Verfahren zur Herstellung eines Faserbreies und Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens. Vorliegende Erfindung betrifft ein Ver fahren zur Herstellung eines Faserbreies. ausgehend von Lignocellulose enthaltendem Material, z. B. von Holz und holzigen Mate rialien, wie Getreidestroh, Gräsern, z. B. Bagassegräsern usw. Ferner betrifft die Er findung eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Vorliegende Erfindung stellt eine Wei- terentwieklung des in den USA.-Patenten Nr. 2008892 und 2145851 beschriebenen Verfahrens sowie der dort beschriebenen Einrichtung dar. Gemäss diesen Patenten wird faseriges, Lignocellulose enthaltendes Rohmaterial mechanisch in einer Dampf atmosphäre von hohem Druck bei Tempera turen über 100 C zerfasert, vorzugsweise bei Temperaturen zwischen 180 und 180' C, und zwar in einer Anlage, die aus einer Zu fuhrvorrichtung, einem geschlossenen Vor wärmebehälter zur Erhitzung des Materials vor seiner Zerfaserung, einer mechanischen Zerfaserungseinrichtung und einer Entlade vorrichtung besteht.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist nun dadurch gekennzeichnet, dass man das Roh material einer Behandlung mit Lignin lösende Chemikalien enthaltenden Lösungen mindestens nahezu unter Atmosphärendruck während genügend langer Zeit unterwirft.
um die genannten Chemikalien gleichmässig im Material zu verteilen, dass man die über- schüssige Lösung auf mechanische Weise aus dem Material entfernt, dass man das Material kontinuierlich einem Behälter zu führt, worin mann es unter Druck höheren Temperaturen als 100 C unterwirft, dass man das Material aus dem genannten Behäl ter unter Aufrechterhaltung des Druckes einem mechanischen Zerfaserer zuführt, dass man das Material im Zerfaserer zerfüsert und dass mann das zerfaserte Produkt konti nuierlich aus dem Zerfaserer entfernt.
Die erfindungsgemässe Einrichtung, wel che einen Behälter zur Erhitzung des Mate rials unter Druck vor der Zerfaserung, fer ner Mittel zur mechanischen Zerfaserung des erhitzten Materials sowie eine Vorrichtung zur Zuführung des zu erhitzenden Mate rials in die Erhitzungskammer und eine Vorrichtung zur Überführung desselben von der Erhitzungskammer in den Zerfasemer aufweist, ist dadurch gekennzeichnet, dass selbsttätig wirkende Mittel vorgesehen sind,
welche mindestens eine der genannten För- dervorrichtungen derart steuern, dass das Material in der Erhitzungskammer stets eine konstante, zum voraus festsetzbare Höhe beibehält.
Der untere Teil des Aufnahmekessels kann ausserdem mit einer Vorrichtung ver sehen sein, die einen gleichmässigen Mate- rialfluss nach unten bewirkt. Die beigefügte Zeichnung stellt einige Beispiele von Einrichtungen dar, mit wel chen das erfindungsgemässe Verfahren aus geführt werden kann.
Fig. 1 ist ein Grundriss einer Anlage, um fassend eine Erhitzungskammer sowie einen Zerfaiserer samt den zugehörigen Fördervor- richtungen.
Fig. 2 ist ein senkrechter Schnitt durch die in Fig. 1 dargestellte Anlage nach den Linien 2-2 und 3-3, wobei der Schnitt längs der Linie 3-3 im Gegenzeigersinne um 90 gedreht ist.
Fig. 3 ist ein senkrechter Schnitt durch die Einrichtung längs der Linie 4-4 der Fig. 1.
Fig. 4 ist eine senkrechte Ansicht, die eine Reguliervorrichtung zeigt, welche den Betrieb der Anläge selbsttätig reguliert.
Fig. 5, 6 und 7 zeigen Vorrichtungen zur Übertragung von Impulsen, welche ein die Höhe des Materials in einer Erhitzungs kammer kontrollierendes Organ abgibt. Dabei ist Fig. 6 ein Schnitt nach der Linie 6-6 der Fig. 5.
Fig. 8 ist ein Schnitt durch eine senk rechte Erhitzungskammer mit einer andern Reguliervorrichtung.
Fig. 9 und 10 sind verschiedene Ansich ten eines Abtastargans der in Fig. 8 gezeig ten Reguliervorrichtung.
Fig. 1l ist eine schematische Darstel lung einer vollständigen Anlage zur Durch führung des erfindungsgemässen Verfahrens.
Wie aus diesen Zeichnungen zu ersehen ist, stimmen diese Einrichtungen in gewissen konstruktiven Elementen mit der in Fig. 1 der Zeichnungen von USA.-Patent Nr. 2008892 gezeigten Einrichtung überein. Die Kolben zufuhreinrichtung ist in der vorliegenden Einrichtung durch eine Schraubenfördervor- richtung ersetzt. In den Fig. 1, 2 und 3 ist der Erhitzungskessel 22 im Vergleich zum entsprechenden Erhitzungskessel in dem erwähnten USA.-Patent beträchtlich ver grössert. Die im USA.-Patent 2008892 beschriebene Einrichtung weist aber keine Regelungsvorrichtung mit selbsttätig wir kenden Mitteln auf.
Die Schraube 12 der Fördervorrich- tung 10 in Fig. 1 und 2 wind mittels eines Mechanismus 11 von einem Motor 11a ange trieben. Als Antriebsmotor lla wird vor zugsweise ein solcher mit einem Kommu- tätor für Geschwindigkeitsänderung verwen det. Es kann aber auch ein Motor mit gleich bleibender Geschwindigkeit vorgesehen sein, der mit der Schraube 12 durch eine verstell bare mechanische Geschwindigkeitsüber- setzungseinrichtung verbunden ist.
Zwischen der Schraubenzufuhreinrich tung 10 und dem Kessel 22 ist ein Verbin dungsrohr 21 eingefügt. Die Klappe 23 (Fig. 2) dient zur Regulierung der Ausfluss öffnung der Leitung, die durch die beiden Rohre 14 und 15 gebildet wird und dem nach zur Veränderung der Dichte des austre- tenden Gegenüber der Verbindungsstelle der Kammer 21 und der Erhitzungskammer 22 ist eine Klappe 24 vorgesehen. Diese Klappe ist auf einer Welle<I>24a</I> (Fig. 3) angebracht, welche die Bewegungen der Klappe auf einen Gegengewichtshebel 25 ausserhalb der senkrechten Erhitzungskammer überträgt.
Der mit der gammem 22 fest verbundene und auf Schienen verschiebbare Wagen 20 dient dazu, die Wärmeausdehnung der hori zontalen Kammer 21 -auszugleichen, damit die senkrechte Erhitzungskammer 22 nicht unzulässigen Druckspannungen von- aussen ausgesetzt wied.
Die Erhitzungskammer 22 ist in ihrem untern Teil mit einer-Vorrichtung 50 ver sehen (Fig. 2 und 3). Diese Vorrichtung weist eine Scheibe 51 auf, die an einer ,drehbaren, die Wand der Kammer 22 durch- dringenden Welle 52 angebracht ist und durch die miteinander verbundenen Ketten räder 53.
und 5 7 (Fig. 3) mittels eines auf den Zeichnungen nicht gezeigten Motor antriebes angetrieben wird, wobei das Ketten rad 57 von -der Schnecke 57a getrieben wird. Die Scheibe 51 =kann mit Vorsprüngen 54 versehen werden, doch sind diese in den meisten Fällen unnötig.
Der Zweck dieser Vorrichtung ist, eine Brückenbildung zwischen den schiefen Sei ten 22a und 22b (Fig. 3) im untern Teil der Kammer 22 zu verhindern, um so einen kontinuierlichen Materialfluss zur Förder- schraube 26 aufrechtzuerhalten.
Die Scheibe 51 ist an der Welle 52 in senkrechter oder nahezu senkrechter Stel lung in bezug auf letztere angebracht. Wenn die Scheibe 51 in genau senkrechter Stellung angebracht ist, bietet sie bei der Drehung im Material in der Kammer 22 den gering sten Widerstand. Wenn das Material starke Neigung zur Brückenbildung hat, ist es vor teilhaft, die Scheibe 51 schräg mit einem Winkel von beispielsweise 3 bis 8 zu der Drehachse der Welle 52 anzubringen. Der Drehwiderstand ist dann etwas grösser, doch wird das Material infolge der eigentümlichen Wirkung der schlenkernden Scheibe sehr wirksam nasch unten fortgetrieben. Wenn der Durchmesser der Kammer 22 auf 800 bis 900 mm begrenzt wird, genügt es, wenn nur eine Scheibe 51 vorhanden ist.
Wenn der Durchmesser grösser ist, ist es zweckmässiger, je nach Durchmesser zwei oder mehr derartiger Scheiben zu verwenden. Wenn zwei oder mehrere Scheiben ver wendet werden, können diese auf einzeln angetriebenen Wellen angebracht werden. Diese Wellen können mit verschiedenen Ge schwindigkeiten laufen. Bei einer solchen Anordnung wird eine sehr wirksame Ab wärtsbewegung des Materials erreicht. Durch Rühren mit gewöhnlichen Rührarmen wurde die gewünschte Wirkung nur erreicht, wenn diese Arme bis in die Nähe der Zufuhr schraube reichten. Unter solchen Bedingun gen war jedoch der Widerstand so gross, dass der Rührer nur mit grossem Kraftaufwand bewegt werden konnte.
Durch die Wirkung der langen Rührarme wurde auch das Mate rial auf dem Baden der Kammer 22 auf- und abbewegt, wodurch ein gleichmässiger Strom des Materials nach unten verunmög- licht wurde. Die Scheibe 51 kann mit sehr geringem Kraftaufwand im Material ge dreht werden. Eine Geschwindigkeit von 5 bis 20. Umdrehungen in der Minute wurde für die meisten Zwecke als genügend gefunden.
Die Schraube 26 (Fig. 2 und 3), die auf dem Boden der Kammer 22 angeordnet ist, steht mit einem Antriebsorgan 27 in Ver bindung, das durch eine Stopfbüchse 28 hin durchgeht und mittels eines Getriebes 29 und eines Motors 29a mit veränderlicher Ge schwindigkeit angetrieben werden kann. Durch Veränderung der Geschwindigkeit des Motors kann die in die mechanische Zer- faserungsvorriehtung 30 geförderte Mate rialmenge den gewünschten Bedingungen angepasst werden.
Die Kammer 22 ist durch ein Rohr 31 mit der mechanischen Zerfaserungsvorrich- tung 30 (Fig. 1 und 2) verbunden. Die Zer- faserungsvorrichtung 30 ist mit einer fest stehenden Mahlscheibe 32 (Fig. 2) versehen, die auf einem abnehmbaren Deckel 33 des Gehäuses 34 angebracht ist. Eine drehbare Mahlscheibe 35 ist auf dem von der Welle 37 angetriebenen Rotor 36 angebracht.
Das Innere des Zerfaserers 30 ist mit dem obern Teil der Kammer 22 mittels eines Dampfdruckausgleichrohres 38 ver bunden, mittels welchem der Dampfdruck auf der Aussenseite der Mahlzone gegenüber dem Dampfdruck im obern Teil der Kam mer 22 ausgeglichen wird.
Das Aus#lassrohm 39 (Fig. 1) des Zerfase- rergehäuses 34 ist mit der dampfdichten Entladeeinrichtung 40 verbunden.
Die Fördervorrichtung 10, welche eben falls dampfdicht ist, die Rohre 14 und 15, die Kammern 21 und 22, das Verbindungs rohr 31, der Zerfaserer 30 und die Entlade- einrichtung 40 bilden zusammen ein geschlossenes System, das unter Dampf druck gesetzt werden kann. Der Dampf wird vorzugsweise durch ein Dampfrohr und ein Dampfventil 21a in die Kammer 21 einge lassen. .
Im USA.-Patent Nr. 2008892 ist ange geben, dass bei ziemlich trockenem Material die Erhitzung in 20 bis 40 Sekunden vollen det werden kann, dass aber unter gewissen Bedingungen eine längere Erhitzungsdauer nötig ist. Im DRP. Nr: 668687 werden Erhitzungszeiten bis zu 10 Minuten ange geben. Im vorliegenden Fall wird gewöhnlich ein Dampfdruck von ungefähr 10 Atmosphä ren angewendet, doch kann dieser von 2 oder 3 bis 20 Atmosphären verändert werden, je nach den Bedingungen.
Die beschriebene Vorrichtung, welche insbesondere dank den weiter unten zu erläu ternden Reguliervorrichtungen eine gute An passung der einzelnen Vorgänge aneinander und und das zu erzielende Resultat gestattet, kann beispielsweise wie folgt betrieben werden: Wenn die Zerfaserungsanlage in Betrieb gesetzt wird, wird zuerst der Zufuhrmecha nismus 10 angelassen und so eingestellt, dass der Erhitzungskammer ungefähr die gewünschte Materialmenge zugeführt wird. Das Material wird durch die Kammer 21 vorwärtsgestossen und erreicht die Kam mer 22, die nach und nach mit Material gefüllt wird.
Nun wird das Dampfventil 21a geöffnet und das Innere der Zerfaseruugsanlage unter den gewünschten Dämpfdruck gesetzt, der zwischen 7 und 20 Atmosphären schwanken kann, je nach der Natur des zu behandelnden Materials und der gewünschten Behandlung.
Der Zerfaserer wird zweckmässig vor der Förderschraube 26 in Betrieb gesetzt. Wenn die Schraube 26 zur gleichen Zeit wie die Zufuhreinrichtung 10 in Gang gesetzt wird und ausserdem mit gleicher oder grösserer Förderleistung, so gelangt das Ma terial unmittelbar in den Zerfaserer, wodurch die Erhitzungsdauer auf ein Minimum redu ziert wird.
Wenn man eine längere Erhitzung durch führen will, lässt man die Schraube 26 erst laufen, wenn das Material in der Kam mer 22 eine gewisse Höhe erreicht hast, bei spielsweise bis zum untern Ende der Klappe 24, welche dann durch die Wirkung des von der Kammer 21 kommenden Mate rials nach oben gestossen wird. Die Bewe gung der Klappe 24 kann bequem an der Stellung des in Fig. 3 gezeigten Hebelarmes beobachtet werden. Die Schraube 26 kann z. B. erst 10 oder 20 Minuten oder sogar bis zu -60 Minuten oder mehr nach Beginn der Erhitzung in Betrieb gesetzt werden, je nach der Grösse der Kammer 22.
Um eine gleichmässige Erhitzungsdauer aufrechtzuerhalten, d. h., um die Kam mer 22 bis zu einer gleichbleibenden Höhe gefüllt zu erhalten, ist es nötig, der Kam mer 22 das Material in gleicher Menge zuzu führen, wie es an ihrem untern Ende durch die Förderschraube 26 weggeschafft wird. Es ist möglich, die Geschwindigkeit der Zufuhrschraube 12 so von Hand einzustellen, dass ihre Zufuhrgeschwindigkeit nahezu mit der Geschwindigkeit übereinstimmt, mit der das Material durch die Förderschraube 26 aus der Kammer 22 weggeschafft wird.
Es wurde jedoch gefunden, dass selbst kleine Schwankungen der Dichte des Materials, des Feuchtigkeitsgehaltes, des Dampfdruckes in der Zerfaserungsanlage usw. das Gleich gewicht stören können. Dies ergibt uner wünschte Änderungen der Höhe des Mate rials in der Kammer 22, welche ihrerseits Schwankungen der Erhitzungsdauer ver ursachen und daher auch die Eigenschaften des Endproduktes verändern.
Um dies zu vermeiden, ist die Zerfase- rungsanlage mit einer selbsttätig wirkenden Steuervorrichtung versehen. Die Hauptteile der in der Zeichnung dargestellten Steuer- vorrichtung sind Impulsorgane, die auf einen Zweiwegumschalter 90 (Fig. 4) wirken, ein Reguliermotor 69a und Übertragungs organe 68 -und 69,
die die Bewegungen des Reguliermotors 69a auf die Steuerorgane für die Regulierung der Geschwindigkeit des Antriebs 11 und 11a der Zuführung 10 übertragen.
Die Geschwindigkeit des Motors lla (Fig. 1) mit veränderlicher Geschwindigkeit wix'd durch Drehen der in Fig. 4 gezeigten Regulierwelle 61 geregelt, welche die Stel- lung seiner in der Zeichnung nicht darge stellten Kollektorringe verändert. Auf die Welle 61 ist eine Scheibe 62, die eine Mess- skala 63 besitzt, aufgekeilt. Die Skala kann auf die Geschwindigkeit der Förder- schraube 12 (Fig. 1) geeicht sein. Auf dem Kommutatormotorrahmen ist ein Zeiger 64 angebracht.
Hinter der Scheibe 62 ist auf der Welle 61 ein Winkelhebelsystem 65 mit zwei Armen 66 und 67 angebracht. Das Hebelsystem kann an der Scheibe 62 mit tels einer Klemmvorrichtung 60 in jeder gewünschten Stellung gesichert werden. Der waagrechte Hebel 66 ist mit einem Gegen gewicht 66a versehen, welches die Kommu tatorregulierwelle 61 im Gegenzeigersinne zu drehen versucht. Der senkreechte Hebel 67 des Hebelsystems 65 ist mittels einer Klemmvorrichtung 68c mit einer Kette 68 verbunden, die sich über das Kettenrad 69 des Reguliermotors 69a und von hier senk recht abwärts erstreckt. Die Kette 68 endigt in einer Stange 68a mit Gegengewicht. 68b, das die Kette anstreckt.
Die Stange 68a ist mit zwei senkrecht verstellbaren Anschlä gen 71 und 72 versehen, die auf den Hebel arm 73 des Grenzschalters 70 wirken. Der Motor 69a dreht sich je nach der Stellung des Grenzschalters 90 in der einen oder andern Richtung.
Auf dem äussern Teil der Welle 24a der Klappe 24 sind zwei in den Fig. 4 bis 7 gezeigte Scheiben 74 und 79 angebracht.
Die Scheibe 74 ist mit einer Nut 74a versehen. In dieser Nut ist ein Hobelarm 7 5 mittels eines Bolzens 76 zwischen Flanschen in einem solchen Abstand von der Scheiben achse befestigt, dass er, wie aus Fig. 5 ersichtlich, infolge der Schwerkraft im Punkt 76a auf der Grundfläche der Nut aufliegt.
Auf der Welle 24a und anliegend an ,die Scheibe 74 ist eine andere, gleiche Scheibe 79 (Fig. 7) angebracht, die mit einer Nut 79a versehen ist. An ihrer untern Seite ist ein Hebel 80 mittels eines Bol zens 76 an der Scheibe 79 befestigt. Der He bel 80 weist eine Verlängerung 83 auf, die mit einem Gegengewicht 82 versehen ist. Das Gegengewicht hält den Hebel in der gezeichneten Lage in bezug auf die Scheibe, wobei der Hebel im Punkt 81a auf der Grundfläche der Nut anschlägt.
Wenn die Welle 24a und infolgedessen die Scheibe 74 durch die Wirkung des der Kammer 22 zugeführten Materials auf die Klappe 24 im Gegenzeigersinne gedreht wird, bewegt sich der Hebelarm 75 in dieser Richtung mit, wobei er auf den Impuls arm 91 des Impulsschalters 90 drückt. Der Arm 91 wird normalerweise von der Fe der 95 in mittlerer Stellung 92 gehalten.
Wenn der Arm 91 in die untere, mit strich punktierten Linien gezeigte Lage 93 bewegt wird, wird der Reguliermotor 69a angelassen, und zwar bewegt er dann das Kettenrad 69 im Gegenuhrzeigersinne. Diese Bewegung dreht dann, die Regulierwelle 61 in die gleiche Richtung und vermindert die Geschwindigkeit des Motors 11a. Damit die Leistung -der Zuführungseinrichtung 10 sich nur zwischen gewissen mehr oder weniger engen Grenzen verändert.
kann sich der Re guliermotor 69a nur so lange drehen, bis der Vorsprung 72 den Hebelarm 73 des Grenzschalters 70 in eine solche Stellung bewegt, dass der den Reguliermotor 69a antreibende Strom unterbrochen wird.
Wenn die Scheibe 79 sich im Uhrzeiger sinne bewegt, was dann der Fall ist, wenn die Materialhöhe abnimmt, bewegt der He bel 80 den Kontakthebel 91 des Impuls schalters 90 gegen die obere Stellung 94.
Der Reguliermotor 69a dreht nun das Ketten rad 69 im Uhrzeigersinn, wobei dieses daher die Regulierwelle 61 des Motors 11a so dreht, da3 die Geschwindigkeit des Mo tors lla zunimmt. Die Geschwindigkeit, mit der das Material -der Zerfaserungsanlage zugeführt wird, wird dadurch erhöht, Der Reguliermotor 69a wird abgestellt, wenn der Vorsprung 71 den Hebel 73 :des Grenzschal- ters 70 erreicht.
Die auf die Welle 61 übertragenen Regu lierbewegungen können den gewünschten Ge schwindigkeiten durch Auswechslung des zwischen dem Reguliermotor 69a und der Welle, die das Kettenrad 69 trägt, einge fügten Getriebes sowie auch durch Auf oder Abwärtsbewegung der Klemmvorrich tung 68c auf dem Hebelarm 67 angepasst werden, wodurch die wirksame Länge des Hebelarmes 67 vergrössert oder verkleinert wird.
In gewissen Fällen kann es zweckmässig sein, Veränderungen der Materialhöhe in der Kammer 22 innerhalb weiterer Grenzen zu ermöglichen. In diesem Fall kann eine Steuereinrichtung, wie sie in den Fig. 8, 9 und 10 gezeigt wird, verwendet werden.
Eine senkrechte, drehbare Welle 102 (Fug. 8) geht durch das senkrechte Rohr 101 hindurch, das im Zentrum des Deckels der senkrechten Erhitzungskammer 22 ange bracht ist und von der Aussenluft mittels der Stopfbüchse 103 und der Brille 104 abgeschlossen ist. Die Welle wird von oben mit einer Geschwindigkeit von 5 bis 20 Um drehungen pro Minute mittels eines Getriebe motors 105 angetrieben. Der Motor ist auf dem Gestell 106 angebracht, welches auf den Gleitschienen 107 und 107a verstellbar angeordnet ist. Die Gleitschienen ruhen auf dem Deckel der Kammer 22. Die Welle 102 ist an ihrem untern Ende mit zwei gleich artig wirkenden Organen 120 und 120a versehen.
Diese Organe, von denen eine vor teilhafte Ausführungsform später beschrie ben werden soll, sind elektrisch mit einer selbsttätigen Steuereinrichtung, ähnlich der jenigen, die für die Steuerung der Material höhe mittels der Klappe 24 in der Kam mer 22 verwendet wird, verbunden.
Wenn sich die Welle 102 dreht, übermit teln die Impulsorgane dem Regulier motor 69a Impulse, vorzugsweise mittels elektrischer Mittel. Wenn, die Materialhöhe die Höhe, auf welche das untere Organ eingestellt ist, erreicht, wird ein elektri scher Stromkreis geschlossen, was mittels einer elektrischen Lampe, sichtbar gemacht werden kann. Die Förderschraube 26 wird dadurch in Gang gesetzt. Wenn die Förderschraube 12 mit zu klei nem Fassungsvermögen im Vergleich zur Schraube 26 läuft, sinkt die Materialhöhe, und das Organ 120a unterbricht den elektri schen Stromkreis. Mittels eines Relais wird dadurch der Reguliermotor 69a in Gang gesetzt, welcher die Geschwindigkeit der Schraube 12 der Fördervorriehtung 10 etwas vergrössert.
Wenn die Höhe des Materials weiter bis zum Impulsorgan 120 zunimmt, vermindert ein zweites Relais mittels des Reguliermotors 69a (Fug. 4) die Geschwin digkeit der Schraube 12. Die Höhe des der Kammer 22 zugeführten Materials schwankt also im gewünschten Masse zwischen den Impulsorganen 120 und 120a.
Durch Verstellen der Höhe der Welle 102 ist es daher möglich, die Erhitzungsdauer des Materials vor der Überführung von der Kammer 22 in die mechanische Zerfase- rungsvorrichtung 30 zu regeln.
In den Fig. 9 und 10 sind Einzelheiten der Organe 120 und 120a gezeigt. Ein sol ches Organ weist eine Scheibe 122 auf, die mittels biegsamer Speichen 124 an einer Nabe 123 befestigt ist. Die Scheibe ist mit einer Anzahl von Vorsprüngen 125 versehen. Wenn sich das Organ, ohne in Berührung mit dem Material in -der Kammer 22 zu sein, dreht, sind die Speichen 124 in ihrer nor malen Stellung. Wenn jedoch das.
Organ in Berührung mit dem Material kommt, wird die Bewegung der Scheibe 122 etwas verzö gert, wodurch eine Biegung der Speichen 124 verursacht -wird. Wenn die Speichen sich biegen, wird. mittels des Vorsprunges 131 eine Kraft auf den Pflock 130 ausgeübt.
Der Pflock 130 besteht aus einem äussern, biegsamen Rohr und einer innern, koni schen Stange 133,. die in ihrem innern Teil mit einem elektrischen Kontakt 134 -verse hen ist.
Wenn sich .der Pflock 130 biegt; kommt der Kontakt 134 in Berührung mit dem Kon taktorgan 135, das von seiner Einstell- schraube 136 elektrisch isoliert isst. Jedes: der Kontaktorgane der Organe 120 und 120a ist -mit einem der .ausserhalb der Kammer 22 lie- gen den Schleifringe 137 und 138 (Fig. 8) mittels in den Zeichnungen nicht gezeigter isolierter elektrischer Leitungen, die in der hohlen Welle 102 untergebracht sind, ver bunden.
Die Welle 102 ist noch mit einem wei tern Schleifring 139 versehen, wodurch die Spannungsduelle mit den Kontakten 135 ver bunden ist. Der Pflock 130 und die hohle Welle 102 sind mit dampfdichten Kupplun gen miteinander verbunden, um zu verhüten, dass Dampf und Feuchtigkeit aus der Kammer 22 in den Raum, der die elektri schen Kontakte und Leitungen der Impuls organe umgibt, eintritt.
In Fig. 11 ist die gesamte Anlage darge- stellt.
Der Pfeil 142 zeigt den Zufluss des zu behandelnden Rohmaterials, das von irgend welchen Lagerbehältern herkommen kann, die in der Zeichnung nicht dargestellt sind. Das Material wird in Pfeilrichtung dem obern Teil eines Kratzförderers 143 zuge führt. An seinem andern Ende fällt das Ma terial in den untern Teil der Zufuhrvorrich tung und wird dem Ausflussrohr 144 zuge führt, von wo es in den Behandlungsbehäl ter 146 hinunterfällt.
Wenn dieser Behälter bis zum Rohr 144 mit Material gefüllt ist, wird das überschüssige Material der Öff nung 145 der Zufuhrvorrichtung 143 zuge führt und kehrt in den Lagerbehälter zurück. Hierdurch wird erreicht, dass der Behand lungsbehälter 146 stets mit Material gefüllt ist, selbst wenn die Entladung des Behäl ters 146 ungleich ist.
Der Behandlungsbehälter 146 ist in seinem untern Teil mit einer FÖrder- schraube 151 versehen, die dem Becher werk 152 dauernd Material zuführt. Die Förderschraube 151 wird durch einen An trieb mit veränderlicher Geschwindigkeit angetrieben, womit ihre Leistung gesteuert werden kann. Die Becher 153 sind vorzugs weise aus Stahlblech hergestellt und durch löchert, um ein Ablaufen der Behandlungs lösung zu erlauben. Der Elevator 152 ist in einem wasserdichten Gehäuse 154 einge schlossen.
Die Behandlungslösung wird dem Ma terial beispielsweise durch das mit dem Aus flussrohr 144 durch die Verbindung 150 ver bundene Rohr 149 zugefügt. Die Lösung fliesst daher über das Material, während die ses sich im Behälter 146 befindet.
Die Lösung kann im Flüsssigkeitslager- behälter 147 hergestellt und mittels der Pumpe 148 dauernd zum Ausflussrohr 144 hinaufgepumpt werden.
Das Elevatorgehäuse 154 ist auf pas sender Höhe, z. B. in ungefähr 2/3 der Höhe des Behandlungsbehälters 146, mit einer Ab flussvorrichtung 155 versehen, durch die die Behandlungsflüssigkeit durch eine Rohrlei tung 156 in den Lagerbehälter 147 zurück fliesst, versehen. Da das Lignocellulose ent haltende Material auf der Lösung schwimmt, wenigstens bevor es vollständig eingeweicht ist, ist es nötig, den Behandlungsbehälter 146 stets mit Material gut gefüllt zu halten. Der Elevator 152 gibt das Material dem För derer 157 ab, von wo es durch ein Ausfluss rohr 158 zur Entwässerungspresse 159 fliesst.
Das entwässerte Material wird durch die Entladungsöffnung 160 dem Trichterrohr 162 zugeführt, und die ausgepresste Flüssigkeit fliesst durch die Rohrleitung 161 in den Lagerbehälter 147 zurück. Das Material wird durch das Trichterrohr 162 der Zer- faserungs-anlage 163, die der in Fig. 2 gezeigten Zerfaserungsanlage . entspricht, abgegeben. Wenn n.o.ch etwas überschüssige Lösung im Material vorhanden ist, wird diese zum grössten Teil in der.
Zufulhreinrich- tung 164 ausgetrieben und kehrt. durch die Rohrleitung 165 in den Lagerbehälter 147 zurück.
Nach der Einführung des Materials in die Zerfaserungsanlage wird dasselbe, wie vorstehend beschrieben, zerfasert. Die Erhit- zungsdauer wird der Art der chemischen Behandlung und den gewünschten Ergeb nissen angepasst. Wenn z. B. Faserbrei aus Holz für die Herstellung von Wellkarton für Behälter und ähnliche Artikel herzustellen ist, werden gute Ergebnisse erzielt, wenn das Material ungefähr 2 Stunden mit einer Lösung, die 2 % Natriumhydrogyd und 0,4% Natriumsulfit enthält, imprägniert wird.
Der Chemikalienverbrauch sollte so eingestellt werden, dass er ungefähr 2 bis 5 % des Trockengewichts des Materials ent spricht. Nachher wird das Material der Erhitzungskammer und schliesslich der Zer- faserungsanlage zugeführt. Die Dauer der Erhitzung beträgt zweckmässig 10 bis 30 Mi nuten, vorzugsweise 12 bis 18 Minuten, und der Damfdruck ungefähr 9 bis 10 kg/cmê.
Durch die oben beschriebene Behandlung wird mit niedrigerem Chemikalienverbrauch ein Faserbrei mit besseren Eigenschaften erhalten, als wenn die Behandlungslösung während des Erhitzens zugefügt wird.
Bei der Behandlung von schwach ver holztem Material, wie z. B. von Getreide stroh, andern einjährigen Pflanzen, von Sten geln von gewöhnlichem Zuckerrohr oder von chinesischem Bagassezuckerrohr, Schilfrohr, Bambus usw., kann die Erhitzungsdauer vor der Zerfaserung sehr klein sein, im Falle von Getreidestroh beispielsweise nur 1 bis 3 Minuten. In dieser Weise wurde Weizen stroh bei einer vorausgehenden Einwei- ehungszeit von 2 Stunden mit einer 1 %igen Natriumhydroxydlösung der Zerfaserungs- anlage zugeführt, wo es während ungefähr 1 bis 3 Minuten der Hitze ausgesetzt wurde, bevor es zerfasert wurde.
Der in dieser Weise hergestellte Brei war ebenso gut und gleich mässiger wie ein Brei, der durch eine Erhit zung von 10 bis 15 Minuten Dauer während der Mischung des Strohes mit der Natrium- hydrogydlösung im Vorwärmer einer Zerfa- serungsanlage erhalten würde. Die Roe'sche Chlorzahl, ein Mass für die Bleichbarkeit, lag zwischen 3 und 4, der Brei liess sich leicht bleichen und hatte sehr gute Eigenschaften in bezug auf die Papiererzeugung. Aus sol chem Strohbrei hergestelltes Papier ist sehr stark und zäh.
Es kann eine Reisslänge zwi schen 8000 und 9000 Metern und ein Mullen test (Berstdruckbestimmung) von 120 erzielt werden. Die beiden letzteren Werte sind ein in der Papierindustrie gebräuch liches Mass für die Festigkeit.
Bei der beschriebenen Vorrichtung wund lediglich die Zufuhrvorrichtung 10 zur Er hitzungskammer 22 automatisch in Abhän gigkeit von der Höhe des Materials in der Kammer gesteuert. In ähnlicher Weise kann man natürlich auch die Fördervorrichtung 26, welche das Material von der Kammer 22 in den Zerfaserer 30 fördert, oder beide För- dervorrichtungen gleichzeitig von der Mate rialhöhe in, der Kammer 22 abhängig machen. Beispiel: Späne von Nadelholz werden mit einer Lösung von Natriumhydroxyd von 1 bis 3 oder mehr, je nach dem gewünschten Grad der Auflösung, imprägniert.
Die Späne wer den in einem offenen Behälter während 1 bis 8 Stunden, vorzugsweise 1 oder 2 Stunden, bei einer Temperatur von 20 bis 30 C ein geweicht. Wenn höhere Temperaturen, z. B. 60 bis 80 C, angewendet werden, ist die Im prägnierung in weniger als . einer Stunde beendet. Die Imprägnierung kann auch kon tinuierlich durchgeführt werden. Die Späne können hierauf der beschriebenen Vorrich tung zugeführt werden, wo sie einer Tempe ratur von ungefähr 170 bis 180 C während einer Zeitspanne, die von 10 bis 30 Minuten schwankt, ausgesetzt --erden, bevor sie mechanisch bei hohen Temperaturen, zer fasert werden.
Bevor die Späne der Erhitzungskammer zugeführt werden, lässt man zuerst den Überschuss der Lauge ablaufen, worauf in einer Schrauben- oder Kolbenpresse ein wei terer Anteil an Lauge .entfernt wird. Der Feuchtigkeitsgehalt -der Holzspäne wird auf diese Weise von 65 bis<B>85%</B> auf 40 bis 60 oder weniger, berechnet auf das Gesamtnass- gewicht der Späne, herabgesetzt.
Einevergleichsweise lange Einweichungs- zeit hat den Vorteil gleichmässiger Vertei lung der Chemikalien in dem Lignocellulose enthaltenden Material und in dem ursprüng lich- darin enthaltenen Wasser. Zugleich wird eine milde Lösewirkung auf die Ligninsub- stanzen erreicht. Durch geeignete Wahl der Konzentration der den Spänen zugefügten Lösungen und durch Anpassung des Ent- wässerungsgrades nach dem Einweichen ist es möglich, die im Verhältnis zum Trocken gewicht des Holzes zugeführte Chemikalien menge scharf zu überwachen.
Dadurch kann die Einwirkung der Chemikalien auf das Holz genau kontrolliert werden. Sehr gute Resultate wurden durch Verwendung einer 2 % igen Lösung von Natriumhydroxyd erhalten, die in solcher Menge zugefügt wurde, dass der Gesamtverbrauch an Natrium- hydrogyd 3 % des ursprünglichen Trocken gewichts des Holzes entsprach. Für gewisse Zwecke ist es vorteilhaft, der Lösung 10 bis 25% Natriumsulfit, berechnet auf die ver wendete Natriumhydroxydmenge, zuzufügen.