NO165501B

NO165501B - Raffino.

Info

Publication number: NO165501B
Application number: NO882903A
Authority: NO
Inventors: Jorma Surakka
Original assignee: Sunds Defibrator Jylha Oy
Priority date: 1986-10-31
Filing date: 1988-06-29
Publication date: 1990-11-12
Also published as: NO882903D0; NO165501C; NO882903L

Description

Oppfinnelsen angår en raffinør, særlig en skive-eller konusraffinør med to motstående, nært tilstøtende legemer av hvilke minst ett, den såkalte rotor, roterer, og som er forsynt med blad, idet det materiale som skal raffineres males i malespalten mellom bladene og frigjør damp, idet materialet som skal raffineres innmates i raffineren i hovedsaken i retning av bladenes sentrale akse. The invention relates to a refiner, in particular a disc or cone refiner with two opposite, closely adjacent bodies of which at least one, the so-called rotor, rotates, and which is provided with blades, the material to be refined being ground in the grinding gap between the blades and releasing steam , as the material to be refined is fed into the refiner mainly in the direction of the central axis of the blades.

Dispergering av fibrøst materiale, for eksempel trespon eller treflis, for at det skal bli fibrer som passer for anvendelse ved papirfremstilling, kan utføres mekanisk med en raffinør, idet eksempler på en sådan er en skiveraffi-nør og en konusraffinør (conical refiner). Denne såkalte defibrering utføres ved at flisen innføres i raffinøren i hvilken materialet passerer mellom to motstående maleblad. Bladenes overflater er fulle av spor og klangs trakte fremspring, tenner, og minst ett av bladene -roterer, slik at materialet bearbeides kraftig mens det passerer mellom bladene, og det dispergeres opp til enkeltfiberkonsistens. Dispersion of fibrous material, for example wood shavings or wood chips, so that they become fibers suitable for use in papermaking, can be carried out mechanically with a refiner, examples of such being a disk refiner and a conical refiner. This so-called defibration is carried out by introducing the chip into the refiner in which the material passes between two opposite grinding blades. The surfaces of the blades are full of grooves and sonorous protrusions, teeth, and at least one of the blades -rotates, so that the material is worked vigorously as it passes between the blades, and it is dispersed to a single fiber consistency.

Ved raffineringsprosessen produseres en stor mengde damp, og flere måter er blitt forsøkt for I løse problemet med fjerning av dampen. En problemløsning er å danne åpninger gjennom skiven i en skiveraffihør,:. til innmatings-kammeret eller til utgangskammeret. Det; eksisterer også konstruksjoner i hvilke det er blitt tilveiebrakt passasjer som trenger gjennom bladet, og fortsettelsespassasjer for disse gjennom skiven. Det er også kjent en .konstruksjon i teknikken hvor dampfjerningspassasjer er dannet gjennom skiven og det bak skiven videre er anordnet fortsettelsespassasjer. Formålet med sådanne løsninger er båre dampfjerning, dvs. de fjerner ikke materiale som allerede er.|blitt skik-kelig malt, og det mest vanskelige problem som påtreffes ved alle disse, er blokkering- av de nevnte passasjer eller utstrømning av damp, i hvilket .tilfelle dampen unnslipper fullstendig fra bladspalten eller bladmellomrommet, og driften forstyrres. Sådan blokkering skyldes ^hovedsakelig det faktum at dimensjoneringen ikke kan gjøres slik at strøm-men kan holde passasjene åpne. During the refining process, a large amount of steam is produced, and several ways have been tried to solve the problem of removing the steam. A solution to the problem is to form openings through the disk in a disk radio receiver. to the input chamber or to the output chamber. The; constructions also exist in which passages have been provided that penetrate the blade, and continuation passages for these through the disk. A construction is also known in the technique where steam removal passages are formed through the disc and continuation passages are further arranged behind the disc. The purpose of such solutions is simple steam removal, i.e. they do not remove material that has already been properly painted, and the most difficult problem encountered with all of these is the blocking of the aforementioned passages or outflow of steam, in which .case the steam escapes completely from the blade gap or the blade gap, and operation is disrupted. Such blocking is mainly due to the fact that the dimensioning cannot be done so that current can keep the passages open.

Formålet med oppfinnelsen er å tilveiebringe en raffinør ved hvilken ikke bare dampfjerning virker på skik-kelig måte, men hvor det mer fullstendig malte materiale beveger seg sammen med dampen ut fra bladspalten og dermed reduserer overdreven raffinering. The purpose of the invention is to provide a refiner in which not only steam removal works in a proper manner, but where the more completely ground material moves together with the steam out of the blade gap and thus reduces excessive refining.

Ovennevnte formål realiseres ved raffinøren ifølge oppfinnelsen som er kjennetegnet ved at malespalten omfatter en sorteringssone i hvilken den mer fullstendig malte fraksjon av materialet som skal raffineres, og en del av dampen, fraskilles fra den mindre fullstendig malte fraksjon. The above purpose is realized by the refiner according to the invention, which is characterized in that the grinding gap comprises a sorting zone in which the more completely ground fraction of the material to be refined, and part of the steam, are separated from the less completely ground fraction.

En fordelaktig utførelse av oppfinnelsen er kjennetegnet ved at sorteringssonen, i bladenes radialretning, er beliggende i hovedsaken ved disses sentrum, og at sorteringssonen er i hovedsaken ringformet. An advantageous embodiment of the invention is characterized by the fact that the sorting zone, in the radial direction of the blades, is situated mainly at their centre, and that the sorting zone is mainly ring-shaped.

En annen fordelaktig utførelse av oppfinnelsen er kjennetegnet ved at det i det stasjonære legeme, i den såkalte stator, nær sorteringssonen er anordnet en i hovedsaken ringformet åpning gjennom hvilken den nevnte fjerning av den mer fullstendig malte fraksjon og av dampen finner sted. Another advantageous embodiment of the invention is characterized by the fact that in the stationary body, in the so-called stator, close to the sorting zone, an essentially ring-shaped opening is arranged through which the aforementioned removal of the more completely ground fraction and of the steam takes place.

Enda en fordelaktig utførelse av oppfinnelsen er kjennetegnet ved at sorteringssonen omfatter en fremspringende, i hovedsaken ringformet del som er dannet på rotoren og som rager inn i en ringformet åpning i statoren, slik at en utgangspassas je for det mer fullstendig malte materiale og for dampen er avgrenset mellom den ringformede del og den ringformede åpning. Yet another advantageous embodiment of the invention is characterized by the fact that the sorting zone comprises a projecting, essentially annular part which is formed on the rotor and which projects into an annular opening in the stator, so that an exit passage for the more completely ground material and for the steam is defined between the annular part and the annular opening.

En ytterligere fordelaktig utførelse av oppfinnelsen er kjennetegnet ved at de innbyrdes motstående overflater av den ringformede del på rotoren og den sammenpassende åpning i statoren er utstyrt med blad. A further advantageous embodiment of the invention is characterized by the mutually opposing surfaces of the annular part of the rotor and the matching opening in the stator being equipped with blades.

Blant de mest vesentlige fordeler ved oppfinnelsen kan nevnes at utgangsåpningene ikke er utsatt for blokkering og at mengden av utstrømmende damp og mer fullstendig malt materiale lettvint kan kontrolleres. Trykkene i fjernings-kamrene for bestanddelene som passerer via forskjellige ruter, kan likeledes kontrolleres, uavhengig av hverandre. Among the most significant advantages of the invention can be mentioned that the exit openings are not subject to blockage and that the amount of escaping steam and more completely ground material can be easily controlled. The pressures in the removal chambers for the components passing via different routes can also be controlled independently of each other.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende ved hjelp av fordelaktige utførelseseksempler under hen-visning til tegningene, der fig. 1 viser et vertikalsnitt av en skiveraffinør ifølge en utførelse av oppfinnelsen, fig. 2 viser et vertikalsnitt av en skiveraffinør ifølge en annen utførelse av oppfinnelsen, og fig. 3 viser et vertikalsnitt av en skiveraffinør ifølge en tredje utførelse av oppfinnelsen. The invention shall be described in more detail in the following by means of advantageous examples of embodiment with reference to the drawings, where fig. 1 shows a vertical section of a disc refiner according to an embodiment of the invention, fig. 2 shows a vertical section of a disc refiner according to another embodiment of the invention, and fig. 3 shows a vertical section of a disc refiner according to a third embodiment of the invention.

På fig. 1 er det vist en skiveraffinør som omfatter, et stasjonært legeme eller en stator 1, og et roterende legeme eller en rotor 2. Statoren 1 og rotoren 2 er på sine innbyrdes motstående overflater forsynt med et stator-blad 4, 8 og et rotorblad 5, 9. Materiale som skal raffineres, såsom treflis, tilføres ved hjelp av sentrifugalkraft gjennom en matepassasje 3 inn i den såkalte malespalte (grinding gap) mellom bladene. Det materiale som skal raffineres, fortsetter til å begynne med mellom statorbladet 4 og rotorbladet 5 hvor en del av materialet males til den ønskede finhetsgrad, og det på samme tid produseres damp. In fig. 1 shows a disc refiner which comprises a stationary body or a stator 1, and a rotating body or a rotor 2. The stator 1 and the rotor 2 are provided on their mutually opposite surfaces with a stator blade 4, 8 and a rotor blade 5 , 9. Material to be refined, such as wood chips, is fed by means of centrifugal force through a feed passage 3 into the so-called grinding gap between the blades. The material to be refined continues initially between the stator blade 4 and the rotor blade 5 where part of the material is ground to the desired degree of fineness, and steam is produced at the same time.

Raffinøren ifølge oppfinnelsen er forsynt med en sorteringssone som i utførelsen på fig. 1 består av en ringformet, fremspringende del 6 som er festet til rotoren 2, og av en likeledes ringformet åpning som er dannet for den" fremspringende del i statoren 1 og strekker seg inn i statorkammeret 13. Samtidig som den ringformede del 6 er fremspringende, strekker den seg også på skrå innover i retning mot raffinørens sentrale akse. De mot hverandre vendende overflater av den ringformede del 6 som er festet til rotoren 2, og av den sammenpassende åpning som er dannet i statoren 1, er forsynt med blad 10, 11. På dette punkt er imidlertid bladspalten eller bladmellomrommet større enn selve malespalten mellom bladene 4, 5 og 8, 9. Den ringformede del er forsynt med tallrike radiale åpninger 7 som strekker seg gjennom denne. The refiner according to the invention is provided with a sorting zone which in the embodiment in fig. 1 consists of an annular, projecting part 6 which is attached to the rotor 2, and of a similarly annular opening which is formed for the projecting part in the stator 1 and extends into the stator chamber 13. At the same time that the annular part 6 is projecting, it also extends obliquely inwards towards the central axis of the refiner.The facing surfaces of the annular part 6 attached to the rotor 2 and of the mating opening formed in the stator 1 are provided with blades 10, 11 At this point, however, the blade gap or blade gap is larger than the grinding gap itself between the blades 4, 5 and 8, 9. The annular part is provided with numerous radial openings 7 extending through it.

Det mer fullstendig malte materiale og en del av dampen som kommer ut fra spalten mellom bladene 4 og 5, avgår gjennom mellomrommet eller spalten mellom bladene 10 og 11, eller utgangspassasjen inn i statorkammeret 13, og går derfra videre til en utgang 14 som er forsynt med en ventil 15. Den mindre fullstendig malte bestanddel og resten av dampen passerer gjennom åpningene 7 som er dannet i den ringformede del, inn i mellomrommet mellom bladene 8 og 9 hvor materialet males og under sentrifugalkraft-virkning fortsetter i retning mot raffinørkammeret 12 og derfra til ytterligere behandling. The more completely ground material and a portion of the vapor issuing from the gap between the blades 4 and 5 exits through the space or gap between the blades 10 and 11, or exit passage into the stator chamber 13, and thence passes to an outlet 14 provided with a valve 15. The less completely ground component and the rest of the steam pass through the openings 7 formed in the annular part, into the space between the blades 8 and 9 where the material is ground and under the action of centrifugal force continues in the direction towards the refiner chamber 12 and from there for further processing.

På fig. 2 er det vist en annen utførelse av oppfinnelsen hvor statoren 1 er beliggende på begge sider av rotoren 2. Statoren er forsynt med blad 16, 17. Rotoren er på sin side forsynt med blad 18, 19, 20. Rotorakselen er betegnet med henvisnings tallet 21. Materøret for materiale som skal raffineres, er betegnet med henvisningstallet 3. Fjerningskammeret for raffinert materiale bærer på sin side henvisningstallet 12, slik som på den foregående figur. Mellom raffinørbladene er det avgrenset malespalter 22, 23, 24. Mellom malespaltene 22 og 23 er det beliggende et sorteringsrom 25 fra hvilket flere passasjer 26 avgår gjennom rotoren 2 og som ender i et ringformet rom 27. In fig. 2 shows another embodiment of the invention where 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 designated by the reference number 21. The feed pipe for material to be refined is denoted by the reference number 3. The removal chamber for refined material in turn bears the reference number 12, as in the preceding figure. Between the refiner blades there are defined grinding slots 22, 23, 24. Between the grinding slots 22 and 23 there is a sorting room 25 from which several passages 26 depart through the rotor 2 and which end in an annular space 27.

Virkemåten av raffinøren på fig. 2 er som følger. Det materiale som skal raffineres, mates fra røret 3 inn i malespalten 22. Ved innstrømning i rommet 25 inneholder materialet finmalt materiale og grovt, mindre finmalt materiale. Fra spalten 22 strømmer det også ut en kraftig damp-strøm på grunn av at den kraftige maling fordamper en stor del av det vann som er inneholdt i materialet som skal males. Sentrifugalkraft mater materialet fra rommet 25 inn i spalten 23 hvor materialet males mer fullstendig. Malespalten 23 er formet slik at dens innledende del er rommelig, dvs. materiale slippes inn i spalten, mens den avsluttende del er meget smal. Den damp som produseres i spalten 23, strøm-mer derfor inn i rommet 25, og derfra videre gjennom passasjene 26 inn i rommet 27, og gjennom malespalten 24 inn i fjerningskammeret 12, på. grunn av at spalten 24 er kort sammenliknet med spalten 23 og ikke har noe smalt parti liksom det smale parti i spalten 23. Denne dampstrøm tran-sporterer fingodset sammen med seg selv fra den innledende del av spalten 23, og fra rommet 25 gjennom spalten 24 inn i fjerningskammeret 12. Det grove materiale forblir i den innledende del av spalten 23 på grunn av sentrifugalvirkning The operation of the refiner in fig. 2 is as follows. The material to be refined is fed from the pipe 3 into the grinding gap 22. When flowing into the chamber 25, the material contains finely ground material and coarse, less finely ground material. A strong stream of steam also flows out from the gap 22 because the strong paint evaporates a large part of the water contained in the material to be painted. Centrifugal force feeds the material from the space 25 into the slot 23 where the material is ground more completely. The grinding slot 23 is shaped so that its initial part is spacious, i.e. material is let into the slot, while the final part is very narrow. The steam produced in the gap 23 therefore flows into the space 25, and from there on through the passages 26 into the space 27, and through the grinding gap 24 into the removal chamber 12, on. due to the fact that the gap 24 is short compared to the gap 23 and has no narrow part like the narrow part in the gap 23. This steam stream transports the fines together with itself from the initial part of the gap 23, and from the space 25 through the gap 24 into the removal chamber 12. The coarse material remains in the initial part of the slot 23 due to centrifugal action

(passasjene 26 løper også mot sentrifugalkraften) inntil det er finmalt og deretter fjernes, idet det medføres sammen med dampen. (the passages 26 also run against the centrifugal force) until it is finely ground and then removed, being carried along with the steam.

På fig. 3 er det vist en ytterligere utførelse av en skiveraffinør som benytter en sorteringssone. I denne utførelse er raffinørens stator betegnet med henvisningstallet 28, og statorbladene med 29, 30, 31 og 32. Rotoren er betegnet med henvisningstallet 33 og dens aksel med henvisningstallet 34. Akselens frontlager er betegnet med henvisningstallet 35 og pakningen med 36. Materiale som skal males, tilføres via materøret 37. Fjerningskammeret for raffinert materiale bærer henvisningstallet 38. Rotoren 33 er forsynt med åpninger 39 som strekker seg gjennom denne. Malespaltene er betegnet med henvisnings tall 40, 41, 42 og 43. I den innledende del av malespaltene 42, som ligger på linje med åpningene 39, er det avgrenset et sorteringsrom 44 som står i forbindelse med rommet 45 via åpningene 39. Fra sorteringsrommet 44 avgår en sorterings- og transport-spalte 46 som ender i et ringformet rom 47. Spaltens 46 vegger oppviser fremspring 48 og 49. In fig. 3 shows a further embodiment of a disc refiner which uses a sorting zone. In this embodiment, the refiner's stator is designated by the reference number 28, and the stator blades by 29, 30, 31 and 32. The rotor is designated by the reference number 33 and its shaft by the reference number 34. The shaft front bearing is designated by the reference number 35 and the gasket by 36. Material to be is ground, is supplied via the feed pipe 37. The removal chamber for refined material bears the reference number 38. The rotor 33 is provided with openings 39 which extend through it. The grinding slots are designated by reference numbers 40, 41, 42 and 43. In the initial part of the grinding slots 42, which lies in line with the openings 39, a sorting space 44 is defined which is connected to the space 45 via the openings 39. From the sorting space 44 leaves a sorting and transport slot 46 which ends in an annular space 47. The walls of the slot 46 have projections 48 and 49.

Virkemåten av den på fig. 3 viste raffinør er som følger. Det materiale som skal raffineres, mates gjennom røret 37 inn i malespalten 40 fra hvilken det strømmer inn i rommet 45 i delvis malt tilstand. Åpningene 39 er korte og brede, slik at materiale umiddelbart også tilføres til rommene 44. Fra rommene 44 og 45 mater sentrifugalkraft materiale inn i malespaltene 41 og 42 som arbeider på liknende måte som spalten 23 på fig. 2. Det innses således at den damp som produseres i spaltene 40, 41 og 42, strømmer gjennom den brede sorteringsspalte 46 inn i rommet 47, og gjennom lavmotstands-malespalten 43 inn i fjerningskammeret 38. Sammen med dampen fjernes det finmalte materiale, på liknende måte som på fig. 1. The operation of the one in fig. 3 shown refiner is as follows. The material to be refined is fed through the tube 37 into the grinding slot 40 from which it flows into the chamber 45 in a partially ground state. The openings 39 are short and wide, so that material is also immediately supplied to the rooms 44. From the rooms 44 and 45, centrifugal force feeds material into the grinding slots 41 and 42 which work in a similar way to the slot 23 in fig. 2. It is thus realized that the steam produced in the slots 40, 41 and 42 flows through the wide sorting slot 46 into the space 47, and through the low-resistance grinding slot 43 into the removal chamber 38. Together with the steam, the finely ground material is removed, similarly manner as in fig. 1.

Spalten 46 arbeider mer effektivt enn passasjene 26 som er vist på fig. 2, på grunn av at dens vegger er i bevegelse i forhold til hverandre. Spalten 46 kan derfor gjøres betydelig smalere uten å løpe noen risiko for blokkering, slik at det oppnås høy hastighet og transportvirkning av dampen. Avgang av den grovere fraksjon kan dessuten hindres ved hjelp av fremspringene 48 og 49. The gap 46 works more efficiently than the passages 26 shown in FIG. 2, due to its walls being in motion relative to each other. The gap 46 can therefore be made significantly narrower without running any risk of blockage, so that a high speed and transport effect of the steam is achieved. Departure of the coarser fraction can also be prevented with the help of projections 48 and 49.

Den siste eller den ytterste del av malespaltene 41 og 42 kan være nesten helt avsperret ved hjelp av den alternative utførelse som er vist i den nedre del av figuren, hvor fjerningskammeret er gjort meget smalt ved de nevnte spalter. På ytterkanten av skiven, i punktet 50, kan det dessuten være anordnet tenner som findeler sådant materiale som allerede har kommet inn i kammeret, og blander dette slik at det havner bakerst i spalten og i sortering. The last or outermost part of the paint slits 41 and 42 can be almost completely closed off by means of the alternative design shown in the lower part of the figure, where the removal chamber is made very narrow at the said slits. On the outer edge of the disk, at point 50, teeth can also be arranged which finely divide such material that has already entered the chamber, and mix this so that it ends up at the back of the slot and in sorting.

Det er åpenbart for en fagmann på området at oppfinnelsen ikke er begrenset til de foran beskrevne ut-førelseseksempler, og at den kan varieres innenfor rammen av de etterfølgende krav. For eksempel angår ikke oppfinnelsen utelukkende skiveraffinører. Den kan like gjerne anvendes på konusraffinører. It is obvious to a person skilled in the art that the invention is not limited to the embodiments described above, and that it can be varied within the framework of the following claims. For example, the invention does not exclusively concern disc refiners. It can equally well be applied to cone refiners.

Claims

1. Refiner, in particular a disc or cone refiner with two opposite bodies placed at a small distance, of which at least one, the so-called rotor (2), rotates, and which is provided with blades (4, 8; 5, 9), in that the material to be refined is ground in the grinding gap between the blades as it releases steam, in that the material to be refined is fed into the refiner mainly in the direction of the central axis of the blades, CHARACTERIZED BY the fact that a sorting zone is delimited in the grinding gap in which it more completely ground fraction of the material to be refined, and part of the steam is separated from the less completely ground fraction.

2. Refiner according to claim 1, CHARACTERIZED IN THAT the sorting zone, in the radial direction of the blades (4, 8; 5, 9), is situated mainly at their centre, and that the sorting zone is mainly annular.

3. Refiner according to claim 1 or 2, CHARACTERIZED IN THAT in the stationary body, in the so-called stator (1), an essentially annular opening is formed near the sorting zone, through which the removal of the more completely ground fraction and of the steam takes place .

4. Refiner according to one of claims 1-3, CHARACTERIZED IN THAT the sorting zone comprises a projecting, essentially annular part (6) which is formed on the rotor (2) and extends into an annular opening in the stator 1, and in which the several radial openings (7) are formed, so that a removal passage for the more completely ground material and for the steam is formed between the annular part (6) and the annular opening.

5. Refiner according to claim 4, CHARACTERIZED BY the mutually opposing surfaces of the annular part (6) of the rotor (2) and the matching opening in the stator

(1) is equipped with blades (10, 11).

6. Refiner according to claim 4 or 5, CHARACTERIZED IN THAT the gap between the annular part (6) of the rotor (2) and the matching opening in the stator (1), the removal passage, is larger than the grinding gap between the rotor blade (5, 9) and the stator blade (4, 8).

7. Refiner according to one of claims 4-6, CHARACTERIZED IN THAT the diameter of the annular part (6) at the point farthest from the rotor (2) is smaller than at the rotor.

8. Refiner according to claim 1, in which the stator (1) is located on both sides of the rotor (2), so that the grinding gap (22, 23, 24) is arranged on both sides of the rotor, CHARACTERIZED IN THAT the sorting zone includes passages (26 ) which passes through the rotor (2) from the first grinding slot (22, 23) to the second (24).

9. Refiner according to claim 8, CHARACTERIZED IN THAT the passages (26) extend at an angle in the direction towards the axis of the refiner.

10. Refiner according to claim 1, CHARACTERIZED IN THAT the sorting zone consists of mutually parallel grinding slits (41, 42) which are formed by the stator (28) and the rotor (33) y as the material to be refined is supplied to the first of these, and of a sorting slot (46) which is formed by the stator and the rotor and which is wider than the grinding slots, and that the component that has been more completely ground along the sorting slot goes to a different grinding slot in relation to the one that receives the less completely ground component .

11. Refiner according to claim 10, CHARACTERIZED IN that projections (48, 49) are arranged on the surfaces of the sorting gap (46) which mix the material flow.

12. Refiner according to claim 10 or 11, CHARACTERIZED IN THAT the sorting slot (46) extends obliquely in the direction towards the refiner's shaft (34).

13. Refiner according to one of claims 10-12, CHARACTERIZED IN THAT the outermost part of the grinding slot (41) through which the less completely ground component passes, is designed in such a way that the passage capacity of this slot is significantly smaller than the capacity of a grinding slot (43) through which it more completely milled constituents pass after the sorting zone.