DE4037371A1 - Zerkleinerungsflaechen aufweisendes segment fuer trommelrefiner und hiermit versehene anordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Zerkleinerungs-, insbesondere Mahlflächen aufweisendes Segment, für Trommelrefiner mit einem im Querschnitt hammerkopfartigen Fortsatz zwecks Verankerung am Rotor- bzw. Rotortrommel-Mantel, insbesondere zum Zerkleinern bzw. Mahlen von nassem bzw. mit Wasser vermischtem Faserstoffmaterial, wobei der motorgetriebene Rotor mit z. B. etwa horizontaler Drehwelle mit wenigstens einer, insbesondere zwei, aus Zerkleinerungs- bzw. Mahlsegmenten aufgebauten Zerkleinerungs- bzw. Mahlelemente bzw. Mahlplatten aufweisenden zur Rotorachse geneigten und bzw. oder hierzu etwa parallel verlaufenden und gegebenenfalls hierzu etwa normal stehenden Flächen versehen ist und wobei die geneigten Flächen (einen) von der Materialzufuhr weg zunehmende(n) Durchmesser sowie gegebenenfalls bei Vorhandensein von mindestens zwei Zerkleinerungselemente od. dgl. aufweisenden zur Rotorachse geneigten Flächen solche mit gegenläufiger Neigung zur Rotorachse besitzen und wobei vorteilhaft die Segmente der Führung der beim Zerkleinerungsvorgang entstehenden Dampfes dienen. Die Erfindung betrifft auch Anordnungen mit solchen Segmenten am Mantel eines Trommelrefiner-Rotors.

Die Zerkleinerungs-, insbesondere Mahlflächen von Trommelrefinern, unterliegen je nach dem zu zerkleinernden Material einer mehr oder minder starken Abnutzung. Es wurde daher bereits vorgeschlagen, solche Zerkleinerungsflächen in Segmente aufzulösen, die zwecks Verankerung am Rotor- bzw. Rotortrommel-Mantel im Querschnitt hammerkopfartige Fortsätze aufweisen.

Aufgabe der Erfindung ist es, solche aus Segmenten aufgebaute Zerkleinerungs- bzw. Mahlflächen bzw. diese Segmente selbst besonders leicht und dennoch besonders haltbar und widerstandsfähig zu gestalten. Dabei soll der Sitz dieser Segmente am Rotormantel besonders sicher bei guter Lösbarkeit für die immer wieder erforderliche Auswechslung sein.

Diese Ziele werden ausgehend von dem eingangs charakterisierten Segment erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das im Querschnitt T-förmige Segment aus einem schlanken Steg und einem schlanken Flansch besteht, und daß die Übergangsflächen vom Steg zum Hammerkopf im Querschnitt einen zum Hammerkopf hin offenen, vorteilhaft beidseitig gleichen, Winkel zwischen 15 und 75°, vorteilhaft etwa 55°, mit der Symmetrieachse des im Querschnitt symmetrischen Hammerkopfs einschließen. Zweckmäßigerweise ist dabei der Flansch zumindest teilweise schlanker als der Steg ausgebildet, wodurch sich Vorteile hinsichtlich Materialaufwand, Festigkeit, Gewichtsersparnis und Betriebsdauer ergeben. Mit Vorteil beträgt dabei die Stegdicke zur Segmenthöhe zwischen 1 : 3 und 1 : 9, vorzugsweise etwa 1 : 5 und die Flanschdicke am Steg gleicht etwa dessen Dicke. Vorteilhaft erfolgen die Übergänge zwischen Flansch und Steg und zwischen Steg und Hammerkopf nach verhältnismäßig großen Krümmungsradien, beispielsweise nach einem Radius, der etwa dem 0,5- bis Einfachen der geringsten Stärke des Flansches gleicht. Solche Ausbildungen sind leicht und widerstandsfähig, so daß die Fliehkraftwirkung und Achsbelastung im Rotorbereich beachtlich reduziert wird. Dazu kommt eine beachtliche Erhöhung der Betriebssicherheit. Trotzdem läßt sich eine gute Halterung der Segmente erreichen, wenn im Querschnitt gemessen die Dicke des Hammerkopfes und dessen Höhe zumindest um 50%, höchstens um etwa 200%, vorteilhaft um etwa 70-100%, die Stegdicke übertrifft. Eine weitere Gewichtsminderung im Bereich der Mahlflächen läßt sich ohne Festigkeitseinbuße erzielen, wenn sich die Flanschflanken von der Querschnittsymmetrieachse zu den Flankenenden hin verjüngen, wobei die Seitenflanken des Hammerkopfes etwa nach durch die Rotorachse gerichteten Radialebenen verlaufen können. Es ist jedoch auch je nach Anwendungsfall möglich, daß im Querschnitt gesehen die Flanschflanken durchgehend etwa gleich dick sind oder daß im Querschnitt betrachtet die Enden der Flanschflanken etwa zur Rotorachse hin abgebogen sind. Im letzteren Fall ergeben sich besonders gute Festigkeitswerte auch bei Materialersparnis.

Gemäß der weiteren Ausgestaltung der Erfindung können vor allem im Hinblick auf die Schlankheit der Stege und der Flanschen der Segmente die Innenseiten der Flanschen und Teile der Stege der Führung des im Betrieb entstehenden Dampfes dienende Kanäle bilden. Dabei läßt sich der beim Zerkleinern bzw. Mahlen entstehende Dampf besonders einfach ableiten, wenn an den Flanschrändern der Segmente Ausnehmungen für den Durchtritt des im Betrieb entstehenden Dampfes zu den Kanälen am Steg vorgesehen sind.

Eine besonders günstige Gestaltung der Zerkleinerungs- bzw. Mahlflächen läßt sich erfindungsgemäß erreichen, wenn für die lösbare Verankerung der Hammerköpfe der Segmente im Querschnitt hammerkopfartige Mantelstege die Segmenthammerköpfe fassen, wobei die Dicke der Rotorhammerköpfe die Dicke der Segmenthammerköpfe wesentlich übersteigt. Zweckmäßigerweise übertrifft die Dicke der Rotorhammerköpfe die Dicke der Segmenthammerköpfe um 50-100%, vorzugsweise um etwa 75%. Ein auch im Betrieb sicherer Sitz der Segmente kommt insbesondere dann zustande, wenn die Mantelstege im Übergangsbereich vom Hammerkopf zum Steg geneigte Flächen aufweisen, deren Neigungswinkel dem Neigungswinkel der Segmente im Übergangsbereich zwischen Segmenthammerkopf und Segmentsteg weitestgehend gleichen und bzw. oder wenn im Querschnitt gesehen die hammerkopfartigen Mantelstege im Bereich der Aufnahme der Segmenthammerköpfe abgerundete Übergänge aufweisen sowie Verspanneinrichtungen für die Verankerung der Segmente im Rotormantel vorgesehen sind. Dabei werden sicherer Sitz und dennoch gute Lösbarkeit der Segmente vorteilhaft dann erfindungsgemäß erreicht, wenn die Segmenthammerköpfe mit Spiel von den hammerkopfartigen Mantelstegen umfaßt sind und Verspanneinrichtungen zwischen dem rotorachsennahen Segmenthammerkopfende und dem Grund der von den hammerkopfartigen Mantelstegen gebildeten Rotormantel-Nuten vorgesehen sind, z. B. in Form von Keilen, elliptischen bzw. ovalen, insbesondere zumindest teilweise geschlitzten, Hohlkörpern, beispielsweise Rohren oder unrunden Bolzen bzw. Exzentern. Ein besonders guter Sitz der Segmenthammerköpfe ergibt sich, wenn die Auflagelänge bzw. -breite der Übergangsflächen zwischen Segmentsteg und Hammerkopf des Segments bzw. der entsprechenden Teile der Mantelstege kurz bzw. klein im Verhältnis zur Hammerkopfbreite bzw. zur Steglänge ausgebildet ist, beispielsweise 15-30%, z. B. etwa 20% der gesamten Hammerkopfbreite beträgt.

Um eine besonders gute Verspannung der Segmente in den Rotormantelnuten zu erreichen, wird vorteilhaft der Grund der Nut zwischen den Mantelstegen der jeweiligen Verspannungseinrichtung der Form nach angepaßt, z. B. gerundet oder abgeflacht.

Eine gute Dampfableitung läßt sich nach der Erfindung sicherstellen, wenn zwischen Stegen und Flanschhälften benachbarter Segmente sowie den Außenflächen der Hammerköpfe der Mantelstege die Dampfableitungskanäle gebildet sind, in welche vorteilhaft die von den Ausnehmungen gebildeten Kanäle münden.

An Hand der Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 eine Gesamtdarstellung eines Trommelrefiners, die Fig. 2 und 3 in Stirn- bzw. Seitenansicht eines der dabei verwendeten erfindungsgemäßen Segmente in gegenüber Fig. 1 vergrößerter Darstellung, Fig. 4 eine Anzahl nebeneinander angeordneter Segmente in Stirnansicht zusammen mit einem diese haltenden Rotormantelteil im Schnitt, Fig. 5 eine weitere Gesamtdarstellung eines Trommelrefiners mit einer Dampfableitung aus der Mahlfläche, Fig. 6 wieder in im Vergleich zur Fig. 5 vergrößerter Darstellung eine Draufsicht auf zwei Mahlsegmente hiervon, Fig. 7 eine Seitenansicht nach der Schnittebene A-B nach Fig. 6, Fig. 8 eine axionometrische Darstellung eines Teils der Mahlfläche mit der zugehörigen Lagerung der Segmente im Rotormantel und schließlich die Fig. 9 bis 11 diverse Ausbildungen der gesicherten Halterung der Segmente im Rotormantel.

Gemäß Fig. 1 handelt es sich um einen Trommelrefiner mit einem zylindrischen, beidseitig gelagerten Rotor 1, an dem aus Segmenten aufgebaute Mahlplatten 2 angebracht sind, durch die die Mahlzone zunächst achsparallel gestaltet und hierauf zur Horizontalen leicht geneigt ist. Auf in horizontaler Richtung verstellbaren Statorringen 3 sind Gegenmahlplatten 4 vorgesehen. Die Hackschnitzel werden über Schnecken in der (den) radial gerichteten Materialzufuhr(en) 5, von denen eine vorhanden sein kann oder zwei oder mehr gleichmäßig verteilt am Umfang des Trommelrefiners vorgesehen sein können, diesem zugeleitet; dabei werden die Hackschnitzel in der achsparallelen Vorzerkleinerungszone 6 nach beiden Seiten verteilt und im wesentlichen in der zur Rotorachse geneigten Mahlzone 7 zerfasert. Das Fasermaterial gelangt in einen Hohlraum 10 des Refinergehäuses, von wo es bei 11 austritt und zu einem nachfolgenden Druckzyklon für eine Rückgewinnung der Warme geführt und somit abgeschieden werden kann. Die Mahlplatten 2 sind gemäß der Erfindung aus Segmenten 2′ aufgebaut. Ausführungen mit der Praxis besonders angepaßten Größenverhältnissen zeigen die Fig. 2 bis 4. Es sind Verankerungsfortsätze 12 in entsprechenden Rotornuten 13, beide mit hammerkopfartigem Querschnitt, für die einzelnen Mahlplattensegmente 2′ vorgesehen. Wie besonders die Fig. 2 und 4 erkennen lassen, bestehen die im Querschnitt T-förmigen Segmente 2′ aus einem schlanken Steg 2′′ und einem schlanken, vorteilhaft zumindest teilweise noch schlankeren, Flansch 2′′′, wobei vorteilhaft die Stegdicke D zur Segmenthöhe H zwischen 1 : 5 und 1 : 9, vorzugsweise etwa 1 : 7, beträgt und die Flanschdicke FD am Steg dessen Dicke etwa gleicht, und die Übergangsflächen vom Steg zum Hammerkopf 12 im Querschnitt einen zum Hammerkopf hin offenen, vorteilhaft gleichen, Winkel β zwischen 15° und 75°, vorteilhaft etwa 55°, mit der Symmetrieachse 8 des im Querschnitt symmetrischen Segments einschließen sowie die Übergänge zwischen Flansch und Steg und zwischen Steg und Hammerkopf nach verhältnismäßig großen Krümmungsradien R erfolgen, beispielsweise nach einem Radius R, der etwa der geringsten Stärke S des Flansches gleicht. Außerdem übertrifft vorteilhaft im Querschnitt gemessen die Dicke HD des Hammerkopfes 12 und dessen Höhe HH zumindest um 50%, höchstens um etwa 200%, vorteilhaft um etwa 70-100%, die Stegdicke D. Das Gewicht der Gesamtausführung läßt sich nicht nur durch die vorerwähnte schlanke Ausbildung von Stegen und Flanschen, sondern auch noch zusätzlich reduzieren, wenn sich die Flanschflanken 2 ^IV von der Querschnittsymmetrieachse 8 zu den Flankenenden 2 ^V hin verjüngen. Dies geschieht vorteilhaft in der Weise, daß die Seitenflanken 9 des Hammerkopfes 12 etwa nach durch die Rotorachse gerichteten Radialebenen RR verlaufen.

Die Variante nach Fig. 5 besitzt nicht dargestellte etwa tangential zum Rotor 1 gerichtete Materialzufuhren.

Sowohl bei der Ausführung nach Fig. 1 als auch bei derjenigen nach Fig. 5 gelangt das zu zerkleinernde Material aus den radialen oder tangentialen Materialzufuhren in einen den Rotor 1 außen umschließenden Ringraum 14 bzw. 14′ innerhalb des Gehäuses 15 der Vorrichtung. Dieser Ringraum 14 bzw. 14′ steht innen mit einem ringförmigen Materialeinführungsspalt 16 in Verbindung, der in der queraxialen Mittelebene der Vorrichtung bzw. deren Gehäuses zwischen den achsparallelen 6 und damit zwischen den zur Rotorachse geneigten Zerkleinerungs- bzw. Mahlflächen 7 vorgesehen ist.

Die Ausbildung nach Fig. 5 zeichnet sich besonders dadurch aus, daß aus dem Mahlspalt der beim Zerkleinerungsvorgang entstehende Dampf in besonderer Weise abgeführt wird. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht somit darin, daß der Dampf direkt am Ort seiner Entstehung und damit bei höchstmöglichem Druck abgeführt wird. Eine Rückströmung des Dampfes und damit Behinderung der Hackschnitzelzufuhr od. dgl. wird dadurch weitgehend vermieden. Für eine solche Dampfableitung bilden zunächst, wie die Fig. 7 und 8 zeigen, die Innenseiten der Flanschen 2′′′ und Teile der Stege 2′′ der Führung des im Betrieb entstehenden Dampfes dienende Kanäle 2 ^VI und außerdem sind an den Flanschrändern Ausnehmungen 107′′ für den Durchtritt des im Betrieb entstehenden Dampfes zu den Kanälen 2 ^VI am Steg 2′′ vorgesehen. Die fraglichen Segmente, welche die kegelstumpfförmigen Mahlplatten 107 bilden, sind in Fig. 5 mit 107′ bezeichnet.

Durch die vermittels der Ausnehmungen 107′′ gebildeten senkrecht zur Rotorachse verlaufenden Kanäle 107′′′ wird eine gute Abscheidung von Dampf und gegebenenfalls dessen Trennung vom Feststoff erzielt und ein Verstopfen der Kanäle verhindert, zumal die Kanäle 107′′′ in die Kanäle 2 münden. Die gute Abführung des Dampfes erlaubt nicht nur eine Rückgewinnung des Dampfes bei möglichst hohem Druck, sondern auch - bezogen auf die zur Verfügung stehende Mahlfläche - einen höheren spezifischen Energieeinsatz. Mit Vorteil sind zwischen Stegen 2′′ und Flanschhälften 2 ^IV benachbarter Segmente sowie den Außenflächen der Hammerköpfe der Mantelstege 13′ die Dampfableitungskanäle 2 ^VI gebildet, in welche vorteilhaft die von den Ausnehmungen 107′′ gebildeten Kanäle 107′′′ münden. Die Sammelkanäle 2 ^VI sind mittels der Fortsetzungskanäle 9′ durch mit dem Rotor 1 verbundene Tragringe 17 geführt, welche Mahlplatten 212, 213 tragen, die einen Winkel von nahe 90° mit der Rotorachse einschließen. Diese Mahlplatten 212, 213 arbeiten mit an den Statorringen 3 befestigten Gegenmahlplatverlängerungen 210, 211 zusammen, die etwa bzw. genau gleiche Winkel mit der Rotorachse einschließen wie die Mahlplatten 212, 213.

Im übrigen sind, wie die Fig. 1 und 5 zeigen, die vorbeschriebenen Refiner in ähnlicher Weise aufgebaut, was die übrigen Teile der Vorrichtungen betrifft: In dem vorzugsweise horizontal geteilten Refinergehäuse 15 ist der zylindrische Rotor 1 beidseitig in Lagern 101, 102 bzw. 101′ gelagert, wobei je nach Durchmesser, Kapazität und Drehzahl Wälz- oder Gleitlager, insbesondere Kippsegmentgleitlager, eingesetzt werden können. Bei der Ausbildung nach Fig. 1 sind die Rotorwellenenden gegen Axialverschiebung gesichert in den Lagerteilen 103, 104 bzw. 105 der Lager 101, 102 gelagert. Bei der Ausführung nach Fig. 5 ist eine schwimmende Lagerung vorgesehen, die später näher beschrieben wird. An dem Rotor 1 sind in der Zone 6 Mahlplatten 106 und in der Zone 7 aus Segmenten aufgebaute Mahlplatten 107 angebracht, wobei die entlang eines zylindrischen Mantelteils angeordneten Mahlplatten 106 zur Vorzerkleinerung der Hackschnitzel und die mit der Rotorachse einen Winkel einschließenden Mahlplatten 107 zur Zerfaserung dienen. Durch die Form der Mahlplatten 107 wird eine Neigung der Mahlzone zur Horizontalen zwischen 5 und 45°, vorzugsweise 15°, erreicht. Dieser kann auch allmählich größer werden, wie Fig. 8 zeigt. Auf die zusätzlichen, zur Rotorachse stärker geneigten Mahlplatten gemäß Fig. 5 wird später noch zurückgekommen.

In die axial verschiebbaren mit den Gegenmahlplatten 4 bestückten Statorringe 3 greifen radial mehrere, über den Umfang verteilt angeordnete Exzenterbolzen 303 ein, die den Statorring 3 sowohl axial als auch radial exakt in der gewünschten Stellung fixieren. Der bzw. die Statorringe 3 müssen somit am Außenmantel nicht geführt werden und können gegenüber dem Gehäuse 15 Spiel haben.

Um den Mahlspalt zu verstellen, kann nun der Exzenterbolzen 303 über einen daran formschlüssig befestigten Hebel 304 und einen damit verbundenen Lenker 305 verdreht werden, wobei gemäß Fig. 1 alle Lenker eines Statorringes durch einen hydraulisch oder mechanisch z. B. durch die Verstellorgane bewegten Regelring 306 exakt gleichmäßig verstellt werden. Eine gleichzeitige Verstellung beider Statorringe wird später an Hand der Fig. 5 beschrieben.

Die Regelringe 306 sind vorzugsweise - dem Gehäuse angepaßt - zweiteilig ausgeführt und werden durch geeignete, mit dem Gehäuse verbundene Rollenkörper geführt. Die Anordnung der Regelringe 306 erfolgt konzentrisch zum Statorring 3 und vorzugsweise über dem Schwenkbereich der Hebel 304.

Aufgrund der symmetrischen Anordnung der Statorringe 3 ist die Verstelleinrichtung ebenfalls symmetrisch zur Mittellinie angeordnet; die beiden Regelringe 306 können unabhängig voneinander verstellt werden, um Unterschiede in der Größe des Mahlspaltes beider Seiten, z. B. aufgrund ungleicher Wärmedehnungen von Gehäuse und Rotor, ausgleichen zu können.

Die Zuführung der Hackschnitzel erfolgt bei der Ausbildung nach Fig. 1 radial über eine bis vier Materialzufuhr(en) 5 mit Öffnungen am Umfang. Die Hackschnitzel werden wie oben erwähnt im horizontalen Mahlspalt vorzerkleinert und symmetrisch in beide Richtungen verteilt. Im gegen die Horizontale geneigten, verstellbaren Mahlspalt erfolgt die Zerfaserung des Holzes. Das Mahlgut gelangt dann in den Innenraum 10 des Refinergehäuses und wird bei 11 samt dem entstehenden, in den Raum 10 geleiteten Dampf ausgetragen.

Die Lager sind über Dichtungseinheiten 115 gegen den Dampf im Refinergehäuse abgedichtet. Am freien Wellenende 116 kann ein Motor, vorzugsweise ein Gleichstrommotor, mit wesentlich geringerer Leistung als der Hauptmotor installiert werden, so daß die Anfahrstromspitze verringert wird. Durch diese gegenüber den bestehenden Refinern geänderte Ausführung kann der Refiner mit Drehzahlen bis zu 3600 UpM betrieben werden.

Die Erfindung ist auch bei Refinern mit lotrecht stehender Rotorwelle sowohl für den Aufbau der Mahlflächen als auch für die Dampfabfuhr mit Vorteil einsetzbar. Auch das Zerkleinern anderer Fasermaterialien als Holz und sogar unter Umständen von Lederstücken ist damit gut durchführbar, wobei unter Umständen zum vorzerkleinerten Material Wasser oder andere Flüssigkeiten zuzusetzen sind.

Die Ausführung nach Fig. 5 unterscheidet sich von der nach Fig. 1 vor allem durch die Gestaltung der Mahlsegmente und die Dampfableitung sowie durch die Art der Materialzufuhr, durch die besondere Rotorlagerung sowie durch die modifizierte Statorverstellung. Die Materialzufuhr erfolgt hier an zwei Stellen etwa tangential zum Rotor 1 in den Ringraum 14′, aus dem dann das Material zu den Mahlplatten u. dgl. gelangt. Die Wellenenden 116, 117 des Rotors 1 und demgemäß der Rotor selbst sind hier schwimmend gelagert. Zu diesem Zweck sind in den Lagern 201 und 202 hydrostatische Gleitlager 203 und 204 vorgesehen. Die Lager sind wieder über Dichtungseinheiten 115′ gegen den Dampf im Refinergehäuse abgedichtet. Durch den Doppelpfeil 205 wird die vermittels der vorgeschilderten Rotorlagerung ermöglichte Rotorbewegung bzw. schwimmende Rotorlagerung angedeutet. Wenn auch in diesem Fall die Verstellbarkeit nur eines Stators ausreichen kann, ist auch im vorliegenden Fall die Verstellung beider Statoren 3 und demgemäß der an diesen befestigten Gegenmahlplatten od. dgl. 206, 207 vorgesehen; diese Mahlplatten od. dgl. haben neben den kegelstumpfförmigen Teilen 208, 209 wie erwähnt Gegenmahlplattenverlängerungen 210, 211, die einen größeren Winkel, u. zw. von fast 90°, mit der Rotorachse einschließen als die Teile 208, 209. Mit den Gegenmahlplattenverlängerungen 210, 211 arbeiten wie erwähnt zusätzliche Mahlplatten 212, 213 zusammen, die ebenso steil zur Rotorachse verlaufen wie die Gegenmahlplattenverlängerungen 210, 211 und von besonderen Ringen 17 getragen werden, die mit dem Rotor 1 verbunden sind.

Die Verstellung der Statoren 3 und somit der Gegenmahlplatten od. dgl. 206 bis 211, aber auch der zylindrisch geformten Gegenmahlplatten 214, 215, erfolgt in ähnlicher Weise wie nach Fig. 1 über die Teile 303 bis 305, allerdings hier gleichzeitig und gegenläufig über gekrümmte Bügel 218, die vermittels von Verstellorganen gleichmäßig verschoben werden. Im Hinblick auf den schwimmend gelagerten Rotor wäre hier auch die Verstellung nur eines einzigen Stators denkbar. Der zweite Stator wäre dann im Gehäuse unverschieblich gelagert. Die Beweglichkeit für die Mahlspalteinstellung übernimmt die freie axiale Verschiebbarkeit (schwimmende Lagerung) des Rotors.

Fig. 8 läßt in besonders anschaulicher Weise die Materialbewegung - Pfeile 107 ^IV - und die Dampfableitung - Pfeile 107 ^V und 107 ^VI erkennen.

Wie die Fig. 4 und 8 bis 11 erkennen lassen, ist es günstig, wenn für die lösbare Verankerung der Hammerköpfe 12 der Segmente im Querschnitt hammerkopfartige Mantelstege 13′ die Segmenthammerköpfe fassen, wobei die Dicke RH der Rotorhammerköpfe die Dicke HD der Segmenthammerköpfe wesentlich, bevorzugt um 50 bis 100%, vorteilhaft um etwa 75%, übersteigt sowie die Mantelstege 13′ im Übergangsbereich vom Hammerkopf zum Steg geneigte Flächen 13′′ aufweisen, deren Neigungswinkel dem Neigungswinkel β der Segmente 2′ im Übergangsbereich zwischen Segmenthammerkopf 12 und Segmentsteg 2′′ weitestgehend gleichen. Aus Festigkeitsgründen ist es dabei von Vorteil, wenn im Querschnitt gesehen die hammerkopfartigen Mantelstege 13′ im Bereich der Aufnahme der Segmenthammerköpfe 12 abgerundete Übergänge aufweisen sowie Verspanneinrichtungen für die Verankerung der Segmente im Rotormantel vorgesehen sind. Für die praktische Ausführung kann diese Verspannbefestigung in der Weise erfolgen, daß die Segmenthammerköpfe 12 mit Spiel von den hammerkopfartigen Mantelstegen 13′ umfaßt sind und Verspanneinrichtungen zwischen dem rotorachsennahen Segmenthammerkopfende und dem Grund der von den hammerkopfartigen Mantelstegen 13′ gebildeten Rotormantel-Nuten 13 vorgesehen sind, z. B. in Form von Keilen 13′′′, elliptischen bzw. ovalen, insbesondere geschlitzten, Rohren 13 ^IV oder unrunden Bolzen bzw. Exzentern 13 ^V.

Zusammenfassend ist hervorzuheben, daß die schlanke Ausbildung des Steges 2′′ der Segmente deshalb so vorteilhaft ist, weil damit die Masse und demzufolge die Spannungen im Segment und im Refinerrotor beachtlich verkleinert werden. Der Winkel ß der Übergangsflächen zwischen Steg und Hammerkopf (siehe Fig. 2 und 8!) im Bereich zwischen 15° und 75° ergibt eine Optimierung des Zusammenspiels der Einflüsse Reibung, Flächenpressung, Federwirkung in Abhängigkeit von den Größen Fliehkraft, Oberflächengüte sowie den geforderten Lagetoleranzen, alles bezogen auf die Segmente und die sie haltenden Rotormantelteile. In diesem Zusammenhang kann es erfindungsgemäß auch von Vorteil sein, wenn die Auflagelänge bzw. -breite B der Übergangsflächen zwischen Segmentsteg 2′′ und Hammerkopf 12 des Segments bzw. der entsprechenden Teile 13, 73′′ der Mantelstege 13′ kurz bzw. klein im Verhältnis zur Hammerkopfbreite HD bzw. zur Steglänge ausgebildet ist, beispielsweise etwa 15-30% der gesamten Hammerkopfbreite HD beträgt. Eine kleine Auflagelänge bzw. -breite B ergibt eine vergrößerte Flächenpressung im Hammerkopfbereich und in der Folge einen innigeren Kontakt der bearbeiteten Flächen. Die kleine Auflagelänge gewährt auch einen größeren Freiraum zur Ausbildung guter Übergänge zwischen den einzelnen Flächen des Steges und des Hammerkopfes. Durch geringe Kopfbreite HD des Hammerkopfes kann die Nennspannung im Rotor vermindert und damit die Betriebssicherheit gesteigert werden. Durch die im Querschnitt sich nach ihren Enden hin verjüngenden Flanschen 2′′′, 2 ^IV, 2 ^V läßt sich eine Verkleinerung des Spannungsgradienten erreichen. Die vorgesehenen großen Krümmungsradien R dienen der Vermeidung von Spannungsspitzen im Segment.

Die vorerwähnten Befestigungsvarianten ergänzen gemäß der Erfindung die Maßnahmen zur Erreichung eines guten, sicheren Sitzes der Segmente und damit die exakte Ausrichtung der Mahlflächen, welche diese Segmente tragen bzw. aufweisen. Die in den Fig. 9 bis 11 gezeigten Verspanneinrichtungen gewährleisten nicht nur einen sicheren Sitz der Segmente in den Nuten 13, sondern auch ein einfaches und schnelles Lösen und Wiederbefestigen der Segmente. Bei der Montage und Demontage wird vor allem auch eine Beschädigung der besonders genau bearbeiteten Flächen vermieden. Ebenso werden Relativbewegungen der Flächen des Segments und der es umfassenden Mantelteile bzw. die Gefahr des Anreibens vermieden. Je nach Art des Befestigungsmittels wird der Grund der Nut 13 vertieft, und zwar in der Richtung einer spannungsmäßig besonders günstigen Ausbildung.

Claims (19)

1. Zerkleinerungs-, insbesondere Mahlflächen aufweisendes Segment für Trommelrefiner, mit einem im Querschnitt hammerkopfartigen Fortsatz zwecks Verankerung am Rotor- bzw. Rotortrommel-Mantel, insbesondere zum Zerkleinern bzw. Mahlen von nassem bzw. mit Wasser vermischtem Faserstoffmaterial, wobei der motorgetriebene Rotor mit z. B. etwa horizontaler Drehwelle mit wenigstens einer, insbesondere zwei, aus Zerkleinerungs- bzw. Mahlsegmenten aufgebauten Zerkleinerungs- bzw. Mahlelemente bzw. Mahlplatten aufweisenden zur Rotorachse geneigten und bzw. oder hierzu etwa parallel verlaufenden und gegebenenfalls hierzu etwa normal stehenden Flächen versehen ist und wobei die geneigten Flächen (einen) von der Materialzufuhr weg zunehmende(n) Durchmesser sowie gegebenenfalls bei Vorhandensein von mindestens zwei Zerkleinerungselemente od. dgl. aufweisenden zur Rotorachse geneigten Flächen solche mit gegenläufiger Neigung zur Rotorachse besitzen und wobei vorteilhaft die Segmente der Führung des beim Zerkleinerungsvorgang entstehenden Dampfes dienen, dadurch gekennzeichnet, daß das im Querschnitt T-förmige Segment (2′) aus einem schlanken Steg (2′′) und einem schlanken Flansch (2′′′) besteht, und daß die Übergangsflächen vom Steg zum Hammerkopf (12) im Querschnitt einen zum Hammerkopf hin offenen, vorteilhaft beidseitig gleichen, Winkel (ß) zwischen 15 und 75°, vorzugsweise etwa 55°, mit der Symmetrieachse (8) des im Querschnitt symmetrischen Hammerkopfs einschließen.

2. Segment nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (2′′′) zumindest teilweise schlanker als der Steg (2′′) ausgebildet ist.

3. Segment nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stegdicke (D) zur Segmenthöhe (H) zwischen 1 : 3 und 1 : 9, vorzugsweise etwa 1 : 5, beträgt und die Flanschdicke (FD) am Steg dessen Dicke etwa gleicht.

4. Segment nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergänge zwischen Flansch und Steg und zwischen Steg und Hammerkopf nach verhältnismäßig großen Krümmungsradien (R) erfolgen, beispielsweise nach einem Radius (R), der etwa dem 0,5- bis Einfachen der geringsten Stärke (S) des Flansches gleicht.

5. Segment nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Querschnitt gemessen die Dicke (HD) des Hammerkopfes (12) und dessen Höhe (HH) zumindest um 50%, höchstens um etwa 200%, vorteilhaft um etwa 70-100%, die Stegdicke (D) übertrifft.

6. Segment nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Flanschflanken (2 ^IV) von der Querschnittsymmetrieachse (8) zu den Flankenenden (2 ^V) hin verjüngen.

7. Segment nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Querschnitt gesehen die Flanschflanken durchgehend etwa gleich dick sind.

8. Segment nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Querschnitt betrachtet die Enden der Flanschflanken etwa zur Rotorachse hin abgebogen sind.

9. Segment nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenflanken (9) des Hammerkopfes (12) etwa wie durch die Rotorachse gerichtete Radialebenen (RR) verlaufen.

10. Segment nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenseiten der Flanschen (2′′′) und wenigstens Teile der Stege (2′′) der Führung des im Betrieb entstehenden Dampfes dienende Kanäle (2 ^VI) bilden.

11. Segment nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß an den Flanschrändern Ausnehmungen (107′′) für den Durchtritt des im Betrieb entstehenden Dampfes zu den Kanälen (2 ^VI) am Steg (2′′) vorgesehen sind.

12. Anordnung mit Segmenten nach einem der Ansprüche 1 bis 11, am Mantel eines Trommelrefiner-Rotors, dadurch gekennzeichnet, daß für die lösbare Verankerung der Hammerköpfe (12) der Segmente im Querschnitt hammerkopfartige Mantelstege (13′) die Segmenthammerköpfe fassen, wobei die Dicke (RH) der Rotorhammerköpfe die Dicke (HD) der Segmenthammerköpfe wesentlich übersteigt.

13. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke (RH) der Rotorhammerköpfe die Dicke (HD) der Segmenthammerköpfe um 50-150%, vorzugsweise um etwa 75%, übertrifft.

14. Anordnung mit Segmenten nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei für die lösbare Verankerung der Hammerköpfe der Segmente im Querschnitt hammerkopfartige Mantelstege die Segmenthammerköpfe fassen, insbesondere nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelstege (13′) im Übergangsbereich vom Hammerkopf zum Steg geneigte Flächen (13′′) aufweisen, deren Neigungswinkel dem Neigungswinkel (β) der Segmente (2′) im Übergangsbereich zwischen Segmenthammerkopf (12) und Segmentsteg (2′′) weitestgehend gleichen.

15. Anordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß im Querschnitt gesehen die hammerkopfartigen Mantelstege (13′) im Bereich der Aufnahme der Segmenthammerköpfe (12) abgerundete Übergänge aufweisen, sowie daß Verspanneinrichtungen für die Verankerung der Segmente im Rotormantel vorgesehen sind.

16. Anordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmenthammerköpfe (12) mit Spiel von den hammerkopfartigen Mantelstegen (13′) umfaßt sind und daß Verspanneinrichtungen zwischen dem rotorachsennahen Segmenthammerkopfende und dem Grund der von den hammerkopfartigen Mantelstegen (13′) gebildeten Rotormantel-Nuten (13) vorgesehen sind, z. B. in Form von Keilen (13′′′), elliptischen bzw. ovalen, insbesondere zumindest teilweise geschlitzten, Hohlkörpern, beispielsweise Rohren (13 ^IV) oder unrunden Bolzen bzw. Exzentern (13 ^V).

17. Anordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Stegen (2′′) und Flanschhälften (2 ^IV) benachbarter Segmente sowie den Außenflächen der Hammerköpfe der Mantelstege (13′) die Dampfableitungskanäle (2 ^VI) gebildet sind, in welche vorteilhaft die von den Ausnehmungen (107′′) gebildeten Kanäle (107′′′) münden.

18. Anordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagelänge bzw. -breite (B) der Übergangsflächen zwischen Segmentsteg (2′′) und Hammerkopf (12) des Segments bzw. der entsprechenden Teile (13, 13′′) der Mantelstege (13′) kurz bzw. klein im Verhältnis zur Hammerkopfbreite (HD) bzw. zur Steglänge ausgebildet ist, beispielsweise 15-30%, z. B. etwa 20%, der gesamten Hammerkopfbreite (HD) beträgt.

19. Anordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Grund der Nut (13) zwischen den Mantelstegen (13′) der jeweiligen Verspannungseinrichtung (13′′′, 13 ^IV, 13 ^V) der Form nach angepaßt ist, z. B. gerundet (Fig. 9, 10, 13^IV, 13^V) oder abgeflacht (Fig. 11, 13′′′) ist.