NO323918B1 - Raffineringselement - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse gjelder raffinører av skivetype og med raffinørskiver som roterer i innbyrdes motsatt dreieretning i forhold til hverandre. Disse raffi-nørskiver er forsynt med raffineringselementer, som mellom seg danner et raffi-nørgap med en raffineringssone for bearbeiding av fibrøst materiale. Dette fibrøse materiale er fortrinnsvis lignocellulose-fibermateriale, og raffineren anvendes f.eks. for å bearbeide avvist tremasse, resirkulert fibermasse samt mekaniske masser slik som kartongmasse, termomekanisk masse (TMP) og kjemitermo-mekanisk masse (CTMP) så vel som kjemiske masser.

Nærmere bestemt gjelder oppfinnelsen et raffineringselement for bruk i en raffinør av ovenfor angitt type.

Et raffineringselement er utført med et mønster av staver og mellomliggende fordypninger. Disse staver og fordypninger kan være utformet på forskjellige måter, avhengig av det fibermateriale som skal bearbeides samt av bearbeidingsgraden og således også, når det gjelder lignocellulose-materiale, av den massekvalitet som ønskes. Stavene kan f.eks. være sammenhengende eller ikke samt anordnet i forskjellige mønstre.

Raffinørgapet er utført slik at fibermateriale skal passere innenfra og utover, sett i radial retning. Lengst inn i raffinørgapet er raffineringselementene normalt utført for å frembringe en første nedbrytning av materialet samt for å fremføre materialet videre utover i raffinørgapet. En viss defibrering, hvilket vil si separering av fiberne i lignocellulosematerialet, finner også sted i de indre partier av raffinørga-pet, hvor da avstanden mellom raffineringsflatene er størst. Deretter vil avstanden avta utover for derved å oppnå den ønskede bearbeiding av fibermaterialet.

Bearbeidingen av fibermaterialet utføres hovedsakelig av stavene på raffineringselementene. Deres utførelse er således av vesentlig betydning for den massekvalitet som oppnås. Andre faktorer som påvirker massekvaliteten er f.eks. størrelsen av raffinørgapet, væskeinnholdet i det fibrøse materiale, innmatingen, temperaturen, etc.

Stavene har en øvre flate med kanter. Under bearbeidingen av det fibrøse materiale blir stavene nedslitt, spesielt ved deres sideegger, som derved blir avrundet. I de tilfeller hvor den ene raffinørskive er stasjonær, vil dennes staver of-test bli verst nedslitt, fordi hastighetsforskjellen mellom det fibrøse materiale og dens stasjonære raffinørskive er større enn hastighetsforskjellen mellom det fibrø-se materiale og roterende raffinørskiver.

Slitasjen forårsakes fremfor alt av det forhold at sand og andre harde fremmede partikler følger med fibermaterialet inn i raffinøreren og således inn i raffinørgapet, hvor slike partikler gjentatt kommer i kontakt med raffineringsele-mentenes staver.

Raffinørskivene har normalt en rotasjonshastighet opptil 3000 omdreininger pr. minutt i forhold til hverandre, og raffinørgapet har normalt en størrelse på om-kring 0,2 til 2 mm. Fremmede hardpartikler med en diameter større enn raffinør-gapet kan derved forårsake stor skade på raffineringselementene, men også små partikler utsetter raffineringselementene for slitasje.

Når den fremre stavegg på grunn av slitasje blir avrundet, så vil energibe-hovet for å fremstille en ønsket massekvalitet øke. Bearbeidingsgraden og derved massekvaliteten avhenger av raffinørgapet, hvis størrelse reguleres slik at den ønskede massekvalitet kan oppnås. Med økt ujevn slitasje av stavkantene opptrer det problemer for å bibeholde den ønskede massekvalitet, hvilket innebærer at raffineringselementene må skiftes ut.

Nedslitasje av stavene er et spesielt stort problem ved fremstilling av fiber-platemasse, hvor det fibrøse materiale ofte omfatter mange forurensninger, f.eks. steiner og sand. Raffineringselementene må da utskiftes når de er nedslitt, hvilket innebærer en nedkopling av prosessen. Det er derfor ønskelig å opprettholde stavveggenes skarphet så lenge som mulig.

Fra US 5,467,931 fremgår det en raffinørskive med skrånende raffinørsta-ver der minst én side av den øvre andelen skråner innover med en vinkel på 30°-60° i forhold til en vertikal. De skrånende raffinørstavene kan være skarpe. En ytterligere utførelsesform tar i bruk raffinørskivestaver som har en hovedsaklig sma-lere stav som danner den øvre andelen av en standard, hovedsakelig rektangulær stav.

Foreliggende oppfinnelse gir en løsning på de ovenfor angitte problemer. Oppfinnelsen vedrører således et raffineringselement beregnet for raffinører av skivetypen for bearbeiding av fibermateriale. Raffineringselementet er utformet med et mønster av staver med øvre overflater og sidekanter samt mellomliggende fordypninger. De øvre overflater på stavene er utformet minst ett trinn, på en slik måte at minst to langsgående fremovervendte kanter i forskjellige høyder er utformet på stavene.

I henhold til oppfinnelsen vil det således være mulig å bruke raffineringselementer en lengre tid uten økt energibehov, samt med bibeholdt massekvalitet. Ved dannelse av minst et i stavenes øvre overflate, slik at minst to langsgående sideegger plassert i forskjellig høyde på stavene blir dannet. Dette betyr at det innledningsvis er den øverste egg som er aktiv og utsettes for slitasje, etter hvert som den øverste egg gradvis blir nedslitt, så vil eggarbeidet bli overtatt av den stavkant som befinner seg nærmest nedover langs trinndannelsen. På denne måte kan den aktive levetid for raffineringselementet forlenges i vesentlig grad.

Trinnpartiene kan forlenges, f.eks. langs hele stavenes lengdestrekning

eller kan være avbrutt av små partier uten trinndannelser i stavenes lengderetning. Hvert trinn kan langs stavene ha en konstant eller varierende dybde inn i stavenes øvre flater. Trinnene kan være dannet på bare den ene eller også på begge sider av stavene. Fortrinnsvis er bare et enkelt trinn utformet på en stav, men i visse tilfeller kan to eller flere trinn være dannet.

Når trinnene er utformet på bare en side av stavene, kan rotasjonsretning-en av raffinørskivene som bærer raffineringselementene ikke forandres. Når det gjelder fasthet kan imidlertid dette likevel være en egnet utførelse.

De kjennetegnede særtrekk ved oppfinnelsesgjenstanden vil fremgå av det etterfølgende patentkrav. I det følgende vil oppfinnelsen bli nærmere beskrevet under henvisning til de vedføyde tegninger som viser visse utførelser av oppfinnelsen. Fig. 1 viser da forsiden av et raffineringselement med et mønster og staver og mellomliggende fordypninger,

Fig. 2-5 viser oversiden av staver med forskjellig utførelse,

fig. 6 viser et tverrsnitt gjennom en stav i henhold til fig. 2-4, og

Fig. 7 viser et tverrsnitt gjennom en stav i henhold til fig. 5.

I fig. 1 er det vist et raffineringselement 10, som er forsynt med et mønster av stavenheter 11 og mellomliggende forsenkninger 12, hvor da stavene har en øvre flate 13 med sidekanter 14. Stavmønsteret er oppdelt i to soner, nemlig en innersone 15 og en yttersone 16. Stavene og deres forsenkninger er i den indre sone grovere enn i den ytre sone. Stavene i den indre sone er ment å frembringe en første nedbrytning av vedkommende materiale samt å videreføre materialet utover til den ytre sone. Stavene i den ytre sone er tettere anordnet hvilket innebærer flere stav-vegger for å frembringe vesentlig defibrering og bearbeiding av materialet. Mønsteret kan også omfatte flere soner, og i dette tilfelle er mønsteret vanligvis gjort tettere fra sone til sone i retning radialt utover.

I fig. 2 er det vist en utførelse av en stav 11 på et raffineringselement i henhold til oppfinnelsen. Langs denne stav 11 rager det ut et trinn 17 som forløper

nedover fra stavens øvre overflate 13. Nivåforskjellen bør være 1 eller noen mm, fortrinnsvis 2-5 mm. Det dannes derved to langsgående egger som befinner seg i forskjellig høyde, nemlig kanten 14 ved den øvre overflate av staven samt kanten 18 på trinnet 17. Dette trinn 17 har en konstant dybde innover i staven, men er langs staven oppbrutt i små partier 19 uten trinndannelse, for derved å forbedre fastheten av staven 11. Overgangen fra trinnet 17 til det nivå som befinner seg ovenfor på staven er hensiktsmessig avrundet, slik det vil fremgå av fig. 6, for det formål å gi staven optimal styrke.

I fig. 3 er det vist en annen utførelse av staven. Den avviker fra fig. 2 ved at trinnet 20 har varierende dybde langs staven innover i stavens øvre overflate 13.

I fig. 4 er det vist en utførelse med trinn 21 på begge sider av staven 11. Dette innebærer et raffineringselement med slike staver at det kan rotere i begge retninger.

I fig. 5 og 7 er det vist et annet stavalternativ med to trinn 22, 23 i forskjellige nivåer, hvor det på staven er utformet en ytterligere egg 24 på det nederste trinn 23. Det er naturligvis videre mulig å kombinere stavutførelsene på hensiktsmessig måte på et raffineringselement.

Staver utført i samsvar med oppfinnelsen kan være anordnet i en hvilken som helst sone av raffineringselementet, men fortrinnsvis i en ytre sone hvor de-fibreringen og bearbeidingen er mest intensiv, og hvor avstanden mellom motstå-ende raffineringselementer er kortest, hvilket vil si at raffinørgapet er minst.

Oppfinnelsen er naturligvis ikke begrenset til de viste utførelser, men kan varieres innenfor patentkravens omfang i samsvar med beskrivelsen og figurene.

Claims (7)

1. Raffineringselement beregnet for raffinører av skivetypen for bearbeiding av fibermateriale, og hvor raffineringselementet (10) er utformet med et mønster av staver (11) med øvre overflater (13) og sidekanter (14) samt mellomliggende fordypninger (12), karakterisert ved at de øvre overflater (13) på stavene (14) er utformet minst ett trinn (17, 20, 21, 22, 23), på en slik måte at minst to langsgående fremovervendte kanter (14, 18, 24) i forskjellige høyder er utformet på stavene.

2. Raffineringselement som angitt i krav 1, karakterisert ved at hvert trinn (17) strekker seg langs hele lengden av stavene (11).

3. Raffineringselement som angitt i krav 1, karakterisert ved at hvert trinn (17, 20, 21, 22) er avbrutt i stavenes lengderetning av partier uten trinndannelse.

4. Raffineringselement som angitt i ett hvilket som helst av de forutgående krav, karakterisert ved at hvert trinn (17, 22, 23) har konstant dybde innover i de øvre overflater (13) av stavene (11).

5. Raffineringselement som angitt i et hvilket som helst av kraven e1-3, karakterisert ved at hvert trinn har en varierende dybde langs stavene i de øvre overflater av stavene.

6. Raffineringselement som angitt i et hvilket som helst av de forutgående krav, karakterisert ved at trinnene bare er utformet på den ene side av stavene.

7. Raffineringselement som angitt i et hvilket som helst av kravene 1-5, karakterisert ved at det er utformet trinn på begge sider av stavene.