NO169024B - Anordning ved papirmaskin - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelsen vedrører ei stoffmølle som angitt i innledningen til patentkrav 1. Slike stoffmøller nytter et stort antall mølleskiver der noen kan roteres i forhold til de andre, for å sørge for en behandling av svært lav intensitet av suspensjoner, så som råvaresuspensjoner for framstilling av papir.

Papirråmateriale, slik det kommer fra hollendere, kokere eller andre tremassemaskiner, blir vanligvis foredlet ved å føre råmaterialet mellom male- eller foredlingsflater som bryter opp fibermaterialet og tjener til å skape videre separasjon og fysisk endring av fibrene.

En typisk stoffmølle for tremasse er omtalt i US-patentskrift nr. 3 371 873 (Thomas). Denne typen stoffmølle omfatter ei roterende skive som har ringformete foredlingsflater på en eller begge sider. Foredlingsflåtene på skivene er vendt mot ikke-roterende ringformete maleflater og danner derimellom en foredlingssone der tremassen blir bearbeidet. Den roterende skiva og foredlingsflåtene er laget av et hovedsaklig ikke-fleksibelt materiale, så som støpejern eller et hardt rustfritt stål. De ikke-roterende maleflatene er laget av liknende materiale og er fast montert for å motstå dreimomentet som dannes av den raskt roterende skiva og trykket på tremassen som passerer gjennom foredlingssone -rommet. Aksial justering av foredlingssone-rom iverksettes ved aksial veksling av akselen skiva er montert på.

Rigide skivestoffmøller av denne typen må lages og monteres med nøyaktig toleranse for at bredden av foredlingssone-rommet skal bli riktig. Fordi lasta som tilføres den faste skiva er stor under foredlingsprosessen, er det nødvendig med en stor og svært kraftig utforming slik at forholdet mellom foredlingsflåtene ikke endres under lastingen. Dette resulterer i de rigide skive- stoffmøllene som er svært kostbare på grunn av den nødvendige nøyaktige toleransen som må lages, behovet for store mengder skivemateriale med høy styrke, den voluminøse totale konstruksjonen, den begrensete maskinkapasiteten, og det store tidsbehovet ved montering.

Vesentlige forbedringer i slikemøller er oppnådd ved forbedringer av stoffmøller med et flertall skiver som virker ved en lav intensitet. Eksempelvis er det i US-patentsøknad 486 006 angitt et foredlingsapparat som omfatter et flertall radialt utragende foredlingsflater som er roterbare i forhold til hverandre og vendt mot hverandre og mellom hvilke suspensjonen må passere når den foredles ved relativ rotasjon av flatene. Det er organ for å iverksette strømmen av materiale radialt mellom og over flatene. Drivorganene som er omfattet i den søknaden omfatter bruk av elastiske, fleksible bæreorgan, som tillater justering av foredlingsflåtene som roterer aksialt i forhold til hverandre avhengig av driftstrykket, og derved oppnås optimale materialbearbeidings-resultater.

I en spesiell form av oppfinnelsen som omfattes av den forannevnte søknaden, er det en tremassestoffmølle med ringformete foredlingsflate-plater med begrenset radial bredde som er montert på vekselvis overlappende eller "interfolierte" kanter av aksialt fjærende fleksible eller nedbøyningsbare skiveelementer.

Skivekanter i avstand fra interfolierte kanter på et sett med skiveelementer er festet til en rotor mens kantene på et annet sett med skiver er festet ikke roterbart eller motsatt roterbart. Platene er laget av et egnet hardt, hovedsaklig rigid materiale. Skiveelementene, på den annen side, er laget av aksialt fjærende fleksibelt materiale som kraftig motstår deformasjon i radial retning og omkretsretningene. På grunn av den måten de aksiale fleksible skiveelementene bæres på, er det en automatisk aksial selvjustering av foredlingsflåtene i løpet av tremasseforedlingsprosessen for å oppnå trykkutjevning og for å oppnå hovedsaklig jevne rombredder mellom de roterende og ikke-roterende skiveelementene.

Stoffmølla med et flertall skiver representerer en vesentlig forbedring innenfor foredlingsområdet. Det er vist, at ved bruk av en lavintensitetsstoffmølle med et flertall skiver, kan tremasseegenskapene forbedres betraktelig i forhold til konvensjonelle foredlingsteknikker. Opprinnelig ble slike stoffmøller laget ved å bruke fleksible membraner for å holde tilbake foredlingsskivene og gi den torsjonsfastheten som er nødvendig for å overføre rotasjonskrefter til foredlingsflåtene. Elastisiteten av membranene tillot tilstrekkelig aksial bevegelse av foredlingsskivene som er nødvendig idet hver flate beveger seg til tett nærhet med dens nærliggende "nabo" idet stoffmøllen fylles til dens driftsstilling.

Det ble imidlertid funnet at idet en signifikant mengde slitasje opptrådde i foredlingsflata, ble det nødvendig med en ekstra mengde innfylling for å holde flatene i tett nærhet, noe som reduserte stoffmøllens evne til å gi foredling med lav intensitet. Siden nedbøyningen som opptrer i en membran er proporsjonal med tredje potens av lasten, ble det funnet at en slik bærer ikke var optimal for et system som utsettes for den mengden av slitasje som opptrer i en kommersiell installasjon.

Den typen tidligere kjent konstruksjon som nettopp ble

beskrevet har støtt på vanskeligheter på grunn av de forskjellige kravene som eksisterer i industriell drift. Selv om membranbærearrangementet har vist seg å være effektivt i laboratorieprototyper, har videre undersøkelser vist at denne mekanismen ikke alltid er fullstendig effektiv når den utsettes for den ventete aksiale nedbøyningen og torsjonslast. Videre krevde den kompliserte monteringen betraktelige kostnader for den totale montasjen.

En av de største vanskelighetene utgjør den manglende evnen hos mekanismen til å motstå store torsjonsomvendinger som noen ganger inntreffer ved uhell under drift. Dette motsa øyeblikkelig bruken av mange typer "uniretnings"-arrangementer idet de vil ha en tendens til å knekke eller bøye seg under slik last.

Hovedformålet med oppfinnelsen er å skape ei stoffmølle av det angitte slaget, hvor de ulempene som er nevnt foran er fjernet i størst mulig grad.

I samsvar med oppfinnelsen kan dette oppnås ved å utforme den kjente stoffmølla som angitt i den karakteriserende delen av patentkrav 1.

Ytterligere fordelaktige trekk ved oppfinnelsen er angitt i patentkrav 2-8.

Den foreliggende oppfinnelsen gir rigide,ledd-innretninger i rotorskive- og statorskivesystemene, noe som gir flere viktige fordeler i forhold til tidligere arrangementer. Disse fordelene omfatter forbedret aksial fleksibilitet, minsket påkjenning for de lastbærende delene og en forbedret enkelhet som fører til redusert produksjonstap og større pålitelighet.

Den foreliggende oppfinnelsen som har en fast dreibar leddmekanisme, reduserer de store bøyningsspenningene som opptrer ved andre arrangementer ved aksial vandring og tillater at bevegelsen opptrer ved en rotasjon av leddforbindelser av et fast ledd. Tilstanden av spenningen i leddet er svært nær konstant og uavhengig av den aksiale stillingen av skivemontasjen. Spenningen er nesten en ren membranspenning på grunn av torsjonslasta med en liten vridningsspenning som påføres den idet skiva translerer aksialt. Denne vridningsspenningen er svært nær neglisjerbar også på grensen av aksial vandring. Siden det ikke er noe behov for at leddet skal bøyes, kan leddet lages tykt og fast og tilføre bøynings- eller knekningsmotstand for å bidra til å overkomme resultatene av den store torsjonsomvendingen beskrevet tidligere.

I samsvar med den foreliggende oppfinnelsen er det en stoffmølle med flere skiver som omfatter en beholder og et nav montert for rotasjon inne i beholderen. En rotor er festet til navet for rotasjon med denne, idet rotoren i den foretrukne utførelsesformen av oppfinnelsen er utformet med "eiker". Et flertall atskilte foredlingsrotorskiver strekker seg parallelt i avstand fra hverandre koaksialt med navet, og et flertall atskilte foredlingsstatorskiver er plassert vekselvis i forhold til foredlingsrotorskivene og er atskilt fra denne for å gi passasje mellom de to settene med skiver gjennom hvilken en suspensjon som skal foredles kan føres. Både stator og rotorskivene er utstyrt med hensiktsmessige ribber for å slipe og danne fibriller av fibrene i suspensjonen.

En drivanordning finnes også, og denne forbinder rotoren og rotorskivene, idet drivanordningen omfatter et flertall rigide ledd som hvert har en ende dreibart festet til rotoren og den andre enden dreibart festet til en av rotorskivene. Foredlingsrotorskivene er ringformete og leddene er dreibart forbundet til rotorskivene på deres indre diametere. Mest hensiktsmessig omfatter drivanordningen et flertall skulderbolter på rotoren og på hver av rotorskivene, med rigide ledd som strekker seg mellom skulderboltene på rotoren og rotorskivene for å drive denne.

På samme måten kan statorskivene monteres ved bruk av forankringsorgan på beholderen, som samvirker med rigide ledd som forbinder forankringsorganene med statorskivene, idet hvert av leddene er dreibart forbundet ved sine ender til hhv. forankringsorganene og ei statorskive. Systemet i den foreliggende oppfinnelsen som omfatter den rigide leddforbindelsen gir forbedret aksial fleksibilitet, minsket påkjenning i last-og-bære-deler, og et forenklet arrangement som resulterer i reduserte framstiliingskostnader og høy grad av pålitelighet.

Oppfinnelsen blir i det følgende nærmere beskrevet med henvisning til de vedlagte tegningene, der

fig. 1 viser et sideriss, delvis i tverrsnitt av ei stoffmølle med et flertall skiver og som omfatter forbedringene i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen,

fig. 2 er et riss hovedsaklig langs linja II-II i fig. 1,

fig. 3 er et utsnitt av et tverrsnittsriss hovedsaklig langs linja III-III,

fig. 4 er et riss delvis fra sida og delvis i tverrsnitt som viser hvordan de rigide leddene som bærer statorskivene tillater den nødvendige bevegelsen, og

fig. 5 viser et riss i forstørret skala som viser hvordan et rigid ledd sammenkopler rotoren og ei rotorskive.

I fig. 1 indikerer henvisningstall 10 generelt en stoffmølleenhet med et flertall skiver av den typen som brukes for å foredle tremassesuspensjoner ved framstilling av papir. Stoffmølla 10 omfatter en ytre beholder eller hylse 11.

En aksel 12 drevet av en motor (ikke vist) har en navdel 13 med redusert diameter (fig. 3) på hvis skjøt det er ei styreskulder 14. En rotor 15 får sin aksiale bevegelse begrenset av styreskulderen 14 og blir drevet fra navdelen 13 av en kile 16. Ei trykkplate 17 festet til navdelen 13 ved hjelp av en bolt 18 stenger framenden av montasjen.

Råvaresuspensjonen føres inn i stoffmølla gjennom et innløp 19, som kan være på den framre eller den bakre delen av stoffmølla eller begge og blir til sist ført ut gjennom en utløpsåpning 20. Rotoren 15 som best ses i fig. 1 har "eiker" 15a-15e som strekker seg radialt ut fra rotoren. Eikene er atskilt ved hjelp av bueformete utsparinger 22 som hjelper til å kanalisere suspensjonsstrømmen inn i en stoffmølleskive-montasje generelt betegnet med henvisningstall 23 i tegningene. Skivemontasjen 23 omfatter et par endeplater 24 og 25 som er stasjonært festet til beholderen 10. Den spesielle anordningen vist i tegningene omfatter stoffmølle-rotorskiver 26,27 og 28 atskilt av stoffmølle-statorskiver 29 og 30. Stator- og rotorskivene er ringformete og inneholder sliperibber 31 vendt mot hverandre. Noen av ribbene er vist i fig. 1. Råmaterialsuspensjonen strømmer inn i passasjene som befinner seg mellom de interfolierte rotor- og statorskivene for å bli slipt og fibrillert av den relative rotasjons-bevegelsen mellom rotor- og statorskivene før utløp ved ut-løpsåpningen 20.

De ringformete rotorskivene er på sine indre om- kretser utstyrt med festeanordninger, så som tapper e.l. som vist i fig. 1 ved henvisningstallene 33, 34, 35, 36 og 37. Som vist i fig. 1 er tappene 33-37 plassert i vinkel slik at deres akser er parallelle med aksene for hhv. eikene 15a-15e. Begge disse aksene er i sin tur vinkelrette på aksen av navet 13.

Rotoren 15 er drivmessig forbundet til rotorskivene ved hjelp av rigide ledd som er best vist i fig. 1 og 2. Siden det er tre rotorskiver 26, 27 og 28, har hver eike 15a-15e tre rigide ledd festet til denne, idet leddene som er festet til eiken 15d og til festeanordningen eller tappen 36 er"vist ved henvisningstall 41 i fig. 2. På samme måte forbinder rigide ledd 42, 43, 44 og 45 de andre eikene i rotoren 15 med tappene som rager ut fra rotorskivene. Dreiebevegelse i en liten, men tilstrekkkelig grad for å tilpasse aksial veksling av rotorskivene i forhold til statorskivene, fullføres ved å feste de motstående endene av leddene med skulderbolter så som bolter 46 ved en ende av leddene vist i fig. 2, og skulderbolter 47 vist ved den andre enden. Leddene 42 er festet mellom festeanordningen 35 og eiken 15 ved hjelp av skulderbolter 48 og 49, mens ledd 43 er båret mellom eiken 15a og festeanordningen 34 ved hjelp av skulderbolter 51 og 52. Skulderbolter 53 og 54 forbinder leddene 44 mellom festeanordningen 53 og eiken 15b. De rigide leddene 45 bæres mellom eiken 15c og festeanordningen 37 ved hjelp av skulderbolter 55 og 56. Skulderboltene er spesielt vist i fig. 5, som viser festet av et av leddene 43 mellom eiken 15a og festeanordningen 34.

Festingen av statorskivene er hovedsaklig lik og er best vist i fig. 1 og 4. Spesielt er det dannet festeanordninger eller tapper 57-61 i avstand rundt den indre omkretsen av beholderen 11. Statorskivene er utstyrt med framspring 62-66 som best vist i fig. 1, og rigide ledd 67-71 forbinder statorskivene med festeanordning plassert på beholderen. Skulderbolter 72-76 fester en ende av de respektive leddene til beholderen, og skulderbolter 77-81 fester de andre endene til statorskivene. Som vist i fig. 4 av de stiplete linjene, er forbindelsen slik at den gir en svak, men effektiv bevegelse for statorskivene som har en tendens til å kompensere for uregelmessigheter ved trykkfordeling i passasjene som råvaresuspensjonen strømmer gjennom.

De dreibare punktene er plassert mot innsidediameteren av rotorskivene og forstørrer dermed momentarmen og reduserer leddspenningen.

Den foreliggende oppfinnelsen gir en rigid ledd-forbindelse for å bære og drive et stort antall foredlingsskiver og tillater at hver av dem translerer uavhengig i aksial retning. Den rigide leddforbindelsen gir bevegelsen ved rotasjon ved en tappforbindelse. Dette eliminerer store bøyningsspenninger som finnes i andre typer bærearrangementer.

Den rigide forbindelsen gir flere viktige fordeler i forhold til tidligere foreslåtte arrangementer. Disse omfatter forbedret aksial fleksibilitet, minsket spenning i lastbærende deler, og en total enkelhet som fører til reduserte framstillingskostnader samt større pålitelighet. Oppfinnelsen kan tilpasses for bruk på kontraroterende stoffmøller og arbeider godt uten hensyn til antall samvirkende foredlingsskiver og uavhengig av størrelsen på foredlingsskivene. Oppfinnelsen kan dermed brukes like godt på store og små stoffmøller.

Claims (8)

1. Stoffmølle (10), med et hus (11), et rotorbærende (15) nav (13) montert for rotasjon inne i huset, et flertall atskilte rotorskiver (26,27,28) som strekker seg innbyrdes parallelt koaksialt med navet, et flertall atskilte statorskiver (29,20) i vekselvis inngrep med rotorskivene og i avstand fra disse for å danne passasjer mellom overfor hverandre liggende rotor- og statorskiver, gjennom hvilke passasjer en suspensjon som skal foredles kan passere, hvor det er opprettet forbindelse mellom henholdsvis huset og statorskivene og rotor (15) og rotorskivene ved hjelp av forbindelsesorganer (67-70; 41-45), karakterisert ved at minst det ene settet med forbindelsesorganer er ledd (41-45) som har én ende svingbart festet til det ene settet av skiver (26-28), og den andre enden festet til skivesettets motstykke, idet leddenes akser strekker seg i tversgående radialplan.

2. Stoffmølle i samsvar med krav 1, karakterisert ved at den omfatter festeanordninger (57-61) på huset (11) og stive ledd (67-75) som forbinder hver av festeanordningene med ei statorskive (29,30), idet hvert ledd er svingbart forbundet i sin ende til hhv. festeanordningen (57-61) og ei statorskive.

3. Stoffmølle i samsvar med krav 1, karakterisert ved at rotorskivene (26,27,28) er ringformete og at leddene (41-45) er svingbart forbundet til skivene på deres indre omkrets.

4. Stoffmølle i samsvar med krav 1, karakterisert ved at drivanordningen omfatter ei rekke skulderbolter (46,49,52,54,55) på rotoren (15) og en skulderbolt (47,48,51,53,56) på hver av rotorskivene, (26,27,28), idet de stive leddene strekker seg mellom skulderboltene på rotoren og rotorskivene (26,27,28).

5. Stoffmølle i samsvar med krav 1 karakterisert ved at rotoren (15) har eiker (15a-15e) som strekker seg fra denne med bueformete for-dypninger mellom eikene, idet leddene (41-45) er festet til de radiale endene av eikene.

6. Stoffmølle i samsvar med krav 1, karakterisert ved at rotasjonsaksene for de svingbare koplingene mellom leddene (41-45; 67-70) og rotorskivene (26,27,28) henholdsvis statorskivene (29, 30) er vinkelrette på navets akse.

7. Stoffmølle i samsvar med krav 1, karakterisert ved at den dreibare sammenkoplingen omfatter skulderbolter (46,49,52,54 og 47,48,51,53,56) på både rotoren og rotorskiva hvilke danner dreieaksler for endene av leddet.

8. Stoffmølle i samsvar med krav 7, karakterisert ved at skulderboltenes akser er parallelle og begge står vinkelrett på rotorens akse.