AT394588B - Zerkleinerungsflaechen aufweisendes segment fuer trommelrefiner und hiemit versehene anordnung - Google Patents

Description

AT 394 588 B

Die Erfindung betrifft ein Zerkleinerungs-, insbesondere Mahlflächen aufweisendes Segment, für Trommelrefiner mit einem im Querschnitt hammerkopfartigen Fortsatz zwecks Verankerung am Rotor- bzw. Rotortrommel-Mantel, insbesondere zum Zerkleinern bzw. Mahlen von nassem bzw. mit Wasser vermischtem Faserstoffmaterial, wobei der motorgetriebene Rotor mit z. B. etwa horizontaler Drehwelle mit wenigstens einer, insbesondere zwei, aus Zerkleinerungs- bzw. Mahlsegmenten aufgebauten Zerkleinerungs- bzw. Mahlelemente bzw. Mahlplatten aufweisenden zur Rotorachse geneigten und bzw. oder hierzu etwa parallel verlaufenden und gegebenenfalls hierzu etwa normal stehenden Flächen versehen ist und wobei die geneigten Flächen (einen) von der Materialzufuhr weg zunehmende(n) Durchmesser sowie gegebenenfalls bei Vorhandensein von mindestens zwei Zerkleinerungselemente od. dgl. aufweisenden zur Rotorachse geneigten Rächen solche mit gegenläufiger Neigung zur Rotorachse besitzen. Die Segmente können auch der Führung des beim Zerkleinerungsvorgang entstehenden Dampfes dienen. Die Erfindung betrifft auch Anordnungen mit solchen Segmenten am Mantel eines Trommelrefiner-Rotors.

Die Zerkleinerungs-, insbesondere Mahlflächen von Trommelrefinem, unterliegen je nach dem zu zerkleinernden Material einer mehr oder minder starken Abnutzung. Es wurde daher bereits vorgeschlagen, solche Zerkleinerungsflächen in Segmente aufzulösen, die zwecks Verankerung am Rotor- bzw. Rotortrommel-Mantel im Querschnitt hammerkopfartige Fortsätze aufweisen.

Aufgabe der Erfindung ist es, solche aus Segmenten aufgebaute Zerkleinerungs- bzw. Mahlflächen bzw. diese Segmente selbst besonders leicht und dennoch besonders haltbar und widerstandsfähig zu gestalten. Dabei soll der Sitz dieser Segmente am Rotormantel besonders sicher bei guter Lösbarkeit für die immer wieder erforderliche Auswechslung sein.

Diese Ziele werden ausgehend von dem eingangs charakterisierten Segment erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das im Querschnitt T-förmige Segment aus einem schlanken Steg und einem schlanken Flansch besteht, und daß die Übergangsflächen vom Steg zum Hammerkopf im Querschnitt einen zum Hammerkopf hin offenen Winkel zwischen 15 und 75°, vorteilhaft etwa 55°, mit der Symmetrieachse des im Querschnitt symmetrischen Hammerkopfes einschließen. Aus festigkeitstechnischen Gründen ist es erfindungsgemäß günstig, wenn die Übergangsflächen vom Steg zum Hammerkopf im Querschnitt einen zum Hammerkopf hin offenen beidseitig gleichen Winkel mit der Symmetrieachse des im Querschnitt symmetrischen Hammerkopfes einschließen. Das erfindungsgemäße Segment wird zur Führung des beim Zerkleinerungsvorgang entstehenden Dampfes genutzt Zweckmäßigerweise ist gemäß der Erfindung der Ransch zumindest teilweise schlanker als der Steg ausgebildet, wodurch sich Vorteile hinsichtlich Materialaufwand, Festigkeit, Gewichtserspamis und Betriebsdauer ergeben. Mit Vorteil beträgt dabei die Stegdicke zur Segmenthöhe zwischen 1:3 und 1:9, vorzugsweise etwa 1:5 und die Ranschdicke am Steg gleicht etwa dessen Dicke. Vorteilhaft erfolgen die Übergänge zwischen Flansch und Steg und zwischen Steg und Hammerkopf nach verhältnismäßig großen Krümmungsradien, beispielsweise nach einem Radius, der etwa dem 0,5- bis Einfachen der geringsten Stärke des Ransches gleicht. Solche Ausbildungen sind leicht und widerstandsfähig, so daß die Fliehkraftwirkung und Achsbelastung im Rotorbereich beachtlich reduziert wird. Dazu kommt eine beachtliche Erhöhung der Betriebssicherheit. Trotzdem läßt sich eine gute Halterung der Segmente erreichen, wenn im Querschnitt gemessen die Dicke des Hammerkopfes und dessen Höhe zumindest um 50 %, höchstens um etwa 200 %, vorzugsweise um etwa 70 - 100 %, die Stegdicke übertrifft. Eine weitere Gewichtsminderung im Bereich der Mahlflächen läßt sich ohne Festigkeitseinbuße erzielen, wenn sich die Ranschflanken von der Querschnittsymmetrieachse zu den Rankenenden hin verjüngen, wobei die Seitenflanken des Hammeikopfes etwa nach durch die Rotorachse gerichteten Radialebenen verlaufen können. Es ist jedoch auch je nach Anwendungsfall möglich, daß im Querschnitt gesehen die Ranschflanken durchgehend etwa gleich dick sind oder daß im Querschnitt betrachtet die Enden der Ranschflanken etwa zur Rotorachse hin abgebogen sind. Im letzteren Fall ergeben sich besonders gute Festigkeitswerte auch bei Materialersparnis.

Gemäß der weiteren Ausgestaltung der Erfindung können vor allem im Hinblick auf die Schlankheit der Stege und der Ranschen der Segmente die Innenseiten der Flanschen und Teile der Stege der Führung des im Betrieb entstehenden Dampfes dienende Kanäle bilden. Dabei läßt sich der beim Zerkleinern bzw. Mahlen entstehende Dampf besonders einfach ableiten, wenn an den Ranschrändem der Segmente Ausnehmungen für den Durchtritt des im Betrieb entstehenden Dampfes zu den Kanälen am Steg vorgesehen sind.

Eine besonders günstige Gestaltung der Zerkleinerungs- bzw. Mahlflächen läßt sich erfindungsgemäß erreichen, wenn für die lösbare Verankerung der Hammerköpfe der Segmente im Querschnitt hammerkopfartige Mantelstege die Segmenthammerköpfe fassen, wobei die Dicke der Rotorhammerköpfe die Dicke der Segmenthammerköpfe wesentlich übersteigen kann. Zweckmäßigerweise übertrifft die Dicke der Rotorhammerköpfe die Dicke der Segmenthammerköpfe um 50 -100 %, vorzugsweise um etwa 75 %. Ein auch im Betrieb sicherer Sitz der Segmente kommt insbesondere dann zustande, wenn die Mantelstege im Übergangsbereich vom Hammerkopf zum Steg geneigte Rächen aufweisen, deren Neigungswinkel dem Neigungswinkel der Segmente im Übergangsbereich zwischen Segmenthammerkopf und Segmentsteg weitestgehend gleichen und bzw. oder wenn im Querschnitt gesehen die hammerkopfartigen Mantelstege im Bereich der Aufnahme der Segmenthammerköpfe abgerundete Übergänge aufweisen sowie Verspanneinrichtungen für die Verankerung der Segmente im Rotormantel vorgesehen sind. Dabei werden sicherer Sitz und dennoch gute Lösbarkeit der Segmente vorteilhaft dann erfindungsgemäß erreicht, wenn die Segmenthammerköpfe mit Spiel von den hammerkopfartigen Mantelstegen umfaßt sind und Verspanneinrichtungen zwischen dem rotorachsennahen Segmenthammeikopfende -2-

AT 394 588 B und dem Grund der von den hammerkopfartigen Mantelstegen gebildeten Rotormantel-Nuten vorgesehen sind, z. B. in Form von Keilen, elliptischen bzw. ovalen, insbesondere zumindest teilweise geschlitzten, Hohlkörpern, beispielsweise Rohren oder unrunden Bolzen bzw. Exzentem. Ein besonders guter Sitz der Segmenthammerköpfe ergibt sich, wenn die Auflagelänge bzw. -breite der Übergangsflächen zwischen Segmentsteg und Hammerkopf des Segments bzw. der entsprechenden Teile der Mantelstege kurz bzw. klein im Verhältnis zur Hammerkopfbreite bzw. zur Steglänge ausgebildet ist, beispielsweise 15 - 30 %, z. B. etwa 20 % der gesamten Hammerkopfbieite beträgt.

Um eine besonders gute Verspannung der Segmente in den Rotormantelnuten zu erreichen, wird vorteilhaft der Grund der Nut zwischen den Mantelstegen der jeweiligen Verspannungseinrichtung der Form nach angepaßt, z. B. gerundet oder abgeflacht.

Eine gute Dampfableitung läßt sich nach der Erfindung sicherstellen, wenn zwischen Stegen und Flanschhälften benachbarter Segmente sowie den Außenflächen der Hammeiköpfe der Mantelstege die Dampfableitungskanäle gebildet sind. Gemäß der weiteren Ausgestaltung der Erfindung münden in die Dampfableitungskanäle von den Ausnehmungen an den Flanschrändem der Segmente gebildete Kanäle.

An Hand der Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 eine Gesamtdarstellung eines Trommelrefiners, die Fig. 2 und 3 in Stirn- bzw. Seitenansicht eines der dabei verwendeten erfindungsgemäßen Segmente in gegenüber Fig. 1 vergrößerter Darstellung, Fig. 4 eine Anzahl nebeneinander angeordneter Segmente in Stimansicht zusammen mit einem diese haltenden Rotormantelteil im Schnitt, Fig. 5 eine weitere Gesamtdarstellung eines Trommelrefiners mit einer Dampfableitung aus der Mahlfläche, Fig. 6 wieder in im Vergleich zur Fig. 5 vergrößerter Darstellung eine Draufsicht auf zwei Mahlsegmente hiervon, Fig. 7 eine Seitenansicht nach der Schnittebene (A-B) nach Fig. 6, Fig. 8 eine axionometrische Darstellung eines Teils der Mahlfläche mit der zugehörigen Lagerung der Segmente im Rotormantel und schließlich die Fig. 9 bis 11 diverse Ausbildungen der gesicherten Halterung der Segmente im Rotormantel.

Gemäß Fig. 1 handelt es sich um einen Trommelrefiner mit einem zylindrischen, beidseitig gelagerten Rotor (1), an dem aus Segmenten aufgebaute Mahlplatten (2) angebracht sind, durch die die Mahlzone zunächst achsparallel gestaltet und hierauf zur Horizontalen leicht geneigt ist. Auf in horizontaler Richtung verstellbaren Statorringen (3) sind Gegenmahlplatten (4) vorgesehen. Die Hackschnitzel werden über Schnecken in der (den) radial gerichteten Materialzufuhr(en) (5), von denen eine vorhanden sein kann oder zwei oder mehr gleichmäßig verteilt am Umfang des Trommelrefiners vorgesehen sein können, diesem zugeleitet; dabei werden die Hackschnitzel in der achsparallelen Vorzerkleinerungszone (6) nach beiden Seiten verteilt und im wesentlichen in der zur Rotorachse geneigten Mahlzone (7) zerfasert Das Fasermaterial gelangt in einen Hohlraum (10) des Refinergehäuses, von wo es bei (1J) austritt und zu einem nachfolgenden Druckzyklon für eine Rückgewinnung der Wärme geführt und somit abgeschieden werden kann. Die Mahlplatten (2) sind gemäß der Erfindung aus Segmenten (2') aufgebaut. Ausführungen mit der Praxis besonders angepaßten Größenverhältnissen zeigen die Fig. 2 bis 4. Es sind Verankerungsfortsätze (12) in entsprechenden Rotomuten (13), beide mit hammerkopfartigem Querschnitt, für die einzelnen Mahlplattensegmente (2') vorgesehen. Wie besonders die Fig. 2 und 4 erkennen lassen, bestehen die im Querschnitt T-förmigen Segmente (2') aus einem schlanken Steg (2") und einem schlanken, vorteilhaft zumindest teilweise noch schlankeren, Flansch (2"'), wobei vorteilhaft die Stegdicke (D) zur Segmenthöhe (Ii) zwischen 1:5 und 1:9, vorzugsweise etwa 1:7, beträgt und die Flanschdicke (FD) am Steg dessen Dicke etwa gleicht, und die Übergangsflächen vom Steg zum Hammerkopf (12) im Querschnitt einen zum Hammerltopf hin offenen, vorteilhaft gleichen, Winkel (ß) zwischen 15° und 75°, vorteilhaft etwa 55°, mit der Symmetrieachse (8) des im Querschnitt symmetrischen Segments einschließen sowie die Übergänge zwischen Flansch und Steg und zwischen Steg und Hammerkopf nach verhältnismäßig großen Krümmungsradien (R) erfolgen, beispielsweise nach einem Radius (R), der etwa der geringsten Stärke (S) des Flansches gleicht. Auße dem übertrifft vorteilhaft im Querschnitt gemessen die Dicke (HD) des Hammerkopfes (12) und dessen Höhe (HH) zumindest um 50 %, höchstens um etwa 200 %, vorteilhaft um etwa 70 - 100 %, die Stegdicke (D). Das Gewicht der Gesamtausführung läßt sich nicht nur durch die vorerwähnte schlanke Ausbildung von Stegen und Flanschen, sondern auch noch zusätzlich reduzieren, wenn sich die Flanschflanken (2^) von der Querschnittsymmetrieachse (8) zu den Flankenenden (2^) hin verjüngen. Dies geschieht vorteilhaft in der Weise, daß die Seitenflanken (9) des Hammerkopfes (12) etwa nach durch die Rotorachse gerichteten Radialebenen (RR) verlaufen.

Die Variante nach Fig. 5 besitzt nicht dargestellte etwa tangential zum Rotor (1) gerichtete Materialzufuhren.

Sowohl bei der Ausführung nach Fig. 1 als auch bei derjenigen nach Fig. 5 gelangt das zu zerkleinernde Material aus den radialen oder tangentialen Materialzufuhren in einen den Rotor (1) außen umschließenden Ringraum (14) bzw. (14') innerhalb des Gehäuses (15) der Vorrichtung. Dieser Ringraum (14) bzw. (14') steht innen mit einem ringförmigen Materialeinführungsspalt (16) in Verbindung, der in der queraxialen Mittelebene der Vorrichtung bzw. deren Gehäuses zwischen den achsparallelen (6) und damit zwischen den zur Rotorachse geneigten Zerkleinerungs- bzw. Mahlflächen (7) vorgesehen ist.

Die Ausbildung nach Fig. 5 zeichnet sich besonders dadurch aus, daß aus dem Mahlspalt der beim -3-

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Zerkleinerungsvorgang entstehende Dampf in besonderer Weise abgeführt wird. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht somit 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. Für eine solche Dampfableitung bilden zunächst, wie die Fig. 7 und 8 zeigen, die Innenseiten der Flanschen (2'") und Teile der Stege (2") der Führung des im Betrieb entstehenden Dampfes dienende Kanäle (2 ) und außerdem sind an den Flanschrändem Ausnehmungen (107") für den Durchtritt des im Betrieb entstehenden Dampfes zu den Kanälen (2^) am Steg (2") vorgesehen. Die fraglichen Segmente, welche die kegelstumpfförmigen Mahlplatten (107) büden, sind in Fig. 5 mit (107’) bezeichnet.

Durch die vermittels der Ausnehmungen (107") gebildeten senkrecht zur Rotorachse verlaufenden Kanäle (107"') wird eine gute Abscheidung von Dampf und gegebenenfalls dessen Trennung vom Feststoff erzielt und ein Verstopfen der Kanäle verhindert, zumal die Kanäle (107'") in die Kanäle (2^*) münden. 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. Mit Vorteil sind zwischen Stegen (2") und Flanschhälften (2^) benachbarter Segmente sowie den Außenflächen der Hammerköpfe der Mantelstege (13') die Dampfableitungskanäle (2^) gebildet, in welche vorteilhaft die von den Ausnehmungen (107") gebildeten Kanäle (107'") münden. Die Sammelkanäle (2^) sind mittels der Fortsetzungskanäle (9') durch mit dem Rotor (1) verbundene Tragringe (17) geführt, welche Mahlplatten (212), (213) tragen, die einen Winkel von nahe 90° mit der Rotorachse einschließen. Diese Mahlplatten (212), (213) arbeiten mit an den Statorringen (3) befestigten Gegenmahlplattenverlängerungen (210), (211) zusammen, die etwa bzw. genau gleiche Winkel mit der Rotorachse einschließen wie die Mahlplatten (212), (213).

Im übrigen sind, wie die Fig. 1 und 5 zeigen, die vorbeschriebenen Refiner in ähnlicher Weise aufgebaut, was die übrigen Teile der Vorrichtungen betrifft: In dem vorzugsweise horizontal geteilten Refinergehäuse (15) ist der zylindrische Rotor (1) beidseitig in Lagern (101), (102) bzw. (10Γ) gelagert, wobei je nach Durchmesser, Kapazität und Drehzahl Wälz- oder Gleitlager, insbesondere Kippsegmentgleitlager, eingesetzt werden können. Bei der Ausbildung nach Fig. 1 sind die Rotorwellenenden gegen Axialverschiebung gesichert in den Lagerteilen (103), (104) bzw. (105) der Lager (101), (102) gelagert. Bei der Ausführung nach Fig. 5 ist eine schwimmende Lagerung vorgesehen, die später näher beschrieben wird. An dem Rotor (1) sind in der Zone (6) Mahlplatten (106) und in der Zone (7) aus Segmenten aufgebaute Mahlplatten (107) angebracht, wobei die entlang eines zylindrischen Mantelteils angeordneten Mahlplatten (106) zur Vorzerkleinerung der Hackschnitzel und die mit der Rotorachse einen Winkel einschließenden Mahlplatten (107) zur Zerfaserung dienen. Durch die Form der Mahlplatten (107) wird eine Neigung der Mahlzone zur Horizontalen zwischen 5 und 45°, vorzugsweise 15°, erreicht. Dieser kann auch allmählich größer werden, wie Fig. 8 zeigt. Auf die zusätzlichen, zur Rotorachse stärker geneigten Mahlplatten gemäß Fig. 5 wird später noch zurückgekommen.

In die axial verschiebbaren mit den Gegenmahlplatten (4) bestückten Statorringe (3) greifen radial mehrere, über den Umfang verteilt angeordnete Exzenterbolzen (303) ein, die den Statorring (3) sowohl axial als auch radial exakt in der gewünschten Stellung fixieren. Der bzw. die Statorringe (3) müssen somit am Außenmantel nicht geführt werden und können gegenüber dem Gehäuse (15) Spiel haben.

Um den Mahlspalt zu verstellen, kann nun der Exzenterbolzen (303) über einen daran formschlüssig befestigten Hebel (304) und einen damit verbundenen Lenker (305) verdreht werden, wobei gemäß Fig. 1 alle Lenker eines Statorringes durch einen hydraulisch oder mechanisch z. B. durch die Verstellorgane bewegten Regelring (306) exakt gleichmäßig verstellt werden. Eine gleichzeitige Verstellung beider Statorringe wird später an Hand der Fig. 5 beschrieben.

Die Regelringe (306) sind vorzugsweise - dem Gehäuse angepaßt - zweiteilig ausgeführt und werden durch geeignete, mit dem Gehäuse verbundene Rollenkörper geführt. Die Anordnung der Regelringe (306) erfolgt konzentrisch zum Statorring (3) und v orzugsweise über dem Schwenkbereich der Hebel (304).

Aufgrund der symmetrischen Anordnung der Statorringe (3) ist die Verstelleinrichtung ebenfalls symmetrisch zur Mittellinie angeordnet; die beiden Regelringe (306) können unabhängig voneinander verstellt werden, um Unterschiede in der Größe des Mab'spaltes beider Seiten, z. B. aufgrund ungleicher Wärmedehnungen von Gehäuse und Rotor, ausgleichen zu kennen.

Die Zuführung der Hackschnitzel erfolgt bei der Ausbildung nach Fig. 1 radial über eine bis vier Material-zufuhr(en) (5) mit Öffnungen am Umfang. Die Hackschnitzel werden wie oben erwähnt im horizontalen Mahlspalt vorzerkleinert und symmetrisch in beide Richtungen verteilt. Im gegen die Horizontale geneigten, verstellbaren Mahlspalt erfolgt die Zerfaserung des Holzes. Das Mahlgut gelangt dann in den Innenraum (10) des Refinergehäuses und wird bei (11) samt dem entstehenden, in den Raum (10) geleiteten Dampf ausgetragen.

Die Lager sind über Dichtungseirheiten (115) gegen den Dampf im Refinergehäuse abgedichtet. Am freien Wellenende (116) kann ein Motor, vorzugsweise ein Gleichstrommotor, mit wesentlich geringerer Leistung als der Hauptmotor installiert werden, so daß die Anfahrstromspitze verringert wird. Durch diese gegenüber den bestehenden Refinern geänderte Ausführung kann der Refiner mit Drehzahlen bis zu 3600 UpM betrieben werden.

Die Erfindung ist auch bei Refinern mit lotrecht stehender Rotorwelle sowohl für den Aufbau der -4-

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Mahlflächen als auch für die Dampfabfuhr mit Vorteil einsetzbar. Auch das Zerkleinern anderer Fasermaterialien als Holz und sogar unter Umständen von Lederstücken ist damit gut durchführbar, wobei unter Umständen zum vorzerkleinerten Material Wasser oder andere Flüssigkeiten zuzusetzen sind.

Die Ausführung nach Fig. 5 unterscheidet sich von der nach Fig. 1 vor allem durch die Gestaltung der Mahlsegmente und die Dampfableitung sowie durch die Art der Materialzufuhr, durch die besondere Rotorlagerung sowie durch die modifizierte Statorverstellung. Die Materialzufuhr erfolgt hier an zwei Stellen etwa tangential zum Rotor (1) in den Ringraum (14'), aus dem dann das Material zu den Mahlplatten u. dgl. gelangt. Die Wellenenden (116), (117) des Rotors (1) und demgemäß der Rotor selbst sind hier schwimmend gelagert. Zu diesem Zweck sind in den Lagern (201) und (202) hydrostatische Gleitlager (203) und (204) vorgesehen. Die Lager sind wieder über Dichtungseinheiten (115') gegen den Dampf im Refinergehäuse abgedichtet. Durch den Doppelpfeil (205) wird die vermittels der vorgeschilderten Rotorlagerung ermöglichte Rotorbewegung bzw. schwimmende Rotorlagerung angedeutet. Wenn auch in diesem Fall die Verstellbarkeit nur eines Stators ausreichen kann, ist auch im vorliegenden Fall die Verstellung beider Statoren (3) und demgemäß der an diesen befestigten Gegenmahlplatten od. dgl. (206), (207) vorgesehen; diese Mahlplatten od. dgl. haben neben den kegelstumpfförmigen Teilen (208), (209) wie erwähnt Gegenmahlplattenverlängerungen (210), (211) , die einen größeren Winkel, u. zw. von fast 90°, mit der Rotorachse einschließen als die Teile (208), (209) . Mit den Gegenmahlplattenverlängerungen (210), (211) arbeiten wie erwähnt zusätzliche Mahlplatten (212) , (213) zusammen, die ebenso steil zur Rotorachse verlaufen wie die Gegenmahlplattenverlängerungen (210) , (211) und von besonderen Ringen (17) getragen werden, die mit dem Rotor (1) verbunden sind.

Die Verstellung der Statoren (3) und somit der Gegenmahlplauen od. dgl. (206) bis (211), aber auch der zylindrisch geformten Gegenmahlplatten (214), (215), erfolgt in ähnlicher Weise wie nach Fig. 1 über die Teile (303) bis (305), allerdings hier gleichzeitig und gegenläufig über gekrümmte Bügel (218), die vermittels von Verstellorganen gleichmäßig verschoben werden. Im Hinblick auf den schwimmend gelagerten Rotor wäre hier auch die Verstellung nur eines einzigen Stators denkbar. Der zweite Stator wäre dann im Gehäuse unverschieblich gelagert. Die Beweglichkeit für die Mahlspalteinstellung übernimmt die freie axiale Verschiebbarkeit (schwimmende Lagerang) des Rotors.

Fig. 8 läßt in besonders anschaulicher Weise die Materialbewegung - Pfeile (107*^) - und die Dampfableitung - Pfeile (107^) und (107^) - erkennen.

Wie die Fig. 4 und 8 bis 11 erkennen lassen, ist es günstig, wenn für die lösbare Verankerung der Hammerköpfe (12) der Segmente im Querschnitt hammerkopfartige Mantelstege (13') die Segmenthammerköpfe fassen, wobei die Dicke (RH) der Rotorhammerköpfe die Dicke (HD) der Segmenthammerköpfe wesentlich, bevorzugt um 50 bis 100 %, vorteilhaft um etwa 75 %, übersteigt sowie die Mantelstege (13*) im Übergangsbereich vom Hammerkopf zum Steg geneigte Flächen (13") aufweisen, deren Neigungswinkel dem Neigungswinkel (ß) der Segmente (2*) im Übergangsbereich zwischen Segmenthammerkopf (12) und Segmentsteg (2") weitestgehend gleichen. Aus Festigkeitsgründen ist es dabei von Vorteil, wenn im Querschnitt gesehen die hammeikopfartigen Mantelstege (13') im Bereich der Aufnahme der Segmenthammerköpfe (12) abgerundete Übergänge aufweisen sowie Verspanneinrichtungen für die Verankerung der Segmente im Rotormantel vorgesehen sind. Für die praktische Ausführung kann diese Verspannbefestigung in der Weise erfolgen, daß die Segmenthammerköpfe (12) mit Spiel von den hammerkopfartigen Mantelstegen (13') umfaßt sind und Verspanneinrichtungen zwischen dem rotorachsennahen Segmenthammerkopfende und dem Grund der von den hammerkopfartigen Mantelstegen (13') gebildeten Rotormantel-Nuten (13) vorgesehen sind, z. B. in Form von Keilen (13'"), elliptischen bzw. ovalen, insbesondere geschlitzten, Rohren (13^) oder unrunden Bolzen bzw. Exzentern (13^).

Zusammenfassend ist hervorzuheben, daß die schlanke Ausbildung des Steges (2") der Segmente deshalb so vorteilhaft ist, weil damit die Masse und demzufolge die Spannungen im Segment und im Refinenotor beachtlich verkleinert werden. Der Winkel (ß) der Übergangsflächen zwischen Steg und Hammerkopf (siehe Fig. 2 und 8!) im Bereich zwischen 15° und 75° ergibt eine Optimierung des Zusammenspiels der Einflüsse Reibung, Flächenpressung, Federwirkung in Abhängigkeit von den Größen Fliehkraft, Oberflächengüte sowie den geforderten Lagetoleranzen, alles bezogen auf die Segmente und die sie haltenden Rotormantelteile. In diesem Zusammenhang kann es erfindungsgemäß auch von Vorteil sein, wenn die Auflagelänge bzw. -breite (B) der Übergangsflächen zwischen Segmentsteg (2") und Hammerkopf (12) des Segments bzw. der entsprechenden Teile (13), (13") der Mantelstege (13’) kurz bzw. klein im Verhältnis zur Hammerkopfbreite (HD) bzw. zur Steglänge ausgebildet ist, beispielsweise etwa 15 - 30 % der gesamten Hammerkopfbreite (HD) beträgt. Eine kleine Auflagelänge bzw. -breite (B) ergibt eine vergrößerte Flächenpressung im Hammerkopfbereich und in der Folge einen innigeren Kontakt der bearbeiteten Flächen. Die kleine Auflagelänge gewährt auch einen größeren Freiraum zur Ausbildung gut»- Übergänge zwischen den einzelnen Flächen des Steges und des Hammerkopfes. Durch geringe Kopfbreite (HD) des Hammerkopfes kann die Nennspannung im Rotor vermindert und damit die Betriebssicherheit gesteigert werden. Durch die im Querschnitt sich nach ihren Enden hin verjüngenden Flanschen (2'"), (2IV), (2V) läßt sich eine Verkleinerung des Spannungsgradienten en-eichen. Die vorgesehenen großen Krümmungsradien (R) dienen der Vermeidung von Spannungsspitzen im Segment.

Die vorerwähnten Befestigungsvarianten ergänzen gemäß der Erfindung die Maßnahmen zur Erreichung eines -5-

Claims (21)

1. AT 394 588 B guten, sicheren Sitzes der Segmente und damit die exakte Ausrichtung der Mahlflächen, welche diese Segmente tragen bzw. aufweisen. Die in den Fig. 9 bis 11 gezeigten Verspanneinrichtungen gewährleisten nicht nur einen sicheren Sitz der Segmente in den Nuten (13), sondern auch ein einfaches und schnelles Lösen und Wiederbefestigen der Segmente. Bei der Montage und Demontage wird vor allem auch eine Beschädigung der besonders genau bearbeiteten Flächen vermieden. Ebenso werden Relativbewegungen der Flächen des Segments und der es umfassenden Mantelteile bzw. die Gefahr des Anreibens vermieden. Je nach Art des Befestigungsmittels wird der Grund der Nut (13) vertieft, und zwar in der Richtung einer spannungsmäßig besonders günstigen Ausbildung. PATENTANSPRÜCHE 1. Zerkleinerungs-, insbesondere Mahlflächen aufweisendes Segment für Trommelrefiner mit einem im Querschnitt hammerkopfartigen Fortsatz zwecks Verankerung am Rotor- bzw. Rotortrommel-Mantel, insbesondere zum Zerkleinern bzw. Mahlen von nassem bzw. mit Wasser vermischtem Faserstoffmaterial, wobei der motorgetriebene Rotor mit z. B. etwa horizontaler Drehwelle mit wenigstens einer, insbesondere zwei, aus Zerkleinerungs- bzw. Mahlsegmenten aufgebauten Zerkleinerungs- bzw. Mahlelemente bzw. Mahlplatten auf weisenden zur Rotorachse geneigten und bzw. oder hierzu etwa parallel verlaufenden und gegebenenfalls hierzu etwa normal stehenden Flächen versehen ist und wobei die geneigten Flächen (einen) von der Materialzufuhr weg zunehmende(n) Durchmesser sowie gegebenenfalls bei Vorhandensein von mindestens zwei Zerkleinerungselemente od. dgl. aufweisenden zur Rotorachse geneigten Flächen solche mit gegenläufiger Neigung zur Rotorachse besitzen, dadurch gekennzeichnet, daß das im Querschnitt T-förmige Segment (2') aus einem schlanken Steg (2") und einem schlanken Flansch (2"') besteht, und daß die Übergangsflächen vom Steg zum Hammerkopf (12) im Querschnitt einen zum Hammerkopf hin offenen Winkel (ß) zwischen 15 und 75°, vorzugsweise etwa 55°, mit der Symmetrieachse (8) des im Querschnitt symmetrischen Hammerkopfes einschließen.
2. 2. Segment nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergangsflächen vom Steg zum Hammerkopf (12) im Querschnitt einen zum Hammerkopf hin offenen beidseitig gleichen Winkel (ß) mit der Symmetrieachse (8) des im Querschnitt symmetrischen Hammerkopfes einschließen.
3. 3. Segment nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (2'*') zumindest teilweise schlanker als der Steg (2") ausgebildet ist.
4. 4. Segment nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stegdicke (D) zur Segmenthöhe (H) zwischen 1:3 und 1:9, vorzugsweise etwa 1:5, beträgt und die Flanschdicke (FD) am Steg dessen Dicke etwa gleicht
5. 5. Segment nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergänge zwischen Flansch und Steg und zwischen Steg und Hammerkopf nach verhältnismäßig großen Krümmungsradien (R) erfolgen, beispielsweise nach einem Radius (R), der etwa dem 0,5- bis Einfachen der geringsten Stärke (S) des Flansches gleicht.
6. 6. Segment nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Querschnitt gemessen die Dicke (HD) des Hammerkopfes (12) und dessen Höhe (HH) zumindest um 50 %, höchstens um etwa 200 %, vorzugsweise um etwa 70 bis 100 %, die Stegdicke (D) übertrifft.
7. 7. Segment nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Flanschflanken (2^) von der Querschnittsymmetrieachse (8) zu den Flankenenden (2^) hin verjüngen.
8. 8. Segment nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Querschnitt gesehen die Flanschflanken durchgehend etwa gleich dick sind.
9. 9. Segment nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Querschnitt betrachtet die Enden der Flanschflanken etwa zur Rotorachse hin abgebogen sind. -6- AT 394 588 B
10. 10. Segment nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenflanken (9) des Hammerkopfes (12) etwa wie durch die Rotorachse gerichtete Radialebenen (RR) verlaufen.
11. 11. Segment nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenseiten der Flanschen (2'") und Teile der Stege (2") der Führung des im Betrieb entstehenden Dampfes dienende Kanäle (2VI) bilden.
12. 12. Segment nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß an den Flanschrändern Ausnehmungen (107") für den Durchtritt des im Betrieb entstehenden Dampfes zu den Kanälen (2^) am Steg (2") vorgesehen sind.
13. 13. Anordnung mit Segmenten nach einem der Ansprüche 1 bis 12, am Mantel eines Trommelrefiner-Rotors, dadurch gekennzeichnet, daß für die lösbare Verankerung der Hammerköpfe (12) der Segmente im Querschnitt hammerkopfartige Mantelstege (13') die Segmenthammerköpfe fassen, wobei die Dicke (RH) der Rotorhammeiköpfe die Dicke (HD) der Segmenthammerköpfe wesentlich übersteigen kann.
14. 14. Anordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke (RH) der Rotorhammerköpfe die Dicke (HD) der Segmenthammerköpfe um 50 bis 150 %, vorzugsweise um etwa 75 %, übertrifft.
15. 15. Anordnung mit Segmenten nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelstege (13') im Übergangsbereich vom Hammerkopf zum Steg geneigte Flächen (13") aufweisen, deren Neigungswinkel dem Neigungswinkel (ß) der Segmente (2') im Übergangsbereich zwischen Segmenthammerkopf (12) und Segmentsteg (2") weitestgehend gleichen.
16. 16. Anordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß im Querschnitt gesehen die hammerkopfartigen Mantelstege (13') im Bereich der Aufnahme der Segmenthammeiköpfe (12) abgerundete Übergänge aufweisen, sowie daß Verspanneinrichtungen für die Verankerung der Segmente im Rotormantel vorgesehen sind.
17. 17. Anordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmenthammerköpfe (12) mit Spiel von den hammerkopfartigen Mantelstegen (13') umfaßt sind und daß Verspanneinrichtungen zwischen dem rotorachsennahen Segmenthammerkopfende und dem Grund der von den hammerkopfartigen Mantelstegen (13') gebildeten Rotormantel-Nuten (13) vorgesehen sind, z. B. in Form von Keilen (13'"), elliptischen bzw. ovalen, insbesondere zumindest teilweise geschlitzten, Hohlkörpern, beispielsweise Rohren (13IV) oder unrunden Bolzen bzw. Exzentem (13v).
18. 18. Anordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Stegen (2") und Flanschhälften (2IV) benachbarter Segmente sowie den Außenflächen der Hammerköpfe der Mantelstege (13') Dampfableitungskanäle (2VI) gebildet sind.
19. 19. Anordnung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß in die Dampfableitungskanäle (2^) von den Ausnehmungen (107") an den Flanschrändem der Segmente gebildete Kanäle (107'") münden.
20. 20. Anordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagelänge bzw. -breite (B) der Übergangsflächen zwischen Segmentsteg (2") und Hammerkopf (12) des Segments bzw. der entsprechenden Teile (13), (13") der Mantelstege (13') kurz bzw. klein im Verhältnis zur Hammerkopfbreite (HD) bzw. zur Steglänge ausgebildet ist, beispielsweise 15 bis 30 %, z. B. etwa 20 %, der gesamten Hammerkopfbreite (HD) beträgt.
21. 21. Anordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Grund der Nut (13) zwischen den Mantelstegen (13') der jeweiligen Verspannungseinrichtung (13'", 13^, 13^) der Form nach angepaßt ist, z. B. gerundet (Fig. 9,10, (13^, 13^)) oder abgeflacht (Fig. 11, (13'")) ist Hiezu 6 Blatt Zeichnungen -7-