FI75000C

FI75000C - RAFFINOER.

Info

Publication number: FI75000C
Application number: FI864442A
Authority: FI
Inventors: Jorma Surakka
Original assignee: Yhtyneet Paperitehtaat Oy
Priority date: 1986-10-31
Filing date: 1986-10-31
Publication date: 1988-04-11
Also published as: JPH02500604A; AU599722B2; FI864442A0; FI75000B; WO1988003189A1; NZ222366A; AU8155087A; EP0335870A1

Description

7500075000

JAUHIN - RAFFINÖRMILL - REFINER

Tämän keksinnön kohteena on jauhin, sopivimmin kiekko- tai kartiojauhin, jossa on kaksi vastakkaista, toisiaan lähellä olevaa kappaletta, joista ainakin toinen, n.k. roottori, pyörii ja jotka on varustettu terillä, joiden välisessä jauhatusraossa jauhettava aine jauhautuu vapauttaen höyryä, joka jauhettava aine syötetään jauhimeen olennaisesti terien keskiakselin suunnasta.The present invention relates to a refiner, preferably a disc or conical refiner, having two opposing, closely spaced pieces, at least one of which, e.g. rotor, rotating and equipped with blades in the grinding gap between which the material to be ground is ground, releasing steam, which material to be ground is fed to the refiner substantially from the direction of the central axis of the blades.

Kuitumaisen aineen, esimerkiksi puuhakkeen, hajoittaminen paperinvalmistukseen soveltuviksi kuiduiksi voidaan suorittaa mekaanisesti jauhimella, joita ovat esimerkiksi kiekko-jauhin ja kartiojauhin. Tämä ns. kuidutus saadaan aikaan siten, että hake syötetään jauhimeen, jossa materiaali kulkee kahden vastakkaisen jauhinterän välissä. Terien pinnat : ovat täynnä uria sekä pitkänomaisia kohoutumia, hampaita ja vähintään toinen teristä pyörii, joten materiaali muokkautuu voimakkaasti kulkiessaan terien välissä ja hajoaa aina kuiduiksi asti.The disintegration of a fibrous material, for example wood chips, into papermaking fibers can be carried out mechanically with a grinder such as a disc grinder and a cone grinder. This so-called the defibering is effected by feeding the chips to a refiner where the material passes between two opposite refiner blades. Blade surfaces: are full of grooves as well as elongated bumps, teeth and at least one of the blades rotates, so the material deforms strongly as it passes between the blades and decomposes all the way to fibers.

Jauhatusprosessissa syntyy runsaasti höyryä, jonka poistoa on yritetty ratkaista monella tavalla. Eräs ratkaisu on tehdä kiekkojauhimen kiekon läpi aukot syöttöön tai poisto-kammioon. Niinikään on olemassa ratkaisuja, joissa terän läpi on muodostettu kanavia ja kiekon läpi niille jatkoka-navat. Myös tunnetaan ratkaisu, jossa höyrynpoistokanavat on muodostettu kiekon läpi ja kiekon taakse on edelleen tehty jatkokanavat. Näiden ratkaisujen tavoite on ainoastaan höyrynpoisto eli ne eivät poista jo sopivaksi jauhau-tunutta ainetta ja niissä kaikissa pahimpana ongelmana on kanavien tukkeutuminen tai höyryn karkaaminen, jolloin höyry poistuu kokonaan terävälistä ja toiminta häiriintyy. Tukkeutuminen johtuu lähinnä siitä, että mitoitusta ei saada sellaiseksi, että virtaus pitäisi kanavat auki.The grinding process generates a lot of steam, the removal of which has been attempted in many ways. One solution is to make openings in the feed or discharge chamber through the disc of the disc refiner. There are also solutions in which channels are formed through the blade and extension channels for them through the disc. A solution is also known in which the steam extraction channels are formed through the disc and further channels are further made behind the disc. The aim of these solutions is only to remove the steam, i.e. they do not remove the already ground material, and in all of them the worst problem is the blockage of the channels or the escape of the steam, whereby the steam is completely removed from the blade and the operation is disturbed. The blockage is mainly due to the fact that the dimensioning is not made such that the flow would keep the channels open.

Tämän keksinnön tarkoituksena on aikaansaada jauhin, jossa 2 75000 paitsi höyrynpoisto toimii kunnolla myös höyryn mukana kulkeutuu pitemmälle jauhautunut materiaali terävälistä ja vähentää siten ylijauhautumista. Tämä tarkoitus on toteutettu keksinnön mukaisella jauhimella, jolle on tunnusomaista se, että jauhatusraossa on lajitteluvyöhyke, jossa jauhettavan aineen pitemmälle jauhautunut osa sekä osa höyrystä erkanee vähemmän jauhautuneesta osasta.The object of the present invention is to provide a refiner in which not only the 75000 steam removal works properly but also the steam travels further away from the sharpened material of the ground material and thus reduces over-grinding. This object is achieved by a grinder according to the invention, which is characterized in that the grinding gap has a sorting zone in which the further ground part of the material to be ground and a part of the steam separate from the less ground part.

Keksinnön eräälle edulliselle sovellutusmuodolle on tunnusomaista se, että lajitteluvyöhyke sijaitsee terien radiaa-lisessa suunnassa olennaisesti niiden keskikohdalla ja että lajitteluvyöhyke on olennaisesti rengasmainen.A preferred embodiment of the invention is characterized in that the sorting zone is located in the radial direction of the blades substantially in the middle thereof and that the sorting zone is substantially annular.

Keksinnön eräälle toiselle edulliselle sovellutusmuodolle on tunnusomaista se, että pyörimättömään kappaleeseen, n.k. staattoriin, on lajitteluvyöhykkeen lähelle muodostettu olennaisesti rengasmainen aukko, jota kautta mainittu pitemmälle jauhautuneen osan ja höyryn poistuminen tapahtuu.Another preferred embodiment of the invention is characterized in that the non-rotating body, the so-called stator, a substantially annular opening is formed near the sorting zone through which said further ground part and steam are removed.

Vielä eräälle keksinnön edulliselle sovellutusmuodolle on tunnusomaista se, että lajitteluvyöhyke käsittää roottoriin muodostetun, ulkonevan, olennaisesti rengasmaisen elimen, joka ulottuu staattorissa olevaan rengasmaiseen aukkoon, jolloin rengasmaisen elimen ja rengasmaisen aukon väliin muodostuu pitemmälle jauhautuneen aineen ja höyryn poisto-kanava.Another preferred embodiment of the invention is characterized in that the sorting zone comprises a protruding, substantially annular member formed in the rotor and extending into the annular opening in the stator, whereby a further ground material and steam is formed between the annular member and the annular opening.

Vielä eräälle keksinnön edulliselle sovellutusmuodolle on tunnusomaista se, että roottorissa olevan rengasmaisen elimen ja staattorin vastaavan aukon toisiaan vasten olevat pinnat on varustettu terillä.Another preferred embodiment of the invention is characterized in that the opposite surfaces of the annular member in the rotor and the corresponding opening of the stator are provided with blades.

Keksinnön tärkeimpinä etuina voidaan mainita, että poisto-aukot eivät tukkeudu ja että poistuvan höyryn ja pitemmälle jauhautuneen aineen määrää voidaan helposti säätää. Samoin iThe main advantages of the invention are that the outlet openings are not blocked and that the amount of steam and further ground substance can be easily adjusted. Similarly, i

IIII

75000 3 eri teitä kulkeutuneiden aineosien poistokammioiden painetta voidaan toisistaan riippumatta säätää.75000 The pressure in the discharge chambers of the components transported in 3 different paths can be adjusted independently.

Seuraavassa keksintöä selitetään yksityiskohtaisesti edullisten sovellutusmuotoesimerkkien avulla viittaamalla oheisiin pirustuksiin, joissaIn the following, the invention will be explained in detail by means of preferred embodiment examples with reference to the accompanying drawings, in which

Kav. 1 esittää pystyleikkausta keksinnön erään sovellutus-muodon muksisesta kiekkojauhimesta.Kav. 1 shows a vertical section of a disc mill according to an embodiment of the invention.

Kuv. 2 esittää pystyleikkausta keksinnön erään toisen so-vellutusmuodon mukaisesta kiekkojauhimesta.Fig. 2 shows a vertical section of a disc mill according to another embodiment of the invention.

Kuv. 3 esittää pystyleikkausta keksinnön erään kolmannen sovellutusmuodon mukaisesta kiekkojauhimesta.Fig. 3 shows a vertical section of a disc refiner according to a third embodiment of the invention.

Kuviossa 1 on esitetty kiekkojauhin, johon kuuluu pyörimätön kappale 1 eli staattori sekä pyörivä kappale 2 eli roottori. Staattori 1 ja roottori 2 on vastakkaisilla pinnoillaan varustettu staattoriterällä 4, 8 ja roottoriteräl-lä 5, 9. Terien väliseen n.k. jauhatusrakoon syötetään jauhettavaa ainetta, kuten puuhaketta, syöttökanavan 3 kautta keskipakovoiman avulla. Jauhettava aine etenee aluksi staattoriterän 4 ja roottoriterän 5 välissä, jolloin osa aineesta jauhautuu haluttuun hienouteen ja samalla syntyy höyryä.Figure 1 shows a disc mill comprising a non-rotating body 1, i.e. a stator, and a rotating body 2, i.e. a rotor. The stator 1 and the rotor 2 are provided on their opposite surfaces with a stator blade 4, 8 and a rotor blade 5, 9. a material to be ground, such as wood chips, is fed into the grinding slot through the feed channel 3 by means of centrifugal force. The material to be ground initially travels between the stator blade 4 and the rotor blade 5, whereby part of the material is ground to the desired fineness and steam is generated at the same time.

Keksinnön mukainen jauhin on varustettu lajitteluvyöhyk-keellä, joka kuv.l mukaisessa sovellutusmuodossa muodostuu roottoriin 1 kiinnitetystä rengasmaisesta, ulkonevasta elimestä 6 sekä tätä varten staattoriin 2 muodostetusta, niinikään rengasmaisesta aukosta, joka ulottuu staattorikam-mioon 13. Samalla kun rengasmainen elin 6 ulkonee, se myös ulottuu vinosti sisäänpäin kohti jauhimen keskiakselia. Roottoriin 1 kiinnitetyn rengasmaisen elimen 6 ja staatto- 4 75000 riin 2 muodostetun vastaavan aukon toisiaan kohti osoittavat pinnat on varustettu terillä 10, 11. Tässä kohdassa teräväli on kuitenkin suurempi kuin varsinaisessa jauhatus-raossa terien 4, 5 ja 8, 9 välissä. Rengasmainen elin on varustettu lukuisilla sen läpi ulottuvilla, radiaalisilla aukoilla 7.The grinder according to the invention is provided with a sorting zone, which in the embodiment according to Fig. 1 consists of an annular protruding member 6 attached to the rotor 1 and an annular opening formed for this purpose in the stator 2, which extends into the stator chamber 13. While the annular member 6 also extends obliquely inwards towards the central axis of the refiner. The facing surfaces of the annular member 6 attached to the rotor 1 and the corresponding opening formed in the static 4 75000 2 are provided with blades 10, 11. At this point, however, the blade gap is larger than in the actual grinding gap between the blades 4, 5 and 8, 9. The annular member is provided with a plurality of radial openings extending therethrough 7.

Terien 4 ja 5 välisestä raosta tuleva pitemmälle jauhautu-nut aine ja osa höyrystä poistuvat terien 10 ja 11 välisestä raosta eli poistokanavasta staattorikammioon 13, ja siitä edelleen venttiilillä 15 varustettuun poistoon 14. Vähemmän jauhautunut aineosa ja loput höyrystä kulkevat rengasmaiseen elimeen muodostettujen aukkojen 7 läpi terien 8 ja 9 väliin, jossa aine jauhautuu ja etenee keskipakovoiman ansiosta kohti jauhinkammiota 12 ja siitä edelleen käsiteltäväksi.The further ground material and part of the steam coming from the gap between the blades 4 and 5 exit from the gap between the blades 10 and 11, i.e. from the outlet duct to the stator chamber 13, and further to the outlet 14 with valve 15. Less ground component and the rest of the steam passes through the openings 8 and 9, where the substance is ground and advances due to centrifugal force towards and from the refining chamber 12 for further processing.

Kuviossa 2 on esitetty keksinnön eräs toinen sovellutusmuo-to, jossa stattori 1 sijaitsee molemmilla puolilla roottoria 2. Stattori on varustettu terillä 16, 17. Roottori puolestaan on varustettu terillä 18, 19, 20. Roottorin akselia on merkitty viitenumerolla 21. Jauhettavan aineen syöttö-putki on 3. Jauhetun aineen poistokammio puolestaan on merkitty viitenumerolla 12, kuten edellisessä kuviossa. Jau-hinterien väliin muodostuvat jauhatusraot 22, 23, 24. Jau-hatusrakojen 22 ja 23 välissä on lajittelutila 25, josta lähtee roottorin 2 läpi useita kanavia 26, jotka päättyvät rengasmaiseen tilaan 27.Figure 2 shows another embodiment of the invention in which the stator 1 is located on both sides of the rotor 2. The stator is provided with blades 16, 17. The rotor is in turn provided with blades 18, 19, 20. The rotor shaft is indicated by reference numeral 21. the tube is 3. The powder discharge chamber, in turn, is denoted by reference numeral 12, as in the previous figure. Grinding slots 22, 23, 24 are formed between the grinding hoppers. Between the grinding slots 22 and 23 there is a sorting space 25 from which a plurality of channels 26 exit through the rotor 2 and terminate in an annular space 27.

Kuv.2 mukaisen jauhimen toiminta on seuraava: Jauhettava aine syötetään putkesta 3 jauhatusrakoon 22. Kun aine purkautuu tilaan 25, se sisältää pitkälle jauhautunutta, hienoa ainetta sekä vähän jauhautunutta, karkeaa ainetta.The operation of the grinder according to Fig. 2 is as follows: The substance to be ground is fed from the pipe 3 to the grinding slot 22. When the substance discharges into the space 25, it contains a highly ground, fine substance and a slightly ground, coarse substance.

Raosta 22 purkautuu myös voimakas höyryvirtaus, sillä voimakas jauhatus höyrystää suuren osan jauhettavan aineenA strong steam flow is also discharged from the slot 22, as the strong grinding evaporates a large part of the substance to be ground.

IIII

i 75000 5 sisältämästä vedestä. Keskipakovoima syöttää ainetta tilasta 25 rakoon 23, jossa aine jauhautuu lisää. Jauhatusrako 23 on muotoiltu siten, että sen alkuosa on väljä, ts. ainetta pääsee rakoon, mutta loppuosa on hyvin ahdas. Sen vuoksi raossa 23 syntyvä höyry purkautuu tilaan 25 ja siitä edelleen kanavia 26 pitkin tilaan 27 ja jauhatusraon 24 kautta poistokammioon 12, koska rako 24 on rakoon 23 verrattuna lyhyt eikä siinä ole ahdasta osaa kuten raossa 23. Tämä höyryvirtaus kuljettaa hienon aineen raon 23 alkuosasta ja tilasta 25 mukanaan raon 24 kautta poistokammioon 12. Karkea aine pysyy raon 23 alkuosassa keskipakovoiman vaikutuksesta (kanavat 26 ovat myös keskipakovoimaa vastaan), kunnes ne jauhautuvat hienoksi ja poistuvat sitten höyryn kuljettamina.i 75000 5 of the water contained. The centrifugal force feeds the material from the space 25 into the slot 23, where the material is further ground. The grinding gap 23 is shaped so that its initial part is loose, i.e. the substance enters the gap, but the rest is very narrow. Therefore, the steam generated in the slit 23 is discharged into the space 25 and further along the channels 26 into the space 27 and through the grinding slit 24 into the discharge chamber 12, because the slit 24 is short compared to the slit 23 and has no narrow part like the slit 23. This steam flow carries fine material from the beginning of the slit 23 and from the space 25 with it through the gap 24 to the discharge chamber 12. The coarse material remains in the initial part of the gap 23 under the action of centrifugal force (the channels 26 are also against the centrifugal force) until they are finely ground and then discharged by the steam.

Kuviossa 3 on esitetty vielä eräs lajitteluvyöhykettä hyväksikäyttävän kiekkojauhimen sovellutusmuoto. Siinä jauhi-men staattoria on merkitty viitenumerolle 28. Staattorite-rät puolestaan ovat 29, 30, 31 ja 32. Roottoria on merkitty viitenumerolla 33 ja sen akselia numerolla 34. Akselin etummainen laakeri on 35 ja tiiviste 36. Jauhettavaa ainetta syötetään syöttöputken 37 kautta. Jauhetun aineen pois-tokammio on 38. Roottorissa 33 on sen läpi ulottuvia aukkoja 39. Jauhatusraot on merkitty viitenumeroilla 40, 41, 42 ja 43. Jauhatusrakojen 42 alussa aukkojen 39 kohdalla on lajittelutila 44, johon aukot 39 yhdistävät tilan 45. Laji ttelutilasta 44 lähtee lajittelu- ja kuljetusrako 46, joka päättyy rengastilaan 47. Raon 46 seinämillä on kohou-tumia 48 ja 49.Figure 3 shows another embodiment of a disc refiner utilizing a sorting zone. In it, the stator of the refiner is denoted by reference numeral 28. The stator blades, in turn, are denoted by 29, 30, 31 and 32. The rotor is denoted by reference numeral 33 and its shaft by 34. The front bearing of the shaft is 35 and the seal 36. The pulverized material discharge chamber is 38. The rotor 33 has openings 39 extending therethrough. The grinding slots are denoted by reference numerals 40, 41, 42 and 43. At the beginning of the grinding slots 42 there is a sorting space 44 at the openings 39 to which the openings 39 connect the space 45. a sorting and transport slot 46 terminating in a ring space 47. The walls of the slot 46 have protrusions 48 and 49.

Kuviossa 3 esitetyn jauhimen toiminta on seuraava: Jauhettava aine syötetään putkesta 37 jauhatusrakoon 40, josta se osittain jauhautuneena purkautuu tilaan 45. Aukot 39 ovat lyhyitä ja väljiä, joten ainetta tulee välittömästi myös tilaan 44. Tiloista 44 ja 45 keskipakovoima syöttää ainetta 6 75000 jauhatusrakoihin 41 ja 42, joiden toiminta on samanlainen kuin raon 23 toiminta kuviossa 2. Raoissa 40, 41 ja 42 syntyvä höyry purkautuu siis väljän lajitteluraon 46 kautta tilaan 47 ja pienivastuksellisen jauhatusraon 43 kautta poistokammioon 38. Höyryn mukana poistuu hienoksi jauhautu-nut aine kuten kuviossa 1.The operation of the grinder shown in Figure 3 is as follows: The material to be ground is fed from a tube 37 to a grinding slot 40, from where it discharges partially ground into space 45. The openings 39 are short and loose, so the material immediately enters space 44. From spaces 44 and 45 a centrifugal force feeds material 6 to 75,000 and 42, the operation of which is similar to the operation of the slot 23 in Figure 2. The steam generated in the slots 40, 41 and 42 is thus discharged through the loose sorting slot 46 into the space 47 and through the low resistance grinding slot 43 into the discharge chamber 38. The steam discharges finely ground material.

Rako 46 on toiminnaltaan tehokkaampi kuin kuv.2 esittämät kanavat 26, sillä sen seinämät liikkuvat toisiinsa nähden. Rako 46 voidaan sen vuoksi tehdä huomattavasti kapeammaksi ilman tukkeutumisriskiä, jolloin höyryn kulkunopeus ja kul-jetusvaikutus saadaan suureksi. Karkean osan poistumista voidaan lisäksi ehkäistä kohoutumi11a 48 ja 49.The slot 46 is more efficient in operation than the channels 26 shown in Fig. 2, as its walls move relative to each other. The slit 46 can therefore be made considerably narrower without the risk of clogging, whereby the steam flow rate and the transport effect are made high. In addition, the removal of the rough part can be prevented by the elevation11a 48 and 49.

Jauhatusrakojen 41 ja 42 loppuosa voidaan padota lähes kokonaan kuvion alemman osan esittämällä vaihtoehtoisella toteutuksella, jossa poistokammio ko. rakojen kohdalla on tehty hyvin kapeaksi. Kiekon ulkoreunaan voidaan kohtaan 50 sijoittaa lisäksi hampaita, jotka hienontavat jo kammioon päässyttä ainetta ja sekoittavat sitä niin, että se joutuu takaisin rakoon ja lajitteluun.The remainder of the grinding slits 41 and 42 can be dammed almost completely with the alternative embodiment shown in the lower part of the figure, in which the discharge chamber in question. at the slits is made very narrow. At the outer edge of the disc 50, teeth can also be placed at point 50, which grind the substance which has already entered the chamber and mix it so that it is returned to the gap and to the sorting.

Alan ammattimiehelle on selvää, että keksintö ei ole rajoittunut edelläesitettyihin sovellutusmuotoesimerkkeihin, vaan sitä voidaan vaihdella oheisten patenttivaatimusten puitteissa. Niinpä keksintö ei kohdistu yksinomaan kiekko-jauhimiin, vaan sitä voidaan soveltaa yhtä hyvin myös kar-tiojauhimiin.It will be clear to a person skilled in the art that the invention is not limited to the above-mentioned exemplary embodiments, but can be varied within the scope of the appended claims. Thus, the invention is not limited to disc refiners, but is equally applicable to cone refiners.

IlIl

Claims

1. A refiner, preferably a disc or cone refiner, with two opposing, adjacent members, one of which, the so-called. the rotor (2), rotates, and which are provided with inserts (4,8; 5,9), in which the milling gap located between these materials to be refined is milled during the making of a meadow, which material is measured to the refiner substantially in the direction of the central axis of the bite, characterized in that there is a sorting zone in the grinding hole, where the fraction of the refined material which is refined to a greater extent and part of Angan is separated from the fraction refined to a lesser extent.

Refiner according to claim 1, characterized in that the sorting zone is located substantially at the bites (4.8; 5.9) in the middle of their radial direction and that the sorting zone is substantially annular.

Refiner according to claim 1 or 2, characterized in that the proximity of the sorting zone in the stationary means, in the so-called. the stator (1) has been provided with a substantially annular aperture through which the said refined fraction and flange are removed to a greater extent.

Refiner according to any of claims 1-3, characterized in that the sorting zone comprises a protruding, substantially annular member (6) formed at the rotor (2), which projects into an annular opening present in the stator (1) and in which A plurality of radial apertures (7) are formed, wherein between the annular member (6) and the annular aperture an outlet channel for the more refined material and the meadow is formed. t 11 75000

Refiner according to Claim 4, characterized in that the abutment surfaces of the annular member (6) in the rotor (2) and in the corresponding opening of the stator (1) are provided with bites (10, 11).

Refiner according to claim 4 or 5, characterized in that the gap between the annular member (6) in the rotor (2) and in the corresponding opening of the stator (1), the outlet channel, is larger than the grinding gap between the rotor bed (5,9) and the stator bed. (4.8).

Refiner according to any one of claims 4-6, characterized in that the diameter of the annular member (6) at the most distant point from the rotor (2) is smaller than at the rotor.

Refiner according to claim 1, wherein the stator (1) is located on both sides of the rotor (2), wherein a grinding pin (22,23,24) is formed on both sides of the rotor, characterized in that the sorting zone comprises through the rotor ( 2) from one of the mill slots (22, 23) to the other channels (26) which are adjacent.

Refiner according to claim 8, characterized in that the channels (26) run obliquely along the refiner's axis.

Refiner according to Claim 1, characterized in that the sorting zone consists of between parallel grinding springs 41, 42) formed by the stator (28) and the rotor (33), the first of which is measured with the material to be refined, separated by one of the the stator and rotor formed sorting slit (46), which is wider than the grinding slots, and that along the sorting slit, the refined fraction runs to a greater extent in a different grinding slit than the lower refined fraction.