SE503362C2 - Trumraffinör - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 503 362 2 av hög mekanisk energi uppstår, då företrädesvis våta respek- tive fuktiga respektive med vatten blandade material skall krossas respektive malas, avsevärda ångmängder i malnings- spalten. För ett gott energiutnyttjande respektive -åter- vinning och en så obehindrad tillförsel som möjligt av flisen eller liknande önskas en god ångbortförsel tillsammans med den framställda respektive utvunna fibermassan, vilket emel- lertid är svårt vid så stora uppstáende àngmängder. Speciellt försvárande är det vinkelräta anordnandet av malningsspalten vid de konventionella skivraffinörerna, eftersom det därvid ges ett delvis avskiljande av fibermaterialet och en kraftig áterströmning av den uppstáende ångan.

Genom uppfinningen uppnås därigenom speciellt följande mål: minskning av materialbelastningen, minskning av lager- belastningarna, ökning av materialgenomströmningen och ökning av rotor- respektive axelvarvtalet och en förbättring beträf- fande ángproblemet respektive àngbortförseln.

Dessa mål uppnås enligt uppfinnrpgen vid en trum- raffinör av inledningsvis nämnt slag därigenom, att rotor- lagringarna är anordnade i husets ändsidor och att mellan den åtminstone ena materialtillförseln och krossnings- malningsytorna med ökande diametrar förekommer ungefär parallellt med rotoraxeln gående krossnings-,respektive malningsytor på manteln till den trumformigt utbildade rotorn och motsvarande på huset anordnade motkrossnings- respektive motmalningsytor, och att de axelparallella och den i för- hållande till axeln snedställda krossnings-, respektive mal- ningsspalten bildande krossnings-, respektive malningsytorna och motkrossnings-, respektive motmalningsytorna är uppbyggda symmetriskt relativt mittplanet (-en) för den åtminstone ena ungefär radiella eller ungefär tangentiella material- ingången och de axelparallella krossnings-, respektive mal- ningsytorna övergår i de relativt axeln snedställda kross- nings-, respektive malningsytorna.

Det uppfinningsmässiga utförandet av malningsytorna säkerställer en speciellt verksam defibrering under samtidig matning av den uppstáende ångan och minskning av material- 10 15 20 25 30 35 503 362 3 belastningen, minskning av lagerbelastningarna, ökning av materialgenomflödet och ökning av rotorvarvtalet, varvid den nu möjliggjorda förkrossningen av materialet i de axel- parallella malningshalterna och den speciella övergången från dessa malningsspalter till den relativt axeln snedställda malningsspalten speciellt förbättrar krossningsarbetet.

I samma riktning verkar dessutom att motkrossningsytorna är anordnade pà en respektive tvá oberoende av varandra förskjutbara statorring(ar). Raffinörer enligt uppfinningen lämpar sig speciellt för framställning av TMP (Thermomechanical Pulp) och CTMP (Chemical Thermomechanical Pulp). Enligt uppfinningen fördelas den radiellt tillförda flisen eller liknande, efter det att den företrädesvis först förkrossats i den horisontella malningsspalten, symmetriskt i båda rikt- ningar, varpå i anslutande snedställda, företrädesvis ställbart snedställda, företrädesvis koniska och eventuellt till och med vinkelrätt mot rotoraxeln stående malningsspalt upp- träder en speciellt verksam defibrering av träet eller lik- nande och dessutom ångbortförseln förbättras.

Doseringen kan påverkas respektive regleras därigenom att de relativt axeln respektive vinkelrätt stående mal- ningsspalterna är inställbara, varvid exempelvis motkross- nings- och respektive -malningsytorna är förskjutbart anord- nade, pá en företrädesvis åtminstone två oberoende av varandra i huset ungefär horisontellt förskjutbart anordnade stator- ring(ar). Inställningen av malningsspalten är viktig för regleringen av massaegenskaperna.

En gynnsam inställning av malningsspalten kan uppnås också därigenom, att, speciellt vid förekomst av endast en förskjutbar statorring, rotorn är förskjutbar pà båda sidor i sina lager, företrädesvis flytande lagrad. För ut- formning av en sådan flytande lagring kan företrädesvis rotorn vara axialförskjutbart lagrad i ett hydrostatiskt glidlager, varvid företrädesvis mellan detta glidlager och husets rotorn upptagande innerutrymme rotoraxeln omslutes i lagerhuset av en tätningsenhet, företrädesvis en glid- ringstätning. Materialinförseln kan ske speciellt fördelak- tigt, när ungefär i det tväraxiella mittplanet av anordningen 10 15 20 25 30 35 503 362 4 respektive i dess hus mellan de axelparallella krossnings- respektive malningsytorna är anordnat en ringformig material- tillförselspalt, vilken står i kommunikation med ett rotorn utvändigt omslutande ringformigt utrymme inuti huset, i vilket, företrädesvis ungefär tangentiella eller ungefär radiella materialinlopp mynnar.

Enligt den vidare utföringsformen av uppfinningen är, i området för de båda husändväggarna nära de på båda sidorna om den med axelparallella och relativt axeln snedställda och eventuellt relativt axeln ungefär vinkelrätt stående krossnings- respektive malningsytor försedda rotorn anordnade axellagren, anordnade hàlrum, i vilka den företrädesvis koniska respektive vinkelrätt stående krossnings- respektive malningsspalten mynnar. Malningsgodset når således in i det pà så sätt bildade innerutrymmet i raffinörens hus och kan därför utföras tillsammans med den uppstàende ångan. Ångbortförseln underlättas också respektive ångbortförsel- anordningar möjliggöres. Med hänsyn till ánguppkomsten till- slutes lämpligen ovannämnda hàlrum i förhållande till de båda lagren genom de mellan rotor och lager i lagerhuset på rotorsidan ångtätt medelst insatta speciella tätnings- elementen. Företrädesvis uppvisar dessa hàlrum nedtill ut- tagsöppningar för det krossade materialet.

I praktiken ges en speciellt gynnsam lösning, när den trumformigt utförda, på sin mantel med ungefär parallellt med dess axel löpande krossnings-, respektive malningsytor och därtill på båda sidor anslutande krossnings-, respek- tivemalningsytor med, räknat i riktning från materialinloppet, ökande diametrar och eventuellt relativt rotoraxeln ungefär vinkelrätt stående krossnings-, respektive malningsytor försedda rotorn medelst den med densamma fast förbundna rotationsaxeln är lagrad i glidlager och därmed för start- förloppet är anordnad en speciell startmotor, företrädesvis en likströmsmotor, och att huvudmotorn är beräknad för ett driftsvarvstal av ungefär 3000 till 3600 varv per minut vid full belastning. Denna startmotor kan vara anordnad på en fri ända av statoraxeln; den erfordrar en avsevärt lägre effekt än den för drift av krossningsanordningen, 10 15 20 25 30 35 503 362 5 företrädesvis raffinören erforderliga huvudmotorn; start- strömtoppen minskas därmed.

I stället för till de axelparallella malningsspalterna anslutande, formen av stympade koner uppvisande, malnings- spalterna kan också sådana med formen av andra rotations- ytor, exempelvis rotationsparaboloider, rotationshyperboloider och liknande förekomma, varvid emellertid diametern hos dessa ytor, räknat i riktning frán anslutningsstället vid de axelparallella malningsytorna mot rotorns ändsidor, måste öka, företrädesvis kontinuerligt, för att säkerställa den eftersträvade effekten beträffande materialgenomströmningen.

I och för sig är redan en raffinör känd, vid vilken en konisk tapp pá omkretsen är försedd med olika långa krossningsstänger och vilken är anordnad i det koniska innerutrymmet i ett hus, vars innervägg uppbär motsvarande motstänger, så att det bildas en 1-2 mm stor malningsspalt.

Materialtillförseln sker på en maskinsida i området för tappaxeln. Effekten hos denna raffinör är otillfredsstäl- lande, eftersom materialtillförseln sker endast från en sida och omedelbart vid axeln direkt i den koniska malnings- spalten. En tillfredsställande defibrering och tillräcklig uppslutningseffekt kan således icke uppnås. Detsamma gäller för de kända kornkvarnarna.

Dessutom innebär en mikrofinmalningsanordning tidi- gare känd teknik, vid vilken medelst en transportskruv gods centralt uppifrån tillföres till parallellt med axeln till _ett siktvinghjul löpande malningshammare, vilka bildar en parallellt med denna axel anordnad spalt med huset som upptar detta vinghjul, vilket i sin innervägg icke uppvisar några urtagningar. Det i denna parallellspalt malda godset bäres utifrån och in av en luftström från malningszonen och passerar därvid ovan nämnda siktvinghjul. Det däri avskilda grovgodset når därpå tillbaka till malningszonen. Två på båda sidorna på kvarnaxeln anordnade fläkthjul åstadkommer den erforderliga luftströmmen. Bortsett frân, att vid detta kända utförande koniska malningsspalter eller liknande icke ansluter till den axelparallella malningsspalten, lämpar de sig icke för 10 15 20 25 30 35 503 362 6 bearbetning av flis eller annat vått fibermaterial, för vilket ändamål speciellt kostsamma konstruktioner behövs.

Med hänvisning till ritningarna beskrives utförings- exempel på uppfinningen, närmare bestämt en trumraffinör för framställning av trämassa från flis. Därpå visar: Fig 1 ett axialsnitt A-B enligt fig 2; Fig 2 en ändvy; Fig 3 ett snitt utmed planet C-D i fig 1 i en i förhållande till fig 1 förstorad detalj; och Fig 4 ett motsvarande snitt utmed planet E-F åter igen visat i förstorning. Fig 5 ger ännu en ytterligare förstorad detalj av en variant i ett liknande snitt som fig 4. Fig 6-8 visar en variant med ändrad malningsspalt och svävande rotorlagring i axialsnitt och i front- och sidovy.

Enligt fig 1-5 är i ett företrädesvis horisontellt delat raffinörhus 1 på båda sidorna i lagret 3, 4 och 5 lagrad en cylindrisk rotor 2, varvid alltefter diameter, kapacitet och varvtal rull- eller glidlager, eventuellt svängsegmentglidlager kan insättas. Pâ denna rotor 2 är malningsplattor 6 och 7 anordnade, varvid de utmed en cylind- risk manteldel anordnade tjänstgör för krossning (malnings- plattor 6) och de som innesluter en vinkel mot rotoraxeln tjänar för defibrering (malningsplattor 7). Genom formen på malningsplattorna 7 uppnås en snedställning av malnings- zonen i förhållande till horisontallinjen på mellan 5 och 45°, företrädesvis 15°.

På två för inställning av malningsspalten horisontellt förskjutbara statorringar 8 är malningsplattor 9 respek- tive 9' anordnade, vilka samverkar med malningsplattorna 7.

Fig 3 och 4 visar i något förstorad skala detaljtvär- snitt genom malningsplattomràdet, och närmare bestämt i fig 3 i axelparallellt, i fig 4 i stympat koniskt område.

Enligt fig 4 motlisterna 17 i de yttre malningsplattorna 9 förstärka med tvärsprång respektive tvärlister 18. Dessa språng respektive lister 18 är anordnade för att hålla tillbaka fibermaterialet, alltså öka dess uppehàllstid i malningszonen. Den inre malningsplattan 7 i det stym- pat koniska området kan vara uppbyggd av segment 7' (fig 4). 10 15 20 25 30 35 503 362 7 Ett sådant utförande med till praktiken speciellt anpassade storleksförhållanden visas i fig 5, emellertid endast med delvis antydda tvärsprång 18. Det finns anordnat förank- ringsförlängningar 19 i motsvarande rotorspår 20 med ham- marhuvudartat tvärsnitt.

Tillförseln av flisen sker, närmare bestämt medelst en snäcka, vid detta exempel radiellt genom en till fyra materialingångar 10 med öppningar i omkretsen. Flisen krossas i en horisontell malningsspalt 11 och fördelas i båda riktningarna. I den i förhållande till horisontal- linjen snedställbara malningsspalten 12 sker defibreringen av trä. Malningsgodset når härefter in i raffinörhusets 1 inre utrymme 13 och utföres vid 14 tillsammans med den uppstànde ångan.

Lagren är medelst tätningsenheter 15 avtätade mot ångan i raffinörhuset.

På den fria axeländan 16 kan en motor, företrädesvis en likströmmotor, med väsentligt lägre effekt än huvud- motorn installeras, så att startströmtoppen minskas.

Genom detta i förhållande till befintliga raffinörer ändrade utförande kan raffinören drivas med varvtal upp till 3600 varv per minut.

Uppfinningen kan också med fördel tillämpas vid raf- finörer med lodrät stående rotoraxel. Dessutom kan mal- ning av andra fibermaterial än trä därmed genomföras, var- vid i fall av förmalt material vatten eller andra vätskor skall tillsättas.

Enligt uppfinningen uppnås en avsevärd reducering av materialpákänningen i jämförelse med kända raffinörer och liknande, varvid lagerbelastningen minskas och lagrens livslängd förlänges. En ökning av materialgenomloppet kan därför uppnås.

Utförandet enligt fig 6-8 skiljer sig från det ovan beskrivna framförallt genom typen av materialtillförsel, genom den speciella rotorlagringen och den modifierade statorinställningen. Motsvarande delar är försedda med samma hänvisningsbeteckningar som i fig 1-5. 10 15 20 25 30 35 503 362 8 Materialtillförseln sker här vid 110' på två ställen ungefär tangentiellt i förhållande till rotorn 102 i det ringformiga utrymmet 110", varifrån därefter materialet når fram till malningsplattorna eller liknande. Rotorns 102 axeländar 116' och därmed rotorn 102 själv är svävande lagrad. För detta ändamål är i lagersätena 201 och 202 anordnade hydrostatiska glidlager 203 och 204. Lagren är åter medelst täckningsenheter 115' avtätade mot ångan i raffinörhuset 101. Medelst dubbelpilen 205 antydes den medelst den ovan beskrivna rotorlagringen möjliggjorda rotorrörelsen respektive svävande rotorlagringen. Även om i detta fall inställbarheten av endast en stator kan räcka, har man även i föreliggande fall sörjt för inställ- ning av båda statorerna 8 och i överensstämmelse därmed de därpå fästa malningsplattorna eller liknande 206, 207; dessa malningsplattor eller liknande har intill de stympat koniska delarna 208, 209 delar 210, 211, som bildar en större vinkel, närmare bestämt av nästan 90° mot rotor- axeln, än delarna 208, 209. Med delarna 210, 211 samarbetar ytterligare malningsplattor 212, 213, vilka också löper brant mot motoraxeln såsom delarna 210, 211 och uppbäres av speciella ringar 214, 215, vilka är förbundna med ro- torn 102.

Inställningen av statorna 8 och således malningsplat- torna eller liknande 206, 207, 210, 211, men också de cylindriskt formade malningsplattorna sker på liknande sätt som i fig 1-5 medelst delarna 3-5, här emellertid samtidigt och motlöpande via en krökt bygel 218, som i sin tur förskjutes likformigt medelst inställningsorganet 7-9. Med hänsyn till den flytande lagrade rotorn skulle här också inställningen av en enda stator vara tänkbar.

Den andra statorn skulle då kunna vara lagrad oförskjut- bart i lagerhuset. Rörligheten för malningsspaltinställ- ningen övertar den fria axiella förskjutbarheten (flytande lagringen) hos rotorn.

Claims (17)

10 15 20 25 30 35 503 362 PATENTKRAV

1. Trumraffinör för krossning, exempelvis malning av i synnerhet våta respektive med vatten blandade, fiber- material, med en i båda sidor lagrad rotor med åtminstone två krossnings- respektive malningselement uppvisande, relativt rotoraxeln snedställda rotationsytor med bort frán, åtminstone en, i centrum av raffinörhuset anordnad materialtillförsel ökande diameter och med motlutande sned- ställning relativt rotoraxeln och ungefär horisontell rota- tionsaxel och ett rotorn upptagande hus med motsvarande innervägg(ar) och därpå anordnad(e) motkrossnings-respek- tivemalningsyta(or), varvid den åtminstone ena, ungefär radiellt relativt rotoraxeln eller ungefär tangentiellt relativt rotor- respektive husmanteln riktade, material- tillförseln är anordnad ungefär i mitten av detta hus och på rotormanteln och i motsvarighet därtill pà husinnerväggen sträcker sig krossnings- respektivenmlningsytorna bortåt på båda sidor från materialtillförseln på den snedställda rotationsytan med från materialtillförseln räknat tilltagande diameter, och de senare bildar en åt båda hàllen mot rotorns ändsidor öppen vinkel med rotoraxeln, k ä n n e t e c k - n a d därav, att rotorlagringarna är anordnade i husets ändsidor och att mellan den åtminstone ena materialtill- förseln och krossnings- respektivenßlningsytorna (7) med ökande diametrar förekommer ungefär parallellt med rotor- axeln gående krossnings-, respektive malningsytor (6) på manteln till den trumformigt utbildade rotorn (2) och mot- svarande på huset (1) anordnade motkrossnings-respektive motmalningsytor (9, 9'), och att de axelparallella och den i förhållande till axeln snedställda krossnings-,res- pektivemalningsspalten bildande krossnings-, malningsytorna och motkrossnings-, respektive motmalningsytorna är uppbyggda symmetriskt relativt mittplanet (-en) för den åtminstone ena, ungefär radiella eller ungefär tangentiella material- ingången (10) och de axelparallella krossnings-,respektive 10 15 20 25 30 35 503 362 10 malningsytorna (6) omedelbart övergår i de relativt axeln snedställda krossnings-, respektive malningsytorna (7).

2. Trumraffinör enligt patentkrav 1, k ä n n e - t e c k n a d därav, att de snedställda krossnings-, respektive malningsytorna (7) ansluter omedelbart till de axelparallella krossnings-, respektive malningsytorna (6) med en vinkel av ungefär 15°.

3. Trumraffinör enligt något av patentkraven 1-2, k ä n n e t e c k n a d därav, att de axelparallella kross- nings-, respektive malningsytorna (6) kontinuerligt över- går i de relativt rotoraxeln snedställda krossnings-, respektive malningsytorna (7).

4. Trumraffinör enligt något av patentkraven 1-3, k ä n n e t e c k n a d därav, att till de snedställda krossnings-, respektive malningsytorna (7) omedelbart i varandra övergående krossnings-,respektive malningsytorna (206, 207) är tillfogade med en relativt ovannämnda sneda krossnings-, respektive malningsytor ökad vinkel av ungefär 90° relativt rotoraxeln.

5. Trumraffinör enligt något av patentkraven 1-4, k ä n n e t e c k n a d därav, att de relativt axeln sned- ställda motkrossnings-, respektive motmalningsytorna (9, 208, 209) är anordnade på åtminstone två i huset ungefär horisontella med tvärs planet för materialtillförseln för- skjutbara statorringar (8).

6. Trumraffinör enligt patentkrav 5, k ä n n e - t e c k n a d därav, att motkrossnings-, respektive mot- malningsytorna (9, 208, 209) är anordnade på åtminstone två oberoende av varandra förskjutbara statorringar (8).

7. Trumraffinör enligt något av patentkraven 1-6, k ä n n e t e C k n a d därav, att rotorn (2, 102) på båda sidor är lagrad förskjutbart i dess lager (3, 4, 203, 204).

8. Trumraffinör enligt patentkrav 7, k ä n n e - t e c k n a d därav, att rotorn är lagrad axiellt för- skjutbart i ett hydrostatiskt glidlager (3, 4, 203, 204), varvid en tätningsenhet (15, 115') omsluter rotoraxeln 10 15 20 25 30 35 503 362 11 (16, 116') mellan detta glidlager och det rotorn (2, 102) upptagande inre av huset.

9. Trumraffinör enligt något av patentkraven 1-8, k ä n n e t e c k n a d därav, att ungefär i det tvär- axiella mittplanet av huset (1, 101) är mellan de axel- parallella krossnings-, respektive malningsytorna (6) anordnad en ringformig materialtillförselspalt, vilken står i förbindelse med ett rotorn (2, 102) utvändigt om- givande ringutrymme (110") i huset (1, 101), i vilket materialtillförseln (10) inmynnar.

10. Trumraffinör enligt något av patentkraven 1-9, k ä n n e t e c k n a d därav, att i området för de båda ändväggarna av huset nära de på båda sidorna om den med axelparallella och relativt axeln snedställda krossnings-, exempelvis malningsytor (7) försedda rotorn (2, 102) anordnade axellagringen är anordnade hàlrum (13, 113), i vilka krossnings-, respektive malningsspalter (7, 206, 207) mynnar, varvid dessa hàlrum är àngtätt slutna i för- hållande till de båda lagren (3-5, 203, 204) medelst de mellan rotorn (2, 102) och lagren i rotorhuset på rotor- sidan insatta särskilda tätningsenheterna (15, 115').

11. Trumraffinör enligt patentkrav 10, k ä n n e - t e c k n a d därav, att de i omrâdet för husändväggarna anordnade hålrummen (13, 113) nedtill uppvisar utlopps- öppningar (14, 114) för det krossade materialet.

12. Trumraffinör enligt något av patentkraven 1-11, k ä n n e t e c k n a d därav, att de trumartat utförda, på sin manteln med ungefär parallellt med dess axel gående krossnings-, respektive malningsytor (6) och därtill på båda sidor anslutande krossnings-, respektive malningsytor (7) med i riktning bort från materialtillförseln (10) ökande diameter försedda rotorn (2, 102) medelst den med denna fast förbundna rotationsaxeln (16, 116') är lagrad i glidlager (3-5, 203, 204) och därför en särskild start- motor är försedd för uppstartsoperationen, och att huvud- motorn är beräknad för ett driftsvarvtal av ungefär 3000 till 3600 varv per minut vid full belastning. 10 15 20 503 362 12

13. Trumraffinör enligt något av patentkraven 1-12, k ä n n e t e c k n a d därav, att tvà olika statorringar (8) är anordnade på båda sidor om och på lika avstånd från mittplanet för materialtillförseln (10).

14. Trumraffinör enligt något av patentkraven 1-13, k ä n n e t e c k n a d därav, att också axelparallella motkrossnings-, respektive motmalningsytor är anordnade pà åtminstone två förskjutbara statorringar (8).

15. Trumraffinör enligt något av patentkraven 1-14, k ä n n e t e c k n a d därav, att krossnings-, respektive malningselementen pà rotorn (2, 202) på dess omkrets upp- visar axiellt sig sträckande lister.

16. Trumraffinör enligt något av patentkraven 1-15, k ä n n e t e c k n a d därav, att motkrossníngs-, respektive motmalningsytorna (9) uppvisar på husets inner- ytor axiellt sig sträckande lister.

17. Trumraffinör enligt patentkrav 16, k ä n n e - t e C k n a d därav, att listerna pá motkrossnings-, respektive motmalningsytorna (9) är förstärkta med i om- kretsriktningen gående tvärlister (18).