SE507191C2 - Dubbelströmsslagkvarn för behandling av fiberhaltiga material - Google Patents

Description

507 191 10 15 20 25 30 35 _2- vilka bildar en ringskivformig, axiellt beskickad ledkanal, som vid rotorperiferin mynnar mot malbanan. Vid båda sidorna av malbanan finns lämpliga cylindriska silbanor, som är be- stämmande för den eftersträvade finhetsgraden hos malgodset.

Denna kvarntyp har visserligen visat sig vara mycket tillfredsställande för sönderdelning av många olika slags material, men betydande problem föreligger vid bearbetning av fiberhaltiga material som innehåller överlånga och dessutom tunna, alltså sträng- eller bandformiga materialdelar, i synnerhet när det beskickade materialet är fuktigt, vilket innebär att denna kvarntyp ej alls eller endast med omständ- liga extra åtgärder kan användas på det tekniska specialom- råde som fibermaterialbearbetning utgör.

Vid den kända dubbelströmsslagkvarnen verkar sålunda de bakre kanterna på slagplattorna, vilka överbryggar den ring- skivformiga ledkanalen vid dess perifera mynningsområde, som fångorgan för de nämnda strängformiga materialdelarna. I syn- nerhet när det beskickade materialet är fuktigt kan därigenom oregelbundna materialanhopningar byggas upp på insidan av slagplattorna, och dessa anhopningar gör att excentriska obalansmassor bildas på slagrotorn, vilket leder till ojämn gång hos maskinen. Dessutom tilltäpps därigenom slagrotorn så småningom med ojämn fördelning över omkretsen, så att mate- rialströmmen blir pulserande samtidigt som den avtar. Den kända dubbelströmsslagkvarnen måste därför ofta stoppas för rensning av slagrotorn. Någon tillfredsställande lösning på detta problem har trots en betydande konstruktiv insats inte kunnat åstadkommas genom inbyggnad av speciella rensnings- element.

Dessutom är det ej möjligt att vid den kända dubbel- strömsslagkvarnen genom enkla åtgärder snabbt anpassa sönder- delningsgraden för de fiberhaltiga materialen till ändrade driftsbetingelser, vilket kan behövas vid tillståndsändring hos det beskickade materialet eller föranledas av ändrade krav med avseende på vidarebearbetningen. Eftersom de vid kornigt malgods för bestämmande av finhetsgraden väl beprö- vade, vid båda sidorna av malbanan anordnade utbytbara sil- ringarna ej kan användas för fiberhaltiga material till följd 10 15 20 25 30 35 507 191 _ 3 _ av tilltäppningsrisken, skulle i detta fall malgodsets uppe- hållstid på malbanan och därmed dess sönderdelningsgrad kunna påverkas endast genom utbyte av malbanan mot en malbana med annan vinkel hos malbanans bommar. Detta är inte endast kost- samt med avseende på anskaffningen och tidskrävande vid omriggningen utan kräver också en hög nivå av empirisk kun- skap hos betjäningspersonalen.

Till grund för uppfinningen ligger därför uppgiften att göra arbetsprincipen för dubbelströmsslagkvarnen användbar även för fiberskonande behandling av fiberhaltiga material, och närmare bestämt såväl med avseende på en störningsfri materialinmatning som med avseende på en problemfri material- utmatning som är påverkbar på enkelt sätt för inställning av sönderdelningsgraden.

Med utgångspunkt i den genom DE-C-1 909 022 kända dubbel- strömsslagkvarnen löses denna uppgift genom de kännetecken som är angivna i patentkrav 1.

Genom det enligt patentkrav 1 kännetecknande avbrottet i slagverktygen vid det perifera mynningsområdet av den ring- skivformiga ledkanalen skapas en helt fri materialpassage till malbanan, vilket säkerställer att inga materialanhop- ningar kan byggas upp där. Dessutom bildar de vid båda sidor- na mot malbanans gavelsidor eller ändsidor anliggande däm- ningsringarna ringformiga, från inre delar fria siktkamrar, vilka även säkerställer en störningsfri och trots detta med avseende på sönderdelningsgraden på enkelt sätt påverkbar materialutströmning.

Ytterligare möjligheter till utformning enligt uppfin- ningen är föremål för de osjälvständiga patentkraven.

Patentkrav 3 kännetecknar en möjlighet till konstruktiv utformning av slagrotorn, genom vilken det är konstruktivt möjligt att i enlighet med uppfinningen göra ett avbrott i slagverktygen vid mynningsområdet av den ringskivformiga ledkanalen.

Emedan enligt patentkrav 4 bredden på avbrottet i de av slagplattor bestående slagverktygen uppgår till endast en bråkdel av bredden på den ringskivformiga ledkanalen, mister slagplattorna genom avbrottet endast en liten del av sina 507 191. 10 15 20 25 30 35 _ 4 _ verksamma kanter, varvid de vid baksidan på slagplattorna anordnade avfasningarna dessutom sörjer för att inga mate- rialavlagringar kan bildas vid detta ställe.

Genom den enligt patentkrav 5 i den ringskivformiga ledkanalen inskjutande spridarskivan får de pneumatiskt införda materialdelarna ytterligare tangentiella rörelseim- pulser, varigenom de riktat slungas in i området av malbanan.

Denna riktade slungverkan kan förstärkas genom att spri- darskivan i enlighet med patentkrav 6 är uppdelad i perifera sektioner, som allt efter önskan kan böjas ut ur skivplanet och är skevningsbara i sig.

Om malbanan i enlighet med patentkrav 7 skjuter ut över slagplattorna vid båda sidorna, breddas i motsvarighet där- till de båda av dämningsringarna bildade siktkamrarna i axi- ell led.

Den i patentkrav 8 angivna ansättbarheten för dämnings- ringarna medelst utanför maskinhuset låsbara ställorgan ger tillika en axiell fasthållning av malbanan, som på hydraulisk väg är axiellt utskjutbar från huset för utbyte.

Tack vare de enligt patentkrav 9 inuti kvarnhuset i be- redskapsläge hållna ytterligare dämningsringarna finns möj- lighet till stegvis ändring av siktverkan och därmed sönder- delningsgraden även under drift.

Eftersom i enlighet med uppfinningen de vid malbanans båda gavelsidor anordnade dämningsringarna inverkar på sikt- ningen och därmed på materialets uppehållstid på malbanan, kan malbanan i enlighet med patentkrav 10 vara försedd med axiellt riktade, utbytbara bommar, lister eller liknande, vilket inte endast minskar tillverkningskostnaderna för malbanan utan även väsentligt förenklar underhållsarbete på densamma.

På ritningen visas ett exempel på en utföringsform av uppfinningen.

Fig. 1 visar i axiellt snitt en i enlighet med uppfin- ningen utförd dubbelströmsslagkvarn; Fig. 2 visar en detalj på slagrotorn sedd i den riktning som anges av pilen A i fig. 1; 10 15 20 25 30 35 507 191 _ 5 _ Fig. 3 visar i större skala en detalj i området av mal- banan.

Kvarnhuset 1 har på sin främre gavelsida en utsvängbar lucka 2, i vilken en inloppsstuts 3 för det pneumatiskt tillförda malgodset är anbringad. Inuti kvarnhuset 1 övergår inloppsstutsen i en divergerande fördelarkon 4.

I kvarnhuset 1 är en slagrotor 5 lagrad fribärande på den bakre husväggen. Slagrotorn består av ett rotornav 6, som är ovridbart förenat med en drivaxel 7. På rotornavet sitter en 9 och med 11 och navskiva 8, som är förbunden med en inre ringskiva två yttre ringskivor 10 medelst förankringsskruvar distanshylsor 12.

Navskivan 8 och de tre ringskivorna 9 och 10 är vid sin periferi försedda med slagplattor 13, vilkas yttre kanter samverkar med en stationär malbana 14, som koncentriskt omger slagrotorn 5 med en malspalt Q.

Tillsammans med navskivan 8 bildar den inre ringskivan 9 en ringskivformig ledkanal 15, vilken har en axiell bredd Q och i vars centrala område fördelarkonen 4 mynnar i slagro- torn. Vid sitt perifera område mynnar ledkanalen 15 mot det axiella mittpartiet av malbanan 14, som är bestyckad med utmed dess omkrets likformigt fördelade, med malbanans axel- linje parallella bommar eller lister 16.

Vid det perifera mynningsområdet för ledkanalen 15 har slagplattorna 13 ett avbrott över en bredd 9, och vid detta ställe är de vid bakkanten utformade med lämpliga avfasningar 17. spridarskiva 18, som är fastsatt på rotornavet 6. Som framgår Dessutom finns i det centrala området av ledkanalen 15 en av fig. 2 är sprídarskivan 18 vid sitt yttre parti indelad i sektorer 19, som är valfritt utböjbara från skivplanet kring sina kordalinjer 20 och är i sig skevningsbara.

Mot den stationära malbanans 14 båda änd- eller gavel- sidor anligger dämningsringar 21 och 26, vilka har en däm- ningskanthöjd H och därför tillsammans med de båda yttre par- tierna av malbanan 14 och de båda yttre ringskivorna 10 på slagrotorn 5 bildar två ringformiga siktkamrar 22, vilka har en axiell längd eller utsträckning Q och i vilka de förbi de yttre ringskivorna 10 i sidled utskjutande slagplattorna 13 507 191 10 15 20 25 30 35 _ 5 _ även verkar som siktvingar. Den vid drivningssidan belägna dämningsringen 21 är försedd med ett flertal utefter omkret- sen fördelade ställorgan 23, vilka är förda genom väggen på huset 1 och medelst kontramuttrar 24 låsbara mot utanför huset anordnade flänsar 25.

En andra dämningsring 21' med högre dämningskant h' hålls i beredskapsläge vid den vid drivningssidan belägna inner- väggen på huset 1; även denna dämningsring är låst mot flän- sarna 25 medelst ställorgan 23'. Såsom är markerat med punkt- streckade linjer i fig. 3 kan den ansättas tillsammans med den första dämningsringen 21 när en högre selektivitet i siktningen erfordras.

Vid inloppssidan kan ansättningen av den där belägna däm- ningsringen 26 mot den inloppssidiga gavelsidan på malbanan 14 ske medelst hållarbultar 27, som är utbytbart fastskruvade på insidan av husluckan 2. Eftersom ett utbyte av dämnings- ringen kan ske utan vidare när luckan 2 är öppen, behöver ingen ytterligare dämningsring hållas i beredskapsläge vid in- sidan på luckan. I princip är detta dock möjligt även här om man vill kunna påverka sikteffekten under drift.

Vid formiga med det Den båda sidorna av de båda siktkamrarna 22 finns ring- utmatningskamrar 28, som står i rumslig förbindelse gemensamma materialutloppet 29. i enlighet med uppfinningen utförda dubbelströmsslag- kvarnen arbetar på följande sätt.

Under medverkan av den av slagrotorn 5 orsakade ventila- tionseffekten tillförs det fiberhaltiga materialet pneuma- tiskt genom inloppsstutsen 3 till slagkvarnen, där den via den divergerande fördelarkonen 4 kommer in i den skivformiga ledkanalen 15. I denna träffar materialet spridarskivan 18, från vilken det slungas ut tangentiellt i riktning mot mal- banans 14 axiella mitt med ökad mekanisk impuls. Tack vare det vid mynningsområdet av ledkanalen 15 anordnade avbrottet 9 i slagplattorna 13 och dessas bakkantavfasningar 17 kommer hela materialströmmen, således även de nämnda tilltäppnings- benägna sträng-, band- eller trådformiga materialdelarna, obe- hindrat till mittpartiet av malbanan 14. 10 15 20 25 30 35 507 191 _ 7 _ Från detta mittparti delar sig materialströmmen sedan i två åt motsatta axiella håll pneumatiskt framdrivna delström- mar. Därvid överlagras den av luftströmningen alstrade axiel- la rörelsekomponenten på den av slagplattorna 13 alstrade ro- tationskomponenten, så att de båda delströmmarna förflyttas utefter motsatt riktade skruvlinjebanor genom den av slag- plattornas 13 verksamma kanter och den cylindriska malbanan 14 begränsade ringformiga malspalten Q. De passerar därvid friktions-, skjuv- och turbulenszoner av hög intensitet, vilka uppkommer genom att slagplattornas 13 verksamma kanter med hög hastighet och på malspaltavståndet g rör sig förbi malbanans 14 bommar eller lister 16. De här rådande energi- rika skjuv- och friktionskrafterna åstadkommer vid de i tät packning genom malspalten Q passerande materialpartiklarna övervägande autogena sönderdelningseffekter, som medför att partiklarna sönderdelas väsentligen parallellt med fibrerna, så att det bildas mycket smala, slanka spån eller flisor, vilkas fiberstruktur dock förblir oskadad i stor utsträck- ning.

De mot matningsbanans 14 båda gavelsidor anliggande däm- ningsringarna 21 och 26 hindrar de på detta sätt bildade fib- rösa flisorna från att fritt passera ut i axiell led sedan de har passerat malspalten, varvid de påtvingar de båda utefter en skruvlinjebana ankommande materialströmmarna spiralformi- ga: banor inställer sig såsom är ett jämviktstillstånd mellan kande centrifugalkrafterna å radiellt inåt tenderande rörelsebanor. I dessa spiral- känt från vindsiktningsteorin de på materialpartiklarna ver- den ena sidan och släpkrafterna å den andra.

Till följd av minskningen av partikelstorleken vid sön- derdelningen avtar de av partikelvolymen beroende centri- fugalkrafterna naturlagsenligt till storleken ungefär med tredje potens och sålunda snabbare än de av partiklarnas "skuggyta" beroende släpkrafterna, som avtar endast ungefär i andra potens. Detta medför att med ökande sönderdelningsgrad de genom luftströmningen på partiklarna verkande släpkrafter- na gradvis överstiger centrifugalkrafterna. Följaktligen kom- mer de flisiga partiklarna att av de på desamma verkande cen- 507 191 10 _8- trifugalkrafterna kvarhållas i området av malbanan endast till dess att de har minskats till en storlek vid vilken släpkraften överväger över centrifugalkraften. Först då tas de med av den i de båda siktkamrarna 22 förekommande spiral- strömningen för att matas ut över dämningsringarnas 21 och 26 dämningskant till de båda vid sidan belägna utmatningskamrar- na 28, från vilka de sedan kommer in i det gemensamma mate- rialutloppet 29.

Om till följd av byte av det beskickade materialet eller vid ändrade krav på vidarebearbetningen en mindre partikel- storlek eller högre selektivitet krävs, kan den vid insidan av huset 1 i beredskapsläge hållna andra dämningsringen 21' med högre dämningskanthöjd h' ansättas mot den första däm- ningsringen 21 medelst de tillhörande ställorganen 23'.

Claims (10)

10 15 20 25 30 35 507 191 Patentkrav

1. Dubbelströmsslagkvarn, i synnerhet för behandling av fiberhaltiga material till vidarebearbetbara mellanprodukter genom sönderdelning parallellt med fibrerna, vilken slagkvarn har väsentligen axiellt materialinlopp och innefattar en med slagverktyg försedd slagrotor, som omges koncentriskt av en cylindrisk malbana på malspaltavstånd och har slagverktygen uppbärande rotorskivor, vilka vid rotorns axiella mitt bildar en ringskivformig ledkanal, som vid rotorperiferin mynnar mot malbanan, kännetecknad av att de i det närmaste hela bredden på malbanan (14) beläggande slagverktygen (13) har ett av- brott (c) vid den ringskivformiga ledkanalens (15) perifera mynningsområde och att mot vardera av malbanans (14) båda gavelsidor är minst en dämningsring (21,26) med radiellt inåt liggande dämningskanthöjd (h) ansättbar i axiell led.

2. Slagkvarn enligt patentkrav 1, kännetecknad av att de slagverktygen (13) uppbärande rotorskivorna i slagrotorn (5) utgörs av en med rotornavet (6) fast förbunden navskiva (8), en inre ringskiva (9) och med två yttre ringskivor (10), vil- ka är förbundna med varandra medelst förankringsskruvar (11) och distanshylsor (12), varvid navskivan (8) och den inre ringskivan (9) bildar den ringskivformiga ledkanalen (15).

3. Slagkvarn enligt krav 1 eller 2, kännetecknad av att de båda axiella halvorna av slagrotorn (5) är förskjutna i förhållande till varandra i omkretsled med hälften av del- ningen för slagverktygen (13), varvid de båda rotorhalvornas slagverktyg (13) överlappar varandra ett kort stycke i axiell led vid avbrottsområdet.

4, Slagkvarn enligt krav 1 eller 2, kännetecknad av att slagverktygen består av slagplattor (13), vilkas avbrotts- bredd (c) uppgår till maximalt 1/5 av bredden (b) på den ringskivformiga ledkanalen (15), varvid bakkanterna på slag- plattorna (13) vid avbrottsstället uppvisar avfasningar (17), som utgår från innersidorna på de båda den ringskivformiga ledkanalen (15) bildande

5. Slagkvarn enligt rotorskivorna (8,9). något av krav 1-4, kännetecknad av anbringad spridarskiva (18) skjuter ledkanalen (15). att en på rotornavet (6) in i den ringskivformiga 507 191 10 15 20 _10-

6. Slagkvarn enligt krav 5, kännetecknad av att spridar- skivan (18) är uppdelad i perifera sektorer (19), vilka är utböjbara från skivplanet kring sina kordalinjer (20) ochl- eller är i sig skevningsbara.

7. Slagkvarn enligt något av krav 4-6, kännetecknad av att malbanan (14) skjuter ut åt båda hållen förbi slagplat- torna (13).

8. Slagkvarn enligt något av krav 1-7, kännetecknad av att de mot malbanans (14) båda gavelsidor ansättbara däm- ningsringarna (21) är försedda med ställorgan (23), medelst vilka de är förskjutbara i axiell led och låsbara mot utanför kvarnhuset (1) anordnade flänsar (25).

9. Slagkvarn enligt krav 8, kännetecknad av att minst en ytterligare dämningsring (21') med högre dämningskant (h') hålls i beredskapsläge vid husets (1) innervägg och likaså är ansättbar mot den för tillfället närmast inre dämningsringen (21) medelst ställorgan (23').

10. Slagkvarn enligt något av föregående krav, kännetecknad av att malbanan (14) är bestyckad med utbytbara bommar eller lister (16), som är parallella med malbanans axellinje.