WO2022171905A1

WO2022171905A1 - Anlage und verfahren zur gewinnung von fasern aus lignozellulosehaltigem aufgabegut, insbesondere aus stroh

Info

Publication number: WO2022171905A1
Application number: PCT/EP2022/053716
Authority: WO
Inventors: Achim NEUMÜLLER; Helmut Roll; Fabian KÖFFERS; Michael SCHÖLER; Sven Zimmer
Original assignee: Siempelkamp Maschinen- Und Anlagenbau Gmbh
Priority date: 2021-02-15
Filing date: 2022-02-15
Publication date: 2022-08-18
Also published as: EP4291705A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anlage und ein Verfahren zur Gewinnung von Fasern (40) aus lignozellulosehaltigem Aufgabegut (20), insbesondere aus Stroh, mit einem Kocher (5) zur Vorbehandlung des Aufgabeguts (20) unter Einwirkung von Wärme, Druck und Feuchte, mit einem Refiner (7) zur Zerfaserung des vorbehandelten Aufgabeguts (20) mittels zweier koaxial im Refinergehäuse relativ zueinander rotierender, einen Mahlsspalt (11) bildender Refinerwerkzeuge (9, 10), und mit einer Fördereinrichtung (6) zum Fördern des vorbehandelten Aufgabeguts (20) vom Kocher (5) zum Refiner (7). Die Fördereinrichtung (6) umfasst einen Schneckenförderer (14) mit Schneckentrog (23) und darin umlaufender Förderschnecke (48) mit mindestens einer Schneckenwendel (29), die über eine Eintragsöffnung (26) im Refinergehäuse axial in den Refiner (7) mündet. Um einem Lösen von Gutpartikeln aus dem übrigen Aufgabegut entgegenzuwirken, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die Förderschnecke (48) des Schneckenförderers (14) mit einer Drehzahl von mindestens 400 U/min, vorzugsweise von 500 U/min oder mehr angetrieben ist. Auf diese Weise kann das Aufgabegut (29) als gleichmäßiger Gutstrom dem Refiner zugeführt werden.

Description

Beschreibung

Bezeichnung der Erfindung

Anlage und Verfahren zur Gewinnung von Fasern aus lignozellulosehaltigem Aufgabegut, insbesondere aus Stroh

Gebiet der Technik

Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Gewinnung von Fasern aus lignozellulosehaltigem Aufgabegut, insbesondere aus Stroh, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 , sowie ein dementsprechendes Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 12.

Stand der Technik

Die Gewinnung von Fasern aus lignozellulosehaltigem Material geschieht in der Regel durch mechanischen und/oder chemischen Flolzaufschluss, wobei möglichst ganze Fasern aus der zusammenhängenden Flolzstruktur des Aufgabeguts herausgelöst werden. In diesem Zusammenhang fallen unter den Begriff "lignozellulosehaltiges Aufgabegut" Stoffe wie insbesondere Flackschnitzel, Einjahrespflanzen, Stroh, Bagasse und vergleichbares. Daraus gewonnene Fasern dienen in nachfolgenden Prozessen unter anderem als Ausgangsstoff für die Produktion von Holzwerkstoffen und dort in beträchtlichem Umfang zur Fertigung von Faserplatten wie MDF-Platten und HDF-Platten. Aber auch zur Herstellung von Papier, Karton, Pappe etc. können derartige Fasern Verwendung finden.

In der EP 3 059 056 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung von Holzfaserplatten beschrieben, wobei zunächst Holz zu Holzschnitzeln zerkleinert und dann mittels Wasserdampf in einem Vordämpfbehälter bei einer Temperatur von 100° C bis 180° C und einem Druck von 1 bar bis 10 bar vorbehandelt wird. Die so vorbehandelten Holzschnitzel werden anschließend in einem Refiner in Gegenwart von Wasserdampf bei einer Temperatur von 150° C bis 200° C und einem Druck von 4,5 bar bis 16 bar zu feinen Holzpartikeln zerfasert. Die dabei entstehenden Holzpartikel werden schließlich beleimt und getrocknet und bei einer Temperatur von 170° C bis 240° C zu Holzfaserplatten gepresst. Der Prozess erfolgt im Wesentlichen kontinuierlich, das heißt, dass in einer vorausgehenden Prozessstufe kontinuierlich Aufgabegut in der optimalen Menge für die nachfolgende Prozessstufe zur Verfügung gestellt werden muss.

Für die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens und die Qualität der hergestellten Produkte ist eine gleichmäßige und störungsfreie Durchströmung des Aufgabeguts durch den Refiner von entscheidender Bedeutung. Um diese zu gewährleisten, ist es bekannt, den zentralen Bereich der rotierenden Mahlscheibe eines Refiners so zu gestalten, dass das über einen Schneckenförderer zentral zugeführte Aufgabegut durch geeignete Profilierung der Mahlscheibenoberfläche möglichst gleichmäßig über den Umfang verteilt dem Mahlspalt aufgegeben und aufgeschlossen wird.

Zusammenfassung der Erfindung

Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der Erfindung darin, bekannte Anlagen und Verfahren zur Gewinnung von Fasern aus lignozellulosehaltigem Material hinsichtlich einer möglichst gleichmäßigen Durchströmung insbesondere des Refiners weiter zu entwickeln.

Diese Aufgabe wird durch eine Anlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst.

Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, eine kontinuierliche und über den Umfang der Refinerwerkzeuge einheitliche Beschickung des Refiners mit Aufgabegut nicht erst innerhalb des Refiners zu bewerkstelligen, sondern bereits in dem dem Refiner vorgeschalteten Schneckenförderer vorzubereiten. Dazu wird ein erfindungsgemäßer Schneckenförderer ausgelegt, mit einer Drehzahl von mindestens 400 U/min betrieben zu werden. Diese Maßnahme bewirkt, dass sich vom Innenumfang des Schneckentrogs lösende Gutpartikel unmittelbar nach dem Lösen und somit zu einem sehr frühen Zeitpunkt von den schnell rotierenden Schneckenwendeln erfasst und einer Kreis- bzw. Schraubenlinienbewegung unterworfen werden. Die dabei aktivierten Fliehkräfte gewährleisten, dass die Gutpartikel zurück zum Innenumfang des Schneckentrogs getragen werden, so dass die dortige Schicht aus Aufgabegut erhalten bleibt. Auf diese Weise gelingt es, das Aufgabegut bereits im Schneckenförderer in einem konstanten Gutstrom zu bringen, der dem Refiner in Form einer sich gleichmäßig über den gesamten Innenumfangs des Schneckentrogs erstreckenden Gutschicht axial zuführbar ist.

Bei Ausführungsformen eines Schneckenförderers mit bandförmig ausgebildeten Schneckenwendeln, die die Schneckenwelle in radialem Abstand auf einer Schraubelinie umlaufen, wird gleichzeitig gewährleistet, dass der zentrale, sich zwischen Schneckenwelle und Schneckenwendeln erstreckende Bereich frei von Aufgabegut bleibt und so eine ungehinderte Rückströmung des aus dem Refiner entweichenden Dampfes ermöglicht. Mit der Erfindung wird also eine klare räumliche Trennung des von Aufgabegut durchströmten Bereichs von dem mit Dampf durchströmten Bereich erreicht, so dass Prozessparameter wie zum Beispiel Zuführrate und einheitliche Gutverteilung über den Umfang des Mahlspalts des Refiners innerhalb enger Grenzen eingehalten werden können. Letzen Endes schlagen sich diese Maßnahmen in einer Qualitätssteigerung des Endprodukts aus dem Refiner und im Weiteren der Anlage nieder.

Dies gilt in verstärktem Maße bei der Verarbeitung von Aufgabegut mit geringer Schüttdichte wie zum Beispiel von Einjahrespflanzen, Stroh und dergleichen, die aufgrund ihres geringen spezifischen Gewichts eine erhöhte Tendenz aufweisen, sich vom Gutstrom am Innenumfang des Schneckentrogs loszulösen. Die Schüttdichte solcher Materialien kann beispielsweise weniger als 90 kg/m³ betragen, in besonderen Fällen weniger als 70 kg/m³ oder sogar weniger als 50 kg/m³. Eine erfindungsgemäße Anlage zeichnet sich daher gegenüber dem Stand der Technik durch ein erweitertes Einsatzgebiet aus.

Der mit der Erfindung erzielbare Effekt ist im Wesentlichen abhängig von der Drehzahl der Schneckenwendeln, des Durchmessers der Förderschnecke und dem Schüttgewicht des Aufgabeguts, die aufeinander abzustimmen sind. Durch eine Drehzahlsteigerung verringert sich der Anteil an Gutpartikel, die sich vom Gutstrom lösen. Daneben ermöglicht eine Drehzahlsteigerung unter Umständen erst, dass Aufgabegut mit geringer Schüttdichte mittels eines Schneckenförderers einem Refiner in der erforderlichen Art und Weise zugeführt werden kann. In diesem Sinne bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind ausgelegt für erhöhte Drehzahlen der Förderschnecke von mindestens 500 U/min, vorzugsweise mindestens 600 U/min, höchstvorzugsweise mindestens 700 U/min.

Die von den rotierenden Schneckenwendeln auf die Gutpartikel ausgeübte Beschleunigung in Rotationsrichtung ist außerdem abhängig vom Durchmesser der Förderschnecke, da dieser die Umfangsgeschwindigkeit der Schneckenwendeln mitbestimmt. So führen bei gleicher Drehzahl große Durchmesser zu vergleichsweise höheren Umfangsgeschwindigkeiten als kleine Durchmesser. Unabhängig von der Größe des Durchmessers der Förderschnecke bevorzugt die Erfindung Umfangsgeschwindigkeiten des radial äußeren Wendelumfangs von mindestens 25 m/s, vorzugsweise von mindestens 30 m/s und höchstvorzugsweise von mindestens 40 m/s, woraus sich die oben genannten Vorteile ergeben.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist die Förderschnecke an ihrem austragsseitigen Ende in einem Drehlager gehalten. Dadurch wird dem Problem begegnet, dass die Förderschnecke mit diesem Ende exzentrisch um die Rotationsachse kreist und dabei unter Umständen gegen den Schneckentrog schlägt mit der Gefahr, dass der Schneckenförderer Schaden nimmt. Diese Gefahr verstärkt sich insbesondere mit Zunahme der Drehzahl und/oder Länge der Förderschnecken. Die erfindungsgemäße Anordnung eines Drehlagers am austragseitigen Ende der Förderschnecke ermöglicht einen für Personal und Maschinen gefahrlosen Betrieb einer erfindungsgemäßen Anlage auch bei hohen Drehzahlen und/oder Einsatz langer Förderschnecken. Beispielsweise können mit einem solchen Drehlager problemlos Förderschnecken mit einer Länge von 5 m oder 6 m oder länger betrieben werden.

Vorzugsweise ist das Drehlager innerhalb des Schneckentrogs oder in der Eintragsöffnung des Refiners angeordnet, also in dem Bereich vor Eintritt in den Refiner. Damit wird in Kauf genommen, dass das Aufgabegut axial durch das Drehlager hindurchströmt, das bei dieser Ausführungsform ein Strömungshindernis für den Gutstrom bildet. Der Vorteil liegt jedoch in einem vergleichsweise geringeren konstruktiven Aufwand hinsichtlich der Lagerung des austragsseitigen Endes der Förderschnecke.

Zur Befestigung im Schneckentrog oder in der Eintragsöffnung kann das Drehlager vorteilhafterweise eine oder mehrere Streben besitzen, die ausgehend vom achsnahen Lagerbereich sich zum Innenumfang des Schneckentrogs bzw. der Eintragsöffnung erstrecken, wo sie befestigt sind. Um die Belastung der Streben aus dem Gutstrom zu minimieren, kann der Verlauf der Streben von einer radialen Richtung bezüglich der Rotationsachse abweichen, indem das radial innere Ende gegenüber dem radial äußeren Ende in Umfangsrichtung bzw. in der Ebene des Drehlagers versetzt ist, was zu einer leichten Schrägstellung der Streben bzw. zumindest der vom Aufgabegut angeströmten ersten Strebenseite in der Ebene des Drehlagers führt.

Eine andere bevorzugte Maßnahme zur Minimierung der Belastung der Streben besteht darin, die Geometrie des Strebenquerschnitts in Abhängigkeit der vorhandenen Gutströmung zu gestalten. Zu diesem Zweck kann die der Förderrichtung des Schneckenförderers entgegenweisende zweite Strebenseite gegenüber der in Förderrichtung weisenden dritten Strebenseite in Rotationsrichtung der Schneckenwendeln versetzt sein. Die sich dabei ergebenden, die zweite und dritte Strebenseite verbindenden Flächen sind auf diese Weise parallel zum Gutstrom ausgerichtet, was den vom Drehlager ausgehenden Strömungswiderstand minimiert.

Das gleiche Ziel wird mit einer Ausführungsform der Erfindung verfolgt, bei der die dem Gutstrom entgegenweisende zweite Strebenseite, auf die der Gutstrom zunächst trifft, als schmale Anströmkante ausgebildet ist und die Strebenbereiche dahinter demgegenüber breiter.

Zur Erhöhnung der Betriebssicherheit bzw. Verlängerung der Reinigungs- und Wartungsintervalle ist optional eine Einrichtung zur Spülung des Lagerbereichs des Drehlagers vorgesehen. Dabei wird ein Spülfluid unter Druck axial durch die konzentrisch die Rotationsachse umlaufende Gleitfuge zwischen rotierender Schneckenwelle und feststehendem Drehlager getrieben, was das Eindringen von Fremdpartikeln in die Gleitfuge und im Weiteren in den Lagerbereich effizient verhindert. Ohne sich darauf einzuschränken wird die Erfindung nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert, wobei weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung offenbar werden. Soweit möglich werden dabei für gleiche oder funktionsgleiche Merkmale unterschiedlicher Ausführungsformen gleichlautende Bezugszeichen verwendet.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Es zeigt

Fig. 1 eine Ansicht auf eine erfindungsgemäße Anlage im Überblick,

Fig. 2 einen Florizontalschnitt durch die in Fig. 1 dargestellte Anlage entlang der dortigen Linie II - II,

Fig. 3 einen Vertikalschnitt durch die in Fig. 2 dargestellte Anlage entlang der dortigen Linie III - III,

Fig. 4 eine Schrägansicht auf eine vorteilhafte Ausführungsform einer Förderschnecke mit Drehlager am austragsseitigen Ende,

Fig. 5 eine Schrägansicht auf eine vorteilhafte Weiterbildung des in Fig. 4 gezeigten Drehlagers mit Förderschnecke,

Fig. 6 eine Ansicht in axialer Richtung auf das in Fig. 5 dargestellte Drehlager in größerem Maßstab, und

Fig. 7 einen Schnitt durch das in Fig. 6 gezeigte Drehlager in größerem Maßstab entlang der dortigen Linie VII - VII.

Beschreibung der Ausführungsformen

Die Fig. 1 und 2 geben einen Überblick über den Aufbau einer erfindungsgemäßen Anlage 1 und das Zusammenwirken deren Komponenten. Mit dem Bezugszeichen 2 ist ein Bunker bezeichnet, in dem das Aufgabegut 20, im vorliegenden Fall Stroh, bevorratet und dabei vorgedämpft und vorgewärmt wird. Uber den trichterförmigen Bunkeraustrag 3 gelangt das Aufgabegut 20 in eine Stopfschnecke 4, die es einem Kocher 5 zufördert. Vor dem Eintritt in den Kocher 5 wird das Aufgabegut 20 im Austragsbereich der Stopfschnecke 4 verdichtet und entwässert.

Der Kocher 5 ist im Wesentlichen turmartig ausgebildet und wird vom Aufgabegut 20 von oben nach unten durchströmt. Durch Beaufschlagung des Kochers 5 mit Dampf 30 wird das Aufgabegut 20 unter Einwirkung von Druck und Wärme vorbehandelt, mit dem Ziel, ligninhaltige Bestandteile im Aufgabegut 20 zu erweichen und so das Aufgabegut 20 für den Faseraufschluss vorzubereiten. Ein Agitator 47 am Grund des Kochers 5 sorgt dabei für eine ausreichende Durchmischung des Aufgabeguts 20.

An das Unterteil des Kochers 5 schließt eine Fördereinrichtung 6 an, die das Aufgabegut 20 einem Refiner 7 zuführt, wo der Faseraufschluss durch Aufbringen von Scherkräften unter Druck und Dampf erfolgt. Wie insbesondere aus Fig. 2 hervorgeht besitzt der Refiner 7 zu diesem Zweck eine Refinereinrichtung mit ringförmig um eine Achse 8 angeordneten feststehenden ersten Refinerwerkzeugen 9 und um die Achse 8 rotierenden zweiten Refinerwerkzeugen 10, die den ersten Refinerwerkzeugen 9 unter Bildung eines Mahlspalts 11 axial gegenüberliegen. Die Antriebseinheit für den Refiner 7 trägt in Fig. 1 das Bezugszeichen 12.

Die beim Durchtritt durch den Mahlspalt 11 mittels der Refinerwerkzeuge 9, 10 gewonnen Fasern 40 werden über eine Blow-Line 15 zu einem nicht weiter dargestellten Trockner geführt. In der Blow-Line 15 erfolgt die Beleimung der Fasern 40, die nach erfolgter Trocknung in eine Form gestreut und zu Flolzfaserplatten verpresst werden. Der beschriebene Gesamtprozess läuft kontinuierlich ab.

Aus Fig. 2 geht darüber hinaus hervor, dass die Fördereinrichtung 6 eine dem Kocher 5 zugeordnete Austragsschnecke 13 umfasst, die in das Unterteil des Kochers 5 integriert ist und quer zu ihrer Förderrichtung in einen dem Refiner 7 zugeordneten Schneckenförderer 14 mündet. Die Austragsschnecke 13 umfasst im Wesentlichen einen Schneckentrog 16, in dem eine Schneckenwelle 17 mit Wendel 18 in einer Wellenlagerung 19 drehbar gelagert und über ein Getriebe 21 von einer Antriebseinheit 22 angetrieben ist. Der Schneckentrog 16 verjüngt sich am austragsseitigen Ende leicht, um im Übergang zum Schneckenförderer 14 einen kompakten, dichtenden Gutpfropfen auszubilden. Durch die Anordnung der Austragsschnecke 13 unmittelbar unterhalb der Austragsöffnung 34 des Kochers 5, wird die Austragsschnecke 13 mit dem vorbehandelten Aufgabegut 20 beschickt. Über die Regelung der Drehzahl der Austragsschnecke 13 wird die Durchsatzleistung der Anlage 1 und insbesondere des Refiners 7 eingestellt.

Der zur Beschickung des Refiners 7 mit Aufgabegut 20 dienende Schneckenförderer 14 besitzt einen Schneckentrog 23 mit angeflanschter Wellenlagerung 24 zur Aufnahme einer zur Achse 8 koaxialen Förderschnecke 48 mit Schneckenwelle 25 und zwei Wendeln 29. Das austragsseitige Ende des Schneckentrogs 23 schließt bündig an eine zur Achse 8 konzentrische Eintragsöffnung 26 im Refinergehäuse an. Am gegenüberliegenden Ende des Schneckenförderers 14 ist ein Antrieb 27 über ein Untersetzungsgetriebe 28 kraftschlüssig mit der Schneckenwelle 25 verbunden. Als Antrieb 27 kann ein Elektromotor verwendet werden, dessen Drehzahl im Falle eines zusätzlich vorgesehenen Frequenzumrichters stufenlos einstellbar und regulierbar ist. Alternativ zur Verwendung eines Untersetzungsgetriebes 28 kann die Abtriebswelle des Antriebs 27 direkt mit der Antriebwelle des Schneckenförderers 14 gekoppelt sein, wobei die Drehzahl des Antriebs ebenfalls über einen Frequenzumrichter stufenlos einstellbar und regulierbar ist.

Wie unter anderem aus Fig. 3 ersichtlich sind die beiden parallel verlaufenden Wendeln 29 bandartig ausgebildet und umlaufen die Schneckenwelle 25 schraubenlinienförmig in lichtem radialem Abstand zur Schneckenwelle 23, an der sie über eine Vielzahl radialer Flaltearme 31 befestigt sind. Im Betrieb des Schneckenförderers 14 streichen die Wendeln 29 mit ihrem jeweiligen Außenumfang am Innenumfang des Schneckentrogs 21 entlang und nehmen im Zuge ihrer Rotation dort vorhandenes Aufgabegut 20 in axialer Richtung zum Refiner 7 mit.

Aufgrund des radialen Abstandes zwischen dem Innenumfang der Wendel 29 und der Schneckenwelle 23 entsteht zwischen diesen Bauteilen ein durchgängiger, sich axial erstreckender Strömungsraum 32, der einen Rückstrom des Dampfes 30 innerhalb des Schneckentrogs 23 parallel zum Gutstrom, aber mit entgegengesetzter Richtung ermöglicht, was aus Fig. 3 deutlicher hervorgeht. Über eine seitliche Öffnung 33 im Schneckentrog 23 entweicht der rückströmende Dampf 30 und wird optional zurück in den Kocher 5 geführt. Die Beschickung des Schneckenförderers 14 erfolgt über eine seitliche Eintragsöffnung 35, in die die Austragsschnecke 13 mündet.

Im Betrieb einer erfindungsgemäßen Anlage 1 wird das vorbehandelte Aufgabegut 20 von der Austragsschnecke 13 dem Schneckenförderer 14 über dessen seitliche Öffnung 35 radial zur Achse 8 dosiert zugeführt und dort von den rotierenden Wendeln 29 erfasst. Die Wendeln 29 nehmen das Aufgabegut 20 zunächst in Rotationsrichtung 49 mit, wodurch Fliehkräfte aktiviert werden, die das Aufgabegut 20 radial nach außen beschleunigen. In der Folge sammelt sich das Aufgabegut 20 am gesamten Innenumfang des Schneckentrogs 23, wo es eine Gutschicht bildet. In dieser Randzone wird das Aufgabegut 20 in Form eines Gutstroms von den Wendeln 29 axial durch die Eintragsöffnung 26 in den Wirkbereich der Refinerwerkzeuge 9, 10 gefördert. Der Gutstrom ist in Fig. 3 durch die Pfeile 36 versinnbildlicht.

In dem Mahlspalt 11 zwischen den ersten Refinerwerkzeugen 9 und zweiten Refinerwerkzeugen 10 erfolgt der Aufschluss des Aufgabeguts 20, wobei der dort vorhandene Dampf 30 teilweise mit den aufgeschlossenen Fasern 40 radial aus dem Mahlspalt 11 austritt. Zum anderen Teil strömt der Dampf 40 zurück durch die Eintragsöffnung 35 in den Schneckenförderer 14, wo er im Strömungsraum 32 im Gegenstrom zum Aufgabegut 20 zur Öffnung 33 im Schneckentrog 23 gelangt und von dort in den Kocher 5 zurückgeführt wird. In Fig. 3 verkörpert Pfeil 37 diesen Dampfstrom.

Die Drehzahl der Schneckenwelle 25 mit Wendeln 29 beträgt mindestens 400 U/min, vorzugsweise mindestens 500 U/min, höchstvorzugsweise mindestens 600 U/min, insbesondere mindestens 700 U/min. In Abhängigkeit des Durchmessers der Wendeln 29 entstehen dabei Umfangsgeschwindigkeiten am äußeren Wendelumfang von mindestens 25 m/s, vorzugsweise mindestens 30 m/s, höchstvorzugsweise von mindestens 35 m/s und insbesondere mehr als 40 m/s.

Aufgrund einer Kreisbewegung mit derart hoher Umfangsgeschwindigkeiten wird sichergestellt, dass Partikel des Aufgabeguts 20 im Bereich des Schneckenförderers 14, die sich vom Innenumfang des Schneckentrogs 23 lösen, nicht radial nach innen in den Strömungsraum 32 gelangen, wo sie den dort zurückströmenden Dampf 40 behindern und gegebenenfalls von diesem mitgenommen würden. Stattdessen werden die Partikel des Aufgabeguts 20 aufgrund der aufgezwungenen Kreisbewegung und der damit wirksam werdenden Fliehkräfte am Innenumfang des Schneckentrogs 23 gehalten, wo sie eine Gutschicht bilden und entlang des Innenumfangs von den Wendeln 29 in axialer Richtung bis zum Ende des Schneckenförderers 14 transportiert werden. Insbesondere bei der Verarbeitung von Aufgabegut 20 mit geringer Schüttdichte wie zum Beispiel Stroh lässt sich auf diese Weise der Rückströmungsraum 32 weitestgehend frei von Aufgabegut 20 halten und die Gutschicht am Innenumfang des Schneckentrogs 23 bleibt intakt, was für eine gleichmäßige Beschickung des Refiners von Bedeutung ist.

Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform eines Schneckenförderers 14', die im Wesentlichen der vorbeschriebenen Ausführungsform entspricht, so das zur Vermeidung von Wiederholungen auf obige Ausführungen verwiesen wird. Wesentlicher Unterschied dieser Ausführungsform ist die Lagerung der Scheckenwelle 25 am austragsseitigen Ende des Schneckenförderers 14' in einem Drehlager 38. Das Drehlager 38 ist starr mit dem Schneckentrog 23 oder dem Refiner 7 verbunden, beispielsweise am Innenumfang des Schneckentrogs 23 oder im Bereich der Eintragsöffnung 26 im Refinergehäuse.

Das Drehlager 38 ist als Wälzlager ausgebildet, dessen rotierender Innenring 39 drehfest auf dem Ende der Schneckenwelle 25 sitzt und dessen feststehender Außenring 41 über drei Streben 42 im Zentrum eines Befestigungsringes 43 gehalten ist. Der Befestigungsring 43 liegt beispielsweise lagefixiert mit seinem Außenumfang am Innenumfang des Schneckentrogs 23 an, der in diesem Bereich aufgeweitet sein kann, oder ist zwischen Schneckenförderer 14' und Refinergehäuse montiert oder in die Eintragsöffnung 26 des Refinergehäuses eingesetzt.

Fig. 4 zeigt zudem, dass die Streben 42 jeweils eine entgegen der Rotationsrichtung 49 der Wendeln 29 weisende erste Strebenseite 44 besitzen, deren radial inneres Strebenende gegenüber ihrem radial äußeren Strebenende entgegen der Rotationsrichtung 49 versetzt ist. Die erste Strebenseite 44 der Streben 42 verläuft auf dabei in etwa tangential zum rotierenden Innenring 39 und weicht somit von einer radialen Ausrichtung um einen Winkel ab, der beispielsweise zwischen 5° und 15° liegen kann und vorzugsweise 10° beträgt. Die Fig. 5 und Fig. 6 betreffen eine Weiterbildung des Drehlagers 38', bei dem die Streben 42' der Richtung des Gutstroms 36 in diesem Bereich angepasst sind. Man erkennt, dass die Streben 42' jeweils eine der Förderrichtung des Schneckenförderers 14 entgegenweisende zweite Strebenseite 45 aufweisen und eine in Förderrichtung weisende dritte Strebenseite 46. Die zweite Strebenseite 45 und dritte Strebenseite 46 liegen also auf den einander abgewandten Seiten der Streben 42'. Dabei ist die dritte Strebenseite 46 gegenüber der zweiten Strebenseite 45 in Rotationsrichtung 49 der Förderschnecke 48 versetzt, was dazu führt, dass die die zweite Strebenseite 45 und dritte Strebenseite 46 verbindenden Flächen in etwa parallel zum dortigen Gutstrom verlaufen. Auf diese Weise bilden die die Streben 42' ein minimalen Strömungswiderstand für das durch das Drehlager 38' hindurchtretende Aufgabegut 20.

Gegenstand von Fig. 7 ist eine Ausführungsform eines Schneckenförderers 14, bei dem das Drehlager 38" mit eine Spüleinrichtung zum Schutz des Lagerbereichs vor eindringenden Fremdpartikel ausgerüstet ist. Man sieht lediglich den Endabschnitt der Förderschnecke 48', die in dem Drehlager 38" drehbar gehalten ist und sich über das Drehlager 38" am Innenumfang des lediglich angedeuteten Schneckentrogs 23 abstützt.

Das koaxial zur Achse 8 angeordnete Drehlager 38" entspricht hinsichtlich des Befestigungsrings 43 und der Streben 42' dem unter den Fig. 5 und 6 beschriebenen, so dass das dort Gesagte entsprechend gilt. Unterschiede bestehen vor allem im Anschluss an die Förderschnecke 48', was im Einzelnen noch erläutert wird.

Der in Fig. 7 dargestellte Endabschnitt der Förderschnecke 48' des Schneckenförderers 14 lässt erkennen, dass es sich bei der um die Achse 8 rotierende Schneckenwelle 25 um eine Flohlwelle handelt, deren Wandung am Ende gestuft ausgebildet ist mit einer endseitigen ersten Ausdrehung 51 größeren Durchmessers und einer daran axial anschließenden zweiten Ausdrehung 52 geringeren Durchmessers. In Inneren der Schneckenwelle 25 verläuft ein koaxiales, mitrotierendes Spülrohr 53, über das dem Lagerbereich ein mit Druck beaufschlagtes Spülfluid 54 zuführbar ist. Das Ende des Spülrohrs 53 ist in einer zylindrischen Lagerscheibe 55 fixiert, die zu diesem Zweck eine zur Achse 8 koaxiale Durchgangsbohrung 56 besitzt, welche das Spülrohr 53 vollständig durchsetzt. Dabei sitzt die Lagerscheibe 55 form- und kraftschlüssig in der zweiten Ausdrehung 52 der Schneckenwelle 25.

Auf der dem Drehlager 38" zugewandten Seite der Lagerscheibe 55 ist in die zweite Ausdrehung 52 zusätzlich ein ebenfalls mitrotierender, zur Achse 8 rotationssymmetrischer Spülkopf 57 eingesetzt, der sich mit seinem Außenumfang an der zweiten Ausdrehung 52 abstützt und mit einem koaxialen zylindrischen Ansatz 58 in eine komplementär geformte Ausnehmung 59 in der Lagerscheibe 55 eingreift. In Richtung zum Drehlager 38" setzt sich der Spülkopf 57 in einem koaxialen Lagerzapfen 60 geringeren Durchmessers fort, auf dessen Ende schließlich der Innenring 39 eines Wälzlagers sitzt.

In die erste Ausdrehung 51 ist eine ebenfalls rotationssymmetrisch ausgebildete Lagerhülse 61 eingesetzt, die mit ihrem axial äußeren, dem Drehlager 38" zugewandten Endabschnitt form- und kraftschlüssig in der zentrische Öffnung 68 des Drehlagers 38" befestigt ist und mit ihrem axial gegenüberliegenden inneren Endabschnitt unter Bildung einer umlaufenden Gleitfuge 62 in der ersten Ausdrehung 51 der Schneckenwelle 25 angeordnet ist. Die zentrische Öffnung 68 ist mit einer Abdeckung 69 dicht verschlossen. Im Bereich des inneren Endabschnitts weist die Lagerhülse 61 eine sich radial nach innen erstreckende Ringschulter 63 auf, die bis an den Umfang des Lagerzapfens 60 heranreicht und mit diesem eine Gleitdichtung 64 ausbildet.

Die sich axial gegenüberliegenden Stirnflächen von Spülkopf 57 und Lagerhülse 61 halten einen axialen Abstand ein, wodurch ein den Lagerzapfen 60 umgebender Ringraum 65 gebildet wird. Zur Beaufschlagung des Ringraums 65 mit dem Spülfluid 54 ist in axialer Verlängerung des Spülrohrs 53 eine Blindbohrung 66 in den Spülkopf 57 eingebracht, die an ihrem Grund über eine Anzahl schräg nach außen verlaufender Kanäle 67 mit dem Ringraum 65 verbunden ist.

Das über das Spülrohr 53 und den Spülkopf 57 unter Druck zugeführte Spülfluid 54 verteilt sich gleichmäßig im Ringraum 65, von wo es in Gleitfuge 62 eindringt, diese axial durchströmt und auf der gegenüberliegenden Seite der Gleitfuge 62 verhindert, dass Fremdpartikel in die Gleitfuge 62 eindringen und den Lagerbereich beeinträchtigen. Im Rahmen der Erfindung liegen nicht nur die in den einzelnen Ausführungsformen beschrieben Merkmalskombinationen, sondern zusätzlich auch Kombinationen von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen, soweit sich diese dem Fachmann erschließen.

Claims

Ansprüche

1. Anlage zur Gewinnung von Fasern (40) aus lignozellulosehaltigem Aufgabegut (20), mit

- einem Kocher (5) zur Vorbehandlung des Aufgabeguts (20) unter Einwirkung von Wärme, Druck und Feuchte,

- einem Refiner (7) zur Zerfaserung des vorbehandelten Aufgabeguts (20) mittels zweier koaxial im Refinergehäuse relativ zueinander rotierender, einen Mahlsspalt (11) bildender Refinerwerkzeuge (9, 10), und mit

- einer Fördereinrichtung (6) zum Fördern des vorbehandelten Aufgabeguts (20) vom Kocher (5) zum Refiner (7), wobei die Fördereinrichtung (6) einen Schneckenförderer (14) mit Schneckentrog (23) und darin umlaufender Förderschnecke (48) mit mindestens einer Schneckenwendel (29) umfasst, die über eine Eintragsöffnung (26) im Refinergehäuse axial in den Refiner (7) mündet, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderschnecke (48) des Schneckenförderers (14) mit einer Drehzahl von mindestens 400 U/min angetrieben ist.

2. Anlage nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl mindestens 500 U/min beträgt, vorzugsweise mindestens 600 U/min, höchstvorzugsweise mindestens 700 U/min.

3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsgeschwindigkeit der mindestens einen Schneckenwendel (29) mehr als 25 m/s beträgt, vorzugsweise mehr als 30 m/s, höchstvorzugsweise mehr als 35 m/s, insbesondere mehr als 40 m/s.

4. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Schneckenwendel (29) bandförmig ausgebildet ist und die Schneckenwelle (25) unter Bildung eines axialen Strömungsraums (32) im lichten radialen Abstand umläuft.

5. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Förderschnecke (48) an ihrem austragsseitigen Ende in einem Drehlager (38, 38') gelagert ist.

6. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehlager (38,

38') mittels einer oder mehrerer Streben (42) innerhalb des Schneckentrogs (23) oder der Eintragsöffnung (26) zum Refiner (7) festgelegt ist.

7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Streben (42, 42') gegenüber einer radialen Ausrichtung zur Drehlagerachse (8) geneigt sind, wobei jeweils das radial innere Strebenende gegenüber dem radial äußeren Strebenende entgegen der Rotationsrichtung (49) der Förderschnecke (48) versetzt angeordnet ist.

8. Anlage nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Streben (42') jeweils eine der Förderrichtung des Schneckenförderers (48) entgegenweisende zweite Strebenseite (45) aufweisen und eine in Förderrichtung weisende dritte Strebenseite (46), wobei die zweite Strebenseite (45) gegenüber der dritten Strebenseite (46) in Rotationsrichtung (49) der Förderschnecke (48) versetzt ist.

9. Anlage nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Streben (42, 42') jeweils einen Querschnitt aufweisen, der bezogen auf die Strömungsrichtung des Aufgabeguts (20) im Bereich des Drehlagers (38, 38') strömungsoptimiert ist, vorzugsweise mit einem Querschnitt mit einer schmalen Anströmkante, der sich in Strömungsrichtung verbreitert.

10. Anlage nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehlager (38") eine Spüleinrichtung zur Spülung des Lagerbereichs mit einem Spülfluid (54) aufweist.

11. Anlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneckenwelle (25) als Flohlwelle ausgebildet ist und das Spülfluid (54) im Inneren der Schneckenwelle (25) dem Drehlager (38") zugeführt wird. 12. Verfahren zur Gewinnung von Fasern (40) aus lignozellulosehaltigem Aufgabegut (20), wobei

- das Aufgabegut (20) unter Aufbringung von Wärme, Druck und Feuchte vorbehandelt wird, dann

- mittels eines Schneckenförderers (14) einem Refiner (7) zugeführt und zerfasert wird, dadurch gekennzeichnet, dass

- das Aufgabegut (20) in dem Schneckenförderer (14) von dessen mindestens einer Schneckenwendel (29) radial nach außen beschleunigt wird, wobei die Beschleunigungskraft durch Rotation der mindestens einen Schneckenwendel

(29) mit einer Drehzahl von mindestens 400 U/min erzeugt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl mindestens 500 U/min beträgt, vorzugsweise mindestens 600 U/min, höchstvorzugsweise mindestens 700 U/min.

14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der im Refiner (7) entstehende Dampf zum Teil durch den Schneckenförderer (14) entgegen der Förderrichtung zurückgeführt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der durch den Schneckenförderer (14) entgegen der Förderrichtung zurückgeführte Dampf zur Vorbehandlung des Aufgabeguts (20) verwendet wird.