DE69517025T2 - Raffinierelemente - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft das Zerkleinern und Mahlen von Lignocellulose-Material in einem Scheibenrefiner. Die Erfindung betrifft insbesondere ein Paar Mahlelemente zur Verwendung in einem Refiner der genannten Gattung.
• Ein Scheibenrefiner umfasst zwei einander gegenüberliegende Mahlscheiben, die relativ zueinander drehbar sind, wobei eine oder beide Scheiben drehbar ist bzw. sind. Eine Vielzahl von Mahlelementen, die an den Mahlscheiben angeordnet sind, bildet ein Muster aus Stegen und Nuten. Die Mahlscheiben sind so direkt voreinander angeordnet, dass die Mahlelemente einen Mahlspalt bilden, durch den hindurch das Fasermaterial von innen nach außen hindurchtreten soll, wodurch die Zerkleinerung mittels der Stege der Mahlelemente durchgeführt wird.
• Die Mahlelemente in dem inneren Bereich des Mahlspalts sind mit Stegen größerer Grobheit ausgebildet, um eine anfängliche Zerkleinerung durchzuführen und um das Material nach außen zu dem äußeren Bereich des Mahlspalts hin zuzuführen, wo die Zerkleinerung und das eigentliche Mahlen stattfinden.
• Das Mahlen des Materials macht eine große Einleitung von Energie erforderlich, die durch die Umlaufbewegung der Rotationsmahlscheibe bzw. -scheiben zugeführt wird. Der größte Teil der Energie wird in Wärme umgewandelt, als Folge dessen große Dampfmengen infolge des Wassergehalts des Materials erzeugt werden. Der Dampf, der im Wesentlichen in dem Mahlspalt erzeugt wird, besitzt einen hohen Druck und strömt in dem Mahlspalt sowohl auswärts als auch einwärts.
• Zum Zerkleinern und Mahlen des Fasermaterials mittels der Stege der Mahlelemente ist es in den meisten Fällen notwendig, Strömungseinschränkungen, sogenannte Dämme, in den Nuten zwischen den Stegen vorzusehen. Diese Art von Mahlelementen ist in US-A-4 033 154 dargestellt, die die Merkmale des Oberbegriffs von Anspruch 1 offenbart. Das Material wird mittels dieser Dämme zwangsweise aus den Nuten heraus nach oben bewegt und zwischen den Stegen in dem Mahlspalt verarbeitet. Hierdurch wird verhindert, dass unbearbeitetes Material durch den Mahlspalt hindurch nach außen durchtritt. Die genannten Dämme behindern jedoch den erzeugten Dampf, der hierdurch die Materialströmung stört, und haben einen negativen Einfluss auf die Kapazität und die Arbeitsstabilität des Refiners.
• Die vorstehend angegebenen Probleme können mittels eines Paars von Mahlelementen gemäß Definition durch die Merkmale von Anspruch 1 verringert werden. Die Erfindung bietet auch zusätzliche Vorteile in Hinblick auf die Qualität des gemahlenen Materials.
• Die Erfindung wird nachfolgend weiter ins Detail gehend unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben, die eine Ausführungsform der Erfindung darstellt, wobei in der Zeichnung
• Fig. 1 und 2 zusammenarbeitende erfindungsgemäße Mahlelemente zeigen.
• Die zusammenarbeitenden, einander gegenüberliegenden Mahlelemente 10, 11 in Fig. 1 bzw. 2 besitzen ein Muster aus Stegen 12 und dazwischen befindlichen Nuten 13, die sich im Wesentlichen radial über die Fläche der Mahlelemente erstrecken. Die zusammenarbeitenden Mahlelemente 10, 11 sind dazu bestimmt, zwischeneinander einen Mahlspalt zu bilden. Ein innerer Bereich 14 der Mahlelemente ist mit groben Stegen 15 ausgestattet, die dazu bestimmt sind, eine erste Zerkleinerung des Materials durchzuführen und dieses nach außen in den Mahlspalt zu führen. Ein äußerer Bereich 16 der Mahlelemente 10, 11 ist dazu bestimmt, den eigentlichen Mahlspalt auszubilden, wo das Zerkleinern und Mahlen des Materials stattfinden.
• Der äußere Bereich 16 der Mahlelemente 10, 11 ist in eine Vielzahl von beschränkten Zonen 17-20 bzw. 21-24 aufgeteilt, die radial außenseitig zueinander angeordnet sind. Die Stege in diesen Zonen 17-24 sind abwechselnd in einer dichteren oder sparsameren bzw. weniger dichten Beziehung von einer Zone zu einer benachbarten Zone, gezählt in radialer Richtung, angeordnet. Die Mahlelemente 10, 11 sind so gebildet, dass eine Zone 18, 20 bzw. 21, 23 mit einem dichten Muster von Stegen an einem Mahlelement direkt vor einer Zone 22, 24 bzw. 17, 19 mit sparsamer angeordneten Stegen an dem mitarbeitenden gegenüberliegenden Mahlelement angeordnet ist. Ferner sind die Nuten in bevorzugter Weise in den dichter gemusterten Zonen schmaler und in den sparsamer gemusterten Zonen tiefer.
• Durch diese Ausbildung bzw. Anordnung bewegt sich der Faserstrom durch den Mahlspalt abwechselnd über das gegenüberliegende Mahlelement, wenn der Strom in einer sparsamer gemusterten Zone an einer dichter gemusterten Zone eintrifft. Das Verlangen nach Dämmen kann hierdurch verringert und in gewissen Fällen gänzlich überwunden werden. Der Dampftransport wird hierdurch erleichtert, und der Störeffekt des Dampfs ist wesentlich herabgesetzt. In Hinblick auf die Größe der Zonen müssen, um den Faserstrom nicht zu behindern, die dichter gemusterten Zonen etwas enger sein als die benachbarten sparsamer gemusterten Zonen.
• Die unterschiedlichen Zonen in dem äußeren Bereich 16 der Mahlelemente sind in bevorzugter Weise so ausgebildet, dass die Breite der Stege im Wesentlichen gleich ist, während der Abstand zwischen den Stegen, d. h. die Breite der Nuten, variiert. Das Verhältnis zwischen der Nutbreite in einer dichter gemusterten Zone 18, 20, 21, 23 und in einer benachbarten, sparsamer gemusterten Zone 17, 19, 22, 24 sollte zwischen 1 : 1,25 und 1 : 1,75, vorzugsweise bei etwa 1 : 1,5, liegen. Geeignete Abmessungen sind eine Stegbreite von 1-3 mm und eine Nuttiefe von 1-3 mm in einer dichter gemusterten Zone und eine Stegbreite von 1-3 mm und eine Nuttiefe von 1,5-5 mm in einer sparsamer gemusterten Zone. In Hinblick auf die Nuttiefe sollte das Verhältnis zwischen den Zonen zwischen 1 : 1 und 1 : 4 liegen. Geeignete Abmessungen sind eine Nuttiefe von 2-5 mm in einer dichter gemusterten Zone und von 1-3 mm und von 5-8 mm in einer benachbarten, sparsamer gemusterten Zone.
• Die Anzahl der Zonen in dem äußeren Bereich der Mahlelemente kann variieren, jedoch sind die Mahlelemente in bevorzugter Weise mit zwei dichter gemusterten und zwei sparsamer gemusterten Zonen ausgebildet.
• Dämme können gänzlich weggelassen sein, oder ihre Anzahl kann verringert sein, beispielsweise auf einen Damm in einer dichter gemusterten Zone.
• Es ist festgestellt worden, dass es bei dieser Art des Mahlelements möglich ist, Pulpe mit sehr geringem Spangehalt, unter 1,5% bei einer Entwässerung von 150 ml CSF, und eine vergrößerte Zugfestigkeit (Zugindex) bei einer geringeren Einleitung von Energie zu erzeugen. Es ist beobachtet worden, dass der Ener gielevel um bis zu 20% herabgesetzt worden ist.
• Es war ferner möglich, die Fraktion langer Fasern (+30 mesh gemäß BMcNett) um 10-15% herabzusetzen, wobei die Herabsetzung zum größten Teil die Fraktion mit +16 mesh betrifft. Dies kann in gewissen Fällen, beispielsweise bei der Herstellung von Papier für Magazine, besonders vorteilhaft sein.
• Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern kann innerhalb des Umfang der beigefügten Ansprüche verändert werden.

Claims (5)

1. Paar zusammenarbeitender Mahlelemente (10, 11), die für einen Scheibenrefiner zum Zerkleinern und Mahlen von Lignocellulose-Material in einem Mahlspalt zwischen zwei einander gegenüberliegenden Mahlscheiben, dis direkt voreinander angeordnet sind und sich relativ zueinander drehen, bestimmt sind, wobei die Mahlelemente (10, 11) dazu bestimmt sind, direkt voreinander an einander gegenüberliegenden Mahlscheiben angeordnet zu werden, und die beiden Mahlelemente mit Stegen (12) und dazwischen liegenden Nuten (13) ausgebildet sind, die in dem äußeren Bereich (16) der Mahlelemente (10, 11) in einer Anzahl von begrenzten Zonen (17-24) ausgebildet sind, die radial außenseitig zueinander angeordnet sind, wodurch jedes Mahlelement (10, 11) mindestens eine Zone (18, 20 bzw. 21, 23) umfasst, wo die Stege (12) dichter als in einer benachbarten Zone (17, 19 bzw. 22, 24) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass Zonen größerer Dichte (18, 20) an einem Mahlelement (10) ohne Überlappung in Bezug auf die Zonen größerer Seltenheit (21, 23) an dem anderen Mahlelement (11) radial versetzt sind, wenn die Zonen der entsprechenden Bereiche einander zugewandt sind d. h. der äußere Bereich eines Elements dem äußeren Bereich des anderen Elements zugewandt ist.

2. Paar zusammenarbeitender Mahlelemente nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (12) so angeordnet sind, dass das Verhältnis zwischen der Breite der Nuten (13) in einer dichter gemusterten Zone (18, 20, 21, 23) und in einer benachbarten Zone (17, 19, 22, 24) zwischen 1 : 1,25 und 1 : 1,75, vorzugsweise bei etwa 1,5 liegt.

3. Paar zusammenarbeitender Mahlelemente nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Nuten (13) in einer dichter gemusterten Zone (18, 20, 21, 23) schmaler als in einer benachbarten Zone (17, 19, 22, 24) sind und das Verhältnis zwischen den Nuttiefen zwischen 1 : 1 und 1 : 4 liegt.

4. Paar zusammenarbeitender Mahlelemente nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Nut (13) in einer dichter gemusterten Zone (18, 20, 21, 23) höchstens einen Damm aufweist, während die benachbarten Zonen keine Dämme aufweisen.

5. Paar zusammenarbeitender Mahlelemente nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die dichter gemusterten Zone (18, 20, 21, 23) sowie die benachbarten Zone (17, 19, 22, 24) keine Dämme aufweisen.