Die Erfindung bezieht sich auf eine Mahlgarnitur eines Kegelrefiners zum Mahlen von Papierstoffen
Bei bekannten Ausführungen derartiger Kegelrefinergarnituren sind die Messer sowohl beim rotierenden wie auch beim stationären Teil über die gesamte Mahlfläche, d.h. vom Eintritt bis zum Austritt, aus dem gleichen Werkstoff und - wenigstens annähernd - mit gleicher Anordnung ausgebildet.
Durch die US-A-27 76 800 ist ein Scheibenrefiner mit zusätzlicher Saugkammer und Luftflügeln bekannt geworden, bei dem zwar mehrere Mahlzonen vorgesehen sind, die Messer in der Vormahlzone jedoch keine Winkel zu den Radien aufweisen und die Messer in den weiteren Zonen aufeinanderfolgend keinen Winkel zu den Radien aufweisen und unter unterschiedlichen positiven und negativen Winkeln zu den Radien angeordnet sind.
Die US-A-26 94 344 zeigt einen ausgesprochenen Steilkegelrefiner mit einer Einlaßvormahlzone und einer Hauptmahlzone. Dort sind in der Einlaßvormahlzone stegförmige Messer aufgeschweißt oder angegossen, und zwar im stationären Teil parallel zu den Kegelmantellinien oder unter einem Winkel zu diesen, und im rotierenden Teil mit Knick sowohl unter einem Winkel zu den Kegelmantellinien als auch parallel zu diesen. In der Hauptmahlzone sind die Messer angefügt, und zwar im stationären Teil fischgrätartig mit den resultierenden Messerlängsachsen etwa parallel zu den Kegelmantellinien, und im rotierenden Teil eingeschnitten parallel zu den Kegelmantellinien.
Der Papierstoff wird in Form einer Fasersuspension von beispielsweise 5 Gewichtsprozent Fasern aufgelöst in 95 Gewichtsprozent Wasser mittels einer Pumpe in die Refinergarnitur gefördert und zwischen den Messerkanten und Messeroberflächen verarbeitet. Im Eintrittsbereich in die Garnitur müssen die Messer robust ausgebildet und mit relativ weiten Zwischenräumen angeordnet sein. Nur mit einem solchen offenen Einlaß wird die Gefahr des Verstopfens der Garnitur mit Sicherheit verhindert.
Die weiten Abstände zwischen den Messern haben aber als Folge, daß die sekundliche Schnittkantenlänge der Garnitur geringe Werte erreicht, wodurch der erzielbare Mahleffekt in unerwünschter Weise eingeschränkt ist. In den bisherigen Ausführungen der kegelförmigen Garnituren haben die für diese Einlaßzone erforderlichen Parameter weitgehend die Ausbildung der ganzen übrigen Mahlfäche bestimmt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Mahlgarnitur der eingangs beschriebenen Art, insbesondere bezüglich der Refinerbemesserung, zu schaffen, die von den Einlaßparametern weitgehend unabhängig ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
Damit kann die Übertragung der Mahlenergie auf die Fasern genauestens gesteuert werden durch eine praktisch unbeschränkte Variationsmöglichkeit der Konfigurationen.
Die Feinmahlzonen unterscheiden sich wesentlich von der Vormahlzone, und zwar sowohl hinsichtlich der Geometrie - Breite der Messer, Breite und Tiefe der Kanäle zwischen den Messern,
Die gegenüber der Vormahlzone erheblich feinere Messerstruktur in den Feinmahlzonen führt einerseits zu einer relativ schonenden Behandlung des Mahlgutes in der Feinmahlzone und andererseits zu einer hohen sekundlichen Schnittkantenlänge, wodurch die Mahlleistung erheblich höher wird.
Vorteilhaft weist der stationäre Teil eine innere kegelringförmige Vormahlzone und eine oder mehrere nachgeschaltete Feinmahlzonen auf, in denen sich die Ausbildung und Anordnung der stegförmigen Messer in der Vormahlzone und der stegförmigen Messer oder entsprechender kantenförmiger Gebilde in den Feinmahlzonen wesentlich voneinander unterscheiden.
Die Ausbildung und Anordnung der stegförmigen Messer ist weitgehend abhängig von dem zu mahlenden Material. Vorteilhaft beträgt der Flächenanteil der stegförmigen Messer des stationären Teils in der Vormahlzone höchstens 25 bis 30% und in der Feinmahlzone etwa 50%, wobei die Tiefe der Kanäle zwischen den stegförmigen Messern in der Vormahlzone zweckmäßig wesentlich größer als die Tiefe der Kanäle zwischen den stegförmigen Messern in der Feinmahlzone ist, beispielsweise in der Vormahlzone etwa 20 mm und in der Feinmahlzone etwa 12 mm beträgt.
Vorteilhaft beträgt im stationären Teil der mittlere Messerwinkel zu den Kegelmantellinien in der Vormahlzone etwa 12° und in der Feinmahlzone etwa 30°.
Zweckmäßig ist der stationäre Teil als Gußteil mit in der Vormahlzone aufgeschweißten oder angegoßenen Stahlmessern und in der Feinmahlzone eingesetzten harten Mahlsegmenten ausgebildet. Die Vormahlzone ist dabei mit relativ weichen und billigen Messern, die Feinmahlzone dagegen mit relativ harten, qualitativ hochwertigen Messern ausgebildet.
Vorteilhaft weist der rotierende Teil eine durchgehende Mahlzone auf.
Der Flächenanteil der stegförmigen Messer des rotierenden Teils in der Mahlzone beträgt zweckmäßig etwa 40%, die Tiefe der Kanäle zwischen den stegförmigen Messern des rotierenden Teils etwa 20 mm.
Vorteilhaft beträgt der mittlere Messerwinkel der Messer des rotierenden Teils zu den Kegekmantellinien im Bereich der Vormahlzone des stationären Teils etwa 8° und im Bereich der Feinmahlzone des stationären Teils etwa 10°.
Damit ergibt sich mit den entsprechenden, oben erwähnten Messerwinkeln der Messer des stationären Teils in der Vormahlzone der Mahlgarnitur ein mittlerer Schnittwinkel zwischen den Messern des stationären und des rotierenden Teils von etwa 20° und in der Feinmahlzone von etwa 40°. Der kleinere Schnittwinkel bewirkt mehr Zerschneiden, der größere Schnittwinkel mehr Reiben des Mahlgutes.
Auch der rotierende Teil ist zweckmäßig als Gußteil mit aufgeschweißten Stahlmessern ausgebildet.
Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß der rotierende Teil eine innere kegelringförmige Vormahlzone und eine oder mehrere nachgeschaltete Feinmahlzonen aufweist, in denen sich die Ausbildung und Anordnung der stegförmigen Messer in der Vormahlzone und der stegförmigen Messer oder entsprechender kantenförmiger Gebilde in den Feinmahlzonen wesentlich voneinander unterscheiden.
Mit einer solchen Ausbildung läßt sich eine weitere Steigerung der Mahlleistung erreichen.
Die Ausbildung und Anordnung der stegförmigen Messer des rotierenden Teils in der Vormahlzone entspricht zweckmäßig denen eines rotierenden Teils mit einer durchgehenden Mahlzone wie vorstehend beschrieben.
Vorteilhaft ist auch der rotierende Teil mit Vormahlzone und Feinmahlzone als Gußteil mit in der Vormahlzone aufgeschweißten oder angegossenen Stahlmessern und in der Feinmahlzone eingesetzten harten Mahlsegmenten ausgebildet.
Allgemein beträgt der mittlere Winkel zwischen den Messern des stationären und rotierenden Teils zweckmäßig in der Vormahlzone etwa 20° und in der Feinmahlzone etwa 40°.
Der Kegelöffnungswinkel beträgt vorzugsweise etwa 60°.
Die Erfindung ist im folgenden an Ausführungsbeispielen und anhand der Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen
Die erfindungsgemäße Mahlgarnitur eines Kegelrefiners besteht, wie in den Zeichnungen dargestellt, aus einem als Hohlkegelstumpf ausgebildeten stationären Teil 1 und einem in diesem angeordneten, als Kegelstumpf ausgebildeten angetriebenen rotierenden Teil 2.
Der in Fig. 1 und 2 schematisch dargestellte stationäre Teil weist eine innere kegelringförmige Vormahlzone 3 und eine äußere kegelringförmige Feinmahlzone 4 auf.
In der Vormahlzone 3 sind in Kegelringsegmenten parallel zueinander angeordnete stegförmige Messer 5 vorgesehen. Die Messer 5 sind vorzugsweise Stahlmesser und auf ein Gußteil 6 aufgeschweißt. Der Flächenanteil der stegförmigen Messer in der Vormahlzone 3 beträgt höchstens 25 bis 30%, so daß 70 bis 75% an Flächenanteil für die offene Fläche zwischen den Messern 5 verbleibt. Ein Messer 5 pro Kegelringsegment ist ganz nach innen geführt.
Die Tiefe der Kanäle zwischen den stegförmigen Messern 5 in der Vormahlzone 3 beträgt vorzugsweise etwa 20 mm. Der mittlere Messerwinkel der Messer 5 zu den Kegelmantellinien beträgt in der Vormahlzone 3 etwa 12°.
Die an die Vormahlzone 3 des stationären Teils 1 anschließende Feinmahlzone 4 weist ebenfalls parallel zueinander angeordnete stegförmige Messer 7 auf. Diese Messer 7 sind vorzugsweise auf in der Feinmahlzone 4 eingesetzten harten, qualitativ hochwertigen Mahlsegmenten ausgebildet. Der Flächenanteil der Messer 7 in der Feinmahlzone 4 beträgt etwa 50%.
Die Tiefe der Kanäle zwischen den stegförmigen Messern 7 der Feinmahlzone 4 beträgt etwa 12 mm. Der mittlere Messerwinkel der Messer 7 zu den Kegelmantellinien beträgt in der Feinmahlzone 4 etwa 30°.
Der relativ kleine Messerwinkel in der Vormahlzone 3 führt dazu, daß hier das Material mehr zerschnitten wird und Klumpen aufgeschlagen werden. Der relativ größere Messerwinkel in der Feinmahlzone 4 führt dazu, daß das Mahlgut mehr gerieben und schonender behandelt wird. Der größte Preßdruck bei in den stationären Teil 1 eingesetztem rotierenden Teil 2 tritt im Bereich der relativ weichen Vormahlzone 3 auf.
Nach der Vormahlzone 3 und der Feinmahlzone 4 können zusätzlich eine oder mehrere, nicht dargestellte weitere Feinmahlzonen mit weiter unterschiedlicher Ausbildung und Anordnung der entsprechenden stegförmigen Messer vorgesehen sein.
In Fig. 3 und 4 ist ein erstes Ausführungsbeispiel des rotierenden Teils 2 der erfindungsgemäßen Mahlgarnitur schematisch dargestellt. Der rotierende Teil 2 weist eine einzige durchgehende Mahlzone 8 auf.
In der Mahlzone 8 sind auf Kegelringsegmenten parallel zueinander angeordnete stegförmige Messer 9 vorgesehen. Diese Messer 9 sind vorzugsweise als auf ein Gußteil 10 aufgeschweißte Stahlmesser ausgebildet. Der Flächenanteil der stegförmigen Messer 9 in der Mahlzone 8 des rotierenden Teils 2 beträgt etwa 40%, so daß eine offene Fläche von etwa 60% verbleibt.
Die Tiefe der Kanäle zwischen den stegförmigen Messern 9 des rotierenden Teils 2 beträgt vorzugsweise etwa 20 mm. Der mittlere Messerwinkel der Messer 9 des rotierenden Teils 2 zu den Kegelmantellinien beträgt im Bereich der Vormahlzone 3 des stationären Teils etwa 8° und im Bereich der Feinmahlzone 4 des stationären Teils etwa 10°. Der Grund dafür, daß der mittlere Messerwinkel im Bereich der Feinmahlzone 4 des stationären Teils 1 etwas größer ist, ist darin zu sehen, daß außen mehrere zusätzliche kleine Messer 9 vorgesehen sind.
Mit dieser Ausbildung der Mahlzone 8 des rotierenden Teils 2 ergibt sich ein mittlerer Winkel zwischen den Messern 5 des stationären Teils 1 in der Vormahlzone 3 und den Messern 9 des rotierenden Teils 2 von etwa 20°, während der mittlere Winkel zwischen den Messern 7 des stationären Teils 1 in der Feinmahlzone 4 und den Messern 9 des rotierenden Teils 2 etwa 40° beträgt.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel des rotierenden Teils 2 einer erfindungsgemäßen Mahlgarnitur ist schematisch in den Fig. 5 und 6 dargestellt. Hier weist der kegelstumpfförmige rotierende Teil 2 eine innere kegelringförmige Vormahlzone 11 und eine äußere kegelringförmige Feinmahlzone 12 auf, in denen sich die Ausbildung und Anordnung von stegförmigen Messern 13 in der Vormahlzone 11 und stegförmigen Messern 14 in der Feinmahlzone 12, voneinander unterscheiden. Die Messer 13 der Vormahlzone 11 des rotierenden Teils 2 sind hier wieder in Kegelringsegmenten parallel zueinander angeordnet. Vorzugsweise sind die Messer 13 der Vormahlzone 11 des rotierenden Teils 2 als auf ein Gußteil 15 aufgeschweißte Stahlmesser ausgebildet.
Die Ausbildung und Anordnung der stegförmigen Messer 13 in der Vormahlzone 11 des rotierenden Teils 2 entspricht der Ausbildung und Anordnung der stegförmigen Messer 9 in der einzigen Mahlzone 8 des rotierenden Teils 2 wie im Zusammenhang mit Fig. 3 und 4 beschrieben.
Die stegförmigen Messer 14 der Feinmahlzone 12 des rotierenden Teils 2 sind auch hier vorzugsweise auf in der Feinmahlzone 12 des rotierenden Teils 2 eingesetzten harten Mahlsegmenten ausgebildet.
Der Kegelöffnungswinkel von stationärem Teil 1 und rotierendem Teil 2 beträgt etwa 60°.