DE1561648C3 - Double disc mill - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Doppelscheibenmühlen mit einer Mahlscheibe, die an einer Welle fliegend gelagert ist und beidseitig Refinerflächen aufweist, die jeweils mit der gegenüberstehenden Gehäusefläche auf beiden Mahlscheibenseiten Refinerräume begrenzen, und die mindestens einen die beiden Mahlscheibenseiten verbindenden, die Mahlscheibe durchdringenden Strömungskanal aufweist, ferner mit einem Einlaßkanal für das zu verfeinernde Material, welcher in den auf der Seite der Welle gelegenen Refinerraum einmündet, mit einem Auslaßkanal und mit einer Einrichtung zur Herstellung eines Druckverhältnisses in den beiden Refinerräumen, das eine auf beiden Seiten der Mahlscheibe wirkende gleich große Kraft gewährleistet. Bei einer bekannten Doppelscheibenmühle hat dieThe invention relates to double disk mills with a grinding disk that is overhung on a shaft is mounted and has refiner surfaces on both sides, each with the opposite housing surface delimit the refiner spaces on both sides of the grinding disc, and the at least one of the two sides of the grinding disc having connecting, the grinding disk penetrating flow channel, further with an inlet channel for the material to be refined, which opens into the refiner space on the side of the shaft an outlet channel and with a device for producing a pressure ratio in the two Refiner spaces, which ensures an equally large force acting on both sides of the grinding disc. In a known double disk mill that has

ίο Einrichtung zur Herstellung des einen Belastungsausgleich ergebenden Druckverhältnisses die Form einer Umgebungsleitung, durch welche zu verfeinerndes Material vom Mahlscheibenumfang derart zum Einlaß zurückgeleitet wird, daß auf der dem Ansatzpunkt derίο device for the production of a load compensation resulting pressure ratio the shape of an environmental line through which to be refined Material is returned from the grinding disc circumference to the inlet in such a way that on the starting point of the

-15 Welle gegenüberliegenden Mahlscheibenseite ein geringerer Flüssigkeitsdruck ansteht, so daß auf die nicht durch den Wellenquerschnitt verkleinerte Mahlscheibenseite bei geringerem Flüssigkeitsdruck etwa dieselbe Kraft wirkt wie auf der mit dem höheren Einlaßdruck beaufschlagten, um den Wellenquerschnitt verkleinerten Mahlscheibenseite (US-Patentschrift 29 82 482).-15 shaft opposite grinding disc side a smaller one Liquid pressure is present, so that on the grinding disc side that is not reduced by the shaft cross-section at the lower fluid pressure, roughly the same force acts as the one with the higher inlet pressure applied to the grinding disk side reduced by the shaft cross section (US Pat. No. 2,982,482).

Die zusätzliche Umgehungsleitung macht jedoch den Aufbau der Doppelscheibenmühle komplizierter und erschwert Wartungs- und Reparaturarbeiten an der Mahlscheibe, da zusätzliche Anschlüsse am Gehäuse vorgesehen sind, welche abgetrennt oder abmontiert werden müssen.However, the additional bypass line makes the construction of the double disk mill more complicated and makes maintenance and repair work on the grinding disc more difficult because there are additional connections on the housing are provided, which must be separated or dismantled.

Aus der französischen Patentschrift 13 70 244 ist es fernerhin bekannt, einen Ausgleich der auf den beiden Mahlscheibenseiten wirksamen Kräfte dadurch herbeizuführen, daß die Welle der fließend gelagerten Mahlscheibe axial verschieblich ausgebildet ist, so daß die Mahlscheibe zwischen den feststehenden Refinerflächen eine Lage aufsuchen kann, in der die um den Wellenquerschnitt unterschiedlich großen Mahlscheibenflächen von jeweils unterschiedlichen Drücken so beaufschlagt sind, daß sich der angestrebte Kräfteausgleich ergibt.From French patent specification 13 70 244 it is furthermore known to bring about a balance of the forces acting on the two sides of the grinding disc, that the shaft of the fluidly mounted grinding disk is designed to be axially displaceable, so that the grinding disc between the fixed refiner surfaces can seek a position in which the around the Shaft cross-section of different sized grinding disc surfaces at different pressures in each case like this are acted upon so that the desired balance of forces results.

Nachteilig ist bei dieser bekannten Konstruktion, daß in der sich selbst einstellenden Axiallage der Mahlscheibe die Mahlspalte beiderseits der Mahlscheibe unterschiedlich groß sind, so daß das zu verfeinernde Material in den Refinerräumen eine jeweils unterschiedliche Behandlung erfährt. Außerdem bedingt die axiale Verschieblichkeit der Mahlscheibe einen komplizierten Aufbau und macht besondere Vorkehrungen erforderlich, um eine Berührung zwischen feststehenden und umlaufenden Refinerflächen sicher zu vermieden.
Durch die Erfindung soll demgegenüber die Aufgabe gelöst werden, bei einer Doppelscheibenmühle der eingangs beschriebenen Art einerseits mit einfachsten Mitteln einen Belastungsausgleich auf den beiden Mahlscheibenseiten zu erreichen und andererseits eine sehr einfache Wartung und Reparatur ohne komplizierte Montage von Leitungsanschlüssen zu ermöglichen.The disadvantage of this known construction is that, in the self-adjusting axial position of the grinding disk, the grinding gaps on both sides of the grinding disk are of different sizes, so that the material to be refined is treated differently in each case. In addition, the axial displaceability of the grinding disk requires a complicated structure and special precautions are necessary to reliably avoid contact between the stationary and rotating refiner surfaces.
By contrast, the invention is intended to solve the problem of using a double disk mill of the type described at the outset to achieve load compensation on the two sides of the grinding disk using the simplest means and to enable very simple maintenance and repair without the complicated assembly of line connections.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die genannte Einrichtung zur Herstellung eines bestimmten Druckverhältnisses in den beiden Refinierräumen von dem mindestens einen Strömungskanal gebildet ist, der derart bemessen ist, daß in ihm ein den Kräfteausgleich auf beiden .Mahlscheibenseiten herbeiführender Druckabfall auftritt.This object is achieved in that said device for producing a certain pressure ratio in the two refining spaces of the at least one flow channel is formed, which is dimensioned such that in it a balance of forces on both .Mahlscheibenseiten bringing about Pressure drop occurs.

Diese Ausbildung hat den besonderen Vorteil, daß ohne eine besondere Axialabstützung der Welle dei Mahlscheibe die Spalte zwischen umlaufenden und feststehenden Refinerflächen auf den beiden Mahlscheibenseiten gleich groß gehalten werden und das zu verfeinernde Material demzufolge in den beidenThis training has the particular advantage that without a special axial support of the shaft dei Grinding disc the gap between the rotating and fixed refiner surfaces on the two sides of the grinding disc must be kept the same size and the material to be refined accordingly in the two

Refinerräumen eine jeweils gleiche Behandlung erfährt.Refiner rooms undergo the same treatment in each case.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen 2 — 6.Further refinements of the invention emerge from patent claims 2-6.

Ausführungsbeispiele werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. Es zeigtExemplary embodiments are explained below with reference to the drawing. It shows

F i g. 1 eine schematische Abbildung eines Schnittes durch eine Doppelscheibenmühle nach der Erfindung undF i g. 1 is a schematic illustration of a section through a double disk mill according to the invention and

F i g. 2 eine perspektivische Darstellung einer Mahlscheibe für eine erfindungsgemäße Doppelscheibenmühle entsprechend der in F i g. 1 angedeuteten Darstellungsebene H-II unter Fortlassung der Antriebswelle und bestimmter Mahlscheibenteile.F i g. 2 shows a perspective view of a grinding disk for a double disk mill according to the invention according to the in F i g. 1 indicated representation level H-II omitting the drive shaft and certain grinding disc parts.

In der Zeichnung zeigt F i g. 1 eine Doppelscheibenmühle mit einer Mahlscheibe 10. Wie F i g. 2 entnommen werden kann, ist diese Mahlscheibe kreisförmig und verhältnismäßig flach. Auf der Innenseite 10a der Mahlscheibe ist eine ringförmige Refinerfläche 11 vorgesehen, die normalerweise mit einer Refiner-Bemessung oder -Profilierung versehen ist, welche in einer dem Fachmann geläufigen Weise an der Mahlscheibe angeordnet ist, so daß sich eine weitere Beschreibung in dieser Hinsicht erübrigt. Auf der Außenseite 10b der Rotorscheibe ist eine ringförmige Refinerfläche 12 vorgesehen. Den umlaufenden Refinerflächen 11 und 12 liegen stillstehende Refinerflächen 13 und 14 gegenüber. Diese sind an der Innenwand der Kammer 22 eines umgebenden Gehäuses 21 befestigt.In the drawing, F i g. 1 a double disk mill with a grinding disk 10. As in FIG. 2, this grinding disc is circular and relatively flat. On the inside 10a of the grinding disk, an annular refining surface 11 is provided, which is normally provided with a refiner dimensioning or profiling, which is arranged on the grinding disk in a manner familiar to those skilled in the art, so that a further description in this regard is superfluous. An annular refiner surface 12 is provided on the outside 10b of the rotor disk. The rotating refining surfaces 11 and 12 are opposed to stationary refining surfaces 13 and 14. These are attached to the inner wall of the chamber 22 of a surrounding housing 21.

Der Raum zwischen der inneren, ringförmigen Refinerfläche 11 der Mahlscheibe und der stillstehenden Refinerfläche 13 bildet einen ersten Refinerraum 15. Der Raum zwischen der äußeren Refinerfläche 12 der Mahlscheibe und der anderen stillstehenden Refinerfläche 14 stellt einen zweiten Refinerraum 16 dar. Demgemäß ist also die innere Refinerfläche 11 dem ersten Refinerraum 15 zugekehrt, während die äußere Refinerfläche 12 dem zweiten Refinerraum 16 zugekehrt ist.The space between the inner, annular refining surface 11 of the grinding disk and the stationary one Refining surface 13 forms a first refining space 15. The space between the outer refining surface 12 of FIG The grinding disk and the other stationary refining surface 14 represent a second refining space 16. Accordingly, the inner refining surface 11 faces the first refining space 15, while the outer Refining surface 12 faces the second refining space 16.

Die Mahlscheibe 10 ist fliegend an einer Welle 17 befestigt und wird über diese angetrieben. Die Welle ist im Gehäuse gelagert, wird durch entsprechende Lager abgestützt und von einer Seite her angetrieben. Die Lagerung der Welle bedarf keiner näheren Beschreibung. Die Welle ragt von der Innenfläche 10a der Mahlscheibe weg und ist an dieser befestigt, wobei F i g. 2 der Zeichnung die Mahlscheibe 10 in einem von der Antriebswelle getrennten Zustand zeigt.The grinding disk 10 is overhung on a shaft 17 and is driven by this. The wave is stored in the housing, is supported by appropriate bearings and driven from one side. the Storage of the shaft does not require any further description. The shaft protrudes from the inner surface 10a of the Grinding disc away and is attached to this, where F i g. 2 of the drawing, the grinding disk 10 in one of shows the drive shaft disconnected state.

Das Mahlgut wird über einen Einlaßkanal 18 entlang der Antriebswelle 17 in die Doppelscheibenmühle eingeführt. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umgibt der Einlaßkanal 18 die Antriebswelle 17 koaxial und ermöglicht eine gleichförmige Zuführung von zu verfeinerndem Stoff nach dem ersten Refinerraum 15.The ground material is fed into the double disk mill via an inlet channel 18 along the drive shaft 17 introduced. In the present embodiment, the inlet channel 18 surrounds the drive shaft 17 coaxially and enables stock to be refined to be fed uniformly to the first refining space 15.

Zur Zuführung von zu verfeinerndem Stoff nach dem zweiten Refinerraum 16 dient ein Überleitungskanalsystem, welches die Form mehrerer die Mahlscheibe durchdringender Strömungsöffnungen 20 hat. Für die Mahlscheibe wird daher vorzugsweise eine speichenartige Konstruktion gewählt, und die Strömungsöffnungen für den zu verfeindernden Stoff haben eine bestimmte Größe mit Bezug auf den Einlaßkanal 18, so daß ein bestimmter Druckabfall erzeugt wird.A transfer channel system is used to feed stock to be refined to the second refining chamber 16, which has the shape of a plurality of flow openings 20 penetrating the grinding disk. For the A spoke-like construction is therefore preferably chosen for the grinding disc, and the flow openings for the substance to be refused have a certain size with respect to the inlet channel 18, see above that a certain pressure drop is generated.

Wie ohne weiteres den Zeichnungen zu entnehmen ist, besitzt die Außenseite 10b der Mahlscheibe insgesamt eine größere, dem zu verfeinernden Stoff dargebotene Fläche als die Innenseite 10a der Mahlscheibe, da an dieser die Antriebswelle 17 angesetzt ist und einen Teil der wirksamen Oberfläche abdeckt. Der von dem zu verfeinernden Stoff ausgeübte hydraulische Druck wirkt daher im Bereich der Innenseite 10a der Mahlscheibe auf eine kleinere Fläche als im Bereich der Außenseite 10&As can be readily seen from the drawings, the outside 10b of the grinding disk has a larger surface area available to the material to be refined than the inside 10a of the grinding disk, since the drive shaft 17 is attached to it and covers part of the effective surface. The hydraulic pressure exerted by the material to be refined therefore acts on a smaller area in the area of the inside 10a of the grinding disk than in the area of the outside 10 &

Zum Ausgleich dieses Flächenunterschiedes wird der durch den zu verfeinernden Stoff erzeugte Druck erfindungsgemäß derart beeinflußt, daß dieser Druck auf der Außenseite 10ό der Mahlscheibe geringer ist. Diese Beeinflussung des Druckes wird dadurch erreicht,The pressure generated by the material to be refined is used to compensate for this difference in area influenced according to the invention in such a way that this pressure on the outside 10ό of the grinding disk is lower. This influencing of the pressure is achieved by

ίο daß die Größe der Strömungsöffnungen 20 in der Mahlscheibe entsprechend bemessen wird, so daß sich ein bestimmter Druckabfall ergibt und die insgesamt auf die Fläche 10b ausgeübten hydraulischen Kräfte den insgesamt auf die Fläche 10a ausgeübten hydraulischen Kräften im wesentlichen oder genau gleich sind.ίο that the size of the flow openings 20 in the grinding disk is dimensioned accordingly, so that there is a certain pressure drop and the total hydraulic forces exerted on the surface 10b are essentially or exactly the same as the total hydraulic forces exerted on the surface 10a.

Zwar weisen unterschiedliche Fasersuspensionen auch verschiedene Strömungseigenschaften auf. Der Grad des Strömungswiderstandes ändert sich abhängig davon, welche Art von zu verfeinerndem Stoff durch die Strömungsöffnungen 20 der Mahlscheibe strömt, doch wurden Strömungsöffnungen gefunden, welche auch bei verschiedenen Arten von zu verfeinerndem Material und bei verschiedenen Förderdrücken den jeweils erforderlichen Druckabfall ergeben. Eine bevorzugteIt is true that different fiber suspensions also have different flow properties. Of the The degree of flow resistance changes depending on the type of material to be refined by the Flow openings 20 of the grinding disk flows, but flow openings have been found which also at different types of material to be refined and at different delivery pressures each required pressure drop. A preferred one

Form derartiger Strömungsöffnungen hat mit Bezug auf die Größe des Einlaßkanals 18 solche Abmessungen, daß sich für 0,70 kg/cm² des innerhalb des Einlaßkanals 18 herrschenden Förderdruckes des zu verfeinernden Materials ein Druckabfall von 0,028 bis 0,042 kg/cm² ergibt.The shape of such flow openings has dimensions in relation to the size of the inlet channel 18 such that there is ^{a pressure drop of 0.028 to 0.042 kg / cm 2 for 0.70 kg / cm 2} of the delivery pressure of the material to be refined within the inlet channel 18.

Als bevorzugter Bereich des Druckabfalles an der Mahlscheibe (einschließlich des Druckabfalles an den Strömungsöffnungen 20 der Mahlscheibe) sei das 0,04-bis 0,06fache des Förderdruckes angegeben.As a preferred range of pressure drop across the grinding disk (including the pressure drop across the Flow openings 20 of the grinding disk) should be specified as 0.04 to 0.06 times the delivery pressure.

Nachfolgend ist die Beziehung zwischen der wirksamen Mahlscheibenfläche und der Fläche auf der Innenseite 10a der Mahlscheibe angegeben und als Beispiel eine Doppelscheibenmühle einer Nenngröße von 50,80 cm durchgerechnet.The following is the relationship between the effective grinding disc area and the area on the Indicated inside 10a of the grinding disk and as an example a double disk mill of a nominal size calculated from 50.80 cm.

Mahlscheibenfläche = Scheibengesamtfläche —
Fläche der MahlscheibenöffnungenGrinding disc area = total disc area -
Area of the grinding disc openings

Bedingung füY Kräfteausgleich:Condition for balance of forces:

Einlaßdruck · (Mahlscheibenfläche - Wellenquerschnitt) = (Einlaßdruck - Druckabfall) · Mahlscheibenfläche Inlet pressure · (grinding disc area - shaft cross-section) = (inlet pressure - pressure drop) · grinding disc area

P =P =

Wellenquerschnitt
MahlscheibenfiächeShaft cross-section
Grinding disc surface

103103

■ Einlaßdruck■ inlet pressure

19031903

EinlaßdruckInlet pressure

= 0,054 · Einlaßdruck, letzterer in kg/cm².= 0.054 * inlet pressure, the latter in kg / cm ² .

Als weiteres Beispiel für die Konstruktion einer Doppelscheibenmühle mit den Merkmalen der Erfindung seien folgende Werte angegeben:As a further example of the construction of a double disk mill with the features of the invention the following values are given:

Mahlscheibendurchmesser = 87,3 cm,
Mahlscheibenfläche = 5967 cm²,
Wellendurchmesser = 19,68,
Wellenquerschnitt = 303 cm²,
2-Rohr-Doppelströmungsöffnungen in der Nabe,
Querschnittsfläche = 290 cm²,
Wirksame Mahlscheibenfläche = Scheibengesamtfläche —
Öffnungsquerschnitt = 5967 - 290 = 5677 cm².Grinding disc diameter = 87.3 cm,
Grinding disc area = 5967 cm ² ,
Shaft diameter = 19.68,
Shaft cross section = 303 cm ² ,
2-pipe double flow openings in the hub,
Cross-sectional area = 290 cm ² ,
Effective grinding disc area = total disc area -
Opening cross-section = 5967 - 290 = 5677 cm ² .

Zum Ausgleich der hydraulischen Kräfte auf beidenTo balance the hydraulic forces on both

Rohrseiten muß der Druckunterschied sein: WellenquerschnittThe pipe sides must be the pressure difference: shaft cross-section

wirksame Mahlscheibenflächeeffective grinding disc surface

EinlaßdruckInlet pressure

303303

56775677

Einlaßdruck = 0,053 · Einlaßdruck. Angenommener Einlaßdruck = 2,11 kg/cm²,
damit p=0,053 · 2,11 =0,112 kg/cm² erforderlicher Druckabfall.Inlet pressure = 0.053 x inlet pressure. Assumed inlet pressure = 2.11 kg / cm ² ,
thus p = 0.053 * 2.11 = 0.112 kg / cm ² required pressure drop.

Es zeigt sich, daß bei der erfindungsgemäßen Doppelscheibenmühle ein automatischer Ausgleich der hydraulischen, auf die Mahlscheibe wirkenden Kräfte erreicht wird.It turns out that in the double disk mill according to the invention an automatic compensation of the hydraulic forces acting on the grinding disc is achieved.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (6)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Doppelscheibenmühle mit einer Mahlscheibe, die an einer Welle fliegend gelagert ist und beidseitig Refinerflächen aufweist, die jeweils mit der gegenüberstehenden Gehäusefläche auf beiden Mahlscheibenseiten Refinerräume begrenzen, und die mindestens einen die beiden Mahlscheibenseiten verbindenden, die Mahlscheibe durchdringenden Strömungskanal aufweist, ferner mit einem Einlaßkanal für das zu verfeinernde Material, welcher in den auf der Seite der Welle gelegenen Refinerraum einmündet, mit einem Auslaßkanal und mit einer Einrichtung zur Herstellung eines Druckverhältnisses in den beiden Refinerräumen, das eine auf beiden Seiten der Mahlscheibe wirkende gleich große Kraft gewährleistet, dadurch gekennzeichnet, daß diese Einrichtung von dem mindestens einen Strömungskanal gebildet ist, der derart bemessen ist, daß in ihm ein den Kräfteausgleich auf beiden Mahlscheibenseiten herbeiführender Druckabfall auftritt.1. Double disc mill with a grinding disc that is overhung on a shaft and on both sides Has refiner surfaces, each with the opposite housing surface on both grinding disk sides Delimit the refiner rooms, and the at least one connecting the two grinding disc sides, the grinding disk has penetrating flow channel, further with an inlet channel for the material to be refined, which is placed in the refiner room on the side of the shaft opens, with an outlet channel and with a device for producing a pressure ratio in the two refiner rooms, the same force acting on both sides of the grinding disc guaranteed, characterized in that this device of the at least one Flow channel is formed, which is dimensioned such that in it a balance of forces on both Grinding disc sides causing pressure drop occurs. 2. Doppelscheibenmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungskanäle durch mehrere, in gleichem Abstand voneinander angeordnete und jeweils gleiche Größe aufweisende öffnungen (20) gebildet ist, welche symmetrisch zur Mahlscheibenachse liegen.2. Double disk mill according to claim 1, characterized in that the flow channels by several, equally spaced apart and each having the same size openings (20) is formed which are symmetrical to the grinding disc axis. 3. Doppelscheibenmühle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Strömungskanal mit Bezug auf den Einlaßkanal (18) für das zu verfeinernde Material derart bemessen ist, daß der Druckabfall annähernd das 0,04- bis 0,06fache des Zuführungsdruckes im Einlaßkanal beträgt.3. Double disk mill according to claim 1 or 2, characterized in that the at least one The flow channel is dimensioned with respect to the inlet channel (18) for the material to be refined in such a way that that the pressure drop is approximately 0.04 to 0.06 times the supply pressure in the inlet port amounts to. 4. Doppelscheibenmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche des Strömungskanals (20) mit Bezug auf die Querschnittsfläche des Einlaßkanals (18) derart bemessen ist, daß ein Druckabfall von etwa 0,035 kg/cm² für jeweils 0,70 kg/cm² des im Einlaßkanal herrschenden Förderdruckes des zu verfeinernden Materials entsteht.4. Double disk mill according to one of claims 1 to 3, characterized in that the cross-sectional area of the flow channel (20) with respect to the cross-sectional area of the inlet channel (18) is dimensioned such that a pressure drop of about 0.035 kg / cm ² for each 0, 70 kg / cm ² of the delivery pressure of the material to be refined in the inlet channel is created. 5. Doppelscheibenmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die stillstehenden Refinerflächen (13, 14) an dem Gehäuse (21) angeordnet sind und daß ein Auslaßkanal (19) im Bereich des Außenrandes der Mahlscheibe (10) von den Refinerräumen ausmündet. 5. Double disk mill according to one of claims 1 to 4, characterized in that the stationary refining surfaces (13, 14) are arranged on the housing (21) and that a Outlet channel (19) opens out in the area of the outer edge of the grinding disc (10) from the refining chambers. 6. Doppelscheibenmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in das Gehäuse (21) lediglich zwei Kanäle einmünden, nämlich der Einlaßkanal (18) und der Auslaßkanal (19).6. Double disk mill according to one of claims 1 to 5, characterized in that in the Only two channels open into the housing (21), namely the inlet channel (18) and the outlet channel (19).