JPS62501084A - パルプ材料を混合すると共に摩砕する方法とその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ノｑルゾ材料の混合・摩砕制御用ロータ／ミキサ本発明は摩砕システム、特に紙 製品などの製造用植物リグノに関する。原材料が木材の場合、まず大量のチップ に破砕され、゛　通常の方法で前処理がなされて、紙製造条件にはまだ適してい ない未゛摩砕の原料が形成される。原料は円筒摩砕領域に導入され、ここで原料 はロータ軸に平行な方向へ摩砕領域内を移動しながら、内部ロータの作業面とこ れを包囲するステータとの間で処理される。・ 発明の背景 上記の一般型ドラムリ７アイナは、米国特許第４２７５８５２号がこのようなド ラムリファイナの一般操作を開示しておって既知である。円筒ドラム内に導入さ れた未摩砕ノぐルプ材料は高速脈動連続機！で推進され、一方翼から遠心力で加 速されながらく声び作用を受ける。回転翼は材料に対し直線／半径方向の力を与 えながらそれを凝縮させてくさび伏碗とする。前記の米国特許第４２７５８５２ 号に詳述されているように、翼の後方端縁から近い位置に形成されたせん断面が 繊維束を破砕し、ドラム内面に摩擦力で保持された回転パルプ塊の間に竺、ん断 力が加えられて摩砕作業が行なわれる。しかしながら１つの、面に沿って別の翼 部材が装着され、これが固定翼に対し偏向される。この翼の導入端縁の偏向度、 合がドラム内面に対する翼の角度調、節となる。

米国特許第３５４７３５６号は、摩砕作業の間回転翼は一定距離にあるようなド ラムリ７アイナを開示する。翼と円筒ドラムの内面との間の間隙は部分的に円筒 ドラムの内面上に取付けられた調節カムで調節される。

米国特許第４１９９１１４号は、回転羽根と円筒ドラムの内面内の一連のせん断 部材との間隙が、ドラムの内面に取付けられた調節棒で制御され、また／９ルプ 材料のｒラム内直線運動は一連のすき形部材で制御されるところのドラムリ７ア イナを開示する。

米国特許第１９５１５１９号、第２２１６６１２号及び第３８０６０５０号は、 史に別の既知のドラムを開示する。米国特許第１９５１５１１では、複数の棒ま たはナイフを設けたベッドプレートがドラム内面に調節可能に装着され、これに よシトラムの内面と複数のナイフを有するロータとの間隙が選択的に調節可能で ある。

米国特、許第２２１６６１２号は、複数の固定アームを有するロータを含むドラ ムリ７アイナを開示する。アーム端に装着されたナイフは、ロックボルトを外ず し調節ボルトを回わすことによシトラム内面に相対的に摺動調節が可能である。

米国特許第３８０６０５０号は、複数の歯を有する交換可能なブロックが最適の 混合と摩砕作業を行なうように所定のパターンに配置可能であるＦラムリ７アイ ナを開示する。

従って、パルプ材料を半径方向にも直線方向にも高サイクルで反復圧縮する手段 をドラムリファイナが含むような改良された混合／摩砕システムを提供すること が本発明の目的である。

発明の要約 本発明は、ロータと同軸に伸長しかつここでは混合／摩砕シューと呼ばれる複数 の回転可能な混合７Ｍ砕工具を含む前記ロータを包囲する円筒ドラムを有し、更 にドラムの内面と各混合／摩砕シューの外面との間に形成される摩砕領域を変化 させると同時に材料送シ角も調節するように個々に調節可能であるような混合／ 摩砕システムに関する。各混合／摩砕シューの外面には、ドラム内の摩砕面に向 い合って協働する摩砕面が設けられている。摩砕領域内の材料の流動とその混合 ／摩砕とをエネルギ需要の変化に応答して制御するため、調節が機械的にまたは 装置に組込まれた油圧システムで実行可能である。

従って本発明から得られる摩砕効果はディスクリファイナから得られる有利な効 果に匹敵するものであシ、しかもディスクリ７アイナの場合は回転円板によ多発 生される強力な遠心力が、２８００　ｆから１２，００（ｌの間で変化して未摩 砕繊維材料が摩砕スペースを通過する危険もあるが、この場合はそのような不利 な効果はない。

本発明をよシよく理解するためには、繊維はたかだか１ｕの１００分の幾つとい う直径しかないことを付記しておく。従ってディスクリファイナでは、毛のよう に細い繊維を回転摩砕面の間にしつかシ挾み付けるために、摩砕部材間の間隙を １顛の１０分の幾つと極めて狭くしなければならず、これによシ摩砕部材に過度 の摩耗と損傷とが発生する危険性がある。この危険性はドラム型すファイナを使 用すれば実質的に回避でき、この場合は摩砕スペース間隙は１ｓａｉから２１１ Ｍの範囲でよく、シかも十分なせん所作用と繊維の小繊維化とが達成可能である 。

好適具体例の説明 第１図から第３図・において円筒ドラムを１０で示す。摩砕されるべきパルプ材 料、は入口開口１２から供給され、フィードスクリューコンベヤ１６で直線方向 に搬送される。摩砕されたパルプは出口開口６３から排出される。フィードスク リューコンベヤは、ドラムと同軸でかつドラムの中心部を筒軸方向に伸長する軸 １８に取付けられ、軸１８と共に回転する。軸受２２．２４に支承された軸を回 転するためにモータ２０が設けられている。ロータ２６が軸１８に取付けられ、 軸１８と共に回転する。ロータを包囲するドラムの内面は摩砕面を有し、との摩 砕面は２８で示すような通常の摩砕セグメントでよい。環状摩砕スペース３０が 、ドラムの内面上の摩砕面２８とロータ２６に支持される各混合／摩砕シュー４ ０の摩砕セグメントとの間に形成される。第２図、に詳細に示すように、ロータ ２６は半径方向を向く４個のロータレグ３２．３４．３６．３８を有する。各混 合／摩砕シューは１、後に詳述するように各ロータレグに関節接合されている。

本発明が適用可能なドラムリファイナの一般的な構造と組立とは、米国特許第４ ２７５８５２号及び第３５４７３５６号に詳細に説明し図示されているので参照 されたい。運転においては、フィードスクリューコンベヤ１６によシ円筒ドラム 内に供給された／Ｑルプ材料が、ロータの回転動作によシヒラム内部の静止摩砕 面の方向へ外方に駆動され、一方では回転する混合／摩砕シューの動作によりド ラム内をらせん状／直線方向に移動される。

パルプ材料がドラムの内面方向に連続移動されるので、それは摩砕スペース３０ 内に押込まれて、ドラムの静止摩砕面２８と混合／摩砕シュー４０との間で圧縮 される。ロータは通常１５からＬｏｏｍ／ｓｅｃの範囲の線速度で回転し、）ξ ルプ材料に付加される力は油圧ピストンで制御される。ロータとドラム内面との 摩砕間隙３０の幅は０．１から５ｍｍの間で変化可能である。このように、ｅル プの混合／摩砕は、／ｅルプ材料が調節可能な摩砕スペース３０内に押込まれて 、ドラム内面の静止摩砕面２８と回転する混合／摩砕シュー４０の回転摩砕セグ メントとの間の摩砕作用を同時に受けて繰返し圧縮及び減圧されながら行なわれ る。摩砕されたノ２ルプは、摩砕ノ９ルプが摩砕スペース３０から出る付近に設 けられた排出開口６３から吐出される。インペラ手段６４が摩砕された／Ｑルプ を排出開口６３へと向かわせる。

ドラム内に蓄積しているノ９ルプ材料の量を調節するために、排出開口６３に通 常の排出弁（図示なし）が設、けられる。当業者には既知のように１．摩砕混合 作業中にドラム内に供給されるスチームやノ９ルプ処理剤の導入のための入口開 口（図示なし）が設けられる。

前記のように、第、２図および第３図によると、各混合／摩砕シュー４０は４個 のロータレグ３２，３４．３６．３８に装着されている。各混合／摩砕シュー４ ０は、ドラム内面にあって包囲した形の静止円筒摩砕面２８と直接に対向しかつ 対面する１つのセグメント４２を有した一体ユニットである。これらの摩砕セグ メントを有する混合／摩砕シューは、パルプ材料をドラム内にらせん状／直線運 動で駆動するために、フィード側から軸方向へ離れて１５度の送シ角を形成する ような形状を有するのが好ましい。各混合／摩砕シュー４０は、導入側面または 送シ側面４６と後退側面４８とを有する。混合／摩砕シューは、夫夫のロータレ グに、送シ側面２６の付近の点５０で回動結合ζこて装着される。各ロータレグ に油圧シリンダ５２が装着され、油圧シリンダ５２は各混合／摩砕シューの後退 側面４８に近い点５６で回動結合されたピストン５４を有する。シリンダ５２へ の供給流体用油圧流体管が５８で示される。

図から明らかなように、混合／摩砕シューの摩砕セグメントとドラム内面の摩砕 面２８との間の摩砕スペースの選択的調節は、油圧シリンダとピストンとの作動 で行なわれる。第３図に示すようなピストン５４の収縮位置では、最大摩砕空間 間隙が、混合／摩砕シューの摩砕セグメントの後退端縁とドラム内面の摩砕セグ メント２８との間に形成される。油圧流体がシリンダ内に圧入されると、ピスト ンの伸長が混合／摩砕シューの送υ仰面を回動点５０の周シに回転させ、かつ後 退側面４８をドラム内面の静止摩砕面の方へ向は半径方向に移動させる。ピスト ン５４が最大に伸長されると最小空間間隙が形成される。第３図の点線で示すよ うに摩砕スペース３０は、各混合／摩砕シュー４０の送り側面からシューの後退 端縁に向かう擬くさび形状及びテーノ９を有する。混合／摩砕シューは第３図に 示すように時計方向に回転し、従って摩砕スペースの入口に供給されたノぐルプ 材料’ｔｄ、ｇ＜さび形状内へ押込まれる。従って最大及び最小空間間隙並びｌ こ総ての中間空間間隙は、油圧ピストンの油圧シリンダからの伸長度で制御され 、一方パルプ材料を摩砕スペースに送るための送り角は、混合／摩砕シューの導 入側面が回動点５０の周シを回転するときに同時ｌこ調節される。リファイナが 運転中でもこの空間間隙は容易に調節可能であることは明らかである。さらに、 各混合／摩砕シューはそれ自身のピストンとシリンダとを設けているので、各混 合／摩砕シューは個々に、他の混合／摩砕シューとは独立的に調節可能である。

第３図に示すように、混合／摩砕シューの外側面は、少なくともこの面の一部ｌ ご摩砕セグメント５９を形成して有することが好ましい。

以上のことから本発明は、半径方向及び軸方向に高サイクル反復圧縮を与える手 段を設けることｌこよシ、ドラム摩砕プロセスにお込て新規な概念を開示してい ることが理解されよう。この摩砕の新規概念は、システムの混合効率を改善する と同時ζこ、混合と減圧の組合せステップと、通常のドラムリ７アイナにおける 濃度２から６チに比べ２５から４０％というオーダの高い濃度での摩砕とを行な うことを可能にする。

第４図及び第５図では、今までと類似の部材には同一番号が付しである。第１図 の具体例と第４図の具体例との基本的な相違は、第４図の具体例では、ドラムリ ファイナが２個の別々の混合／摩砕シューを有することである。さらに特には、 第４図のりファイナは第１のロータ２６の下流側に第２のロータ６゜を設け、こ の第２のロータ６０も第１のロータ２６と同様な半径方向に向いた４個のロータ レグを有している。これらのロータレグの各々に第１のロータの混合／摩砕シュ ーと同一機能をなす調節可能な調節可能シュー４０が装着され、これを包囲する ドラム内面上の摩砕セグメントは、各混合／摩砕シューの摩砕セグメントと対面 円筒摩砕セグメントの間に第２の摩砕スペース３０’を形成し、摩砕されるべき ノ？ルプ材料がドラムリファイナから排出される前にはこのスペース３０’も通 過しなければならない。このように、リファイナの第４図の具体例はドラム内に ２つの別々の混合／摩砕ステーションを有し、２つの、個個のステーションの摩 砕ス啄−ス３０．３０’は異なってもよい。

第２の、または複数の摩砕ステーションを設けることは、節の部分の多いクラフ トノぞルプ、スクリーン不通過／ｅルプ、綿毛状バルブ、プラスチック不純物含 有廃物紙などのような広い範囲の原料を使用した高濃度、非切断性、摩擦摩砕と いうようなある種の摩砕作業には特に有利で、種々の混合作業に使用可能である 。

ここに説明し図示した混合／摩砕シューの調節は油圧で行なわれているが、この 調節は手動または機械的に行なっても、本発明の範囲から逸脱しないことが理解 されよう。

ここに示したドラムリ７アイナの具体例は単に例示であって本発明の範囲を制限 するものではなく、本発明の範囲は以下の請求の範囲で定義され、類似のものは 総てこれに包含される。

図面の簡単な説明 第１図は本発明によるドラム型すファイナの部分的縦断面図、第２図は第１図の 矢印２−２による第１図の断面図、第３図はドラム、ロータ及びロータに関節結 合された摩砕シューの部分詳細図、第４図は第１図に類似であって混合／ｊｉｉ ｌ砕シュー組立体を２セクシヨン有するドラムリファイナを示す概略図、第５図 は第４図の矢印５−５による第４図のドラムリ７アイナの概略図である。

り已ル、Ｊ 〆 国際調−髪−竺−：、；＋、−＋ｍ　ＰｃＴ／５Ｅ８５／。。４４□ｌｓｍＲ＃ ｌ購ｊｌＡ部ａｌｊ１，６ＡＮ＠、ＰＣＴ／Ｓ［８５１００４４１

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. １．パルプ材料がロータとドラムとの間の相対的回転運動の効果により摩砕領域 を貫通して移動されるとき、ロータと包囲ドラムとの間で形成される摩砕領域内 でパルプ材料を混合／摩砕する装置において、 −前記ロータに支持され、かつ前記ロータと前記ドラム間の共軸的に伸長する圧 縮／摩砕領域と中間減圧領域との複数の領域を形成する複数個の混合／摩砕部材 と、一前記ドラム内面の対面摩砕面と向い合つて協働するための、導入側面から 後退側面まで伸長する回転可能摩砕面を有する前記混合／摩砕部材と、 −パルプ材料が前記導入側面と前記対面摩砕面との間に形成される供給開口から 前記後退側面と前記対面摩砕面との間に形成される出口間隙まで通過する間に、 このパルプ材料が圧縮され、かつこの圧縮された材料を混合／摩砕部材の回転の 間に減圧領域中を通過させるように設計された前記回転可能摩砕面と、 −前記回転可能摩砕面と前記対面摩砕面との間隙の変化が可能で、かつ同時に前 記圧縮／摩砕領域の材料送り角も調節可能であるように前記ロータに関節接合で 装着されている前記混合／摩砕部材と、 が特徴であるパルプ材料の混合／摩砕装置。
2. ２．前記間隙と前記材料送り角とを変化させるために、前記混合／摩砕部材を選 択的にかつ独立に移動する手段を有するものである、請求の範囲第１項に記載の 装置。
3. ３．混合／摩砕部材がこの混合／摩砕部材の導入側面に隣接する回動点の周りに 可動である、請求の範囲第１項または第２項に記載の装置。
4. ４．前記混合／摩砕部材の後退側面を前記対面摩砕面の方向へ及びそれから離れ る方向へ、前記回動点の周りで動かす手段を有するものである、請求の範囲第３ 項に記載の装置。
5. ５．前記後退側面を移動させる手段が前記後退側面へ接続された油圧ピストンを 含むものである、請求の範囲第４項に記載の装置。
6. ６．前記回転可能摩砕面が摩砕セグメントを有するものである、請求の範囲第１ 項、第２項または第３項のいずれかに記載の装置。
7. ７．パルプ材料がロータとドラムとの間の相対的回転運動の効果により、摩砕領 域を貫通して移動されるとき、ロータと包囲ドラムとの間で形成される摩砕領域 内でパルプ材料を混合／摩砕する方法において、 −ロータの回転中に、スペースを有する圧縮／摩砕領域と中間減圧領域との複数 の領域をパルプ材料が通過する間に、パルプ材料に繰返しの圧縮過程並びに交替 に行なわれる減圧過程とを与えること、 −ロータとドラムとの内面間で間隙を形成しかつその導入側面と後退側面との間 に伸長する前記圧縮／摩砕領域が、パルプ材料を中間減圧領域に通過させ、また 間隙を調節すると同時にエネルギ需要の変化に応じて圧縮／摩砕領域を通過する 材料の通過角を調節すること、を特徴とする、パルプ材料の混合／摩砕方法。
8. ８．間隙とパルプ材料の通過角とが、摩砕領域の導入側面をロータ上の固定回動 点の周りに回転させ、一方後退側面をドラム内面方向に移動することにより制御 される、請求の範囲第７項に記載の方法。