DE102020105875A1 - Fiber treatment device - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Behandlung von Faserstoff in einem Arbeitsraum (4) eines Behandlungsgehäuses (5), in welchem wenigstens ein rotierendes Behandlungswerkzeug (7) und ein nicht-rotierendes Behandlungswerkzeug (6) angeordnet ist, wobei die Behandlungswerkzeuge (6,7) eine rotationssymmetrische Form haben, koaxial zueinander angeordnet sind und einen vom Faserstoff durchströmten Behandlungsspalt (8) begrenzen, das rotierende Behandlungswerkzeug (7) mit einer rotierenden Antriebswelle (1) verbunden ist, welche in einem Lager (2) eines außerhalb des Arbeitsraumes (4) angeordneten Lagergehäuses (3) gelagert ist und zwischen dem Arbeitsraum (4) und dem Lagergehäuse (3) über eine Dichtung (10) zum Behandlungsgehäuse (5) hin abgedichtet ist, welche zumindest einen Abdichtkanal (9) für ein Sperrfluid umfasst. Dabei soll die Kompaktheit bei ausreichender Kühlung dadurch gesteigert werden, dass das Lagergehäuse (3) wenigstens einen Kühlkanal (11) besitzt, der mit einem Abdichtkanal (9) in Verbindung steht und vom Sperrfluid durchströmt wird.The invention relates to a device for treating pulp in a work space (4) of a treatment housing (5) in which at least one rotating treatment tool (7) and one non-rotating treatment tool (6) are arranged, the treatment tools (6, 7) have a rotationally symmetrical shape, are arranged coaxially to one another and delimit a treatment gap (8) through which the fibrous material flows, the rotating treatment tool (7) is connected to a rotating drive shaft (1) which is in a bearing (2) outside the working space (4) arranged bearing housing (3) and is sealed between the working space (4) and the bearing housing (3) via a seal (10) to the treatment housing (5), which comprises at least one sealing channel (9) for a barrier fluid. The compactness is to be increased with sufficient cooling in that the bearing housing (3) has at least one cooling channel (11) which is connected to a sealing channel (9) and through which the barrier fluid flows.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Behandlung von Faserstoff in einem Arbeitsraum eines Behandlungsgehäuses, in welchem wenigstens ein rotierendes Behandlungswerkzeug und ein nicht-rotierendes Behandlungswerkzeug angeordnet ist, wobei die Behandlungswerkzeuge eine rotationssymmetrische Form haben, koaxial zueinander angeordnet sind und einen vom Faserstoff durchströmten Behandlungsspalt begrenzen, das rotierende Behandlungswerkzeug mit einer rotierenden Antriebswelle verbunden ist, welche in einem Lager eines außerhalb des Arbeitsraumes angeordneten Lagergehäuses gelagert und zwischen dem Arbeitsraum und dem Lagergehäuse über eine Dichtung zum Behandlungsgehäuse hin abgedichtet ist, welche zumindest einen Abdichtkanal für ein Sperrfluid umfasst.The invention relates to a device for treating fibrous material in a working space of a treatment housing, in which at least one rotating treatment tool and one non-rotating treatment tool are arranged, the treatment tools having a rotationally symmetrical shape, being arranged coaxially to one another and delimiting a treatment gap through which the fibrous material flows, the rotating treatment tool is connected to a rotating drive shaft which is mounted in a bearing of a bearing housing arranged outside the work space and is sealed between the work space and the bearing housing via a seal to the treatment housing which comprises at least one sealing channel for a barrier fluid.
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. Vorrichtungen der o. g. Art werden z. B. zur Qualitätsverbesserung von Zellstoff, TMP oder Faserstoff eingesetzt.Due to the relatively high consistency that the fibrous material has during treatment, intensive mechanical processing is possible with such devices, although the treatment tools that can be moved relative to one another do not touch, but rather move past one another at a small distance. This creates very considerable forces. Devices of the above Kind are z. B. used to improve the quality of pulp, TMP or pulp.
Bei den, bei der Faserstoffaufbereitung zum Einsatz kommenden Refinern, Dispergern und Entstippern werden die Behandlungsflächen wegen des relativ schnellen Verschleißes von auswechselbaren, mit einer entsprechenden Grundplatte verschraubten Garnituren gebildet.In the case of the refiners, dispersers and deflakers used in pulp preparation, the treatment surfaces are formed by replaceable sets that are screwed to a corresponding base plate due to the relatively rapid wear and tear.
Um zu verhindern, dass Faserstoff in den Bereich der Dichtung gelangt und diese zerstört, ist es üblich, dort zumindest einen Abdichtkanal für ein Sperrfluid vorzusehen. Das Sperrfluid weist gegenüber dem höchstens auftretenden Druck im Arbeitsraum einen Überdruck auf. Wegen des Überdrucks gelangt ein Teil des Sperrfluids in den Arbeitsraum und vermischt sich dort mit dem Faserstoff.In order to prevent fibrous material from getting into the area of the seal and destroying it, it is customary to provide at least one sealing channel for a barrier fluid there. The barrier fluid has an overpressure compared to the maximum pressure that occurs in the working space. Because of the overpressure, part of the barrier fluid enters the working space and mixes there with the pulp.
Das Lagergehäuse weist ein relativ großes Öl-Reservat für eine Ölsumpfschmierung des Lagers auf, was gleichzeitig aber auch eine ausreichende Lagerkühlung gewährleistet.The bearing housing has a relatively large oil reserve for oil sump lubrication of the bearing, which at the same time also ensures sufficient bearing cooling.
Die Aufgabe der Erfindung ist es die Kompaktheit bei ausreichender Kühlung der Vorrichtung zu steigern.The object of the invention is to increase the compactness with sufficient cooling of the device.
Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe dadurch gelöst, dass das Lagergehäuse wenigstens einen Kühlkanal besitzt, der mit einem Abdichtkanal in Verbindung steht und vom Sperrfluid durchströmt wird. Durch die gleichzeitige Nutzung des Sperrfluids als Kühlmittel für das Lager der Antriebswelle kann diese Lagereinheit kompakter gestaltet werden, ohne dass dies einen separaten Kühlkreislauf erforderlich macht.According to the invention, the object was achieved in that the bearing housing has at least one cooling channel which is connected to a sealing channel and through which the barrier fluid flows. By simultaneously using the barrier fluid as a coolant for the bearing of the drive shaft, this bearing unit can be made more compact without requiring a separate cooling circuit.
Für eine möglichst umfassende Abdichtung des Arbeitsraumes sollte der Abdichtkanal ringförmig um die Antriebswelle verlaufen. Dabei eignet sich insbesondere Wasser als Sperrfluid, da eine Leckage in den Arbeitsraum oder die Umgebung unkritisch ist.For the most comprehensive possible sealing of the working space, the sealing channel should run in a ring around the drive shaft. In this case, water is particularly suitable as a barrier fluid, since leakage into the work space or the environment is not critical.
Konstruktiv einfach gestaltet sich die Realisierung der Lagerkühlung, wenn das Lagergehäuse mehrere, vorzugsweise parallel zur Antriebswelle verlaufende Kühlkanäle aufweist. Mit Vorzug können diese Kühlkanäle zur Schaffung eines Kühlkreislaufs über außerhalb des Lagergehäuses verlaufende Leitungen miteinander verbunden werden. Auch die Verbindung zwischen Abdichtkanal und Kühlkanal sollte über außerhalb des Behandlungs- und Lagergehäuses verlaufende Leitungen erfolgen.The implementation of the bearing cooling is structurally simple if the bearing housing has a plurality of cooling channels, preferably running parallel to the drive shaft. In order to create a cooling circuit, these cooling channels can preferably be connected to one another via lines running outside the bearing housing. The connection between the sealing channel and the cooling channel should also take place via lines running outside the treatment and storage housing.
Die Dichtung zwischen Antriebswelle und Behandlungsgehäuse kann wegen der rauen Umgebung mit Vorteil von einer Stopfbuchse gebildet werden. Diese Dichtungen bestehen im Wesentlichen aus der Stopfbuchspackung (der eigentlichen Dichtung) und einer Stopfbuchsbrille (einer flanschähnlichen Hülse), mit der die Stopfbuchspackung mittels Verstellmitteln, insbesondere Schrauben und/oder Federn axial verpresst wird. Durch die axiale Pressung entsteht auch eine radiale Pressung der Stopfbuchspackung auf der Welle. Dadurch wird der Dichtspalt auf ein den Betriebsbedingungen angepasstes Minimum eingestellt. Eine geringe Leckage ist nicht gänzlich auszuschließen.The seal between the drive shaft and the treatment housing can advantageously be formed by a stuffing box because of the harsh environment. These seals essentially consist of the stuffing box packing (the actual seal) and a stuffing box gland (a flange-like sleeve) with which the stuffing box packing is axially compressed by means of adjustment means, in particular screws and / or springs. The axial pressure also creates a radial pressure of the stuffing box packing on the shaft. As a result, the sealing gap is set to a minimum that is adapted to the operating conditions. A slight leak cannot be completely ruled out.
Alternativ kann die Dichtung zwischen Antriebswelle und Behandlungsgehäuse auch von einer Gleitringdichtung gebildet werden. Im Gegensatz zur Stopfbuchspackung weisen Gleitringdichtungen einen Dichtspalt auf, der rechtwinklig zur Wellenachse steht. Hauptbestandteile sind zwei aufeinander gleitende Gleitringe, von denen der innere fest mit der Antriebswelle verbunden und der äußere im stationären Gehäuse befestigt ist. Sie benötigt gegenüber der Stopfbuchspackung einen kleineren Raum.Alternatively, the seal between the drive shaft and treatment housing can also be formed by a mechanical seal. In contrast to the stuffing box packing, mechanical seals have a sealing gap that is perpendicular to the shaft axis. The main components are two sliding rings, the inner one of which is firmly connected to the drive shaft and the outer one is fastened in the stationary housing. Compared to the stuffing box packing, it requires a smaller space.
Im Interesse einer möglichst geringen Rollreibung verbunden mit möglichst wenig Reibungswärme sollte die Antriebswelle im Lagergehäuse in einem Wälzlager gelagert sein.In the interest of the lowest possible rolling friction combined with as little frictional heat as possible, the drive shaft should be mounted in a roller bearing in the bearing housing.
Wälzlager bestehen aus einem Innen- und einem Außenring und den dazwischen geführten Rollkörpern (Kugeln, Rollen usw.)Rolling bearings consist of an inner and an outer ring and the rolling elements (balls, rollers, etc.)
Zur Vereinfachung der Konstruktion sollte das Lagergehäuse separat ausgebildet sein. Dies erlaubt in Verbindung mit der Kühlung über das Sperrfluid eine kompakte Gestaltung dieser Lagereinheit und erleichtert die Montage und den Ersatz derselben.To simplify the construction, the bearing housing should be designed separately. This allows in connection with the cooling via the Barrier fluid a compact design of this storage unit and facilitates the assembly and replacement of the same.
Für eine hohe Lagestabilität sollte dabei das Lagergehäuse am Behandlungsgehäuse befestigt werden.For a high level of positional stability, the bearing housing should be attached to the treatment housing.
Besondere Vorteile ergeben sich, wenn die Vorrichtung als Refiner oder Disperger, insbesondere als Entstipper ausgebildet ist.Particular advantages result if the device is designed as a refiner or disperger, in particular as a deflaker.
Entstipper eignen sich besonders, da deren Lager kleiner ausfallen.Deflakers are particularly suitable because their bearings are smaller.
Nachfolgend soll die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der beigefügten Zeichnung zeigt:
-
1 : einen Querschnitt durch einen Entstipper mit einer Lagereinheit und -
2 : einen Querschnitt durch die Lagereinheit.
-
1 : a cross-section through a deflaker with a storage unit and -
2 : a cross section through the storage unit.
Die Figuren zeigen eine Behandlungsvorrichtung in Form einer Entstippungsvorrichtung zum Auflösen von Stippen einer Faserstoffsuspension mit einem Behandlungsgehäuse
Dieses Behandlungsgehäuse
Zwischen diesen Zähnen
This
Between those teeth
Dabei wird die Faserstoffsuspension über einen Einlauf
Durch die Relativbewegung zwischen dem rotierenden 7 und dem feststehenden 6 Behandlungswerkzeug bilden sich beim Übergang zwischen einer rotierenden und einer feststehenden Zahnreihe erhebliche Turbulenzen, die zu einer Entstippung führen. Dabei hat die Faserstoffsuspension eine Stoffdichte zwischen 2 und 6% otro. Die Entstippung erfolgt im Allgemeinen durch sehr intensive Stoffturbulenzen ohne Faserbeschädigung.Due to the relative movement between the rotating 7 and the stationary 6 treatment tool, considerable turbulence forms at the transition between a rotating row of teeth and a stationary row of teeth, which lead to defixing. The fiber suspension has a consistency between 2 and 6% oven-dry. Deflaking generally takes place through very intense turbulence of the material without damaging the fibers.
Das rotierende Behandlungswerkzeug
Die Lagereinheit besteht im Wesentlichen aus dem Lager
Die Antriebswelle
Da bei dieser Dichtung
Der Abdichtkanal
As with this seal
The sealing
Um das Lagergehäuse
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