AT390456B

AT390456B - Refiner zur zerkleinerung bzw. zum mahlen von faserstoffmaterial, vorzugsweise hackschnitzeln

Info

Publication number: AT390456B
Application number: AT0292587A
Authority: AT
Inventors: Sven-Erik Henrikson; Emmerich Ing Bernhard; Johann Ing Lileg; Johannes Dr Kappel; Dag Dipl Ing Bergloeff
Original assignee: Andritz Ag Maschf
Priority date: 1987-11-05
Filing date: 1987-11-05
Publication date: 1990-05-10
Also published as: JPH01250485A; US5048768A; SE9002063L; ATA292587A; FI885089A0; CA1320864C; DE3837740A1; JPH0429792B2; US4936518A; NO884963L; JPH03193145A; SE9002063D0; NO884963D0; SE8804009A0; FI900587A0; FI885089A; SE8804009D0

Description

Nr. 390 456

Die Erfindung betrifft einen Refiner zur Zerkleinerung bzw, zum Mahlen von nassem bzw. mit Wasser vermischtem Faserstoffmaterial, vorzugsweise Hackschnitzeln, mit einem motorgetriebenen Rotor mit horizontaler Drehwelle und mindestens zwei Zerkleinerungs- bzw. Mahlelemente bzw. Mahlplatten od. dgl. aufweisenden zur Rotorachse geneigten Rotations-, insbesondere Kegelstumpfflächen mit von der, mindestens einen, etwa radial zur Rotorachse gerichteten, Materialzufuhr weg zunehmenden Durchmessern sowie mit gegenläufiger Neigung zur Rotorachse und einem den Rotor aufnehmenden Gehäuse mit entsprechender^) Innenwand(wänden) und daran angeordneten Gegenzeikleinerungs- bzw. -mahlfläche(n) bzw. -mahlplatten, wobei die zur Rotorachse geneigten Mahlspalte zwischen Zerkleinerungs- bzw. Mahlelementen bzw. Mahlplatten od. dgl. des rotations-, insbesondere kegelstumpfflächigen Rotormantels sowie entsprechende Gegenzerkleinerungs- bzw. -mahlelemente bzw. -mahlplatten od. dgl. der Gehäuseinnenwände verstellbar bzw. einstellbar sind.

Zur mechanischen Herstellung von Holzpulpen, z. B. CTMP (Chemical Thermomechanical pulp), TMP (Thermomechanical pulp) und RMP, werden Refiner verschiedener Bauart verwendet. Die hohe eingesetzte mechanische Energie führt bei vorbekannten Refinern im Mahlspalt zu hohen Reibungskräften und zu einer Zerfaserung des Holzes. Dabei entstehen große Dampfmengen, die meist sowohl mit der als auch gegen die Strömungsrichtung des Mahlgutes abgeführt weiden.

Diese Dampfabführung hat zwei Nachteile: Der rückströmende Dampf behindert durch das große Volumen die Zuführung der Hackschnitzel zum Refiner, was den Refinerdurchsatz mengenmäßig begrenzt Es ist jedoch der Druck im Refinergehäuse nicht beliebig wählbar, um möglichst viel Dampf in Flußrichtung des Mahlgutes abführen zu können. Für eine gute Ausnutzung des Dampfes ist jedoch ein möglichst hoher Druck von Vorteil.

Es gibt daher bereits Bemühungen, den Dampf günstig abzuführen. So ist es bei Zweischeibenrefinem bekannt geworden, den Dampf am Beginn des Mahlspalts abzuführen. Der Nachteil dieser Ausführung liegt darin, daß der Dampf nicht direkt in dem Bereich vom Faserstoff getrennt wird, in dem ein Großteil des Dampfes entsteht Der Druck ist nämlich im eigentlichen Mahlbereich des Refiners wesentlich höher als beim Eintritt der Hackschnitzel. Bei der oben angeführten vorbekannten Methode liegt nur niedrig gespannter Dampf vor. Da dabei die Austrittsöffnungen für den Dampf leicht zur Achsenmitte geneigt sind, um den Dampf von dem Feststoff abzutrennen, tritt ein Druckverlust beim Ausströmen des Dampfes bei der Überwindung der Fliehkraft auf. Dies führt dazu, daß die Dampfrückströmung gegen die Einspeisung der Hackschnitzel od. dgl. nur dann wirkungsvoll reduziert werden kann, wenn der Dampf bei sehr niedrigem Druckniveau abgeführt wird, was die sinnvolle Ausnützung seines Energieinhaltes wesentlich erschwert.

Ziel der Erfindung ist es, den in der Mahlung entstehenden Dampf direkt aus dem Bereich der Mahlzone abzuführen, in dem die Dampfentwicklung am größten ist und auch der größte Druck herrscht Dies wird gemäß der Erfindung bei einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art dadurch erreicht, daß im Abstand von der mindestens einen etwa radial zur Rotorachse gerichteten Materialzufuhr die am Rotormantel vorgesehenen Zerkleinerungs- bzw. Mahlflächen bzw. -platten od. dgl. und gegebenenfalls der sie tragende Rotormantel, wie an sich bekannt Kanäle bzw. Bohrungen zur Dampfabfuhr aufweisen, welche die Zerkleinerungs- bzw. Mahlflächen bzw. Mahlplatten od. dgl. und gegebenenfalls deren Tiäger durchqueren und mit einem Ende im Arbeitsbereich der Zerkleinerungs- bzw. Mahlelemente bzw. Mahlplatten od. dgl., welche an den zur Rotorachse geneigten Rotations-, insbesondere Kegelstumpfflächen, vorgesehen sind, sowie mit einem anderen Ende in etwa normal zu den Dampfabfuhrkanälen bzw. Dampfabfuhrbohrungen verlaufende, gegebenenfalls am Grunde dieser Träger vorgesehene, Kanäle bzw. Bohrungen münden sowie vorteilhaft mit Hohlräumen im Gehäuse in Verbindung stehen. Von der Mahlzone führen also Kanäle bzw. Bohrungen von dort weg, wo der Dampf im besonderen entsteht bzw. der höchste Dampfdruck herrscht, wobei es besonders günstig ist, wenn etwa normal zur Rotorachse angeordnete Kanäle bzw. Bohrungen die Zerkleinerungs- bzw. Mahlflächen bzw. Mahlplatten od. dgl. und deren Träger durchqueren und in etwa normal dazu verlaufende am Grunde dieser Träger vorgesehene Kanäle bzw. Bohrungen münden. Damit wird eine besonders günstige Abfuhr des Dampfes bei Refinern mit einem motorgetriebenen Rotor bewirkt; die Materiälbewegung entlang der Mahlflächen od. dgl. und die Dampfäbleitung in Richtung der Gehäusehohlräume erfolgen nämlich gleichsinnig; dies wird durch die Rotordrehbewegung einerseits und durch die sich zu den Gehäusehohlräumen hin aufweitenden kegeligen Arbeitsflächen od. dgl. andererseits bzw. die dort mündenden Dampfabfuhikanäle auf Grund der auftretenden Zentrifugalkräfte unterstützt Gemäß der durch die DE-AS 23 23 442 bekanntgewordenen Ausbildung wirken hingegen im Mahlbereich die Zentrifugalkräfte gegen den Materialfluß, wobei es sich übrigens um eine Scheibenmühle handelt, wo ja die Probleme ganz anders gelagert sind. Besonders ausgeprägte Effekte bei der Dampf abführung lassen sich erreichen, wenn die Dampfabfuhrkanäle bzw. Dampfabfuhrbohrungen bei einer Ausführung mit etwa radial zur Rotorachse gerichteter Materialzufuhr, die etwa in der Mitte dieses Gehäuses vorgesehen ist, und mit sich auf dem Mantel eines trommelförmig ausgebildeten Rotors und korrespondierend an der Gehäuseinnenwand insbesondere symmetrisch nach beiden Seiten von der Materialzufuhr weg auf der Rotations-, insbesondere Kegelstumpffläche mit von der Materialzufuhr weg zunehmendem Durchmesser erstreckenden Zerkleinerungs- bzw. Mahlflächen bzw. Mahlplatten od. dgl., wobei letztere nach beiden Seiten einen zu den Rotorstimseiten offenen Winkel mit der Rotorachse einschließen und vorteilhaft zwischen der Materialzufuhr und diesen Zerkleinerungs- bzw. Mahlflächen bzw. Mahlplatten od. dgl. mit zunehmendem Durchmesser etwa parallel zur Rotorachse verlaufende Zerkleinerungs- bzw. Mahlflächen bzw. Mahlplatten od. dgl. vorhanden sind, die Mahlflächen bzw. -platten und gegebenenfalls den diese tragenden Rotarmantel im Arbeitsbereich der beiden sich aufweitenden Rotationsflächen, -2-

Claims

Nr. 390 456 insbesondere Kegelstumpfflächen, durchsetzen, u. zw. z. B. im bzw. nahe dem Zentrum dieser Flächen die Dampfabfuhrkanäle bzw. Dampfabfuhrbohrungen von der Mahlfläche zu deren Trägem führen, indem sie die Mahlplatten od. dgl. durchqueren und in Dampfabfuhrkanäle bzw. Dampfabfuhrbohrungen am Grande der Mahlplatten od. dgl. bzw. in bzw. an deren Träger(n) münden, wobei diese Kanäle bzw. Bohrungen mit Hohlräumen im Vorrichtungs- bzw. Refinergehäuse in Verbindung stehen. Dabei kann eine günstige praktische Ausbildung nach der Erfindung darin bestehen, daß die Dampfabfuhrkanäle bzw. die Dampfabfuhrbohrangen bei einer Ausführung mit achsparallele und zur Achse geneigte Mahlspalte bildenden symmetrisch zu(r) (den) Mittelebene(n) der mindestens einen, vorteilhaft zwei oder mehr zweckmäßig über den Rotoramfang gleichmäßig verteilten, radialen Materialzufuhr(en) aufgebauten, Zerkleinerangs- bzw. Mahlflächen bzw. Mahlplatten od. dgl. die Mahlflächen bzw. Mahlplatten od. dgl. bzw. den sie tragenden Rotormantel quer zur Rotorachse z. B. im Bereich von mehr als 2/3 bis 3/4 des Weges des Mahlguts zwischen den Mahlflächen bzw. Mahlplatten od. dgl., gemessen vom Eintritt zwischen diese Flächen bzw. Platten bis zu dessen Austritt in die Gehäusehohlräume durchsetzen. Eine besonders effektvoll praktische Ausführung ergibt sich, wenn die in die inneren Mahlflächen bzw. -platten od. dgl. mündenden etwa normal zur Rotorachse angeordneten Dampfableitungskanäle bzw. Dampfableitungsbohrungen bei einer Ausführung mit sich an die achsparallelen Zerkleinerangs- bzw. Mahlflächen bzw. Mahlplatten od. dgl. unter einem Winkel von etwa 5 bis 45°, insbesondere 15°, zur Rotorachse anschließenden zur Achse geneigten, insbesondere kegelstumpfförmigen Zerkleinerangs- bzw. Mahlflächen bzw. Mahlplatten od. dgl. sich etwa im bzw. nahe dem Zentrum dieser geneigten Flächen und an korrespondierenden Stellen des sie tragenden Rotormantels befinden. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, wobei Fig. 1 einen Axialschnitt durch einen gemäß der Erfindung ausgestalteten Refiner, Fig. 2 in dazu vergrößertem Maßstab einen Schnitt entlang der Ebene (A-B) der Fig. 1 zeigen. Fig. 3 gibt ein noch weiter vergrößertes Detail einer Variante in einem ähnlichen Schnitt wie Fig. 2 wieder. Es handelt sich dabei um einen Trommelrefiner mit einem zylindrischen, beidseitig gelagerten Rotor (1), an dem Mahlplatten (2) angebracht sind, durch die die Mahlzone leicht zur Horizontalen geneigt wird. Auf einem verstellbaren Statorring (3) sind ebenfalls Mahlplatten (4) vorgesehen. Die Hackschnitzel werden über Schnecken in der (den) Materialzufuhr(en) (5), von denen auch zwei oder mehr gleichmäßig verteilt am Umfang des Trommelrefiners vorgesehen sein können, dem Refiner zugeleitet, in einer, insbesondere achsparallelen, Vorzerkleinerungszone (6) nach beiden Seiten verteilt und im wesentlichen in der Mahlzone (7) zerfasert. Von dieser Zone führen Kanäle (8) senkrecht zur Rotorachse zu (einem) Sammelkanal(älen) (9). Durch dieses Kanalsystem gelangt der Dampf in einen Hohlraum (10) des Refinergehäuses, von wo er gemeinsam mit dem Fasermaterial bei (11) austritt und zu einem nachfolgenden Drackzyklon für eine Rückgewinnung der Wärme abgeschieden werden kann. Die gleichen oder ähnliche Kanäle (8), (9) sind zweckmäßigerweise auch auf der anderen (rechten) Rotorseite vorgesehen. Die Mahlplatten (2) sind vorteilhaft aus Segmenten (2') aufgebaut. Eine Ausführung mit der Praxis besonders angepaßten Größenverhältnissen zeigt Fig. 3. Es sind Verankerungsfortsätze (12) in entsprechenden Rotomuten (13) mit hammerkopfartigem Querschnitt für die einzelnen Mahlplattensegmente (2') vorgesehen. Die entsprechenden übrigen Teile dieser Darstellung nagen die gleichen Bezugszeichen wie in den Fig. 1 und 2. Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß der Dampf direkt am Ort seiner Entstehung und damit bei höchstmöglichem Druck abgeführt wird. Eine Rückströmung des Dampfes und damit Behinderung der Hackschnitzelzufuhr od. dgl. wird dadurch weitgehend vermieden. Durch die senkrecht zur Rotorachse angebrachten Kanäle (8) wird eine gute Abscheidung von Dampf und gegebenenfalls dessen Trennung vom Feststoff erzielt und ein Verstopfen der Kanäle verhindert. Die gute Abführung des Dampfes erlaubt nicht nur eine Rückgewinnung des Dampfes bei möglichst hohem Druck, sondern auch bezogen auf die zur Verfügung stehende Mahlfläche einen höheren spezifischen Energieeinsatz. PATENTANSPRÜCHE 1. Refiner zur Zerkleinerung bzw. zum Mahlen von nassem bzw. mit Wasser vermischtem Faserstoffmaterial, vorzugsweise Hackschnitzeln, mit einem motorgetriebenen Rotor mit horizontaler Drehwelle und mindestens zwei Zerkleinerangs- bzw. Mahlelemente bzw. Mahlplatten od. dgl. aufweisenden zur Rotorachse geneigten Rotations-, insbesondere Kegelstumpfflächen mit von der, mindestens einen, etwa radial zur Rotorachse gerichteten, Materialzufuhr weg zunehmenden Durchmessern sowie mit gegenläufiger Neigung zur Rotorachse und einem den Rotor aufhehmenden Gehäuse mit entsprechenderen) Innenwand(wänden) und daran angeordneten -3- Nr. 390 456 Gegenzerkleinerungs- bzw. -mahlfläche(n) bzw.-mahlplatten, wobei die zur Rotorachse geneigten Mahlspalte zwischen Zerkleinerungs- bzw. Mahlelementen bzw. Mahlplatten od. dgl. des rotations-, insbesondere kegelstumpfflächigen Rotormantels sowie entsprechende Gegenzerkleinerungs- bzw. -mahlelemente bzw. -mahlplatten od. dgl. der Gehäuseinnenwände verstellbar bzw. einstellbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß 5 im Abstand von der mindestens einen etwa radial zur Rotorachse gerichteten Materialzufuhr (5) die am Rotormantel vorgesehenen Zerkleinerungs- bzw. Mahlflächen bzw. Mahlplatten (2) od. dgl. und gegebenenfalls der sie tragende Rotormantel, wie an sich bekannt, Kanäle bzw. Bohrungen (8) zur Dampfabfuhr aufweisen, welche die Zerkleinerungs- bzw. Mahlflächen bzw. Mahlplatten (2) od. dgl. und gegebenenfalls deren Träger durchqueren und mit einem Ende im Arbeitsbereich der Zerkleinerungs- bzw. Mahlelemente bzw. Mahlplatten (2) 10 od. dgl., welche an den zur Rotorachse geneigten Rotations-, insbesondere Kegelstumpfflächen, vorgesehen sind, sowie mit einem anderen Ende in etwa normal zu den Dampfabfuhrkanälen bzw. Dampfabfuhrbohrungen (8) verlaufende, gegebenenfalls am Grunde dieser Träger vorgesehene, Kanäle bzw. Bohrungen (9) münden sowie vorteilhaft mit Hohlräumen (10) im Gehäuse in Verbindung stehen.
2. Refiner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dampfabfuhrkanäle (8) bzw. Dampfabfuhrbohrungen (8) bei einer Ausführung mit etwa radial zur Rotorachse gerichteter Materialzufuhr (5), die etwa in der Mitte dieses Gehäuses vorgesehen ist, und mit sich auf dem Mantel eines trommelförmig ausgebildeten Rotors (1) und korrespondierend an der Gehäuseinnenwand insbesondere symmetrisch nach beiden Seiten von der Materialzufuhr (5) weg auf der Rotations-, insbesondere Kegelstumpffläche mit von der 20 Materialzufuhr weg zunehmendem Durchmesser erstreckenden Zerkleinerungs- bzw. Mahlflächen bzw. Mahlplatten (2,4) od. dgl., wobei letztere nach beiden Seiten einen zu den Rotorstimseiten offenen Winkel mit der Rotorachse einschließen und vorteilhaft zwischen der Materialzufuhr (5) und diesen Zerkleinerungs- bzw. Mahlflächen bzw. Mahlplatten (2) od. dgl. mit zunehmendem Durchmesser etwa parallel zur Rotorachse verlaufende Zerkleinerungs- bzw. Mahlflächen bzw. Mahlplatten (2) od. dgl. vorhanden sind, die Mahlflächen 25 bzw. -platten (2) und gegebenenfalls den diese tragenden Rotormantel im Arbeitsbereich der beiden sich aufweitenden Rotationsflächen, insbesondere Kegelstumpfflächen, durchsetzen, u. zw. z. B. im bzw. nahe dem Zentrum dieser Flächen die Dampfabfuhrkanäle bzw. Dampfabfuhrbohrungen (8) von der Mahlfläche zu deren Trägern führen, indem sie die Mahlplatten (2) od. dgl. durchqueren und in Dampfabfuhrkanäle bzw. Dampfabfuhrbohrungen (9) am Grunde der Mahlplatten od. dgl. bzw. in bzw. an deren Träger(n) münden, wobei 30 diese Kanäle bzw. Bohrungen (9) mit Hohlräumen (10) im Vorrichtungs- bzw. Refinergehäuse in Verbindung stehen.
3. Refiner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dampfabfuhrkanäle (8) bzw. Dampfabfuhrbohrungen (8) bei einer Ausführung mit achsparallele und zur Achse geneigte Mahlspalte bildenden 35 symmetrisch zu(r) (den) Mittelebene(n) der mindestens einen, vorteilhaft zwei oder mehr zweckmäßig über den Rotorumfang gleichmäßig verteilten, radialen Materialzufuhr(en) (5) aufgebauten, Zerkleinerungs- bzw. Mahlflächen bzw. Mahlplatten (2) od. dgl. die Mahlflächen bzw. Mahlplatten (2) od. dgl. bzw. den sie tragenden Rotormantel quer zur Rotorachse z. B. im Bereich von mehr als 2/3 bis 3/4 des Weges des Mahlguts zwischen den Mahlflächen bzw. Mahlplatten od. dgl., gemessen vom Eintritt zwischen diese Flächen bzw. Platten bis zu 40 dessen Austritt in die Gehäusehohlräume (10), durchsetzen.
4. Refiner nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in die inneren Mahlflächen bzw. -platten (2) od. dgl. mündenden etwa normal zur Rotorachse angeordneten Dampfableitungskanäle (8) bzw. Dampfableitungsbohrungen (8) bei einer Ausführung mit sich an die achsparallelen Zerkleinerungs- bzw. 45 Mahlflächen bzw. Mahlplatten (2) od. dgl. unter einem Winkel von etwa 5 bis 45°, insbesondere 15°, zur Rotorachse anschließenden zur Achse geneigten, insbesondere kegelstumpfförmigen Zerkleinerungs- bzw. Mahlflächen bzw. Mahlplatten (2) od. dgl. sich etwa im bzw. nahe dem Zentrum dieser geneigten Flächen und an korrespondierenden Stellen des sie tragenden Rotormantels befinden. 50 Hiezu 2 Blatt Zeichnungen 55 -4-