DE102017127772A1 - grinder - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Behandlung von Faserstoff mit zwei, in einem Gehäuse (1) angeordneten und vom Faserstoff radial durchströmten Mahlspalten (2,3), die jeweils von einem, um eine Rotationsachse (8) rotierenden Behandlungswerkzeug (5) und einem nicht-rotierenden Behandlungswerkzeug (4) gebildet werden, wobei die Behandlungswerkzeuge (4,5) jeweils auf einer Grundplatte (6,7) befestigt sind, eine rotationssymmetrische Form haben und koaxial zueinander angeordnet sind, die beiden rotierenden Behandlungswerkzeuge (5) an einer gemeinsamen, von einer rotierbar gelagerten Welle (9) angetriebenen Grundplatte (7) befestigt und zwischen den beiden nicht-rotierenden Behandlungswerkzeugen (4) angeordnet sind, die rotierende Grundplatte (7) axial verschiebbar auf der Welle (9) befestigt ist und die Breite der Mahlspalte (2,3) über eine axiale Verschiebung wenigstens einer nicht-rotierenden Grundplatte (6) veränderbar ist.Dabei soll ein sicherer Betrieb der Vorrichtung dadurch ermöglicht werden, dass der Welle (9) eine Messeinheit (10) zur Erfassung der auf die Welle (9) einwirkenden Axialkraft (F) zugeordnet ist.The invention relates to a device for the treatment of pulp with two, in a housing (1) arranged and radially flowed through by the pulp grinding gaps (2,3), each of a, to a rotation axis (8) rotating treatment tool (5) and not one -rotating treatment tool (4) are formed, wherein the treatment tools (4,5) are each mounted on a base plate (6,7), have a rotationally symmetrical shape and are arranged coaxially to each other, the two rotating treatment tools (5) at a common, fixed by a rotatably mounted shaft (9) driven base plate (7) and are arranged between the two non-rotating treatment tools (4), the rotating base plate (7) axially slidably mounted on the shaft (9) and the width of the grinding gaps ( 2,3) via an axial displacement of at least one non-rotating base plate (6) is changeable.Dabei is safe operation of the device there be enabled by the fact that the shaft (9) is associated with a measuring unit (10) for detecting the force acting on the shaft (9) axial force (F).
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Behandlung von Faserstoff mit zwei, in einem Gehäuse angeordneten und vom Faserstoff radial durchströmten Mahlspalten, die jeweils von einem, um eine Rotationsachse rotierenden Behandlungswerkzeug und einem nicht-rotierenden Behandlungswerkzeug gebildet werden, wobei die Behandlungswerkzeuge jeweils auf einer Grundplatte befestigt sind, eine rotationssymmetrische Form haben und koaxial zueinander angeordnet sind, die beiden rotierenden Behandlungswerkzeuge an einer gemeinsamen, von einer rotierbar gelagerten Welle angetriebenen Grundplatte befestigt und zwischen den beiden nicht-rotierenden Behandlungswerkzeugen angeordnet sind, die rotierende Grundplatte axial verschiebbar auf der Welle befestigt ist und die Breite der Mahlspalte über eine axiale Verschiebung wenigstens einer nicht-rotierenden Grundplatte veränderbar ist.The invention relates to a device for treating pulp with two arranged in a housing and radially flowed through by the pulp grinding gaps, each formed by a rotating about a rotation axis treatment tool and a non-rotating treatment tool, wherein the treatment tools each mounted on a base plate are, have a rotationally symmetrical shape and are arranged coaxially to each other, the two rotating treatment tools on a common, driven by a rotatably mounted shaft base plate and are arranged between the two non-rotating treatment tools, the rotating base plate is axially slidably mounted on the shaft and the width of the grinding gaps is variable via an axial displacement of at least one non-rotating base plate.
Die Erfindung betrifft ebenso ein Verfahren zum Betrieb dieser Vorrichtung.The invention also relates to a method for operating this device.
Es ist seit langem bekannt, Zellstofffasern, d.h. Frischzellstoff und/oder Altpapierfasern zu mahlen, um bei der daraus hergestellten Faserstoffbahn die gewünschten Eigenschaften, insbesondere hinsichtlich Festigkeit, Formation und Oberfläche erreichen zu können.It has long been known to use pulp fibers, i. To mill fresh pulp and / or waste paper fibers in order to achieve the desired properties, in particular in terms of strength, formation and surface in the fibrous web produced therefrom.
Bei den dabei in der Regel zum Einsatz kommenden Refinern werden die Mahlleisten Messer genannt und die Mahlflächen von Mahlgarnituren gebildet.
Die Refiner können als Scheibenrefiner oder Kegelrefiner ausgebildet sein.In the case of the refiners usually used, the grinding strips are called knives and the grinding surfaces are formed by grinding sets.
The refiner can be designed as a disc refiner or cone refiner.
Für das Erreichen der gewünschten Fasereigenschaften, insbesondere den Mahlgrad müssen die Mahlgarnituren dem zu behandelnden Faserstoff bestmöglich angepasst werden, auch um einen übermäßigen Verschleiß der Garnituren zu verhindern.To achieve the desired fiber properties, in particular the freeness, the grinding sets must be optimally adapted to the pulp to be treated, also to prevent excessive wear of the sets.
Um eine Beschädigung der Mahlgarnituren durch größere Fremdkörper zu verhindern, werden dem Refiner oft unempfindliche Dickstoffrefiner oder Sortierer vorgeschaltet, was relativ aufwendig ist.In order to prevent damage to Mahlgarnituren by larger foreign bodies, the refiner are often preceded by insensitive Dickstoffrefiner or sorter, which is relatively expensive.
Durch die relativ hohe Konsistenz, die der Faserstoff bei der Behandlung hat, ist eine intensive mechanische Bearbeitung bei derartigen Vorrichtungen möglich, obwohl sich die relativ zueinander bewegbaren Behandlungswerkzeuge nicht berühren, sondern sich vielmehr in einem geringen Abstand aneinander vorbeibewegen. Dabei treten ganz erhebliche Kräfte auf.Due to the relatively high consistency that the pulp has in the treatment, an intensive mechanical processing in such devices is possible, although the relatively movable treatment tools do not touch, but rather pass each other at a small distance. There are quite considerable forces.
Bei den bei der Faserstoffaufbereitung zum Einsatz kommenden Refinern werden die Behandlungsflächen wegen des relativ schnellen Verschleißes von auswechselbaren, mit der entsprechenden Grundplatte verschraubten Garnituren gebildet.Refiners used in pulp preparation process the treatment surfaces because of the relatively rapid wear of interchangeable sets bolted to the corresponding base plate.
Außerdem wird zur Effizienzsteigerung der Faserbehandlung eine optimale Nutzung der verfügbaren Behandlungsfläche angestrebt.In addition, the optimal use of the available treatment area is aimed at increasing the efficiency of the fiber treatment.
In allen Fällen vermindert sich bei einem zu großen Spalt die Effizienz der Behandlung. Bei einem zu kleinen Spalt wiederum besteht die Gefahr einer zu hohen, elektrischen Stromaufnahme und des Kontakts der Behandlungswerkzeuge.In all cases, if the gap is too large, the efficiency of the treatment is reduced. If the gap is too small, there is a risk of excessive electrical power consumption and the contact of the treatment tools.
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher den Verschleiß und die Störanfälligkeit von Mahlanordnungen mit möglichst geringem Aufwand zu vermindern.The object of the invention is therefore to reduce the wear and the susceptibility of Mahlanordnungen with the least possible effort.
Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Welle eine Messeinheit zur Erfassung der auf die Welle einwirkenden Axialkraft zugeordnet ist.According to the invention the object has been achieved in that the shaft is associated with a measuring unit for detecting the axial force acting on the shaft.
Auf diese Weise kann auf Störungen sofort reagiert werden, so dass Schäden insbesondere an der Lagerung der Welle oder den Behandlungswerkzeugen oft vermieden werden. Dies wiederum erlaubt es, die Lagerung der Welle nicht mehr auf extrem große Axialbelastungen auszulegen, was Raum und Kosten spart.
Über die Kenntnis der Axialkraft können aber auch Aussagen über die Strömungen zwischen den Behandlungswerkzeugen sowie die Behandlung der Fasern im Behandlungsspalt getroffen werden.In this way, it is possible to react immediately to disturbances so that damage, in particular to the bearing of the shaft or the treatment tools, is often avoided. This in turn makes it no longer possible to design the bearing of the shaft for extremely large axial loads, which saves space and costs.
However, knowledge about the axial force can also be used to make statements about the flows between the treatment tools and the treatment of the fibers in the treatment gap.
Die Lagerung der Welle sowie die axiale Verschiebbarkeit der Welle gegen ein Kraftelement lassen sich über eine erfindungsgemäße Messeinheit zur Erfassung der auf die Welle wirkenden Axialkraft sehr vorteilhaft miteinander verbinden.
Hierzu sollte diese Messeinheit ein auf der Welle angeordnetes Axiallager umfassen, welches von einem, sich am Gehäuse abstützenden Kraftelement gegen einen in Richtung der zu messenden Axialkraft weisenden Anschlag der Welle gedrückt wird, wobei ein Sensor die relative, axiale Lage des Axiallagers zum Gehäuse erfasst.
Übe die Vorspannung mittels Kraftelement werden außerdem die notwendige Mindestbelastung des Axiallagers gewährleistet und der Rundlauf des Lagers verbessert.
Zur Stabilisierung sollte das Axiallager dabei radial in einem mit dem Gehäuse gekoppelten Lagergehäuse geführt sein.The bearing of the shaft as well as the axial displaceability of the shaft against a force element can be very advantageously connected to one another via a measuring unit according to the invention for detecting the axial force acting on the shaft.
For this purpose, this measuring unit should comprise an arranged on the shaft thrust bearing, which is pressed by a, supported on the housing force element against pointing in the direction of the axial force to be measured stop of the shaft, wherein a sensor detects the relative axial position of the thrust bearing to the housing.
Practice the bias by means of force element also ensures the necessary minimum load of the thrust bearing and improves the concentricity of the bearing.
To stabilize the thrust bearing should be performed radially in a coupled to the housing bearing housing.
Die axiale Verstellung einer oder beider nicht-rotierender Grundplatten kann einfach und sicher mittels Spindelhubelement erfolgen. Die Konstruktion vereinfacht sich allerdings, wenn eine nicht-rotierenden Grundplatte mittels Spindelhubelement axial verstellbar und die andere nicht-rotierende Grundplatte am Gehäuse fixiert ist.The axial adjustment of one or both non-rotating base plates can be done simply and safely by means of screw jack. The construction is simplified, however, if a non- rotating base plate by means of Spindelhubelement axially adjustable and the other non-rotating base plate is fixed to the housing.
Des Weiteren vereinfacht sich der Aufbau im Fall, dass die Welle in ein, mit einem Antrieb gekoppeltes Getriebe hinein geführt ist.
Bei speziellen Ausführungen können Behandlungswerkzeug und Grundplatte auch einstückig ausgeführt sein.Furthermore, the structure is simplified in the case in which the shaft is guided into a transmission coupled to a drive.
In special embodiments, treatment tool and base plate can also be made in one piece.
Um Schaden beim Betrieb der Vorrichtung zu vermeiden, sollte beim Überschreiten einer vorgegebenen Axialkraft der Welle die axiale Verschiebung der nicht-rotierenden Grundplatte gestoppt oder sogar die Breite des Mahlspaltes durch eine entsprechende axiale Verschiebung der nicht-rotierenden Grundplatte vergrößert werden.In order to avoid damage during operation of the device, the axial displacement of the non-rotating base plate should be stopped when exceeding a predetermined axial force of the shaft or even the width of the grinding gap be increased by a corresponding axial displacement of the non-rotating base plate.
Unabhängig davon kann beim stetigen Anstieg der Axialkraft während des Betriebs bei der Steuerung der Vorrichtung auf einen Verschleiß der Verbindung zwischen rotierender Grundplatte und Welle geschlossen werden. Auf dieser Basis können dann die Betriebsparameter der Vorrichtung entsprechend angepasst und die Reparatur geplant werden.Regardless of the steady increase in axial force during operation in the control of the device can be concluded on a wear of the connection between the rotating base plate and shaft. On this basis, the operating parameters of the device can then be adjusted accordingly and the repair planned.
In diesem Zusammenhang geben Veränderungen der Axialkraft während des Betriebs auch hilfreiche Informationen zum Verschleißzustand der Behandlungswerkzeuge.
Im Normalbetrieb sind die Axialkräfte auf die Welle sehr klein.In this context, changes in the axial force during operation also provide useful information on the state of wear of the treatment tools.
In normal operation, the axial forces on the shaft are very small.
Nachfolgend soll die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der beigefügten Zeichnung zeigt:
-
1 : einen schematischen Querschnitt durch einen Refiner und -
2 : dieMesseinheit 10 zur Bestimmung der Axialkraft F.
-
1 a schematic cross section through a refiner and -
2 : themeasuring unit 10 for determining the axial force F.
Im Gehäuse
Dabei haben die Behandlungswerkzeuge
Beide Behandlungswerkzeuge
In Umfangsrichtung nebeneinander gereiht ergeben die Mahlplatten eine durchgehende Mahlfläche des Behandlungswerkzeugs
The treatment tools have
Both
Sequined next to one another in the circumferential direction, the refining plates result in a continuous grinding surface of the
Die Mahlplatten und damit auch die Mahlflächen werden in der Regel von einer Vielzahl von im Wesentlichen radial verlaufenden Mahlleisten und dazwischenliegenden Nuten gebildet.The refining plates and thus also the grinding surfaces are generally formed by a plurality of substantially radially extending grinding bars and intermediate grooves.
Wegen der hohen Beanspruchung und des damit verbundenen Verschleißes sind die Behandlungswerkzeuge
Um nur eine Grundplatte
Die zu mahlende Fasersuspension gelangt bei dem hier gezeigten Beispiel über einen Zulauf
Der Querschnitt der Mahlleisten, auch Messer genannt, ist im Allgemeinen rechteckig, wobei es aber auch andere Formen gibt. Die Oberseite dieser Mahlleisten, also die die Mahlkanten tragenden Flächen liegen in der Radialebene.The cross-section of the Mahlleisten, also called knife, is generally rectangular, but there are other forms. The top of these Mahlleisten, so the surfaces carrying the grinding edges lie in the radial plane.
Die zwischen den Mahlleisten verlaufenden Nuten haben ebenfalls einen rechteckigen Querschnitt und dienen als Strömungskanäle für die Fasersuspension. Die Nuttiefe beträgt meist zwischen 2 und 20 mm.The grooves running between the grinding bars likewise have a rectangular cross-section and serve as flow channels for the fiber suspension. The groove depth is usually between 2 and 20 mm.
Im Unterschied zu dem hier gezeigten Beispiel können der Behandlungsspalte 2,3 nicht nur senkrecht sondern wie bei Kegel-Refinern auch geneigt zur Rotationsachse
Angetrieben wird die Welle
The shaft is driven
Zur Einstellung der Gesamtbreite beider Mahlspalte
Da die rotierende Grundplatte
Ist die axiale Verschiebbarkeit der rotierenden Grundplatte
Weil zur Verstellung der Gesamtbreite beider Mahlspalte
Because the rotating base plate
Is the axial displaceability of the rotating base plate
Because to adjust the total width of both grinding
Um Schaden durch diese axiale Kraft F abzuwenden, ist die Welle
Auf diese Weise kann auf eine sonst übliche Überdimensionierung bei dem Axiallager
In this way, on a usual oversizing of the thrust bearing
Dabei wird die auf die Welle
Gemäß
Das Axiallager
The
Als Sensor
Da das Kraftelement
Im einfachen Fall einer Feder würde sich die Axialkraft
In the simple case of a spring, the axial force
Um Schaden abzuwenden, kann so beim Überschreiten einer vorgegebenen Axialkraft
Außerdem kann im Falle eines stetigen Anstiegs der Axialkraft
In addition, in the case of a steady increase in the axial force
Die Behandlungsintensität des Faserstoffs. d.h. hier die Mahlleistung wird im Wesentlichen von der spezifischen Antriebsleistung des Refiners bestimmt.
Daher wird die Breite des Behandlungsspaltes
Therefore, the width of the treatment slit becomes
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