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Hintergrund der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft einen Refiner mit einem Stator und einem Rotor,
wobei der Stator und der Rotor einen flachen Abschnitt und einen
konischen Abschnitt aufweisen, wobei der konische Abschnitt ein erstes
Ende eines kleineren Durchmessers und ein zweites Endes eines größeren
Durchmessers hat, so dass das erste Ende des konischen Abschnitts
mit kleinerem Durchmesser zu dem flachen Abschnitt gerichtet ist
und das zweite Ende des konischen Abschnitts mit größerem
Durchmesser von dem flachen Abschnitt weg gerichtet ist, und wobei
der flache Abschnitt und der konische Abschnitt Refinerflächen aufweisen,
die mit Lamellenleisten und Lamellenvertiefungen versehen sind.
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Die
Erfindung bezieht sich ferner auf ein Lamellensegment einer Refinerfläche
eines Refiners mit einem Stator und einem Rotor, wobei der Stator und
der Rotor einen flachen Abschnitt und einen konischen Abschnitt
aufweisen, wobei der konische Abschnitt ein erstes Ende eines kleineren
Durchmessers und ein zweites Endes eines größeren
Durchmessers hat, so dass das erste Ende des konischen Abschnitts
mit kleinerem Durchmesser zu dem flachen Abschnitt gerichtet ist
und das zweite Ende des konischen Abschnitts mit größerem
Durchmesser von dem flachen Abschnitt weg gerichtet ist, und wobei
das Lamellensegment so konfiguriert werden kann, dass dieses zumindest
einen Teil der Refinerfläche des konischen Abschnitts des
Stators ausbildet, und wobei das Lamellensegment Lamellenleisten
und Lamellenvertiefungen dazwischen aufweist.
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Refiner
zum Verarbeiten von Fasermaterial weisen typischerweise zwei aber
möglicherweise ebenso mehr gegenüber angeordnete
Refinerflächen auf, von denen zumindest eine so angeordnet
ist, dass diese sich um eine Welle dreht, so dass die Refinerflächen
sich relativ zueinander drehen. Die Refinerflächen des
Refiners, insbesondere seiner Lamellenflächen oder der
Lamellensatz bestehen typischerweise aus Vorsprüngen, insbesondere
Lamellenleisten, die in der Refinerfläche vorgesehen sind, und
Lamellenvertiefungen zwischen den Lamellenleisten. Im Folgenden
werden die Lamellenleisten ebenso als Leisten und die Lamellenvertiefungen
als Vertiefungen bezeichnet. Die Refinerfläche besteht oft
aus einer Mehrzahl von nebeneinander angeordneten Lamellensegmenten,
wobei in diesem Fall die Refinerflächen der individuellen
Lamellensegmente gemeinsam eine integrale einheitliche Refinerfläche ausbilden.
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WO 97/18037 offenbart einen
Refiner, der mit einem Stator, insbesondere einem fixierten unbeweglichen
Refinerelement und einem Refinerelement versehen ist, das mittels
einer Welle gedreht werden kann, insbesondere einem Rotor. Sowohl
der Stator mit seiner Refinerfläche als auch der Rotor
mit seiner Refinerfläche sind aus einem flachen Abschnitt,
der im Wesentlichen senkrecht zu der Rotorwelle ist, und einem konischen
Abschnitt ausgebildet, der nach diesem flachen Abschnitt vorgesehen
ist und mit einem Winkel bezogen auf den flachen Abschnitt angeordnet
ist. Der konische Abschnitt hat daher das erste Ende eines kleineren
Durchmessers und das zweite Ende eines größeren
Durchmessers, so dass das erste Ende des konischen Abschnitts mit
dem kleineren Durchmesser in Richtung auf den flachen Abschnitt
des Refiners gerichtet ist und das zweite Ende des konischen Abschnitts
mit dem größeren Durchmesser von dem flachen Abschnitt
des Refiners weg gerichtet ist. Der flache und der konische Abschnitts des
Stators und des Rotors sind voneinander beanstandet, so dass ein
Lamellenspalt zwischen der Refinerfläche des Stators und
der Refinerfläche des Rotors gebildet wird. Das Fasermaterial,
das raffiniert werden soll, wird in den Lamellenspalt zwischen den flachen
Abschnitten des Stators und des Rotors gefördert. Wenn
das Material, das raffiniert werden soll, bearbeitet wird, bewegt
es sich in Richtung auf den Lamellenspalt zwischen den Refinerflächen
des flachen Abschnitts und weitergehend in den Lamellenspalt zwischen
den Refinerflächen des konischen Abschnitts und schließlich
von dem Lamellenspalt weg.
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2 ist
eine schematische Ansicht einer Refinerfläche eines Lamellensegments
für einen konischen Abschnitt eines Stators, der typischerweise bei
den Refinern verwendet wird, wie beispielsweise in
WO 97/18037 offenbart ist. Das Lamellensegment
19 von
2 nach
dem Stand der Technik weist eine Refinerfläche
12 mit
Lamellenleisten
20 und Lamellenvertiefungen
21 zwischen
den Lamellenleisten
20 auf. Zwischen den Lamellenleisten
20 befinden
sich ebenso Dämme
22, deren Zweck es ist, das
Material, das raffiniert werden soll und in die Lamellenvertiefung
zwischen den Lamellenleisten des Stators und der Rotorrefinerfläche
läuft, auszurichten. Die Refinerfläche des Lamellensegments
für den konischen Abschnitt des Stators bei Refinern mit
einem flachen Abschnitt und einem konischen Abschnitt weist vielzählige
Dämme auf, die über den gesamten Refinerflächenbereich
verteilt sind.
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Im
Allgemeinen wurde angenommen, dass die Dämme die Refinerwirkung
verstärken. Jedoch haben letzte Studien gezeigt, dass die
Dämme tatsächlich nicht wirklich diese Wirkung
haben. Die Dämme verursachen, dass das Material, das raffiniert
werden soll, als dünne Schicht und mit einer hohen Geschwindigkeit
durch den Lamellenspalt strömt, so dass der Refiner nicht
ausreichend beladen werden kann. In diesem Fall bleiben die Entfaserungswirkung
und die Ausgangs- oder Produktionskapazität des Refiners
niedrig. Wenn der Zweck darin besteht, einen guten Grad einer Mahlung
zu erzielen, muss die Produktionskapazität verringert werden. Aufgrund
der verringerten Produktionskapazität kann das Material,
das raffiniert werden soll, für eine längere Zeit
in dem Lamellenspalt verbleiben und kann somit ein Grad einer Mahlung
höher werden.
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Die
Dämme verursachen ebenso, dass der Lamellensatz des Stators
des Refiners, der sowohl den flachen Abschnitt als auch den konischen
Abschnitt hat, aufgrund des zu raffinierenden Materials blockiert
sehr einfach werden. Aufgrund dieser Blockierung verringert sich
das Strömungsvolumen für den Dampf, der während
des Mahlens gebildet wird, von dem vorherigen Zustand, was die Beladungskapazität
des Refiners verringert und somit den Grad der Mahlung oder die
Produktionskapazität verringert.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Eine
Aufgabe der Erfindung ist ein neuartiger Refiner, der ein verbessertes
Refinerergebnis zur Verfügung stellt.
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Der
Refiner der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Refinerfläche
des konischen Abschnitts des Stators Dämme mit einem Abstand von
maximal fünf Sechsteln eines gesamten Abstands zwischen
dem ersten und dem zweiten Ende des konischen Abstands beginnend
von dem ersten Ende des konischen Abstands aufweist, so dass zumindest
drei Viertel der Lamellenvertiefungen mit Dämmen versehen
sind und dass das verbleibende Sechstel der Refinerfläche
des konischen Abschnitts des Stators Dämme aufweist, so
dass maximal ein Viertel der Lamellenvertiefungen mit Dämmen
versehen ist.
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Ein
Lamellensegment der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die
Refinerfläche des Lamellensegments des konischen Abschnitts
des Stators Dämme mit einem Abstand von maximal fünf Sechsteln
des gesamten Abstands zwischen dem inneren und dem äußeren
Umfang des Lamellensegments beginnend von dem inneren Umfang des
Lamellensegments aufweist, so dass zumindest drei Viertel der Lamellenvertiefungen
mit Dämmen versehen sind und dass das verbleibende Sechstel
der Refinerfläche des konischen Abschnitts des Stators Dämme
aufweist, so dass maximal ein Viertel der Lamellenvertiefungen mit
Dämmen versehen ist.
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Ein
Refiner weist einen Stator und einen Rotor auf, wobei der Stator
und der Rotor einen flachen Abschnitt und einen konischen Abschnitt
aufweisen. Der konische Abschnitt hat ein erstes Ende eines kleineren
Durchmessers und das zweite Ende eines größeren
Durchmessers, so dass das erste Ende des konischen Abschnitts mit
kleinerem Durchmesser zu dem flachen Abschnitt des Refiners gerichtet
ist und das zweite Ende des konischen Abschnitts mit größerem
Durchmesser vor dem flachen Abschnitts des Refiners weg gerichtet
ist. Der flache Abschnitt und der konische Abschnitt weisen Refinerflächen
auf, die mit Lamellenleisten und Lamellenvertiefungen versehen sind.
Die Refinerfläche des konischen Abschnitts des Stators
weist Dämme an dem Abstand von maximal fünf Sechsteln
des gesamten Abstands zwischen dem ersten und dem zweiten Ende des
konischen Abschnitts beginnend von dem ersten Ende des konischen
Abschnitts auf, so dass zumindest drei Viertel der Lamellenvertiefungen
mit Dämmen versehen sind und dass das verbleibende Sechstel
der Refinerfläche des konischen Abschnitts des Stators Dämme
aufweist, so dass maximal ein Viertel der Lamellenvertiefungen mit
Dämmen versehen ist.
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Durch
Vorsehen einer Refinerfläche des konischen Abschnitts des
Stators, so dass nur eine sehr limitierte Anzahl von Dämmen
an der unmittelbaren Umgebung des zweiten Endes des konischen Abschnitts
der Statorrefinerfläche vorhanden ist, ist es möglich,
eine verbesserte Pulpequalität zu erzielen, da der Dampf
oder die Feuchtigkeit, die während des Raffinierens gebildet
wird, und die Fasern, die durch den Dampf gefördert werden,
freier in Richtung auf den Auslass des Lamellenspalts strömen
können. Das verringert die Dampfgeschwindigkeit und vergrößert
auf diesem Weg die Faserverweilzeit an der Refinerfläche.
Das verbessert weitergehend die Stabilität und die Einheitlichkeit
der Raffinierung und stellt somit eine verbesserte Pulpequalität
zur Verfügung.
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Eine
sehr limitierte Anzahl von Dämmen zumindest in der unmittelbaren
Umbebung des zweiten Endes des konischen Abschnitts der Statorrefinerfläche
verringert ebenso die Möglichkeit, dass der Lamellensatz
blockiert wird, da das Strömungsvolumen für den
Dampf, der während des Mahlens gebildet wird, so hoch bleibt,
dass der Dampf aus dem Lamellenspalt effektiv austreten kann. Jedoch
tritt das zu raffinierende Material nicht aus dem Lamellenspalt mit
dem Dampf aus, da die Lamellenleisten die Strömung des
Materials, das zu raffinieren ist, aus dem Lamellenspalt verlangsamen,
wodurch somit eine effiziente Entfaserung und eine hohe Produktionskapazität
des Refiners ermöglicht werden.
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Kurzbeschreibung der Figuren
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Einige
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Einzelnen
unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen diskutiert,
wobei
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1 eine
schematische Ansicht eines Refiners ist, bei dem die offenbarte
Lösung einer Refinerfläche angewendet werden kann;
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2 eine
schematische Ansicht einer Refinerfläche eines Lamellensegments
eines konischen Abschnitts eines Stators nach dem Stand der Technik ist;
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3 eine
schematische Ansicht eines Lamellensegments eines konischen Abschnitts
eines Stators ist.
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Zur
Verdeutlichung sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung
in den Figuren vereinfacht. Ähnliche Teile sind mit ähnlichen
Bezugszeichen bezeichnet.
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Detaillierte Offenbarung einiger Ausführungsbeispiele
der Erfindung
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1 ist
eine schematische Ansicht eines Refiners 1 zum Raffinieren
von fasrigem Material. Der Refiner 1 ist mit einem fixierten
Stator 2 versehen, der an einem Rahmen des in 1 nicht
gezeigten Refiners 1 gestützt ist. Der Stator 2 weist
einen Rahmenabschnitt 3 des Stators 2 und eine
Refinerfläche auf, die aus Lamellenleisten und Lamellenvertiefungen
besteht, insbesondere eine Statorlamelle oder einen Lamellensatz.
Ferner ist der Refiner 1 mit einem Rotor 4 mit
einem Rahmenabschnitt 5 des Rotors 4 und einer
Refinerfläche versehen, die aus Lamellenleisten und Lamellenvertiefungen
besteht, insbesondere einer Rotorlamelle oder einem Lamellensatz.
Der Rotor 4 ist so angeordnet, dass er durch eine Welle 6 und
einen nicht gezeigten Motor gedreht wird. Der Stator 2 weist
einen flachen Abschnitt 7 und einen konischen Abschnitt 8 auf.
Der Rotor 4 weist entsprechend einen flachen Abschnitt 9 und
einen konischen Abschnitt 10 auf. Die flachen Abschnitte 7 und 9 sind
im Wesentlichen senkrecht zu der Welle 6 angeordnet und
die konischen Abschnitte 8 und 10 sind mit einem
vorbestimmten Winkel zu den flachen Abschnitten 7 und 9 angeordnet.
Der konische Abschnitt des Refiners 1 hat daher ein erste
Ende 17 eines kleineren Durchmessers D1 und ein zweites Ende 18 eines
größeren Durchmessers D2, so dass das erste Ende 17 des
konischen Abschnitts mit kleinerem Durchmesser D1 zu dem flachen
Abschnitt gerichtet ist und das zweite Ende 18 des konischen Abschnitts
mit größerem Durchmesser D2 von dem flachen Abschnitt
weg gerichtet ist. Das erste Ende 17 des konischen Abschnitts
mit kleinerem Durchmesser D1 kann ebenso als Innenumfang des konischen
Abschnitts bezeichnet werden und das zweite Ende 18 des
konischen Abschnitts mit größerem Durchmesser
D2 kann ebenso als Außenumfang des konischen Abschnitts
bezeichnet werden. Die Durchmesser D1 und D2 sind schematisch in 1 an
den äußersten Punkten der entsprechenden Refinerflächen
des flachen und des konischen Abschnitts des Stators aufgetragen.
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Der
flache Abschnitt 7 des Stators 2 weist eine Refinerfläche 11 auf
und der konische Abschnitt 8 des Stators 2 weist
eine Refinerfläche 12 auf. Der flache Abschnitt 9 des
Rotors 4 weist eine Refinerfläche 13 auf
und der konische Abschnitt 10 des Rotors 4 weist
eine Refinerfläche 14 auf. Der Rotor 4 ist
mit einem Abstand von dem Stator 2 so angeordnet, dass
ein Lamellenspalt 15 zwischen den Refinerflächen
des Rotors 4 und den Refinerflächen des Stators 2 bestehen
bleibt. Die Abmessung des Lamellenspalts 15 kann typischerweise
an dem flachen Abschnitt und dem konischen Abschnitt separat eingestellt
werden. Das Fasermaterial, das raffiniert werden soll, wird mittels
einer Förderschraube 16 beispielsweise durch die
Mitte des flachen Abschnitts 7 der Refinerfläche 11 des
Stators 2 zu dem Lamellenspalt 15 befördert,
wo das Fasermaterial raffiniert wird und es sich gleichzeitig zwischen
dem flachen Abschnitt 7 der Refinerfläche 11 des
Stators 2 und dem flachen Abschnitt 9 der Refinerfläche 13 des
Rotors 4 in Richtung auf einen Abschnitt zwischen den konischen
Abschnitten 8, 10 in den Lamellenspalt 15 und
schließlich von dem Lamellenspalt 15 weg bewegt.
Ein Fachmann ist mit dem allgemeinen Aufbau und dem Betriebsprinzip
von Refinern vertraut und diese werden daher in diesem Zusammenhang
nicht weitergehend diskutiert.
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3 ist
eine schematische Ansicht eines Lamellensegments 19 für
den konischen Abschnitt 8 des Stators 2, wobei
das Lamellensegment 19 einen Teil der integralen Refinerfläche 12 des
konischen Abschnitts 8 des Stators 2 bilden soll.
Das Lamellensegment 19 hat einen Innenumfang oder Rand 23, der
an dem ersten Ende 17 des konischen Abschnitts 8 des
Stators 2 anzuordnen ist, und den äußeren Umfang
oder Rand 24, der an dem zweiten Ende des konischen Abschnitts 8 des
Rotors 4 anzuordnen ist. Die Refinerfläche 12 weist
Lamellenleisten 20 und Lamellenvertiefungen 21 zwischen
den Lamellenleisten 20 auf. Die Lamellenleisten 20 übernehmen
das Raffinieren des Fasermaterials, das raffiniert werden soll,
und die Lamellenvertiefungen 21 tragen das Fasermaterial,
das raffiniert werden soll, ebenso wie das raffinierte Material
vorwärts und übernehmen ebenso die Förderung
des Dampfs oder des Wasserdampfs, der während des Raffinierens
gebildet wird, von dem Lamellenspalt 15 fort. Das Lamellensegment 19 weist
ferner Dämme 22 an dem Boden der Lamellenvertiefungen 21 zwischen
den Lamellenleisten 20 auf, wobei der Zweck der Dämme
ist, das zu raffinierende und in den Lamellenvertiefungen zwischen
den Lamellenleisten des Stators und den Rotorrefinerflächen
laufende Material zu richten oder zu übertragen.
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Die
Refinerfläche 12 des Lamellensegments 19 des
konischen Abschnitts 8 des Stators 2 in 3 weist
Dämme 22 auf, so dass die Refinerfläche 12 Dämme 22 mit
einem Abstand von maximal ungefähr 0,7 × D des
gesamten Abstands D zwischen dem inneren 23 und dem äußeren 24 Umfang
des Lamellensegments 19 beginnend von dem inneren Umfang 23 des
Lamellensegments 19 aufweist. Somit hat das Lamellensegment 19 die
Länge entsprechend dem Abstand D von dem inneren Umfang 23 des
Lamellensegments 19 zu dem äußeren Umfang 24 des
Lamellensegments 19 und weist nur maximal 0,7 × D des
gesamten Abstands D beginnend von dem inneren Umfang 23 des
Lamellensegments 19 Dämme 22 auf. Anders
gesagt weist das Lamellensegment 19 eine Zone 25 an
dem äußeren Umfang 24 auf, wobei die
Zone 25 überhaupt keine Dämme 22 aufweist.
In dem Ausführungsbeispiel, das in 3 gezeigt
ist, hat diese Zone eine Länge, die ungefähr 0,3 × D
beginnend von dem äußeren Umfang 24 des
Lamellensegments 19 in Richtung auf den inneren Umfang 23 des
Lamellensegments 19 aufweist.
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In
der Lösung weist die Refinerfläche 12 des konischen
Abschnitts 8 des Stators 2 Dämme 22 mit einem
Abstand von maximal fünf Sechsteln des gesamten Abstands
D zwischen dem inneren 23 und dem äußeren 24 Umfang
des Lamellensegments 19 beginnend von dem inneren Umfang 23 des
Lamellensegments 19 auf, so dass zumindest drei Viertel der
Lamellenvertiefungen 21 mit Dämmen 22 versehen
sind und dass das verbleibende Sechstel der Refinerfläche 12 des
konischen Abschnitts 8 des Stators 2 Dämme 22 aufweist,
so dass maximal ein Viertel der Lamellenvertiefungen 21 mit
Dämmen 22 versehen ist.
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Es
ist ebenso möglich, dass die Refinerfläche 12 des
konischen Abschnitts 8 des Stators 2 Dämme 22 mit
einem Abstand von maximal zwei Dritteln des gesamten Abstands D
zwischen dem ersten 17 und zweiten 18 Ende des
konischen Abschnitts 8 beginnend von dem ersten Ende 17 des
konischen Abschnitts 8 aufweist, so dass zumindest drei
Viertel der Lamellenvertiefungen 21 mit Dämmen 22 versehen
sind und dass das verbleibende Drittel der Refinerfläche 12 des
konischen Abschnitts 8 des Stators 2 Dämme 22 aufweist,
so dass maximal ein Viertel der Lamellenvertiefungen 21 mit
Dämmen 22 versehen ist.
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Es
ist ebenso möglich, dass die Refinerfläche 12 des
konischen Abschnitts 8 des Stators 2 Dämme 22 mit
dem Abstand von maximal einer Hälfte des gesamten Abstands
D zwischen dem ersten 17 und dem zweiten 18 Ende
des konischen Abschnitts 8 beginnend von dem ersten Ende 17 des konischen
Ende 8 aufweist, so dass zumindest drei Viertel der Lamellenvertiefungen 21 mit
Dämmen 22 versehen sind und die verbleibende Hälfte
der Refinerfläche 12 des konischen Abschnitts 8 des
Stators 2 Dämme 22 aufweist, so dass
maximal ein Viertel der Lamellenvertiefungen 21 mit Dämmen 22 versehen
ist.
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Die
Wirkung davon, insbesondere dass eine sehr limitierte Anzahl von
Dämmen 22 in der unmittelbaren Umgebung des äußeren
Umfangs 24 der Refinerfläche 12 des konischen
Abschnitts des Stators vorgesehen ist, ist es, dass die Bewegung
des Materials, das zu raffinieren ist, und des raffinierten Materials
in der Praxis nicht durch die Dämme blockiert wird. Da
die Dämme die offene Fläche für die Strömung
des Dampfs oder des Wasserdampfs verringern, der während
des Raffinierens gebildet wird, erhöhen die Dämme
die Geschwindigkeit des Dampfs und der Fasern, die mit dem Dampf
strömen, und verringern daher die Verweilzeit der Fasern
in dem Refinerflächenbereich, so dass die Qualität
der Pulpe und die Einheitlichkeit des Raffinierens sich verschlechtern.
Durch Entfernen der Dämme, wie es offenbart ist, kann der
Dampf frei in Richtung auf den Auslass des Lamellenspalts strömen.
Das verringert die Dampfgeschwindigkeit und erhöht die
Faserverweilzeit an der Refinerfläche, wobei somit sich
die Stabilität und die Einheitlichkeit des Raffinierens
verbessert und daher eine bessere Pulpequalität zur Verfügung
stellt.
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3 offenbart
eine Lösung, bei der die Refinerfläche 12 des
konischen Abschnitts 8 des Stators 2 Dämme 22 nur
an dem Abschnitt von maximal drei Vierteln des gesamten Abschnitts
D zwischen dem ersten Ende 17 und dem zweiten Ende 18 des
konischen Abschnitts 8 beginnend von dem ersten Ende 17 des
konischen Abschnitts 8 des Stators 2 aufweist.
Das bedeutet, dass es eine Refinerfläche 225 an
dem äußeren Umfang des konischen Abschnitts 8 des
Stators 2 gibt, wobei überhaupt keine Dämme 22 vorgesehen
sind. Diese Art der Refinerflächenlösung ist sehr
gut für den konischen Abschnitt des Stators geeignet. Der
Abschnitt der Refinerfläche, der überhaupt keine
Dämme aufweist, kann variieren. Daher ist es möglich,
dass die Refinerfläche 12 des Lamellensegments
für den konischen Abschnitt 8 des Stators 2 Dämme 22 nur
an dem Abstand von beispielsweise maximal einer Hälfte
oder einem Viertel des gesamten Abstands D zwischen dem inneren 23 und dem äußeren 24 Umfangs
des Lamellensegments 19 beginnend von dem inneren Umfang 23 des
Lamellensegments 19 aufweist. Es ist ebenso möglich, dass
die Refinerfläche 12 des konischen Abschnitts des
Stators 2 überhaupt keine Dämme 22 aufweist.
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Je
größer der Abschnitt der Refinerfläche 12 ohne
Dämme ist, desto freier können der Dampf und die
Fasern mit dem Dampf von dem ersten Ende 17 des konischen
Abschnitts mit dem kleineren Durchmesser in Richtung auf das zweite
Ende 18 des konischen Abschnitts laufen oder sich bewegen.
Die vorstehend beschriebenen Refinerflächen sind insbesondere
nützlich bei dem konischen Abschnitt des Stators bei Refiner
mit hoher Stoffdichte. Refiner mit hoher Stoffdichte können
sowohl als Refiner der ersten Phase zum Raffinieren von Holzschnitzeln
und als Refiner der zweiten Phase oder ein weiterer Refiner zum
weitergehenden Raffinieren von Holzschnitzeln verwendet werden,
die schon raffiniert sind, oder Faserpulpe oder ein anderes Faser
enthaltendes Material. Bei Refinern mit hoher Stoffdichte beträgt
die Stoffdichte des Materials, das zu raffinieren ist, typischerweise
25% oder 30%. Aufgrund der Grundstoffdichte treten die Strömung
des Materials, das zu raffinieren ist, und die Strömung
des Materials, das raffiniert wurde, hauptsächlich in der
Dampf- oder der Wasserdampfphase auf. Da der Lamellenspalt an der äußeren
Zone des konischen Abschnitts des Stators bei Refinern mit hoher
Stoffdichte in der Nähe des äußeren Umfangs
oder des zweiten Endes des konischen Abschnitts angefüllte
mit Dampf ist, wird Dampf typischerweise aus dem Lamellenspalt aus dem
Refiner sehr einfach und mit einer hohen Geschwindigkeit herausströmen,
gleichzeitig eine Menge Fasern aus dem Lamellenspalt heraustragen,
wobei diese Wirkung normalerweise bis zu einem gewissen Ausmaß durch
die Dämme in der Nähe des äußeren
Umfangs des konischen Abschnitts verstärkt wird. Nun wird
aufgrund des Mangels der Dämme zumindest in der Nähe
des äußeren Umfangs des konischen Abschnitts des
Stators die Dampfgeschwindigkeit in der Nähe des äußeren
Umfangs des konischen Abschnitts des Stators verringert, wobei sich
somit die Faserverweilzeit an der Refinerfläche erhöht
und somit sich die Pulpequalität verbessert, wie vorstehend
diskutiert ist.
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Die
vorstehend beschriebenen Lösungen einer Refinerfläche
können ebenso bei einem konischen Abschnitt des Stators
in Refinern mit niedriger Stoffdichte verwendet werden. Bei Refinern
mit niedriger Stoffdichte liegt die Stoffdichte des Materials, das
zu raffinieren ist, typischerweise unter 8% und oft unter 5%. Aufgrund
der niedrigen Stoffdichte findet die Strömung des Materials,
das zu raffinieren ist, und die Strömung des Materials,
das raffiniert wurde, bei Refinern mit niedriger Stoffdichte hauptsächlich
in der flüssigen Phase statt, die Wasser und Fasern enthält,
wobei die Menge des Dampfs minimal ist. Typischerweise liegt überhaupt
kein Dampf vor.
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Die
Abmessung des Lamellenspalts bei Refinern mit niedriger Stoffdichte
ist typischerweise kleiner als bei den Refinern mit hoher Stoffdichte.
Aufgrund des größeren Lamellenspalts und der hohen Stoffdichte
ist die Menge des Materials, das zu raffinieren ist, bei Refinern
mit hoher Stoffdichte größer als bei Refinern
mit niedriger Stoffdichte. Das bedeutet, dass die Behandlung der
Fasern bei Refinern mit hoher Stoffdichte mehr über den
Faser-Faser-Kontakt als bei den Refinern mit niedriger Stoffdichte stattfindet,
wobei der Faser-Faser-Kontakt den Grad der Mahlung vergrößert.
Aufgrund dieser Charakteristiken ist die Energiemenge, die zum Raffinieren verwendet
wird, bei den Refinern mit hoher Stoffdichte größer
als bei den Refinern mit niedriger Stoffdichte, was bedeutet, dass
eine Menge Dampf während des Raffinierens bei den Refinern
mit hoher Stoffdichte erzeugt wird. Aufgrund dieses Dampfs erfordert
das Mahlen bei Refinern mit hoher Stoffdichte ein größeres
Strömungsvolumen als bei den Refinern mit niedriger Stoffdichte,
wobei das Mahlen in der flüssigen Phase mit Wasser und
Fasern stattfindet. Daher ist bei den Refinern mit hoher Stoffdichte insbesondere
das größere Strömungsvolumen von Vorteil,
wobei das größere Strömungsvolumen durch Verringern
der Anzahl der Dämme in dem konischen Abschnitt des Stators
erzielt werden kann. Der größere Lamellenspalt
der Refiner mit hoher Stoffdichte stellt ebenso gleichzeitig eine
höhere Produktionskapazität als bei den Refinern
mit niedriger Stoffdichte zur Verfügung.
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Aufgrund
der niedrigeren Stoffdichte ist die Menge der Fasern bei den Refinern
mit niedriger Stoffdichte geringer als bei Refinern mit hoher Stoffdichte.
Da bei Refinern mit niedriger Stoffdichte das Raffinieren in der
flüssigen Phase mit Wasser und Fasern stattfindet und weniger
Energie bei Refinern mit niedriger Stoffdichte als bei Refinern
mit hoher Stoffdichte benötigt wird, ist der Bedarf nach
einem großen Strömungsvolumen bei Refinern mit
niedriger Stoffdichte nicht so kritisch wie bei Refinern mit hoher Stoffdichte.
Jedoch verringern die Dämme die Produktionskapazität
des Refiners mit niedriger Stoffdichte ebenso. Da die Blockierung
des Lamellensatzes aufgrund des Materials, das zu raffinieren ist,
ein nicht so sehr großes Problem bei Refinern mit niedriger
Stoffdichte als bei Refinern mit hoher Stoffdichte ist, sind die
Vorteile der vorstehend beschriebenen Lösung einer Refinerfläche
nicht so signifikant bei Refinern mit niedriger Stoffdichte im Vergleich
mit Refinern mit hoher Stoffdichte.
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Die
Drehzahl des Rotors von den Refinern mit niedriger Stoffdichte ist
ebenso viel geringer als bei den Refinern mit hoher Stoffdichte.
Die höhere Umfangsgeschwindigkeit des Rotors bei Refinern
mit hoher Stoffdichte beeinträchtigt das Mahlen der Refiner
mit hoher Stoffdichte, so dass die Anzahl der Kollisionen mit dem
Material, das zu raffinieren ist, durch die Lamellenleisten viel
größer bei den Refinern mit hoher Stoffdichte
als bei den Refinern mit niedriger Stoffdichte ist. Teilweise aufgrund
dieser Tatsache kann der Refiner mit hoher Stoffdichte mehr als
die Refiner mit niedriger Stoffdichte beladen werden. Die hohe Beladung
bedeutet einen hohen Energieverbrauch, eine große Dampfmenge
und einen weitergehenden Bedarf nach einem großen Strömungsvolumen,
voraus folgt, dass die vorstehend beschriebene Lösung einer
Refinerfläche insbesondere für Refiner mit hoher
Stoffdichte geeignet ist. Je höher die Umfangsgeschwindigkeit
des Rotors ist, umso eher tendieren die Fasern sich dichter an den
Dämmen des Stators zu akkumulieren, dass zu der Blockade des
Statorlamellensatzes führt. Aufgrund der niedrigeren Drehzahl
des Rotors bei den Refinern mit niedriger Stoffdichte ist die Wirkung
der Drehzahl des Rotors auf die Strömung des Materials,
das zu raffinieren ist, nicht so signifikant bei Refinern mit niedriger Stoffdichte
wie bei Refinern mit hoher Stoffdichte. Das hebt die Vorteile der
Verwendung der vorstehend beschriebenen Lösung einer Refinerfläche
bei Refinern mit hoher Stoffdichte hervor, wobei die Blockage des
Statorlamellensatzes effektiv durch Verringern der Anzahl der Dämme
an dem konischen Abschnitt des Stators verringert werden kann.
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Die
Vorteile der Lösung werden somit bei Refinern mit hoher
Stoffdichte hervorgehoben, wobei das Mahlen in der Dampfphase stattfindet.
Während des Mahlens kann der Dampf effektiv aus dem Lamellenspalt über
die Lamellenvertiefungen ohne Dämme strömen. Da
die Lamellenvertiefungen des konischen Abschnitts des Stators die
Strömung des Materials verhindern, das zu raffinieren ist,
verbleibt das Fasermaterial noch unter dem Einfluss des Raffinierens.
Bei Refinern mit niedriger Stoffdichte, bei denen das Mahlen in
der flüssigen Phase stattfindet, treten das raffinierte
Material und Wasser aus dem Lamellenspalt einfacher als vorher aus,
wodurch die Produktionskapazität des Refiners sich vergrößert.
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Die
vorstehend beschriebene Lösung einer Refinerfläche
kann ebenso in ähnlicher Weise bei dem konischen Abschnitt
des Stators von Refinern mit mittlerer Stoffdichte verwendet werden,
wobei die Stoffdichte des Materials, das zu raffinieren ist, typischerweise
zwischen 8% und 25% liegt.
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In
manchen Fällen können die Merkmale, die in der
vorliegenden Anmeldung offenbart sind, ungeachtet der anderen Merkmale
unverändert verwendet werden. Andererseits können
die Merkmale, die in dieser Anmeldung offenbart sind, kombiniert
werden, um unterschiedliche Kombinationen zu erzeugen, wenn dies
notwendig ist.
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Die
Zeichnungen in der betreffenden Beschreibung sollen nur die erfinderische
Idee darstellen. Die Details der Erfindung können innerhalb
des Anwendungsbereichs der Ansprüche variieren.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - WO 97/18037 [0004, 0005]