專利名稱：用于粉碎含纖維素的給料的裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種符合權利要求1前序部分的用于在木材加工中，尤其在紙漿制造、造紙和木板制造中借助于相對彼此以微小的間距旋轉的磨盤以及用于將給料運輸到磨盤的螺旋輸送器來粉碎含纖維素的給料的裝置。
背景技術：
在此，給料能以不同的形式存在，例如作為碎木片、膠合板殘余、鋸末、纖維和諸如此類。首先將圓木加工成碎木片，這些碎木片可以在接下來的進一步粉碎的流程中作為給料輸入給此類裝置。在此，此類裝置用于制造木纖維，例如將這些木纖維進一步加工成紙漿、紙、或者加工成木纖維板，例如加工成“MDF板”(中等密度木纖維板)。在此，將在化學分解大部分為木纖維的植物纖維時形成的物質稱為紙漿，這些物質主要由纖維素構成。在造紙的情況下，將在此類裝置中產生的木纖維進一步加工成一種也稱為“紙漿”的纖維糊。此類的裝置也公知為“纖維分離機”(“精磨機”)。在這些裝置中，兩個開槽的磨盤相對彼此以微小的間距旋轉，其中，在只帶有一個轉動切盤的單盤精磨機和在其中有兩個切盤旋轉的雙盤精磨機之間加以區分。所述給料通過螺旋輸送器在兩個磨盤之間離心甩動，在磨盤處得到碾磨。所述纖維分離的給料在進一步的流程中通過吹管從精磨機中吹出。 在此，通常在所述精磨機中由于在給料中含有的水分和高摩擦熱而形成大致為六至十巴的蒸汽壓。蒸汽大致在穿過吹管進入連接著的干燥機的木纖維路徑中形成用于木纖維的運輸介質。所述磨盤支撐有相互朝向彼此的磨板(“精磨板”)。在單盤纖維分離機的情況下， 旋轉的磨板位于旋轉的磨盤上，并且靜磨板位于定子上。所述磨板可以實施為平面的、錐形的、圓柱形的、或者也可以實現為這些不同幾何形狀的組合。所述磨盤通常由鋼制成，因為巨大的機械負荷作用到這兩個磨盤上。一方面，用于研磨過程的旋轉的磨盤必須將高軸向力從磨盤的軸傳遞到磨板上，并且另一方面，該磨盤也必須將高扭矩從該軸傳遞到磨板上。 這些高機械負荷在實踐中引發巨大的困難。也就是說，兩個磨板之間的間隙應保持為充分恒定，以便確保研磨過程完美。但是作用到磨盤上的力導致磨盤變形，所述變形由此會妨礙研磨過程。由此，在公知的符合現有技術的精磨機中一再發生由于磨盤變形而影響研磨質量。此外因為磨盤的旋轉速度可能為每分鐘3000轉，所以旋轉的磨盤和磨板也會暴露在高離心力中。因此，最大旋轉速度也設置了界限，因為否則作用到磨盤自身上的、以及作用到軸的軸承上的離心負荷會變得過大。此外，當回轉速度非常高時在磨盤破裂的情況下會產生過高的潛在危險。
發明內容
由此，本發明的目的是，避免公知的用于粉碎含纖維素的給料的裝置的缺陷。尤其是應該盡管高機械負荷也可靠地提供完美的研磨質量。此外，應該以如下方式優化公知的裝置，即，實現更高的旋轉速度，進而更高的材料吞吐量。在此，這些優點應該在成本更低廉并且運行安全性更高的情況下實現。這些目標通過權利要求1的特征實現。在此，權利要求1涉及一種用于在木材加工中，尤其是在紙漿制造、造紙和木板制造中，借助于相對彼此以微小的間距旋轉的磨盤來粉碎含纖維素的給料的裝置。在此，所述磨盤的相對旋轉可以通過相對于一個靜止磨盤來旋轉一個磨盤來提供，或者通過兩個磨盤都旋轉來提供。在這種情況下，依據本發明作如下設置，即，所述磨盤中的至少一個在軸向上具有帶有至少一個覆蓋層和至少一個承載層的層結構，其中，所述至少一個覆蓋層比所述至少一個承載層具有更高的彈性模量以及更高的密度。通過呈層狀的構造可以在磨盤負荷情況方面實現有針對性的優化。則依據本發明， 所述至少一個覆蓋層具有高彈性模量，也就是在所提供的幾何橫截面的預先給定的平面慣性矩中具有高抗彎剛度，從而能夠承受高軸向負荷、以及高扭矩。尤其能以如下方式優化抗彎剛度，即，使得幾乎不出現磨盤變形，從而能夠可靠地提供均勻的研磨質量。另一方面，所述磨盤的承載由密度較低的原料制成，這相應地降低了磨盤的總重量。由此，能夠達到更高的旋轉速度，這不僅減小了軸的軸承上的負荷，而且允許了更高的材料吞吐量。因此，所述軸的軸承可以更簡單地構造而成，這降低了成本。此外，依據本發明建議的結構已證明比傳統的磨盤成本更低廉，因為可以使用更便宜的原料。因為此外還通過更低的總重量而降低了離心力，所以在磨盤破裂時產生的潛在危險更小。在此有利的是，與所述至少一個覆蓋層相比，所述至少一個承載層總體上具有更大的厚度，以便考慮到承載層的更低的密度。在此，所述承載層主要傳遞剪力，并且充當所述至少一個覆蓋層的承載件。根據本發明的一種有利的改進方案，所述至少一個覆蓋層由玻璃纖維強化的、或者碳纖維強化的層壓板制成。所述至少一個承載層可以例如由泡沫的或者呈蜂巢狀的原料制成。
下面，按照實施例借助于附圖對本發明加以詳細闡釋。在此圖1示出纖維分離機的示意圖；圖加示出依據本發明的帶有層結構的磨盤的第一實施方式的一半的橫截面圖；圖2b示出依據本發明的帶有層結構的磨盤的第一實施方式的一半的橫截面圖； 以及圖3a_f示出在帶有傳統構造并且帶有依據本發明的構造的磨盤中的彎曲應力和拉伸應力的分布。
具體實施例方式在圖1中示意性地示出了帶有旋轉的磨盤1和定子2的纖維分離機(精磨機)的示圖。不僅磨盤1，而且定子2也分別支撐有磨板4，這些磨板通常實施為呈圓環形，帶有不超過20個的部段，并且在軸向上微略地相互間隔，通常大約是0. 3mm-0. 7mm。旋轉的磨盤1 布置在軸3上。此外，在朝向磨盤1的軸向方向上還布置有殼體5，在該殼體中可旋轉地支承有螺旋輸送器8。用于所述給料的進料口 6也處在所述螺旋輸送器8的軸向延伸區域中。由此，所輸入的給料由螺旋輸送器8在朝著旋轉的磨盤1的方向上運輸，在該處達到兩個磨板4之間。碾磨完的給料在磨盤1的與殼體5相反置一側上，參照圖1也就是在所述裝置的右側上離開所述纖維分離機。在運輸給料和研磨過程的過程中沒有大的摩擦熱，從而由于給料中含有的水分形成直至23巴，一般大約為6巴-10巴的蒸汽壓。蒸汽一方面大致在穿過吹管進入到連接的干燥機或旋流器的木纖維路徑中用作為用于木纖維的運輸介質，但是也有一部分蒸汽由螺旋輸送器8通過蒸汽出口 7從纖維分離機中排出。正如已經提到的那樣，傳統的磨盤1是由鋼制成。依據本發明而作為替代設置的是，磨盤1中的至少其中一個在軸向上具有帶有至少一個覆蓋層10和至少一個承載層11 的層結構，其中，與所述至少一個承載層11相比，所述至少一個覆蓋層10具有更高的彈性模量以及更高的密度。在圖加中大致示出一種實施方式，在該實施方式中，位于靠內的承載層11以位于靠外的覆蓋層10套住。在圖2b中示出一種實施方式，在該實施方式中，承載層11 “成三明治狀地”布置在兩個靠外的覆蓋層10之間。在這兩個方案中同樣可以考慮的是，同樣為覆蓋層10和承載層11設置有由不同密度和彈性模量的區域構成、例如通過使用不同的材料構成的的層結構。由于彈性模量更大，以及密度更高，所述至少一個覆蓋層10由此具有高抗彎剛度，從而能夠承受高軸向負荷和高扭矩。另一方面，磨盤1的承載層11由密度更低的材料制成，這相應地降低了磨盤1的總重量。由此，能夠達到更高的旋轉速度，這不僅減小了作用到軸承上的負荷，還允許了更高的材料吞吐量。所述至少一個覆蓋層10大致能夠由玻璃纖維強化的或者碳纖維強化的層壓板制成，或者借助所謂的“預浸料”的使用制成，其中涉及一種預先批量生產的由樹脂和纖維構成的合成物。這種合成物提供以下優點，即，能夠在樹脂量和纖維量之間實現精確的分配，從而最終能夠達到更均勻的材料特性。作為樹脂系統可使用環氧樹脂、氰酸酯樹脂 (Cyanesterharze)、雙馬來酰亞胺(BMI)和聚氨酯。所述至少一個承載層可以由泡沫的或者呈蜂巢狀的原料制成。這種連接原料一方面具有高的抗彎剛度和抗拉強度，但另一方面也具有更低的重量，并且，此外與目前使用的由鋼構成的磨盤相比，還可以更便宜制造。在此，如由圖北中可以看到的那樣，所述抗彎剛度主要由帶有高彈性模量的覆蓋層10引起。 在這種情況下，圖北示出沿著依據本發明的磨盤1的橫截面的彎曲應力分布，如其大致在圖2的實施方式中示意性示出的那樣，并且與在符合圖3a的、傳統的、由鋼制成的磨盤中的彎曲應力分布相比較。所述彎曲應力是在磨盤1的軸向上作用的應力。由鋼制成的磨盤的整個橫截面都承受彎曲應力，而在依據本發明的磨盤1中僅僅在覆蓋層10中是這樣的情況。與之相反，所述位于靠內的承載層11不承受任何彎曲應力。如果以如下方式設計覆蓋層10，S卩，使最大可承受的彎曲應力比鋼的最大可承受的彎曲應力更高，那么在根據圖2的實施方式中同樣可以實現與鋼相比的抗彎剛度。在圖3c中，將由于徑向的離心負荷而出現在傳統的、由鋼制成的磨盤中的拉伸應力分布與沿著符合圖3d的依據本發明的磨盤1的橫截面的拉伸應力分布相比較。首先示出的是，與傳統的由鋼制成磨盤中的拉伸應力相比，在依據本發明的磨盤1中的拉伸應力由于更低的重量而更低。此外還示出的是，與置于靠內的承載層11中相比，在依據本發明的磨盤1中在覆蓋層10中承受更大的拉伸應力。圖!Be和圖3f示出傳統的由鋼制成的磨盤的混合的負荷情況(圖3e)和依據本發明的磨盤1的負荷情況(圖3f)。
由此，盡管有高機械負荷，借助依據本發明的裝置能夠可靠地提供完美的研磨質量。此外，能夠以如下方式優化公知的裝置，即，實現更高的旋轉速度，進而更高的材料吞吐量。在此，可以實現更低的成本，以及更高的運行可靠性。
權利要求
1.用于粉碎含纖維素的給料的裝置，所述裝置用于在木材加工中，尤其是在紙漿制造、 造紙和木板制造中，借助于相對彼此以微小的間距旋轉的磨盤(1)以及用于將給料運輸到所述磨盤(1)的螺旋輸送器(8)來粉碎含纖維素的給料，其特征在于，所述磨盤(1)中的至少一個在軸向上具有帶有至少一個覆蓋層(10)和至少一個承載層(11)的層結構，其中，與所述至少一個承載層(11)相比，所述至少一個覆蓋層(10)具有更高的彈性模量，以及更高的密度。
2.按照權利要求1所述的裝置，其特征在于，與所述至少一個覆蓋層(10)相比，所述至少一個承載層(11)總體上具有更大的厚度。
3.按照權利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述至少一個覆蓋層(10)由玻璃纖維強化的、或者碳纖維強化的層壓板制成。
4.按照權利要求1至3之一所述的裝置，其特征在于，所述至少一個承載層(11)由泡沫的或者呈蜂巢狀的原料制成。
全文摘要
一種用于在木材加工中，尤其是在紙漿制造、造紙和木板制造中，借助于相對彼此以微小的間距旋轉的磨盤(1)以及用于將給料運輸到所述磨盤(1)的螺旋輸送器(8)來粉碎含纖維素的給料的裝置。在這種情況下，依據本發明設置的是，所述磨盤(1)中的至少一個在軸向上具有帶有至少一個覆蓋層(10)和至少一個承載層(11)的層結構，其中，與所述至少一個承載層(11)相比，所述至少一個覆蓋層(10)具有更高的彈性模量，以及更高的密度。
文檔編號D21D1/30GK102264980SQ200980152451
公開日2011年11月30日 申請日期2009年12月21日 優先權日2008年12月23日
發明者安娜·馬耶爾, 斯蒂芬·赫納 申請人:安德里特斯公開股份有限公司