma on yli 45°, ja mieluiten yli 60°. Erityisen hyviä tuloksia on kuitenkin saatu kulmien ollessa alueella 75-82°.According to the invention, the grinding chamber 46 extends at an angle to the vertical plane 98 of the inner grinding chamber 32. This angle may vary depending on the equipment and material to be ground and must be calculated so that the centrifugal force acting on the pulp is sufficiently slowed inside throughout the time it passes through the combined grinding zones. Thus, the angle can also be kept equal to the adjustable outlet valve, which controls the speed at which the defibered pulp exits the grinding housing. However, experiments have shown that the best results are obtained if the angle is more than 45 °, and preferably more than 60 °. However, particularly good results have been obtained with angles in the range of 75-82 °.

Sisemmässä säteishiomavyöhykkeessä 32 keskipakovoima kiihdyttää sulpun "silmästä" 37 säteittäisesti ulosoäin oleellisen tasaisella virtausnopeudella hidastusvaikutuksen vuoksi, jonka saa aikaan kanavan jyrkkä "mutka" kohdassa, jossa toisiohioma-vyöhyke yhtyy ensiösäteisvyöhykkeen kanssa. Näin ollen voidaan levyjen pyörimisnopeutta nostaa mikä parantaa kuidutustehoa, huolimatta samalla kasvavasta keskipakovoimasta. Kuten edellä on selitetty, on tämä keskipakovoima tärkeä sulpun kiihdyttämiseksi säteiskanavan sisäosan kautta, mutta ellei sitä sopivasti hidasteta tai sen vaikutusta sulppuun säädetä, se aiheuttaa sen, että osittain käsiteltyä sulppua tulee puhalletuksi ulos tähän asti käytettyjen, tavallisten levyjen kehän kohdalla. Siksi tämä keskipakovoiman sulppuun kohdistuvan vaikutuksen osittainen eliminointi tai täydellinen hidastus hiomatilan perifeerisessä vyöhykkeessä, jossa tätä voimaa ei tarvita, on po. keksinnön eräs suuri saavutus.In the inner radial grinding zone 32, the centrifugal force accelerates the stock from the "eye" 37 radially outward at a substantially constant flow rate due to the deceleration effect produced by the sharp "bend" of the channel at the point where the secondary grinding zone coincides with the primary radial zone. Thus, the rotational speed of the plates can be increased, which improves the fiberization efficiency, despite the increasing centrifugal force. As explained above, this centrifugal force is important to accelerate the stock through the interior of the radial channel, but unless properly decelerated or controlled, it causes the partially treated stock to be blown out at the periphery of conventional sheets used heretofore. Therefore, this partial elimination or complete deceleration of the effect of the centrifugal force on the stock in the peripheral zone of the grinding space where this force is not required is po. a major achievement of the invention.

Tätä ennen esiintyneen ongelman valaisemiseksi lähemmin olisi selitettävä, että vaikka levyjen suuri pyörimisnopeus on suotava ei vain sulpun kiihdyttämiseksi, vaan myöskin suurten kitka-rasitusten kehittämiseksi hiomatilassa riittävän kuidutuksen ja kuitujen erotuksen saavuttamiseksi, vaatii levyille annettu suuri pyörimisnopeus, esim. 900-1800 k/min tai jopa esim. 3600 k/min, 9 62369 suuren energiamäärän, joka muuttuu korkeaksi lämmöksi hioma-tilassa. Siksi on hiomisprosessiin lisättävä vettä tai muita juoksevia jäähdytysaineita sulpun hiiltymisen tai lämmön huonontavan vaikutuksen estämiseksi. Nämä jäähdytysnesteet höyrystyvät ainakin osittain hiomatilassa, jolloin ne laajenevat ja kehittävät korkean paineen, mikä lisää sulpun keskipakokiihdytvstä, kun höyry tai muu kaasu tulee puhalletuksi ulos hiomatilan kautta tavallisten hiomalevyjen kehän kohdalla. Koska kuidutus tai jauhatus suoritetaan tavallisesti höyryn tai muun juoksevan väliaineen muodostamassa ympäristössä, meneetäten paljon höyryä tai muuta nes-teväliainetta hukkaan, jolloin seurauksena ovat suuret energia-häviöt. Po. keksinnön avulla nämä energiahäviöt vältetään suuressa määrin.To shed light on the above problem, it should be explained that although a high rotational speed of the plates is desirable not only to accelerate the stock but also to develop high frictional stresses in the grinding space to achieve sufficient fiberization and fiber separation, high rotational speeds, e.g. 900-1800 rpm, require or even e.g. 3600 rpm, 9 62369 a large amount of energy which is converted into high heat in the grinding mode. Therefore, water or other flowable coolants must be added to the grinding process to prevent charring or heat degrading of the stock. These coolants evaporate, at least in part, in the grinding space, causing them to expand and develop a high pressure, which increases the centrifugal acceleration of the stock when steam or other gas is blown out through the grinding space at the circumference of conventional grinding wheels. Because defibering or grinding is usually performed in an environment of steam or other fluid, wasting a lot of steam or other liquid medium, resulting in high energy losses. Po. the invention largely avoids these energy losses.

Kun sulppuun on kohdistunut alkukuidutus ensiö- tai sätei-tysvyöhykkeessä jarrutetun keskipakovoiman vastapaineen alaisena, se tulee ulompaan eli toisiohiomavyöhykkeeseen 46, jolloin sulo-puun kohdistuu oleellisesti pienempi kiihdytysvoima. Näin keskipakovoima, joka kasvaa suhteessa hiomatilan säteispituuteen, tulee kompensoiduksi, mistä on seurauksena hidastettu virtausnopeus ja sulpulle pitempi oleskeluaika hiomatilassa. Sulppuun kohdistuvalla keskipakovoimalla on vaktori kohtisuorasti suhteessa tilan 46 emäviivaan, joka voima kohdistuu kiinteää hiomalevvä 14 tai sen säädettävää rengasosaa 50 vasten, ja voimavektori virtaussuun-nassa muodostaa vain suhteellisen pienen osan keskipakovoimasta.When the pulp is subjected to initial fiberization in the primary or radiation zone under the back pressure of the centrifugal force braked, it enters the outer, i.e. secondary grinding zone 46, whereby the Sulo wood is subjected to a substantially lower acceleration force. In this way, the centrifugal force, which increases in relation to the radial length of the grinding space, is compensated, resulting in a slowed flow rate and a longer residence time of the pulp in the grinding space. The centrifugal force on the stock has a tractor perpendicular to the baseline of the space 46, which force is applied against the fixed grinding wheel 14 or its adjustable ring part 50, and the force vector in the flow direction forms only a relatively small part of the centrifugal force.

Johtuen sen kaltevuudesta suhteessa säteishiomatilan tasoon 98 voidaan tehdä hyvin pieniä säätöjä hiomatilan 46 leveydessä suhteessa rengasosan 50 suhteellisen suuriin siirtoihin.Due to its inclination with respect to the plane 98 of the radial grinding space, very small adjustments can be made in the width of the grinding space 46 with respect to the relatively large displacements of the ring part 50.

Kuvio 3 näyttää osan levyn segmentin hiomapinnasta 54 ulommassa hiomavyöhykkeessä, jossa on tehty purseita tai patoja 100 ja välissä olevia uria tai kanavia 102, joita kanavia voivat keskeyttää poikittaispurseet 104, jotka muodostavat mekaaniset pysäyttimet sulpun virtaukselle. Kiinteän segmentin hioma-pinta 52 on varustettu samanlaisin pursein ja urin. Täten sulpun liike, samalla kun sulppu tulee pakotetuksi ulospäin kaltevassa hiomatilassa, tulee vuorotellen pysäytetyksi toisen hiomasegmentin poikittaispurseiden 104 vaikutuksesta ja vieritetyksi vastakkaisen segmentin uriin, niin että sulppu siirtyy vuorotellen kahden 62369 ίο hiomasegmentin välillä ja virtaa sinimäistä rataa pitkin kohti hiomatilan avointa päätä ja sisälle kotelon 10 sisätilaan 106, mikä tekee höyryn tai muun juoksevan väliaineen erotuksen sulpus-ta mahdollisimman pieneksi.Figure 3 shows a portion of the grinding surface 54 of a plate segment in an outer grinding zone with burrs or dams 100 and intermediate grooves or channels 102 which may be interrupted by transverse bursts 104 forming mechanical stops for pulp flow. The grinding surface 52 of the fixed segment is provided with similar burrs and grooves. Thus, the movement of the pulp, while the pulp is forced outward in the inclined grinding space, is alternately stopped by the transverse bursts 104 of the second grinding segment and rolled into the grooves of the opposite segment, so that the pulp alternately moves between two to the interior 106, which minimizes the separation of steam or other fluid from the stock.

Hiomatilassa 32 olevat segmentit voidaan varustaa samanlaisilla purseilla ja urilla.The segments in the grinding space 32 can be provided with similar burrs and grooves.

Ruuvisyöttimen 34 hiomatilan "silmään" syöttämää raaka-ainetta esikuumennetaan tavallisesti tai esikäsitellään höyryllä ja sen kuiva-ainepitoisuus on vähintään noin 15-20 %. Kuten edellä on selitetty, syötetään vettä tai muuta jäähdytysainetta johtojen 92 kautta, joiden kautta voidaan myös lisätä kemikaaleja, kuten hapettavia tai pelkistäviä aineita, sekä säätää sulpun pH-arvo ja lisätä ligniinin hajottavia yhdisteitä. Tällä alueella vallitsevan suuren kehänopeuden takia tilaa voidaan myös käyttää hyväksi kaasuseosten sekoittamiseksi käsitellyn massan kanssa, esim. SC^sn, hapen, otsoonin tms. kaasujen, joita voidaan käyttää jauhatuksessa.The raw material fed to the "eye" of the grinding chamber of the screw feeder 34 is usually preheated or pretreated with steam and has a dry matter content of at least about 15-20%. As described above, water or other coolant is fed through lines 92, through which chemicals, such as oxidizing or reducing agents, can also be added, as well as adjusting the pH of the stock and adding lignin degrading compounds. Due to the high circumferential velocity prevailing in this range, the space can also be used to mix gas mixtures with the treated mass, e.g. SC, sn, oxygen, ozone and the like gases which can be used in grinding.

Kokonaan kuidutettu sulppu puretaan kotelon sisätilaan 106, johon siihen kohdistetaan pyörreliike ja josta se poistetaan johdon 108 kautta. Purkausnopeutta säädetään poistoventtiilin 110 avulla, niin että ennaltamäärätty paine säilytetään hiomalevyjen kotelossa. Ns. lämpö-mekaanisessa sulputuksessa on lämpötilan hiomatilassa oltava alueella 100-160°C riippuen oleskeluajasta hiomatilassa, ja veden lisäys on laskettava siten, että saadaan vastaava höyryn paine hiomatilassa, joka ehkä ei ole sama kuin paine levyjen ympäröivässä kotelossa.The fully fiberized stock is discharged into the interior 106 of the housing, to which it is subjected to a vortex motion and from which it is removed via a line 108. The discharge rate is controlled by the discharge valve 110 so that a predetermined pressure is maintained in the grinding wheel housing. In so-called thermo-mechanical pulping, the temperature in the grinding chamber must be in the range of 100-160 ° C, depending on the residence time in the grinding chamber, and the water addition must be calculated to obtain a corresponding vapor pressure in the grinding chamber, which may not be the same as the surrounding plate.

Hiomasegmenttien 20, 22 ja 24 suuri nopeus kehittää niiden painon takia myös huomattavan keskipakomomentin suunnassa ulospäin pyörivästä levystä ja kohdistaa vääntömomentin kannatinlevyyn 38, mikä pyrkii kääntämään tai taivuttamaan tätä kehän kohdalla oikealle kuviossa 1. Tällä vääntömomentilla on taipumus saada aikaan epätasainen välys hiomasegmenttien välillä, jolloin hiomatilan leveys vaihtelee kaltevaa kulkutietä pitkin. Varustamalla kan-natinosa 38 rengasosalla 48, joka ulottuu aksiaalisesti kannatin-levystä poispäin hiomasegmenteistä, voidaan vääntömomentti tasapainottaa tasaisen välyksen säilyttämiseksi segmenttien välillä. Tätä varten kaltevan hiomavyöhykkeen pyörivien levysegmenttien 46 11 62369 painopiste on keskitasossa, joka ulottuu kannatinlevyn 38 läpi kuvion 9 mukaisesti.Due to their weight, the high speed of the abrasive segments 20, 22 and 24 also develops a considerable centrifugal torque in the direction of the outwardly rotating plate and applies torque to the support plate 38, which tends to rotate or bend this circumferentially to the right in Figure 1. the width varies along a sloping path. By providing the support portion 38 with an annular portion 48 extending axially away from the support plate away from the abrasive segments, the torque can be balanced to maintain a uniform clearance between the segments. To this end, the center of gravity of the rotating plate segments 46 11 62369 of the inclined grinding zone is in a central plane extending through the support plate 38 as shown in Fig. 9.

Kuvion 4 mukaisesti ulompi hiomavyöhvke on jaettu kahteen osaan: sisäosaksi 111, joka on kalteva suhteessa tasoon 98 terävässä kulmassa ^1; ja ulko-osaksi 112, joka on lieriömäinen ja siksi muodostaa 90° kulman suhteessa tasoon 98. Sisäosan 111 kulman pitäisi mieluiten olla yli 45°. Ulko-osassa 112 keskipakovoiman neutralisoi kiinteä levy ja sisäosa 111 säätää kokonaan virtausnopeuden.According to Fig. 4, the outer grinding belt is divided into two parts: an inner part 111 which is inclined with respect to the plane 98 at an acute angle ^1; and an outer part 112 which is cylindrical and therefore forms an angle of 90 ° with respect to the plane 98. The angle of the inner part 111 should preferably be more than 45 °. In the outer part 112, the centrifugal force is neutralized by the fixed plate, and the inner part 111 completely adjusts the flow rate.

Kuvion 5 näyttämässä toteutusmuodossa ulompi hiomavyöhyke 46 käsittää osan 111 ja osan 114, joiden kaltevuuskulmat <*-1 ja vast. Qe.3 ovat vastaavasti terävä ja tylppä. Täten terävä kulma 0^ on mieluiten pienempi kuin 90° ja suurempi kuin 45° ja tylppä kulma <*3 on mieluiten suurempi kuin 90°, niin että suloun pakottaa ulos paine, joka muodostuu sisävyöhykkeissä keskipakovoiman tangentiaalista vektoria vastaan.In the embodiment shown in Fig. 5, the outer grinding zone 46 comprises a portion 111 and a portion 114 having inclination angles <* - 1 and 1, respectively. Qe.3 are sharp and blunt, respectively. Thus, the acute angle ^3 is preferably less than 90 ° and greater than 45 °, and the obtuse angle *3 is preferably greater than 90 °, so that the pressure is forced out by the pressure generated in the inner zones against the tangential vector of centrifugal force.

Kuviot 6A, 6B, 7A, 7B, 8A ja 8B näyttävät, kuinka keskipakovoiman vaikutusta voidaan edelleen säätää hiomatilan ulommassa, kaltevassa osassa. Kuvioissa 6B, 7B ja 8B on kiinteän levyn urien keskiviiva piirretty ehjin viivoin, kun taas pyörivän levyn urien keskiviiva on piirretty katkoviivoin. Piirustuksessa vasemmalla olevat nuolet osoittavat pyörimissuunnan.Figures 6A, 6B, 7A, 7B, 8A and 8B show how the effect of the centrifugal force can be further adjusted in the outer, inclined part of the grinding chamber. In Figs. 6B, 7B and 8B, the center line of the grooves of the fixed plate is drawn in solid lines, while the center line of the grooves of the rotating plate is drawn in broken lines. The arrows on the left in the drawing indicate the direction of rotation.

Kuvioissa 6A ja 6B kahden vastakkaisen segmentin urien keskiviiva on yhteensuunnattuna hiomapinnan emäviivan kanssa, joten se ei vaikuta virtausta kiihdyttävästi eikä hidastavasti.In Figs. 6A and 6B, the center line of the grooves of the two opposite segments is aligned with the base line of the grinding surface, so that it does not accelerate or decelerate the flow.

Kuviot 7A ja 7B näyttävät, kuinka vastakkaisten hiomaseg-menttien purseiden ja urien kulmaa voidaan muuttaa suhteessa hiomatilan emäviivaan sulpun virtauksen kiihdyttämiseksi katkokartio-maisessa hiomatilassa kohti purkausaukkoa ja siten keskipakovoiman vaikutuksen suurentamiseksi. Kuviot 8A ja 8B näyttävät vastakkaisten hiomasegmenttien purseiden ja urien välisen kulman suhteessa katkokartiomaisen hiomatilan emäviivaan virtausta hidastavassa tilassa.Figures 7A and 7B show how the angle of the burrs and grooves of the opposite abrasive segments can be changed relative to the baseline of the abrasive space to accelerate the flow of pulp in the frustoconical abrasive space toward the discharge opening and thus increase the centrifugal force effect. Figures 8A and 8B show the angle between the burrs and grooves of the opposite abrasive segments with respect to the baseline of the frustoconical abrasive space in the flow retarding state.

Levysegmentit, jotka on valittu halutun virtausnopeuden saamiseksi, voidaan vaihtaa kuidutuslaitteessa melko nopeasti samalla tavanomaisella tavalla kuin vaihdetaan kuluneet tai vahingoittuneet segmentit.The plate segments selected to obtain the desired flow rate can be replaced in the defibrillator fairly quickly in the same conventional manner as worn or damaged segments are replaced.

12 6236912 62369

Hionnan tarkoituksena on kuiduttaa raaka-aine kuituja mahdollisimman vähän vahingoittaen sekä aikaansaada ko. lopullisen käytön vaatima laatu. Tässä yhteydessä on hyvin tärkeää, että teho on mahdollisimman suuri ja energian kulutus mahdollisimman pieni tuotantokustannusten pitämiseksi alhaisina. Sulputuk-sessa on monta muuttujaa, jotka vaativat melko nopean säädön sul-pun kulkiessa hiomatilan läpi. Näitä muuttujia ovat: erilaiset raaka-aineet; kosteuspitoisuus; hiomavyöhykkeen pituus; hiomale-vyjen pyörimisnopeus; ja energian siirron tehokkuus. Useimmat näistä muuttujista voidaan hoitaa tehokkaasti säätämällä kuorma tai hiomispaine hiomatilassa.The purpose of grinding is to defiber the raw material with as little damage as possible and to achieve this. the quality required for end use. In this context, it is very important that power is as high as possible and energy consumption is kept to a minimum in order to keep production costs low. There are many variables in the pulp that require fairly rapid adjustment as the pulp passes through the grinding space. These variables include: various raw materials; The moisture content; the length of the grinding zone; grinding wheel rotation speed; and energy transmission efficiency. Most of these variables can be effectively addressed by adjusting the load or grinding pressure in the grinding space.

Keksinnön mukainen järjestelmä muodostaa hyvin tehokkaan ja joustavan keinon, jolla vaikutetaan hiomistyön tulokseen. Jakamalla hiomatila kahdeksi vyöhykkeeksi, nimittäin säteisvyöhyk-keeksi, jossa hiomapainetta voidaan nostaa levyjen pyörimisliikkeen kehittämän keskipakovoiman vaikutuksen alaisena; ja kaltevaksi vyöhykkeeksi, joka yhtyy säteisvyöhykkeen kanssa lasketun säteisvälimatkan päässä sen keskeisestä sisäosasta, voidaan hioma-painetta haluttaessa pienentää ja sulpun virtausnopeus säätää muuttamalla keskipakovoiman vaikutusta kaltevassa vyöhykkeessä. Kaltevuuskulma voidaan laskea helposti, niin että hiomatila tulee täysin käytetyksi hyödyksi koko pituudellaan, samalla kun sulppu pidetään juoksevassa väliaineessa koko kauttakulun aikana.The system according to the invention forms a very efficient and flexible means of influencing the result of grinding work. By dividing the grinding space into two zones, namely a radial zone, in which the grinding pressure can be increased under the influence of the centrifugal force generated by the rotational movement of the plates; and as a sloping zone coinciding with the radial zone at a calculated radial distance from its central interior, the grinding pressure can be reduced, if desired, and the flow rate of the stock can be adjusted by changing the effect of centrifugal force in the sloping zone. The angle of inclination can be easily calculated so that the grinding space becomes fully utilized for its entire length, while the stock is kept in a fluid medium throughout the transit.

Keksintö lisää joustavuutta säätötapaan muuttamalla vastakkaisten hiomasegmenttien purseiden ja urien välistä kulmaa ulkovyöhykkeessä suhteessa hiomatilan emäviivaan.The invention increases the flexibility of the control method by changing the angle between the burrs and grooves of the opposite grinding segments in the outer zone relative to the base line of the grinding space.

Jos sulputuksen aikana kävisi niin, että kaltevan, ulomman hiomatilan kulma ei reagoi oikein käsiteltävään raaka-aineeseen, käytettyyn levykokoon, syöttövoimaan tai muihin muuttujiin, voidaan tehdä korjauksia vaihtamalla levysegmentit ulommassa hio-mavyöhykkeessä vaihtamatta koko pyörivää levyä. Lisäksi keksintö sallii pienet säädöt kaltevan hiomatilan leveydessä sulputuksen aikana pysäyttämättä toimintaa.If, during pulping, the angle of the sloping outer grinding space does not respond properly to the raw material being processed, the plate size used, the feed force, or other variables, corrections can be made by changing the plate segments in the outer grinding zone without replacing the entire rotating plate. In addition, the invention allows small adjustments in the width of the inclined grinding chamber during pulping without stopping the operation.

Ne kuidutuslaitteet, joissa keksintöä voidaan soveltaa, sisältävät tavallisesti kojeita, jotka antavat täydelliset tiedot sulputuksen tilasta, kuten kuormasta ja hiomapaineesta, sulpun kulutusnopeudesta, jäähdytysveden tarpeesta ja muista muuttujista, 13 62369 jotka vaikuttavat hiomisprosessiin, niin että voidaan tehdä melko nopeat säädöt näiden muuttujien mukaisesti keksintöä käyttämällä. Nämä kojeet ovat alalla tavanomaisia eivätkä muodosta mitään osaa keksinnöstä, joten ne eivät vaadi omaa kuvausta.The defibering devices to which the invention can be applied usually include devices which provide complete information on the state of pulping, such as load and grinding pressure, pulp consumption rate, cooling water demand and other variables, 13 62369 which affect the grinding process so that fairly quick adjustments can be made according to the invention. using. These devices are conventional in the art and do not form any part of the invention, so they do not require a description.

On tietenkin selvää, että vaikka sisempää levyä on kuvattu pyörivänä levynä ja ulompaa levyä kiinteänä levynä, voi ulompi levy pyöriä ja sisempi voi olla kiinteä, tai molemmat voivat pyöriä suhteessa toisiinsa keksinnön puitteissa. Alan asiantuntijalle tällaisten muunnosten tekeminen on ilmeinen asia.It is, of course, clear that although the inner plate is described as a rotating plate and the outer plate as a fixed plate, the outer plate may rotate and the inner plate may be fixed, or both may rotate relative to each other within the scope of the invention. It is obvious to a person skilled in the art to make such modifications.

Claims

14 62369

A grinding device for a fibrous, preferably lignocellulosic, material provided with rotating grinding members having opposite surfaces delimiting a slot having grooves and grooves in the walls for processing the material and projecting in the radial inner zone (32) substantially in a plane perpendicular to the plane , characterized in that the refining means also have a radially outer refiner zone (46) extending in the axial direction, the base lines forming an angle towards the inner zone so large that the centrifugal force is conveyed out of the inner zone at substantially full power. the material is braked and thus the residence time in the outer zone increases due to the fact that the component acting perpendicular to the base line of the centrifugal force is larger than the component acting in the direction of the base line, whereby the radially outer component of the outer refining zone is already the grinding surface is formed on the fixed grinding member (50) and the opposing radially inner grinding surface on the rotating grinding member (48), wherein the grinding members (12, 46; 14, 48) which delimit both refining zones are adapted to be individually mounted for separate adjustment of the slit width in the inner and outer zones.

Grinding device according to Claim 1, characterized in that the outer grinding slot forms an angle with the base lines in a plane perpendicular to the axis of rotation which is greater than 60 ° and preferably up to 75 ° -82 °.

A refining device according to claim 1 or 2, characterized in that the outer refining slot has an outer part which is substantially cylindrical (112, Fig. 4) or tilts inwards towards the axis of rotation (114, Fig. 5).

Grinding device according to Claim 1 or 2, characterized in that the fixed, annular grinding element (50) can be moved relative to the other grinding elements with grinding surfaces by means of a pressure element (58) for individually adjusting the size of the outer grinding gap (46).

Grinding device according to one of the preceding claims, characterized in that ridges is provided with ridges is 62369 and grooves on the grinding surfaces of the inclined outer grinding zone (46), which are further adapted to control the effect of centrifugal force on the pulp and thus its flow rate through the grinding slot.

Grinding device according to claim 5, characterized in that the ridges and grooves in the opposite grinding surfaces of the outer grinding zone (46) are arranged at an angle to the base line in order to accelerate or slow down the flow of pulp through the inclined grinding slot.

A refining device according to claim 1, characterized in that the fixed refining member (50) has an annular channel (90) communicating with the refining slot for receiving a medium for pulp treatment depending on the variable factors occurring during the refining process.

A refining device according to claim 4, characterized in that the fixed refining member (50) can be moved axially in the member (14) supporting the refining member by means of pressure members (58).

A refining device according to claim 8, characterized in that said member is formed by a fixed refining member (14) which forms the second refining surface of the inner refining zone (32). 16 62369