B E S C H R E I B U N G

Die Erfindung bezieht sich auf eine Mahlgarnitur eines

Kegelrefiners zum Mahlen von Papierstoffen mit einem als Kegelstumpf ausgebildeten rotierenden Teil, auf dessen Außenmantelfläche stegförmige Messer unter vorgegebenen Winkeln zu den Kegelmantellinien aufgebracht sind, und mit einem als Hohlkegelstumpf ausgebildeten statio¬ nären Teil, auf dessen Innenmantelfläche stegförmige Messer unter vorgegebenen Winkeln zu den Kegelmantel¬ linien eingebracht sind.

Bei bekannten Ausführungen derartiger Kegelrefinergarni- turen 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 aus¬ gebildet.

Durch die US-A-27 16 800 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 Win¬ keln zu den Radien angeordnet sind.

Die US-A-26 94 344 zeigt einen ausgesprochenen Steil- kegelrefiner mit einer Einlaßvormahlzone und einer Haupt¬ mahlzone. Dort sind in der Einlaßvormahlzone stegförmige Messer aufgeschweißt oder angegossen, und zwar im statio¬ nären 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 fischgrät¬ artig 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 Re- finergarnitur 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 Verstop- fens der Garnitur mit Sicherheit verhindert.

Die weiten Abstände zwischen den Messern haben aber als Folge, daß die sekundliche Schnittkantenlänge der Garni¬ tur geringe Werte erreicht, wodurch der erzielbare Mahl¬ effekt 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 Mahlgar¬ nitur der eingangs beschriebenen Art, insbesondere bezüg¬ lich der Refinerbemesserung, zu schaffen, die von den Einlaßparametern weitgehend unabhängig ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß einer Vormahlzone eine oder mehrere Feinmahlzonen nach¬ geschaltet sind, deren Ausbildung und Anordnung dem jeweiligen Faserzustand und der jeweiligen gewünschten Faserentwicklung des durch die Mahlgarnitur strömenden Mahlguts angepaßt sind, daß einer Vormahlzone eine oder mehrere Feinmahlzonen nachgeschaltet sind, deren Ausbildung und Anordnung dem jeweiligen Faserzustand und der jeweiligen ge¬ wünschten Faserentwicklung des durch die Mahlgarnitur strömenden Mahlguts angepaßt sind, daß die stegförmigen Messer in den jeweiligen Zonen in planer Abwicklung geradlinig verlaufen, und daß zumindest im stationären Teil die mittleren Messerwinkel zu den Kegelmantellinien in der Vor¬ mahlzone wenigstens etwa 10% und in der Feinmahlzone wenigstens etwa 20% betragen.

Damit kann die Übertragung der Mahlenergie auf die Fasern genauestens gesteuert werden durch eine praktisch unbe¬ schränkte Variations δglichkeit 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, Messerwinkel bezüglich der Kegelmantellinie - als auch hinsichtlich der verwendeten Messerwerkstoffe.

Die gegenüber der Vormahlzone erheblich feinere Messer¬ struktur in den Feinmahlzonen führt einerseits zu einer relativ schonenden Behandlung des Mahlgutes in der Fein¬ mahlzone und andererseits zu einer hohen sekundlichen Schnittkantenlänge, wodurch die Mahlleistung erheblich höher wird.

Vorteilhaft weist der stationäre Teil eine innere kegel- ringfδrmige Vormahlzone und eine oder mehrere nachge¬ schaltete Feinmahlzonen auf, in denen sich die Ausbildung und Anordnung der stegförmigen Messer in der Vormahlzone und der stegförmigen Messer oder entsprechender kanten- fδrmiger Gebilde in den Feinmahlzonen wesentlich vonein¬ ander unterscheiden.

Die Ausbildung und Anordnung der stegförmigen Messer ist weitgehend abhängig von dem zu mahlenden Material. Vor¬ teilhaft beträgt der Flächenanteil der stegförmigen Mes¬ ser 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 Vor¬ mahlzone zweckmäßig wesentlich größer als die Tiefe der Kanäle zwischen den stegförmigen Messern in der Feinmahl¬ zone 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 Stahlmessern und in der Fein¬ mahlzone eingesetzten harten Mahlsegmenten ausgebildet. Die Vormahlzone ist dabei mit relativ weichen und billi¬ gen 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 Be¬ reich 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 auf¬ weist, in denen sich die Ausbildung und Anordnung der stegförmigen Messer in der Vormahlzone und der stegför¬ migen Messer oder entsprechender kantenförmiger Gebilde in den Feinmahlzonen wesentlich voneinander unterschei¬ den.

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 zweck¬ mäßig denen eines rotierenden Teils mit einer durchgehen¬ den Mahlzone wie vorstehend beschrieben.

Vorteilhaft ist auch der rotierende Teil mit Vormahlzone und Feinmahlzone als Gußteil mit in der Vormahlzone auf¬ geschweißten Stahlmessern und in der Feinmahlzone einge¬ setzten harten Mahlsegmenten ausgebildet.

Allgemein beträgt der mittlere Winkel zwischen den Mes¬ sern 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 Zeich¬ nungen zeigen

Fig. 1 eine Stirnansicht eines stationären Teils mit Vor- und Feinmahlzone einer Mahlgarnitur gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine Mantelschnittansicht des stationären Teils längs der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 eine Teilstirnansicht eines rotierenden Teils mit einer Mahlzone einer Mahlgarnitur gemäß der Erfindung,

Fig. 4 eine Schnittansicht des rotierenden Teils längs der Linie IV-IV in Fig. 3,

Fig. 5 eine Teilstirnansicht eines rotierenden Teils mit Vor- und Feinmahlzone einer Mahlgarnitur gemäß der Erfindung, und

Fig. 6 eine Schnittansicht des rotierenden Teils längs der Linie VI-VI in Fig. 5.

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 ausgebil¬ deten 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 stegför¬ migen Messer in der Vormahlzone 3 beträgt höchstens 25 bis 30%, so daß 70 bis 75% an Flächenanteil für die of¬ fene 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 Kegelmantel¬ linien beträgt in ^" der Vormahlzone 3 etwa 12°.

Die an die Vormahlzone 3 des stationären Teils 1 an¬ schließende Feinmahlzone 4 weist ebenfalls parallel zu¬ einander angeordnete stegförmige Messer 7 auf. Diese Messer 7 sind vorzugsweise auf in der Feinmahlzone 4 ein¬ gesetzten harten, qualitativ hochwertigen Mahlsegmenten ausgebildet. Der Flächenanteil der Messer 7 in der Fein¬ mahlzone 4 beträgt etwa 50%.

Die Tiefe der Kanäle zwischen den stegförmigen Messern 7 der Feinmahlzone 4 beträgt etwa 12 mm. Der mittlere Mes¬ serwinkel 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 eingesetz¬ tem rotierenden Teil 2 tritt im Bereich der relativ wei¬ chen 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 vorgese¬ hen 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 rotieren¬ den 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 Be¬ reich 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 kegelstumpf- förmige rotierende Teil 2 eine innere kegelringförmige Vormahlzone 11 und eine äußere kegelringfδrmige Feinmahl¬ zone 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 vonein¬ ander unterscheiden. Die Messer 13 der Vormahlzone 11 des rotierenden Teils 2 sind hier wieder in Kegelringsegmen¬ ten 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 ro¬ tierenden Teils 2 sind auch hier vorzugsweise auf in der Feinmahlzone 12 des rotierenden Teils 2 eingesetzten harten Mahlsegmenten ausgebildet.

Der Kegelδffnungswinkel von stationärem Teil 1 und ro¬ tierendem Teil 2 beträgt etwa 60°.