Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines homogenen, feinfaserigen Gutes.
Gemäss dem im Patentanspruch I des Eauptpatentes gekennzeichneten Verfahren zur ErzeugungfeinfaserigerMassenaus Faserstoffe enthaltendem Gut werden die Ausgangsstoffe durch eine Scheibenmühle hindurchgeführt, in der sie mittels wenigstens annähernd radial gestellter, am Umfang g der gegeneinander arbeitendenSeheiben an geordneter'Schneidrippen ohne scherende Wirkung zerfasert und infolge der Ausbil- dung der erwähnten Scheiben unmittelbar nach der Aufteilung zu Fasergut aus der Arbeitszone der Mühle herausgeführt werden. Dieses Herausbef¯rdern kann durch Einf hrung von Fl ssigkeit, Dampf axe- spannten Gasen unter Druck beschleunigt werden.
Die im Patentanspruch II des Hauptpatentes gekennzeichnete Vorrichtung besteht in einer Scheibenm hle, von der eine oder beide Scheiben umlaufen und wobei an der Peripherie der Mahlscheiben eine Zone mit Schneidrippen vorgesehen ist, wobei die Rippen wenigstens annähernd radiale Stel lung aufweisen und die Schneidrippen beider Scheiben in der gleichen Umfangsrichtung schräg gestellt sind, so dass keine scherende Wirkung eintritt.
Bei clisser Vorrichtung erfolgt gegebenenfalls die Zuführung von Flüssigkeit, Dampf, Gasen und dergl. unter Druck durch die Hohlwelle der umlaufenden Mahlseheibe, und die Druckmittel können durch ein Bohrsystem, das die feststehende Scheibe durchdringt und in Düsen ausmün- det, der Arbeitszone zugefiihrt werden. Die Schneidrippen können dabei sägezahnartig ausgebildet sein.
Das Verfahren des Hauptpatentes und die Vorrichtung dienen zur Verarbeitung der verschiedenen Stoffe, die Faserstoffe als solche bezw. in vorbehandeltem Zustande, miteinander verkittet oder mechanisch vereinigt, enthalten.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine weitere Ausgestaltung des im Patentanspruch I des Hauptpatentes gekennzeich- neten Verfahrens, als auch der im Patent anspruch II gekennzeichneten Vorrichtung. wodurch es m¯glich wird, jedes beliebige, aus Faserstoffen bestehende oder Faserstoffe enthaltende Gut in eine lockere, feinfaserige Masse überzuführen, den Anfall von Pulvergut, bei dem also die Faserstruktur verloren gegangen ist, völlig zu verhindern und auch das Entstehen von Zusammenballungen oder Knoten hintanzuhalten.
Das Verfahren der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangsstoffe durch eine aus wenigstens annÏhernd parallelen Sehneidrippen bestehende Arbeitszone hindurchgeführt werden, deren Schlitz- weite regulierbar gestaltet ist und die derart eingestellt wird, daB eine Verletzung der Einzelfasern der Ausgangsstoffe nicht eintreten kann.
Bei Durchführung dieser Ausgestaltung des Verfahrens hat es sich als vorteilhaft erwiesen, das zu zerfasernde Gut naeheinander durch mehrere Arbeitszonen hindurchzuführen, die sämtlieh gleiche oder abnehmende Sehlitzweite aufweisen können.
Es hat sich beim Betrieb der Vorrich- tungen, wie sie im Hauptpatent beschrieben und dargestellt sind, gezeigt, dass bei geringer Weite des Spaltschlitzes der Anfall mehr oder weniger beträchtlicher Teile von Pulvergut nicht auszuschalten war, dass dagegen stets dann eine nur aus feinen Fasern bestehende lockere Masse erhalten wurde, wenn, was durch Kontrolle mit dem Mikroskop leicht zu beobachten ist, die Schlitzweite des Spaltes so gewÏhlt wird, da¯ eine Verletzung der Fasern nieht eintreten kann.
Um nun im Einzelfalle die zur Verf gung stehende Vorrichtung den Bedürfnissen anzupassen, wird Vorsorge getroffen, dass zum Beispiel durch Verschiebung der einen Mahl- scheibe die Schlitzweite zu regulieren ist.
In ganz kurzer Zeit ist dann festzustellen, welche Schlitzweite im Einzelfall zu wählen Ist. Man geht zweckmässig von der engsten Stellung aus, kontrolliert, ob bei dieser eine Verletzung der Fasern zu beobachten ist und stellt, falls dies eingetreten ist, die Schlitz- weite dann nach Bedarf weiter.
Bei einer Anzahl von Ausgangsstoffen ist mit einer einmaligen Durchführung des zu verarbeitenden Gutes durch eine Arbeitszone noch nicht die gewünschte Auflockerung und Freilegung aller Faserteilehen zu erzielen. In diesem Falle kann die Aufloekerung dadurch erzielt werden, dass das zu zer fasernde Gut durch mehrere. Nrbeitszonen hindurchgeführt wird. die sämtlich gleiche oder aber auch abnehmende Schlitzweite aufweisen können. Damit sind alle bestehenden Schwierigkeiten ohne weiteres beseitigt.
Es hat sich weiter noch als sehr vorteilhaft herausgestellt, das zu behandelnde Gut der Sc. heibenmühle in Stiieken von mogliehst gleicher Länge zuzuführen. Das kann in einfacher Weise dadurch erreicht werden, daB der Scheibenm hle eine Apparatur vorgeschaltet wird, die das zu bearbeitende Gut in Stücke von gleicher oder möglichst gleicher LÏnge zerschneidet.
Als zweckmässig hat es sieh dann auch erwiesen, das zu zerfasernde Gut vor Eintritt in die Arbeitszone einer Behandlung zu unterziehen. durch die eine Verstopfung der M hle beim Eintritt in die Arbeitszone aus- geschaltet wird. Bei Vorliegen von Faserstoffe enthaltendem Gut in Form von Pflanzenstengeln und der ; l. soll dieses Gut vor Eintritt in die Arbeitszone parallel zu den Schneidrippengerichtetwerden. Bei anders artigem zu zerfaserndem Gut ist die Schaffung von Anhäufungen in den Zwisehenräumen zwischen den Sehncidrippen und eine völlige Frcihaltung der Kanten der Schneidrippen sels), anzustreben.
Diese Aufgaben können in der Weise leieht erfüllt werden, dass die Werkzeuge der einenScheibe eine Verlängerung nach dem erweiterten Einlauf des zu bearbeitenden Gutes erhalten und hier iiber diese Sehneidrippenverlängerung Flügel kreisen, die das Gut in die Zwischenräume zwischen den Verlängerungen hineinbeför- dern.
Besondere Aufmerksamkeit ist der Durch- gangsgeschwindigkeit des zu zerfasernden Gutes durch die Arbeitszone zu schenken. Im Falle der Anordnung mehrerer Zonen hinter einander gilt dies f r jede Einzelzone. Zweck- mässigerweise soll die Dauer des Durchganges des Gutes durch eine Arbeitszone nur Bruchteile einer Sekunde betragen, doch kann es im Einzelfalle zweckmässig sein, die Durchgangsgeschwindigkeit zu erhöhen oder zu erniedrigen.
Eine besonders hohe Durchgangsgeschwindigkeit wird beispielsweise erzielt :
1. bei Anwendung eines hohen Druckes des Druckmittels,
2. bei sehr hoher Umlaufgeschwindigkeit der Mahlscheiben,
3. bei geradliniger Ausbildung der Schneidrippen.
Eine Verminderung der Durchgangsgeschwindigkeit ist beispielsweise zu er- halten :
1. bei Anwendung nur geringen Druckes des Druckmittels,
2. bei geringer Umlaufsgeschwindigkeit der umlaufenden Mahlscheiben,
3. bei treppen-oder wellenförmiger Aus- bildung der Oberfläche der Schneidrippen, 4. bei leichter Schrägstellung der Schneidrippen zur Bewegungsrichtung des der Arbeitszone zugeführten Gutes.
Zur Durchführung des Verfahrens der Erfindung wird vorteilhafterweise eine Scheibenmühle benutzt, welche die im Pa tentanspruch II des Hauptpatentes erwähn- ten Merkmale aufweist und im weiteren so beschaffen sein kann, wie im Hauptpatent beschriebenunddargestellt ist. Statt dessen können aber auch Scheibenm hlen benutzt werden, welche die im Patentanspruch II des Hauptpatentes erwähnten Merkmale aufweisen, aber im weiteren konstruktiv andersartig aus, gebildet sein können als die im Hauptpatent beschriebenen und dargestellten.
Beispieleweise können die kreisförmig gestalte- ten Scheiben auch je f r sich eine konusartige Ausbildung erhalten, so dass in der Mitte ein Raum mit grösserem freiem Querschnitt besteht, der sich nach dem Umfange der Scheiben hin verengt. Eonusartig gestaltete Scheiben können auch im ganzen parallel angeordnet werden. Bei letzterer Ausgestaltung kann die Bearbeitungszone auch die Form eines Ringzylinders besitzen ; die Mahlscheibe kann im Mittelteil tricherförmig oder kegelstumpfartig ausgestalbet werden, wÏhrend die Mahlzone sich an den trichterförmigen oder kegelstumpfförmigen Teil anschliesst.
In diesem Falle verlaufen die im Ringzylinder angeordneten Spaltwerkzeuge vollkommen parallel sowohl in der Ruhe als auch in der Bewegung
Es war oben bereits ausgeführt, dass es ausserordentlich zweckmässig ist,das zu behandelnde Gut der Scheibenmühle in Stücken von möglichst gleicher Länge und stetig in möglichst gleicher Menge zuzufügen.
Zu diesem Zweck kann ein Apparat mit einer stetig arbeitenden Fördereinrichtung vor- gesehen sein, die das zu behandelnde Gut Messerwerkzeugen zuführt, welche bei gleich- mässigem Umlauf das Gut in Teilstücke mög lichst gleicher Länge zerschneiden. Die Fördereinrichtung kann beispielsweise aus zwei gegeneinander arbeitenden endlosen Förderbändern bestehen, die Zerschneideeinrichtungen aus umlaufenden Messer. Die beiden Förderbänder sind zweckmässigerweise so gegeneinander angeordnet, dass das Bearbeitungsgut zwischen ihnen zusammen- gepre¯t wird und in gepresstem Zustande in den Bereich der umlaufenden Werkzeuge gelangt.
In den Fig. 1 und 2 der beiliegenden Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer stetig arbeitenden F¯rdervorrichtung mit nachgeschalbeten umlaufenden Messern wie dergegeben.
Fig. 1 zeigt im senkrechten Schnitt die Fördereinrichtung in Ansicht und die nachgeschaltete Zerschneideeinrichtung, die von einem die umlaufenden Messer umschlieBenden Gehäuse umgeben ist, weiter in Ansicht das trichterförmige Gefäss für die Aufnahme des zerschnittenen Gutes, den Anschlu¯ dieses Trichters an die Schoibenmühle, welch letztere gleichzeitig in Ansicht wieder- gegeben ist ;
Fig. 2 zeigt in vergrössertem Massstabe einen Teil der Zerschneideeinrichtung bezw. eines Messerarmes in Vorderansieht und in teilweisem Schnitt.
Die beiden Förderbänder sind (als Raupen- bander) als Ganzes mit A bezw. B bezeichnet dargestellt. Das obere Raupenband wird von einem Lagerrahmen b getragen,der mit dem Band als Ganzes bei wechselnder Dicke des Schnittgutstranges um Zapfen c schwingt, die in den Seitenwänden des die beiden BÏnder umschliessenden Gehäuses vorgesehen sind. Im Rahmen b sind, und zwar im untern Teil nahe dem Zahnritzel d, Bohrungen fiir die e Zapfen c vorgesehen. Die beiden Tragzapfen c nehmen einen beträchtlichen Teil des Eigengewichtes des Lagerrahmens b und des Bandes auf, so dass das Band selbst an der nach dem Mundstück C zugekehrten Partie spielend leicht schwingt.
Um das Herausfallen von Schnittgut durch die Lang- locher e der Seitenwände und den Eintritt in das Innere der Kettenglieder zu vermeiden, sind auf der Welle g Schutzscheiben vorgesehen, die in jeder Höhenlage des Bandes die Langlöcher e berdecken. Als Pressplatte ist eine linealartige Platte h an zwei Winkellappen des schwingenden Lagerrahmens b starr angeschraubt. Die am Lagerrahmen b starr befestigte Pre¯platte @ drückt bei d nnem Strang stärker auf diesen als bei einem dicken Strang. Sechszahnige Ritzel d dienen a. ls Antrieb der beiden Bänder A, B, wÏhrend am andern Ende die BÏnder über lose auf Wellen g und eli, sich drehende Rollen i laufen.
Dureh Auswechs- lung dieser Rollen gegen solehe mit grösserem Durchmesser (beim Längen der Bänder nach ausgedehnter Benutzung) kann das Band immer wieder straff gespannt werden.
Auf der Welle g des Bandes A können dann noch Hebel starr aufgekeilt sitzen (auf der Zeichnung nicht dargestellt, da sie bei dem gezeigten Schnitt durch das Band und durch dessen Lagerrahmen verdeckt werden). Diese Lebel können an dem der Mundstiiekseite zu- gekehrten Ende kurze Zahnbogenst cke mit Au¯enverzahnung tragen, die in an der Maschinenwand befestigte Bogenst cke mit @nnenverzahnung greifen. Durch diese Gewichtshebel. welche mit dem obern Band aufund abwÏrts gehen, kann der Druck des obern Bandes in gewünschter Weise ein- gestellt und eine Richtung des obern Bandes parallel zum untern Bande bewirkt werden.
Das untere Raupenband ruht mit seinen Wellen k und m in Bohrungen der Seitenwandungen des die Bänder umsehlieBenden Gehäuses. Der Lagerrahmen 6 ist im Innern des Bandes A mit Gleitplatten n f r den untern und obern Trum versehen.
Der Antrieb der beiden Bänder erfolgt durch Stirnradantrieb, das Antriebszahnrad M sitzt lose auf dem Zapfen c, um den der Lagerrahmen b schwingt, und kÏmmt einerseits mit dem auf der Antriebswelle des An triebsritzels d des obern Raupenbandes A angeordneten Zahnrad r zusammen und treibt anderseits mit Hilfe des Zwischenrades s das Zahnrad t auf der Welle k des Zahnritzels d des untern Bandes B an. Das die rotieren- den Messer mit dem Antriebe umschliessende Gehause ist als Ganzes mit D bezeichnet, während an der Scheibenmühle F der Zuf hrtrichter E angeordnet ist, welcher unter der Austrittsöffnung des Wurfgehäuses D vorgesehen ist.
In der Fig. 2 ist mit 1 die Antriebswelle bezeichnet, auf welcher die Messarme 3 mit einer Klemmnabe 2 oder dergl. befestigt sind. An den zweckmässig aus Flusseisen hergestellten Messerarmen 3, welche mit Aus- wurfflügeln4versehen sein können, sitzen an Schrauben 11 mit schwalbenschwanzfor- migen Köpfen in der Achsenrichtung ver- schiebbare Messerhalter 5, die eine dem Schraubenkopf entsprechende, schwalben schwanzförmige Nute haben. Damit der Messerhalter 5 beim Verschieben nicht von den Sehranbenköpfen abruteehen kann kann ein Anschlag, z. B. am Messerhalter, vorgesehen werden.
Die Messer 6 sind an den breiten Lappen 9 der Messerhalter 5 mittels Schrauben 7 und Anstellschrauben 8 befestigt. Infolge der Schraubensehlitze 12 sind die Messer herausziehbar, ohne da¯ es nötig wird, die Schrauben 7 herauszunehmen.
Bei Lösung der Muttern der schwalben- schwanzformigen Schrauben 11 können die Halter 5 in der Achsriohtung l verschoben und dadurch in und au¯er Arbeitslage ge- bracht werden.
In Fig. 3 ist eine besondere Ausfuhrungs- art der Zerfaserungsmaschine als solcher im Schnitt wiedergegeben. Die beiden Scheiben 15 und 16 sind trichterförmig gestaltet, wobei an der Stelle des grössten Durchmessers des Trichters je eine ringförmige Fläche an- gesetzt ist, auf der die die eigentliche Zer faserungsarbeit leistenden Rippen 13 angeordnet sind.
Die Scheibe 15 ist fest, die Scheibe 16 mit der Horizontalwelle umlaufend gedacht.
Im Innern der M hle wird also ein grosser Raum gebildet, und in diesem sind an beiden Scheiben Schläger 14 vorgesehen, die eine Auflockerung des zu zerfasernden Gutes vorbereiten. Das zu zerfasernde Gut wird durch den Trichter 17 in den gro¯en freien Raum der Mühle eingef hrt. Dieser Tricher steht in Verbindung mit der Zerfaserungsvorrich- tung E bezw. der Schneidvorriehtung D (Fig. 1). Sowohl bei der in Fig. 1 als auch bei der in Fig. 3 dargestellten Scheibenm hle ist die Schl. itzweite der Arbeitszone regu lierbar.
Das beschriebene Verfahren besitzt besondere Bedeutung f r die Aufbereitung von Rohstoffen in der Papierindustrie, sowie von Sulfitzellstoff, Sulfat-bezw. Natronzellstoff, gebleicht und ungebleicht, von Altpapier, Abfallpapier, Pappen, Lumpen, Stroh, aus Kombinationen von Papier und Textilien bestehenden Abfällen, Ästen und Holzabfällen, kurz für alle Ausgangsstoffe, die in der Papierindustrie Anwendung finden.
Das beschriebene Verfahren ist insbeson- dere auch anwendbar zur Zerlegung von Stoffen, die mit Einrichtungen anderer Art nicht weiterverarbeitet werden können. Als Beispiel ist das bei der Holzsohlifferzeugung durch die Grobsortierung ausgeschiedene Gut, das sogenannte Sauerkraut, zu nennen, (las einen bisher unverwertbaren Abfall dar- stellte.
Das beschriebene Verfahren bezw. die be schriebene Vorrichtung liefert ein feinfaseriges, knotenfreies Gut. Beispielsweise wird die Zerfaserungsbehandlung unmittelbar hinter die 7ellstoffkocher geschaltet, und die aus der Zerfaserungseinrichtung austretenden Massen werden in den Holländer eingeführt.
Die Bearbeitung der Massen kann sowohl auf trockenem als auch auf nassem Weg erfolgen. Im allgemeinen werden die höch- sten Durchsatzleistungen bei NaBverarbeitung erzielt. Die trockene Arbeitsweise ist jedoch dann vorzuziehen, wenn die zu verarbeitenden Stoffe wasserlösliche Klebstoffe und ähnliche'Substanzen enthalten.