DE102020122645A1 - Control of a fiber treatment device - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung sowie mehrere Verfahren zur Steuerung einer Vorrichtung zur Behandlung von Faserstoff, wobei die Vorrichtung ein Gehäuse besitzt, in welchem zumindest ein erstes Behandlungswerkzeug (1,3) und ein zweites Behandlungswerkzeug (2,4) angeordnet ist, die Behandlungswerkzeuge (1,2,3,4) eine rotationssymmetrische Form haben, koaxial zueinander angeordnet sind, sich relativ zueinander um eine gemeinsame Achse (5) drehen, jeweils zwei Behandlungswerkzeuge (1,2,3,4) einen vom Faserstoff radial durchströmten Behandlungsspalt (11,12) begrenzen, die Behandlungswerkzeuge (1,2,3,4) jeweils ein zum Behandlungsspalt (11,12) weisendes Behandlungsprofil (10) besitzen und die axiale Lage wenigstens eines Behandlungswerkzeuges (1,2,3,4) über eine Verstelleinrichtung (6) einstellbar ist. Dabei soll die Steuerung wesentlich einfacher und sicherer werden, indem die Verstelleinrichtung (6) einen Synchronmotor umfasst.The invention relates to an arrangement and several methods for controlling a device for treating fibrous material, the device having a housing in which at least a first treatment tool (1,3) and a second treatment tool (2,4) are arranged, the treatment tools ( 1,2,3,4) have a rotationally symmetrical shape, are arranged coaxially to one another, rotate relative to one another about a common axis (5), two treatment tools (1,2,3,4) each have a treatment gap (11 ,12), the treatment tools (1,2,3,4) each have a treatment profile (10) pointing towards the treatment gap (11,12) and the axial position of at least one treatment tool (1,2,3,4) via an adjusting device (6) is adjustable. The control should be much simpler and safer in that the adjustment device (6) includes a synchronous motor.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Steuerung einer Vorrichtung zur Behandlung von Faserstoff, wobei die Vorrichtung ein Gehäuse besitzt, in welchem zumindest ein erstes Behandlungswerkzeug und ein zweites Behandlungswerkzeug angeordnet ist, die Behandlungswerkzeuge eine rotationssymmetrische Form haben, koaxial zueinander angeordnet sind, sich relativ zueinander um eine gemeinsame Achse drehen, jeweils zwei Behandlungswerkzeuge einen vom Faserstoff radial durchströmten Behandlungsspalt begrenzen, die Behandlungswerkzeuge jeweils ein zum Behandlungsspalt weisendes Behandlungsprofil besitzen und die axiale Lage wenigstens eines Behandlungswerkzeuges über eine Verstelleinrichtung einstellbar ist.The invention relates to an arrangement for controlling a device for treating fibrous material, the device having a housing in which at least a first treatment tool and a second treatment tool are arranged, the treatment tools have a rotationally symmetrical shape, are arranged coaxially to one another, rotate relative to one another rotate a common axis, two treatment tools in each case delimit a treatment gap through which the fibrous material flows radially, the treatment tools each have a treatment profile pointing towards the treatment gap and the axial position of at least one treatment tool can be adjusted via an adjustment device.

Die Erfindung betrifft ebenso Verfahren zur Steuerung einer Vorrichtung zur Behandlung von Faserstoff, wobei die Vorrichtung ein Gehäuse besitzt, in welchem zumindest ein erstes Behandlungswerkzeug und ein zweites Behandlungswerkzeug angeordnet ist, die Behandlungswerkzeuge eine rotationssymmetrische Form haben, koaxial zueinander angeordnet sind, sich relativ zueinander um eine gemeinsame Achse drehen, jeweils zwei Behandlungswerkzeuge einen vom Faserstoff radial durchströmten Behandlungsspalt begrenzen, die Behandlungswerkzeuge jeweils ein zum Behandlungsspalt weisendes Behandlungsprofil besitzen und die axiale Lage wenigstens eines Behandlungswerkzeuges über eine Verstelleinrichtung einstellbar ist.The invention also relates to a method for controlling a device for treating fibrous material, the device having a housing in which at least a first treatment tool and a second treatment tool are arranged, the treatment tools have a rotationally symmetrical shape, are arranged coaxially to one another, rotate relative to one another rotate a common axis, two treatment tools in each case delimit a treatment gap through which the fibrous material flows radially, the treatment tools each have a treatment profile pointing towards the treatment gap and the axial position of at least one treatment tool can be adjusted via an adjustment device.

Durch die relativ hohe Konsistenz, die der Faserstoff bei der Behandlung hat, ist eine intensive mechanische Bearbeitung bei derartigen Vorrichtungen (Refiner, Disperger, Entstipper) 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, der aus Altpapier gewonnen wurde.Due to the relatively high consistency that the fibrous material has during the treatment, intensive mechanical processing is possible with such devices (refiners, dispersers, deflakers), although the treatment tools that can be moved relative to one another do not touch one another, but rather move past one another at a small distance . Very considerable forces arise here. Devices of the above kind become e.g. B. used to improve the quality of pulp, TMP or pulp that was obtained from waste paper.

Kommt es infolge Verschleiß zu einer Verminderung der Höhe des Behandlungsprofils der Behandlungswerkzeuge, so führt der hierdurch vergrößerte Behandlungsspalt zu einer Verminderung der Leerlauf- bzw. Pumpleistung. Bei gleichbleibender Gesamtleistung führt dies gleichzeitig zu einer Erhöhung der für die angestrebte Behandlungsintensität relevanten spezifischen Leistung der Vorrichtung und damit zu einer zu starken Behandlung, insbesondere Mahlung der Fasern.If, as a result of wear, the height of the treatment profile of the treatment tools is reduced, the treatment gap, which is enlarged as a result, leads to a reduction in the no-load or pump output. With the overall performance remaining the same, this leads at the same time to an increase in the specific performance of the device, which is relevant for the desired treatment intensity, and thus to excessive treatment, in particular grinding of the fibers.

Bei einem zu kleinen Spalt wiederum besteht die Gefahr einer zu hohen, elektrischen Stromaufnahme und des Kontakts der Behandlungswerkzeuge.If the gap is too small, there is a risk of excessive electrical current consumption and contact between the treatment tools.

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, Porosität, Formation und Oberfläche erreichen zu können.
Bei den dabei zum Einsatz kommenden Refinern werden die Mahlflächen wegen des relativ schnellen Verschleißes von auswechselbaren, mit der entsprechenden Grundplatte verschraubten Mahlgarnituren gebildet.
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.It has been known for a long time to grind cellulose fibers, ie virgin cellulose and/or waste paper fibers, in order to be able to achieve the desired properties in the fibrous web produced therefrom, in particular with regard to strength, porosity, formation and surface.
Due to the relatively rapid wear and tear of the refiners used, the grinding surfaces are formed by replaceable grinding sets screwed to the corresponding base plate.
In order to achieve the desired fiber properties, in particular the degree of beating, the beating clothing must be optimally adapted to the fibrous material to be treated, also in order to prevent excessive wear of the clothing.

Die Refiner können als Scheibenrefiner oder Kegelrefiner ausgebildet sein.The refiners can be designed as disc refiners or cone refiners.

Zur Erhöhung des Durchsatzes kommen zunehmend Doppelspaltanordnungen zum Einsatz. Wegen des dabei axial schwimmend gelagerten Rotors können keine verlässlichen Aussagen zur Spaltbreite und zum Verschleißzustand gemacht werden.Double-slit arrangements are increasingly being used to increase throughput. Due to the axially floating rotor, no reliable statements can be made about the gap width and the state of wear.

Die Aufgabe der Erfindung ist es die Steuerung bei diesen Vorrichtungen mit möglichst einfachen Mitteln zu verbessern.The object of the invention is to improve the control of these devices with the simplest possible means.

Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Verstelleinrichtung einen Synchronmotor umfasst.
Im Unterschied zu den bisher üblichen Asynchronmotoren kann der Synchronmotor den eingestellten Betriebszustand halten, so dass kein Nachjustieren der axialen Verstellung des Behandlungswerkzeuges erforderlich ist.
Darüber hinaus sind Synchronmotoren als Stellantriebe sehr präzise, weshalb diese mit Vorteil als Teil eines Positions-Sensors für das axial verschiebbare Behandlungswerkzeug dienen können.According to the invention, the object was achieved in that the adjusting device includes a synchronous motor.
In contrast to the asynchronous motors that have been customary up to now, the synchronous motor can maintain the set operating state, so that no readjustment of the axial adjustment of the treatment tool is required.
In addition, synchronous motors are very precise actuators, which is why they can be used to advantage as part of a position sensor for the axially displaceable treatment tool.

Da die Position des axial verschiebbaren Behandlungswerkzeuges gleichzeitig auch Hinweise auf den Umfang des Verschleißes des Behandlungsprofils der Behandlungswerkzeuge gibt, kann der Synchronmotor auch als Teil einer Verschleiß-Messeinheit genutzt werden.Since the position of the axially displaceable treatment tool also provides information on the extent of wear of the treatment profile of the treatment tools, the synchronous motor can also be used as part of a wear measuring unit.

Anwendung findet die Erfindung bevorzugt bei Vorrichtungen, bei denen im Gehäuse zwei Behandlungsspalte vorhanden sind und die beiden mittleren Behandlungswerkzeuge auf einer gemeinsamen, rotierenden Grundplatte befestigt sind, welche axial schwimmend gelagert ist. Insbesondere in diesem Fall kann der Synchronmotor als Teil einer Spaltbreiten-Messeinheit genutzt werden. Hierzu wird über die Position des axial verstellbaren Behandlungswerkzeuges auf die Gesamtbreite des Behandlungsspaltes bzw. beider Behandlungsspalte zusammen und somit auf den Betriebszustand der Behandlungsvorrichtung geschlossen.The invention is preferably used in devices in which there are two treatment gaps in the housing and the two middle treatment tools on a common one Same, rotating base plate are attached, which is axially floating. In this case in particular, the synchronous motor can be used as part of a gap width measuring unit. For this purpose, the position of the axially adjustable treatment tool is used to infer the total width of the treatment gap or both treatment gaps together and thus the operating state of the treatment device.

Allgemein ist dies prinzipiell neben der bevorzugten Mahlung auch bei der Entstippung oder Dispergierung möglich.In general, in addition to the preferred grinding, this is also possible in principle during deflaking or dispersing.

Hinsichtlich des Verfahrens zur Steuerung der Vorrichtung ist wesentlich, dass die Axialkraft mit der die Behandlungswerkzeuge axial gegeneinander gedrückt werden über das Drehmoment des Synchronmotors gesteuert wird. Damit wird eine zu starke Belastung und somit eine zu hohe Energieaufnahme verhindert. Bei der Entlastung kann eine Limitierung des Drehmoments Schäden an der Verstelleinrichtung verhindern.With regard to the method for controlling the device, it is essential that the axial force with which the treatment tools are pressed axially against one another is controlled via the torque of the synchronous motor. This prevents excessive loading and thus excessive energy consumption. When the load is relieved, limiting the torque can prevent damage to the adjustment device.

Das spezifische Drehmoment des Synchronmotors ist im Wesentlichen unabhängig von der Drehzahl, was diesen Motor auch bei kleinen, axialen Verstellungen des Behandlungswerkzeuges besonders geeignet macht. Über das Drehmoment lässt sich die axiale Kraft mit der das verstellbare Behandlungswerkzeug in Richtung Behandlungsspalt gedrückt wird, relativ präzise einstellen. Damit kann ein verschleißkritischer Zustand (längerer Kontakt der Behandlungswerkzeuge oder zu geringes Faserstoffsuspensionspolster eines Behandlungsspaltes) vermieden werden.The specific torque of the synchronous motor is essentially independent of the speed, which makes this motor particularly suitable for small, axial adjustments of the treatment tool. The axial force with which the adjustable treatment tool is pressed in the direction of the treatment gap can be set relatively precisely via the torque. In this way, a wear-critical condition (prolonged contact between the treatment tools or too little fibrous suspension cushion in a treatment gap) can be avoided.

Beim Anlauf, insbesondere nach einer Inbetriebnahme oder einem Wechsel der Behandlungswerkzeuge ist das Schließen des Behandlungsspaltes von besonderer Bedeutung. Um dabei eine Beschädigung des Behandlungsprofils zu vermeiden, erfolgt die Annäherung üblicherweise in mehreren Geschwindigkeitsstufen. Das stufenweise Reduzieren erfordert jedoch relativ viel Zeit.Closing the treatment gap is of particular importance during start-up, especially after commissioning or after changing the treatment tools. In order to avoid damaging the treatment profile, the approach usually takes place at several speed levels. However, the gradual reduction requires a relatively large amount of time.

Wegen seiner Präzision erlaubt der Synchronmotor das Schließen des Behandlungsspaltes über zumindest 80%, vorzugsweise über zumindest 90%, insbesondere wenigstens 95% des axialen Stellweges des Behandlungswerkzeuges mit konstanter Geschwindigkeit. Erst wenn die Leistungsaufnahme des Hauptantriebs für die Rotation der Behandlungswerkzeuge einen Grenzwert übersteigt, sollte die Schließgeschwindigkeit reduziert werden.
Alternativ oder ergänzend ist es dabei auch möglich, dass das Schließen des Behandlungsspaltes zumindest abschnittsweise mit sich kontinuierlich verminderter Geschwindigkeit erfolgt.
Dies spart erheblich viel Zeit beim Schließen des Behandlungsspaltes.
Um dabei eine Beschädigung der Behandlungswerkzeuge zu vermeiden, kann unabhängig von der Geschwindigkeitssteuerung das Drehmoment während des Schließens auf einen sicheren, geringeren Wert eingestellt werden.Because of its precision, the synchronous motor allows the treatment gap to be closed over at least 80%, preferably over at least 90%, in particular at least 95% of the axial travel of the treatment tool at a constant speed. The closing speed should only be reduced when the power consumption of the main drive for rotating the treatment tools exceeds a limit value.
Alternatively or additionally, it is also possible for the treatment gap to be closed at least in sections at a continuously reduced speed.
This saves a considerable amount of time when closing the treatment gap.
In order to avoid damage to the treatment tools, the torque during closing can be set to a safe, lower value independently of the speed control.

Nachfolgend soll die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der beigefügten Zeichnung zeigt:

• 1: einen Doppelscheiben-Refiner in geöffnetem Zustand;
• 2: eine Seitenansicht des geschlossenen Refiners und
• 3: einen schematischen Querschnitt durch den Refiner.

The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. In the attached drawing shows:

• 1 : a double disc refiner in open condition;
• 2 : a side view of the closed refiner and
• 3 : a schematic cross section through the refiner.

Im Gehäuse der Anordnung zur Mahlung von Faserstoff befinden sich gemäß 3 zwei parallele, senkrecht zur Rotations-Achse 5 verlaufende Behandlungsspalte 11,12, die jeweils von einem nicht-rotierenden 1,4 und einem um die Achse 5 rotierenden, ebenen Behandlungswerkzeug 2,3 gebildet werden.In the housing of the arrangement for beating pulp are according to 3 two parallel treatment gaps 11,12 running perpendicular to the axis of rotation 5, each formed by a non-rotating 1,4 and a flat treatment tool 2,3 rotating about the axis 5.

Das jeweils zum Behandlungsspalt 11,12 weisende, kreisringförmige Behandlungsprofil 10 dieser Behandlungswerkzeuge 1,2,3,4 wird von Mahlgarnituren gebildet, die auf der Profilseite eine Vielzahl von im Wesentlichen radial verlaufenden Mahlleisten besitzen, so dass dieses Profil von diesen Mahlleisten und den dazwischenliegenden Nuten gebildet wird.The annular treatment profile 10 of these treatment tools 1,2,3,4 pointing towards the treatment gap 11,12 is formed by grinding sets which have a large number of essentially radially running grinding bars on the profile side, so that this profile is formed by these grinding bars and the intermediate ones grooves is formed.

Die zu mahlende Fasersuspension gelangt hier über einen Zulauf durch das Zentrum der Vorrichtung in einen der beiden Behandlungsspalte 11,12 zwischen den Mahlgarnituren. Die Fasersuspension passiert dann die zusammenwirkenden Behandlungswerkzeuge 1,2,3,4 radial nach außen und sammelt sich in dem sich anschließenden Ringraum.The fiber suspension to be ground arrives here via an inlet through the center of the device into one of the two treatment gaps 11, 12 between the grinding sets. The fiber suspension then passes the interacting treatment tools 1,2,3,4 radially outwards and collects in the adjoining annular space.

Während zumindest ein Teil der so behandelten Fasersuspension diesen Ringraum durch einen Ablauf verlässt, kann unter Umständen der andere Teil der Fasersuspension durch die Nuten der nicht-rotierenden Behandlungswerkzeuge 1,4 durch einen Abschnitt ihrer Länge wieder zurückfließen.While at least part of the fiber suspension treated in this way leaves this annular space through an outlet, the other part of the fiber suspension can under certain circumstances flow back through the grooves of the non-rotating treatment tools 1, 4 over a section of their length.

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, die die jeweilige Mahlgarnitur in Richtung Gegengarnitur abschließen, liegen in der Radialebene.The cross-section of the grinding bars, also called knives, is generally rectangular, but other shapes also exist. The upper side of these grinding bars, that is to say the surfaces bearing the grinding edges, which close off the respective grinding set in the direction of the counter-set, 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 milling bars also have a rectangular cross-section and serve as flow channels for the fiber suspension. The groove depth is usually between 2 and 20 mm.

Bei der hier gezeigten Mahlanordnung rotiert das zum jeweils anderen Behandlungsspalt 11,12 benachbarte Behandlungswerkzeug 2,3 beider Behandlungsspalte 11,12 mit einer, durch die Mitte des Behandlungsprofils 10 gehenden Achse 5. Diese rotierenden Behandlungswerkzeuge 2,3 sind an einer gemeinsamen, axial auf der rotierenden Achse 5 verschiebbaren und mitrotierenden Grundplatte 14 lösbar befestigt. Angetrieben wird diese Achse 5, wie in 2 zu erkennen, von einem über ein Getriebe 15 gekoppelten Antrieb 16.In the grinding arrangement shown here, the treatment tool 2,3 adjacent to the other treatment gap 11,12 of both treatment gaps 11,12 rotates with an axis 5 passing through the center of the treatment profile 10. These rotating treatment tools 2,3 are on a common, axially the rotating axis 5 displaceable and co-rotating base plate 14 releasably attached. This axis 5 is driven, as in 2 recognizable, from a drive 16 coupled via a gear 15.

Das Gehäuse der Vorrichtung wird insbesondere gemäß 1 von einem großen, auf einem Maschinenfundament 17 gelagerten, feststehendem Gehäuseteil 7 und einem kleineren, von diesem wegschwenkbaren Gehäuseteil 8 in Form eines Deckels gebildet. Diese beiden jeweils ein nicht-rotierendes Behandlungswerkzeug 1,4 tragenden Gehäuseteile 7,8 sind über ein, um eine Gelenkachse 13 drehbares, hier beispielhaft zweiteilig ausgeführtes Gelenk 9 miteinander gekoppelt. Während das nicht-rotierende Behandlungswerkzeug 4 fest mit dem feststehenden Gehäuseteil 7 verbunden ist, wird das andere nicht-rotierende Behandlungswerkzeug 1 über eine Verstelleinrichtung 6 zur Einstellung der Gesamtbreite beider Behandlungsspalte 11,12 axial entlang der Rotations-Achse 5 verschoben.The housing of the device is in accordance with particular 1 formed by a large fixed housing part 7 mounted on a machine foundation 17 and a smaller housing part 8 in the form of a cover which can be pivoted away from this. These two housing parts 7, 8, each carrying a non-rotating treatment tool 1, 4, are coupled to one another via a joint 9, which can be rotated about a joint axis 13 and is designed here in two parts, for example. While the non-rotating treatment tool 4 is firmly connected to the stationary housing part 7, the other non-rotating treatment tool 1 is displaced axially along the axis of rotation 5 via an adjusting device 6 to adjust the overall width of both treatment gaps 11,12.

Da die Grundplatte 14 schwimmend auf der Achse 5 gelagert ist, stellt sich ihre axiale Position im Zusammenspiel der in den beiden Behandlungsspalten 11,12 wirkenden, hydraulischen Kräfte ein.Since the base plate 14 is mounted in a floating manner on the axle 5, its axial position is adjusted by the interaction of the hydraulic forces acting in the two treatment gaps 11,12.

In Abhängigkeit vom Durchfluss sowie des Verschleißes beider Behandlungsspalte 11,12 kann es so vorkommen, dass die Breite der Behandlungsspalte 11,12 unterschiedlich ist, was sich entsprechend negativ auf die Qualität der Faserbehandlung und den Verschleiß auswirken kann.
Des Weiteren kann ein erhöhter Reibwert bei der axial schwimmenden Lagerung der rotierenden Grundplatte 14 (mit ihren Behandlungswerkzeugen 2,3) auf der Achse 5 dazu führen, dass sich der Rotor nicht zentriert.
Im Ergebnis kann es zu einem nicht ausreichend großen Faserstoffsuspensionspolster in einem Behandlungsspalt 11,12 oder gar zum Kontakt der Behandlungswerkzeuge 1,2,3,4 kommen.Depending on the flow and the wear of both treatment gaps 11,12, it can happen that the width of the treatment gaps 11,12 is different, which can have a correspondingly negative effect on the quality of the fiber treatment and wear.
Furthermore, an increased coefficient of friction in the case of the axially floating mounting of the rotating base plate 14 (with its treatment tools 2, 3) on the axis 5 can result in the rotor not being centered.
As a result, the fibrous suspension cushion in a treatment gap 11, 12 may not be sufficiently large, or the treatment tools 1, 2, 3, 4 may even come into contact.

Bei einem Kontakt der Behandlungswerkzeuge 1,2,3,4 eines Behandlungsspaltes 11,12 kommt es über die Kontaktzeit zu einem exponentiellen Verschleiß des Behandlungsprofils 10 dieser Behandlungswerkzeuge 1,2,3,4.When the treatment tools 1,2,3,4 of a treatment gap 11,12 come into contact, exponential wear of the treatment profile 10 of these treatment tools 1,2,3,4 occurs over the contact time.

Um einen erhöhten Verschleiß zu verhindern, werden die Schwingungen der Vorrichtung oft über wenigstens einen Sensor überwacht. Wird von der Steuerung der Vorrichtung über diese Schwingungsmessung ein kritischer Betriebszustand für die Behandlungswerkzeuge 1,2,3,4 erkannt, so wird die axiale Lage des vom verschwenkbaren Gehäuseteil 8 getragenen nicht-rotierenden Behandlungswerkzeuges 1 von der Verstelleinrichtung 6 zur Verbreiterung der Behandlungsspaltes 11,12 entsprechend verstellt.In order to prevent increased wear, the vibrations of the device are often monitored via at least one sensor. If a critical operating state for the treatment tools 1, 2, 3, 4 is recognized by the control of the device via this vibration measurement, the axial position of the non-rotating treatment tool 1 carried by the pivotable housing part 8 is adjusted by the adjustment device 6 to widen the treatment gap 11, 12 adjusted accordingly.

Das Schließen der Behandlungsspalte 11,12 erfolgt, wie bereits ausgeführt, über das axiale Verschieben des nicht-rotierenden Behandlungswerkzeuges 1 mittels der Verstelleinrichtung 6, welche zur Gewährleistung einer verbesserten Präzision erfindungsgemäß einen Synchronmotor umfasst.As already explained, the treatment gaps 11, 12 are closed by the axial displacement of the non-rotating treatment tool 1 by means of the adjusting device 6, which according to the invention comprises a synchronous motor to ensure improved precision.

Darüber hinaus besitzt die Verstelleinrichtung 6 einen Frequenzumrichter zur Steuerung des Synchronmotors, ein Getriebe zur Anpassung der Motordrehzahl an die erforderliche Drehzahl sowie ein mit dem Getriebe gekoppeltes Spindelhubelement, welches die Rotation in eine Axialbewegung zur Verstellung des nicht-rotierenden Behandlungswerkzeuges 1 umwandelt.In addition, the adjusting device 6 has a frequency converter for controlling the synchronous motor, a gearbox for adapting the motor speed to the required speed and a spindle lifting element coupled to the gearbox, which converts the rotation into an axial movement for adjusting the non-rotating treatment tool 1.

Besonders kritisch ist das Schließen der Behandlungsspalte 11,12 während der Inbetriebnahme oder einem Wechsel der Behandlungswerkzeuge 1,2,3,4, da dann erst eine optimale Position des verstellbaren Behandlungswerkzeuges 1 gesucht werden muss. In der optimalen Position des axial verstellbaren Behandlungswerkzeuges 1 wird ein ausreichend großen Faserstoffsuspensionspolster in den Behandlungsspalten angestrebt. Damit wird nicht nur ein Kontakt der Behandlungswerkzeuge 1,2,3,4 sondern auch eine zu geringe oder zu intensive Behandlung des Faserstoffs verhindert.Closing the treatment gaps 11, 12 during start-up or when changing the treatment tools 1, 2, 3, 4 is particularly critical, since then an optimal position of the adjustable treatment tool 1 must first be found. In the optimal position of the axially adjustable treatment tool 1, a sufficiently large fibrous suspension cushion in the treatment gaps is sought. This not only prevents contact between the treatment tools 1,2,3,4 but also too little or too intensive treatment of the fibrous material.

Weil der Synchronmotor äußert präzise arbeitet, eignet sich dieser besonders als Stellmotor. Über die bekannte Erfassung der Lageveränderung des Rotors des Synchronmotors kann so einfach auf die Lage des axial verschiebbaren Behandlungswerkzeuges 1 geschlossen werden. Der Synchronmotor ist so Teil eines Positions-Sensors für das axial verschiebbare Behandlungswerkzeug 1, was zusätzliche und relativ aufwendige Positions-Sensoren überflüssig macht und so auch die Erfassung des Verschleißes der Behandlungswerkzeuge 1,2,3,4 sowie der Gesamtbreite beider Behandlungsspalte 11,12 erlaubt.Because the synchronous motor works extremely precisely, it is particularly suitable as a servomotor. The position of the axially displaceable treatment tool 1 can be easily deduced from the known detection of the change in position of the rotor of the synchronous motor. The synchronous motor is part of a position sensor for the axially displaceable treatment tool 1, which makes additional and relatively expensive position sensors superfluous and thus also the detection of the wear of the treatment tools 1,2,3,4 and the total width of both treatment gaps 11,12 permitted.

Da das spezifische Drehmoment weitgehend unabhängig von der Drehzahl ist, kann mittels des Frequenzumrichters die Axialkraft mit der die Behandlungswerkzeuge 1,2,3,4 axial gegeneinander gedrückt werden, relativ einfach über das Drehmoment des Synchronmotors gesteuert werden.Since the specific torque is largely independent of the speed, the axial force with which the treatment tools 1,2,3,4 are pressed against one another axially can be controlled relatively easily via the torque of the synchronous motor by means of the frequency converter.

Um einen Kontakt der Behandlungswerkzeuge 1,2,3,4 beim Schließen des Behandlungsspaltes 11,12 zu vermeiden, erfolgt das Zusammenfahren der Behandlungswerkzeuge 1,2,3,4 bisher in mehreren Stufen in abnehmender Axialgeschwindigkeit.In order to avoid contact between the treatment tools 1,2,3,4 when the treatment gap 11,12 is closed, the treatment tools 1,2,3,4 have hitherto been brought together in several stages with decreasing axial speed.

Die Präzision des Verstellweges beim Einsatz eines Synchronmotors erlaubt es nunmehr aber, dass das Schließen des Behandlungsspaltes 11,12 über zumindest 80%, vorzugsweise über zumindest 90%, insbesondere wenigstens 95% des Stellweges mit konstanter Geschwindigkeit erfolgt. Im Ergebnis vermindert sich die für das Schließen der Behandlungsspalte 11,12 erforderliche Zeit erheblich.
Erst am Ende des Schließens, insbesondere wenn die Leistungsaufnahme des Antriebs 16 einen Grenzwert überschreitet, vermindert sich die Geschwindigkeit des axialen Verschiebens kontinuierlich.
Alternativ kann sich aber auch während des gesamten Schließens der Walzenspalte 11,12 die axiale Geschwindigkeit kontinuierlich vermindern.However, the precision of the adjustment path when using a synchronous motor now allows the treatment gap 11,12 to be closed over at least 80%, preferably over at least 90%, in particular at least 95% of the adjustment path at a constant speed. As a result, the time required to close the treatment gaps 11, 12 is significantly reduced.
Only at the end of the closing, in particular when the power consumption of the drive 16 exceeds a limit value, does the speed of the axial displacement decrease continuously.
Alternatively, the axial speed can also decrease continuously during the entire closing of the nips 11,12.

Anwendbar ist die Erfindung aber ebenso bei konischen Mahlflächen, wobei die Konusachse mit der Rotations-Achse 5 übereinstimmt sowie bei Vorrichtungen mit nur einem Behandlungsspalt.However, the invention can also be used with conical grinding surfaces, the cone axis coinciding with the axis of rotation 5 and with devices with only one treatment gap.

Claims (10)

Anordnung zur Steuerung einer Vorrichtung zur Behandlung von Faserstoff, wobei die Vorrichtung ein Gehäuse besitzt, in welchem zumindest ein erstes Behandlungswerkzeug (1,3) und ein zweites Behandlungswerkzeug (2,4) angeordnet ist, die Behandlungswerkzeuge (1,2,3,4) eine rotationssymmetrische Form haben, koaxial zueinander angeordnet sind, sich relativ zueinander um eine gemeinsame Achse (5) drehen, jeweils zwei Behandlungswerkzeuge (1,2,3,4) einen vom Faserstoff radial durchströmten Behandlungsspalt (11,12) begrenzen, die Behandlungswerkzeuge (1,2,3,4) jeweils ein zum Behandlungsspalt (11,12) weisendes Behandlungsprofil (10) besitzen und die axiale Lage wenigstens eines Behandlungswerkzeuges (1,2,3,4) über eine Verstelleinrichtung (6) einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung (6) einen Synchronmotor umfasst.Arrangement for controlling a device for treating fibrous material, the device having a housing in which at least a first treatment tool (1,3) and a second treatment tool (2,4) are arranged, the treatment tools (1,2,3,4 ) have a rotationally symmetrical shape, are arranged coaxially to one another, rotate relative to one another about a common axis (5), two treatment tools (1,2,3,4) each delimit a treatment gap (11,12) through which the fibrous material flows radially, the treatment tools (1,2,3,4) each have a treatment profile (10) pointing towards the treatment gap (11,12) and the axial position of at least one treatment tool (1,2,3,4) can be adjusted via an adjustment device (6), characterized characterized in that the adjusting device (6) comprises a synchronous motor. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Synchronmotor als Teil eines Positions-Sensors für das axial verschiebbare Behandlungswerkzeug (1,2,3,4) dient.arrangement according to claim 1 , characterized in that the synchronous motor serves as part of a position sensor for the axially displaceable treatment tool (1,2,3,4). Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Synchronmotor Teil einer Verschleiß-Messeinheit der Behandlungswerkzeuge (1,2,3,4) ist.arrangement according to claim 1 or 2 , characterized in that the synchronous motor is part of a wear measuring unit of the treatment tools (1,2,3,4). Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse zwei Behandlungsspalte (11,12) vorhanden sind und die beiden mittleren Behandlungswerkzeuge (2,3) auf einer gemeinsamen, rotierenden Grundplatte (14) befestigt sind, welche axial schwimmend gelagert ist.Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that there are two treatment gaps (11,12) in the housing and the two middle treatment tools (2,3) are fastened to a common, rotating base plate (14) which is axially floating. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Synchronmotor als Teil einer Spaltbreiten-Messeinheit zur Erfassung der Gesamtbreite der Behandlungspalte (11,12) ist.Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the synchronous motor is part of a gap width measuring unit for detecting the overall width of the treatment gaps (11, 12). Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung als Mahlvorrichtung ausgebildet ist.Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the device is designed as a grinding device. Verfahren zur Steuerung einer Vorrichtung zur Behandlung von Faserstoff, wobei die Vorrichtung ein Gehäuse besitzt, in welchem zumindest ein erstes Behandlungswerkzeug (1,3) und ein zweites Behandlungswerkzeug (2,4) angeordnet ist, die Behandlungswerkzeuge (1,2,3,4) eine rotationssymmetrische Form haben, koaxial zueinander angeordnet sind, sich relativ zueinander um eine gemeinsame Achse (5) drehen, jeweils zwei Behandlungswerkzeuge (1,2,3,4) einen vom Faserstoff radial durchströmten Behandlungsspalt (11,12) begrenzen, die Behandlungswerkzeuge (1,2,3,4) jeweils ein zum Behandlungsspalt (11,12) weisendes Behandlungsprofil (10) besitzen und die axiale Lage wenigstens eines Behandlungswerkzeuges (1,2,3,4) über eine Verstelleinrichtung (6) einstellbar ist, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung (6) einen Synchronmotor umfasst und die Axialkraft mit der die Behandlungswerkzeuge (1,2,3,4) axial gegeneinander gedrückt werden über das Drehmoment des Synchronmotors gesteuert wird.Method for controlling a device for treating fibrous material, the device having a housing in which at least a first treatment tool (1,3) and a second treatment tool (2,4) are arranged, the treatment tools (1,2,3,4 ) have a rotationally symmetrical shape, are arranged coaxially to one another, rotate relative to one another about a common axis (5), two treatment tools (1,2,3,4) each delimit a treatment gap (11,12) through which the fibrous material flows radially, the treatment tools (1,2,3,4) each have a treatment profile (10) pointing towards the treatment gap (11,12) and the axial position of at least one treatment tool (1,2,3,4) can be adjusted via an adjustment device (6), in particular according to one of the preceding claims, characterized in that the adjusting device (6) comprises a synchronous motor and the axial force with which the treatment tools (1,2,3,4) are pressed axially against one another is controlled via the torque of the synchronous motor. Verfahren zur Steuerung einer Vorrichtung zur Behandlung von Faserstoff, wobei die Vorrichtung ein Gehäuse besitzt, in welchem zumindest ein erstes Behandlungswerkzeug (1,3) und ein zweites Behandlungswerkzeug (2,4) angeordnet ist, die Behandlungswerkzeuge (1,2,3,4) eine rotationssymmetrische Form haben, koaxial zueinander angeordnet sind, sich relativ zueinander um eine gemeinsame Achse (5) drehen, jeweils zwei Behandlungswerkzeuge (1,2,3,4) einen vom Faserstoff radial durchströmten Behandlungsspalt (11,12) begrenzen, die Behandlungswerkzeuge (1,2,3,4) jeweils ein zum Behandlungsspalt (11,12) weisendes Behandlungsprofil (10) besitzen und die axiale Lage wenigstens eines Behandlungswerkzeuges (1,2,3,4) über eine Verstelleinrichtung (6) einstellbar ist, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung (6) einen Synchronmotor umfasst und das Schließen des Behandlungsspaltes (11,12) über zumindest 80% des Stellweges mit konstanter Geschwindigkeit erfolgt.Method for controlling a device for treating fibrous material, the device having a housing in which at least a first treatment tool (1,3) and a second treatment tool (2,4) are arranged, the treatment tools (1,2,3,4 ) have a rotationally symmetrical shape, are arranged coaxially to one another, rotate relative to one another about a common axis (5), two treatment tools (1,2,3,4) each radially from the pulp limit the treatment gap (11,12) through which flow occurs, the treatment tools (1,2,3,4) each have a treatment profile (10) pointing towards the treatment gap (11,12) and the axial position of at least one treatment tool (1,2,3,4 ) is adjustable via an adjustment device (6), in particular according to one of the preceding claims, characterized in that the adjustment device (6) comprises a synchronous motor and the closing of the treatment gap (11,12) takes place over at least 80% of the adjustment path at a constant speed. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Schließen des Behandlungsspaltes (11,12) über zumindest 90%, insbesondere wenigstens 95% des Stellweges mit konstanter Geschwindigkeit erfolgt.procedure after claim 8 , characterized in that the closing of the treatment gap (11,12) takes place over at least 90%, in particular at least 95% of the adjustment path at a constant speed. Verfahren zur Steuerung einer Vorrichtung zur Behandlung von Faserstoff, wobei die Vorrichtung ein Gehäuse besitzt, in welchem zumindest ein erstes Behandlungswerkzeug (1,3) und ein zweites Behandlungswerkzeug (2,4) angeordnet ist, die Behandlungswerkzeuge (1,2,3,4) eine rotationssymmetrische Form haben, koaxial zueinander angeordnet sind, sich relativ zueinander um eine gemeinsame Achse (5) drehen, jeweils zwei Behandlungswerkzeuge (1,2,3,4) einen vom Faserstoff radial durchströmten Behandlungsspalt (11,12) begrenzen, die Behandlungswerkzeuge (1,2,3,4) jeweils ein zum Behandlungsspalt (11,12) weisendes Behandlungsprofil (10) besitzen und die axiale Lage wenigstens eines Behandlungswerkzeuges (1,2,3,4) über eine Verstelleinrichtung (6) einstellbar ist, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung (6) einen Synchronmotor umfasst und das Schließen des Behandlungsspaltes (11,12) zumindest abschnittsweise mit sich kontinuierlich verminderter Geschwindigkeit erfolgt.Method for controlling a device for treating fibrous material, the device having a housing in which at least a first treatment tool (1,3) and a second treatment tool (2,4) are arranged, the treatment tools (1,2,3,4 ) have a rotationally symmetrical shape, are arranged coaxially to one another, rotate relative to one another about a common axis (5), two treatment tools (1,2,3,4) each delimit a treatment gap (11,12) through which the fibrous material flows radially, the treatment tools (1,2,3,4) each have a treatment profile (10) pointing towards the treatment gap (11,12) and the axial position of at least one treatment tool (1,2,3,4) can be adjusted via an adjustment device (6), in particular according to one of the preceding claims, characterized in that the adjusting device (6) comprises a synchronous motor and the closing of the treatment gap (11, 12) is continuous at least in sections h takes place at reduced speed.

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