DE2619157C2

DE2619157C2 - Ringscheibenförmiger Mahlkörper zum Einbau in einen Refiner zur Aufbereitung von Faserstoffbrei insbesondere für die Papierherstellung

Info

Publication number: DE2619157C2
Application number: DE2619157A
Authority: DE
Inventors: William James Pittsfield Mass. Frair; Robert Pecon Savoy Mass. Langdon
Original assignee: Beloit Corp
Current assignee: Beloit Corp
Priority date: 1975-04-30
Filing date: 1976-04-30
Publication date: 1984-03-01
Also published as: GB1547925A; FR2309666A1; IN144624B; IT1059046B; US4005827A; SE7604468L; FI60581C; JPS51130305A; ES447332A1; JPS5620396B2; BR7602556A; AR208369A1; FR2309666B1; CA1029999A; FI761173A; DE2619157A1; SE420227B; FI60581B

Description

Die Erfindung betrifft einen ringscheibenförmigen Mahlkörper zum Einbau in einen Refiner zur Aufbereitung von Faserstoffbrei insbesondere für die Papierherstellung, bestehend aus einer Anzahl von auf einer planen Aufspannfläche kranzförmig angeordneten, gegossenen Segmenten mit einer bearbeiteten Arbeitsstirnfläche und unbearbeiteten, etwa radialen Seitenwänden, wobei die Segmente im Abstand ihrer Seitenwände derart bemessen sind, daß sich im Einbauzustand der Segmente zwischen Seitenwänden benachbarter Segmente jeweils ein etwa radialer Spalt so ergibt.

Die Mahlkörper haben üblicherweise die Aufgabe, die einzelnen Fasern im Faserstoffbrei aufzurauhen, um ihre Oberfläche zu vergrößern. Auch soll die Bindung zwischen den Fasern durch ein schnelles und häufiges Durchbiegen aufgebrochen werden, so daß eine gewisse Aufblätterung der Fasern in einem bestimmten Ausmaß

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Betriebsweise vor sich gehei. ohne daß die Länge oder die einzelne Festigkeit der Fasern reduziert wird.

Scheibenförmige Mahlkörper für diesen Zweck haben eine Arbeitsstirnfläche, die mit einer Vielzahl von erhabenen, rippenartigen Vorsprüngen versehen ist. Dieses Profil wird im Betrieb mehr und mehr abgeschliffen, so daß die Mahlkörper von Zeit zu Zeit unter Stillsetzen des Refiners ausgewechselt werden müssen.

Es gibt verschiedene Arten von Mahlscheiben und Arbtiisflächenprofileri. die in der einschlägigen Industrie wohlbekannt sind.

Eine Bauart besteht aus einer geschlossenen Ringscheibe, die als einstückiges Element gegossen ist Der Vorteil dieser Bauart liegt darin, daß die die Arbeitsfläche tragende Ringscheibe einfach auszuwechseln ist und sowohl die Aufspannfläche des Rotors als auch die ortsfeste Aufspannfläche vor Auswaschungen durch den Fluß der Abriebstoffe geschützt ist der radial von innen nach außen geht Der wesentliche Nachteil dieser einstückigen Ringscheiben ist der hohe Herstellungspreis.

Eine zweite Bauart eines scheibenförmigen Mahlkörpers zur Aufbereitung von Faserstoffbrei umfaßt eine Mehrzahl von kranzförmig angeordneten Segmenten, die im Einbauzustand einen Kreisring bilden Vorteilhaft an dieser Bauart ist es, die einzelnen Segmente leicht handhaben und nur die Segmente ersetzen zu können, die verschlissen sind. Wesentlicher ist jedoch, daß diese Segmente billiger in der Herstellung sind als eine einstückige Ringscheibe. Die Nachteile der Snginentbauweise sind darin zu sehen, daß erhöhte Bearbeitungskosten erforderlich sind, wenn man Wert darauf legt daß die einzelnen Segmente fugenlos aneinandergrenzen und die Segmente den physikalischen Bedingungen genügen, die ihnen durch die Aufspannflächen innerhalb des Refiners auferlegt sind.

Aus wirtschaftlichen Gründen ist es daher allgemeine Praxis, nur diejenigen Oberflächen dpr gegossenen Segmente zu bearbeiten, die im Hinblick auf die Betriebsweise der kompletten Maschine notwendig sind. Aus diesem Grunde werden die Seitenwände der Segmente unbearbeitet gelassen, wobei ein Abmessungsspielraum vorgesehen wird, um Gieß-Ungenauigkeiten zu berücksichtigen. Dies hat dazu geführt daß die Segmente an ihren Seitenwänden unter Maß gegossen werden, um sicherzustellen, daß die Segmente einwandfrei aufgespannt werden können. Damit wird aber zwischen Seitenwänden benachbarter Segmente jeweils ein etwa radialer Spalt eingestellt durch den Abriebstoffe fließen können. Auch zwischen der Aufspannfläche und einem an der Arbeifsstirnf'äche bearbeiteten, gegossenen Segment können Zwischenräume bestehen. Hierdurch entsteht das schwerwiegende Problem der Auswaschung der Aufspannflächen am Rotor oder an den stationären Aufspannflächen der Maschine durch Abriebstoffe. Es wurde festgestellt daß die Aufspannflächen derartig ausgewaschen werden und in einen gefährlichen verschlissenen Zus'.and gelangen, daß die Sicherheit der Bedienungsleute ernsthaft gefährdet ist Ferner führt diese Auswaschung zu Schwierigkeiten hinsichtlich eines ordnungsgemäßen Sitzes der Segmente nach dem Auswechseln, so daß die Lebensdauer der Segmente wie auch des Rotors und der ortsfesten Aufspannflächen des Refiners vermindert wird.

Die einzige bekannte Lösung des Problems ist, die Segmente mit Übermaß zu gießen und die Seitenwände

Lösung ist extrem kostspielig und zeitlich aufwendig.

Ausgehend von einem ringscheibenförmigen Mahlkörper nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt diese wirtschaftlich vorteilhafteste Bauart von Mahlkörpern dahingehend zu verbessern, daß die Gefahr der Auswaschung der Aufspannflächen für die Segmente herabgemindert wird. Die leichte Einbaumöglichkeit d^r Segmente soll beibehalten werden. Auch ist es erwünscht, bestehende Gießformen mit geringfügigen

Abänderungen weiterbenutzen zu können, so daB bei der Lösung der gestellten Aufgabe die Herstellungskosten nicht ansteigen.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht gemäß der Erfindung darin, daß jede Seitenwand der Segmente b derart in Umfangsrichtung versetzte Wandungsteile aufweist, daß diese sich im Einbauzustand der Segmente im Bereich der radialen Spalte überlappen. Die Segmente werden also nach wie vor an den einander gegenüberliegenden Seitenwär.den unbearbeitet gelas- ι ο sen, jedoch ergibt sich aus der Notwendigkeit, auf Gieß-Ungenauigkeiten Rücksicht zu nehmen, ein radialer Durchgang an den Stoßstellen der Segmente.

Durch den versetzten Verlauf der Seitenwände der Segmente aber ihre Dicke wird der: Fluß der ι j Abriebstoffe jedoch ein gewollter Strömun, '•widerstand entgegengestellt, wodurch verhindert v-'*, daß die mit der Aufspannfläche in Berührung gelangenden Abriebstoffe noch zu Auswaschungen an der Aufspannfläche und/oder der Gegenfläche dei ■ .gmente führen. > <> Die Seitenwände der Segment biaucuen nicht mehr mit Untermaß gegossen zu weiten, da die versetzten Seitenwandungsteile benachbarter Segmente sich unter Einstellung eines Zwischenraumes überlappen.

Die neue und verbesserte Gestaltung der Seiter vande von Segmenten eines scheibenförmigen Mahlkörpers setzt die Erosionsgefahr auch deshalb herab, weil durch die erfindungsgemäß versetzten Wandungsteile der Seitenwände eine Verstopfung der Durchgänge zwischen benachbarten Segmenten begünstigt wird. Die Segmente sind ebeiiso leicht zu installieren wie die Segmente nach dem Stand der Technik, ihre Herstellungsweise ist identisch, vorhandene Gießformen können durch einfaches Einlegen von Füllstücken weiterverwendbar gemacht werden und auch die gesamten Herstellungskosten bleiben unverändert niedrig·

Die Art der Gestaltung der Seitenwände der Segmente hinsichtlich ihrer versetzten Wandungsteile kann verschieden sein. Bevorzugte Gestaltunger sind in den Patentansprüchen 2,3 und 4 angegeben.

In der ZeicLiung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt, und zwar zeigen

F i g. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines Refiners,

Fig.2 eine vergrößerte schaubildliche Darstellung des Rotors rnii einiger, auf dessen Aufspannfläche befestigten Segmenten,

F i g. 3 eine Draufsicht auf die äußere "Jmfangsfläche eines Segmentes nach der Linie IH-IIl in Fig. 2. -,< >

F i g. 4 eine vergrößerte Teildarstellung ähnlich F i g. 3 zur Verdeutlichung der erfindungsgemäßen Überlap'-iP.g an der Stoßfug? benachbarter Segmente,

F i g. 5 eine schaubildliche Darstellung eines Ausschnittes des in F i g. 2 dargestellten Mahlkörpers, und ,->

F i g. 6 eine Draufsicht ähnlich F i g. 4 mit einem zweiten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen

\jLici iapputi^.

Fig. 1 zeigt einen Refiner 10 der allgemein gebräuchlichen Bauart, wie sie ^ur Aufbereitung von Faserstoffbrei für die Papierindustrie benutzt wird. Weitere Einsatzmöglichkp.ten bestehen beispielsweise in der chemischen und iSianrungsmittel-Industrie.

Der Refiner 10 besteht aus einer Grundkonstruktion 12 mit einem Gehäuse 13, in dem eine Drehwelle 14 gelagert ist, die in nicht näher dargestellter Weise angetrieben ist und an ihrem fliegend gelagerten Ende 16 einen scheibenförmigen Rotor 18 trägt. Der Rotor 18 Hegt innerhalb eines AufLereitungsraumes 20, der in axialer Richtung durch kreisringförmige Wandungen 22 und 23 des Gehäuses 13 begrenzt ist.

Auf den Aufspannflächen der Wandungen 22,23 sind kranzförmig Mzhlkörper-Segmente 25 angeordnet, die zusammen einen stationären ringscheibenförmigen Mahlkörper darstellen. Auf den gegenüberliegend angeordneten Aufspannflächen des Rotors 18 sind Mahlkörper-Segmente 27 kranzförmig angeordnet, die zusammen einen rotierenden ringscheibenförmigen Mahlkörper bilden. Die Segmente 25, 27 sind zueinander im Abstand angeordnet und schließen zwischen sich einen ersten Tei! 29 und einen zweiten Teil 30 des Aufbereitungsf aumes 20 ein.

Wie am besten aus F i g. 2 ersichtlich ist, besitzt der Rotor 18 auf seiner Aufspannfläche eine Mehrzahl von Befestigungsbohrungen 38. Am äußeren Umfang des scheibenförmigen Rotors ist ein Flansch 40 vorgesehen, der dem richtigen Sitz der Segmente 27 auf der Aufspannfläche dient im Bereich der Innenbohrung des Rotors 18 ist eine Mehrzahl von Durchgängen 42 in kranzförmiger Anordnung vorgesehen, die auf Wunsch durch einen zur Hälfte dargestellten Abdeckring 43 verschlossen werden können. Lediglich z·. Erläuterung der in F i g. 1 eingezeichneten Pfeile für den Aufbereitungsfluß sei erwähnt, daß ohne den Abdeckring 43 der Aufbereitungsfluß der oberen Hälfte und mit eingebautem Abdeckring 43 der Aufbereitungsfluß gemäß der unteren Hai: .e von F i g. 1 zutreffend ist

Es gibt verschiedene Arten der Profilierung der Aufbereitungsflächen an den Segmenten 25 bzw. 27. F i g. 2 zeigt beispielsweise eine Profilierung mit einer Mehrzahl von erhabenen Oberflächen 45, die im Abstand voneinander verlaufen und unterschiedliche Längen haben.

jedes Segment 25 bzw. 27 hat eine innere Umfangsfläche 47 und eine äußere Umfangsfläche 48, die in radialer Richtung der inneren Umfangsfläche 47 gegenüberliegt Beide Umfangsflächen sind durch eine erste Seitenwand 50 miteinander verbunden. Am anderen Rand eines jeden Segmentes sind die beiden Umfangsflächen durch eine zweite sich radial erstreckende Seitenwand 51 miteinander verbunden. Obwohl die Seitenwände 50, 51 von den wirklichen radialen Linien in einem kleinen Winkel bis zu 20° abweichen können, sollen diese Seitenwände als radial verlaufend bezeichnet werden.

Die beiden Umfangsflächen 47, 48 und die beiden Seitenwände 50 und 51 begrenzen eine innere Stirnfläche 53 und eine äußere Stirnfläche 54 (F i g. 3). Die Profilierungs-Oberflächen 45 s^;nd an der äußeren Arbeitsstirnfläche 54 der Segmente eingearbeitet. Die innere Stirnfläche 53 ist im Einbauzustand im direkten Kontakt entweder mi' dem Rotor 18 oder einer stationären kreisringförmigen Aufspannfläche der Wandungsteile 22 und 23. wi.s am besten aus F i g. 2 und 5 zu erseher, ist.

nip ^pitpnu/anrl Si (F i g. 4 und 5) umfaßt einen sich radial erstreckenden geraden Wandungsteil 56. e'er von der inneren Stirnrläche 53 ausgeht Ein weiterer sich radial erstreckende"· gerader Wandungsteil 57 geht von der äußeren Stirnfläche 54 aus. Die beiden geraden Wandungsteile 56 und 57 sind durch einen geneigten Wandungsteil 58 miteinander verbunden, der im wesentlichen gerade und in radialer Richtung verläuft. Das geneigte Wandungsteil 58 erstreckt sich in Umfangsrichtung übrr das Maß A. Zur Einstellung der erfindungsgemäßen Überlappung im Bereich der

radialen Spalte zwischen Segmenten umfaßt die Seitenwand 50 eines Segmentes einen sich radial erstreckenden Wandungsteil 66, der ebenfalls von der inneren Stirnfläche 53 ausgeht. Ein weiterer sich radial erstreckender gerader Wandungsteil 67 geht von der äußeren Stirnfläche 54 aus. Die beiden geraden Wandungsteile 66 und 67 sind durch einen geneigten Wandungsteil 68 verbunden, der im wesentlichen gerade und in radialer Richtung verläuft. Über das Maß B überlappen sich die geneigten Wandungsteile 58 und 68 benachbarter Segmente innerhalb des zwischen i/inen bestehenden radialen Spaltes.

Das zweite Ausführungsbeispiel nach Fig.6 ist ähnlich dem ersten Ausführungsbeispiel nach Fi g.4 und 5 mit dem Unterschied, daß die Dimension der versetzten Seiienwandungsteile sowie die Überlappung geändert ist.

Die einander paarweise gegenüberliegenden versetzten Wandungsteile 56', 66' Und 57', 67' bilden in Umfangsrichtung versetzte Spalten bzw. Durchgänge in den Abmessungen D. Die geraden Wandungsteile 56', 57' eines Segmentes mit der Seitenwand 51' sind durch ein geneigtes Wandungsteil 58' miteinander verbunden. An der Seitenwand 50' des benachbarten Segmentes ist ein geneigtes Wandungsteil 68' vorgesehen, das im Abstand E von dem geneigten Wandungsteil 58' des anderen Segmentes verläuft.

Bei dem Ausführungsbeispief nach Fig,6 sind also zwischen den Seitenwänden 50', 51' ^benachbarter Segmente zwei zueinander versetzte Spaltbereiche D und E vorhanden, von denen der Spaltbereich 'E im Durchgang größer ist als der andere Spaltbereich. Dies hat zur Folge, daß über eine längere Betriebsdauer sich das Fasermaterial in dem Spaltbereich E festsetzt und diesen verstopft, Wodurch ein zusätzlicher Schutz dagegen erhalten wird, daß Abriebstoffe die Aufspannflächen für die Segmente auswaschen können. Dieses zweite Ausführungsbeispie! nach Fig.6 ist das fortschrittlichste.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Ringscheibenförmiger Mahlkörper zum Einbai. in einen Refiner zur Aufbereitung von Faserstoffbrei insbesondere für die Papierherstellung, bestehend <> aus einer Anzahl von auf einer planen Aufspannfläche kranzförmig angeordneter», gegossenen Segmenten mit einer bearbeiteten Arbeitsstirnfläche und unbearbeiteten, etwa radialen Seitenwänden, wobei die Segmente im Abstand ihrer Seitenvvände in derart bemessen sind, daß sich im Einbauzustand der Segmente zwischen Seitenwänden benachbarter Segmente jeweils ein etwa radialer Spalt ergibt, dadurch gekennzeichnet, daß jede Seitenwand (50, 51) der Segmente (25, 27) derart in η Umfangsrichtung versetzte Wandungsteile (56, 57 bzw. 66, 67) aufweist, daß diese sich im Einbauzustand der Segmente im Bereich der radialen Spalte überlappen.

2. Mahlkörper nach Anspruch 1, dadurch gekenn- _·ο zeichnet, daß jede Seitenwand (50,51) der Segmente (25, 27) zwei zueinander versetzte gerade Wandungsteile {s% 57 bzw. 66, 67) hat, die durch ein geneigtes Wandungsteil (58 bzw. 68) verbunden sind.

3. Mahlkörper nach Anspruch 2, dadurch gekenn- r> zeichnet, daß eines der geraden Wandungsteile (56) eines Segmentes (25, 27) das korrespondierende gerade Wandungsteil (67) des benachbarten Segmentes überlappt

4. Mahlkörper nach einem der Ansprüche 1—3, dadurch gekennzeichnet daß zwischen den Seitenwandungen (SO', 51') benachbarter Segmente mindestens zwei Tueinander versetzte Spaltbereiche (D. E) vorhanden sind, von denen ein Spaltbereich (E) im Durchgang größer ist als der andere Spaltbereich.