Zerkleinerungsmaschine zur Herstellung einer Suspension. Der in der Papierfabrikation am meisten verwendete Rohstoff ist der Zellstoff. Ein anderes Ausgangsmaterial, das jedoch nicht im bleichen Umfang Verwendung findet, ist das Altpapier. Der Zellstoff wird den Papier fabriken in der Regel in Form von Ballen ge liefert, die gewöhnlieh nicht mehr als 10% Wasser enthalten, und diese trockene Papier masse muss, bevor sie in einem Holländer be handelt werden kann, mit soviel Wasser ver mischt werden, dass eine Suspension entsteht, die etwa 4 bis 8 % Zellstoff enthält. Altpapier wird in gleicher Weise behandelt. Bis jetzt war es übliclh, den Holländer auch für die Herstellung der wässerigen Suspension der Zellstoffe bzw. des Abfallpapiers zu verwen den.
Da jedoch die Holländer effektiv Mahl werkzeuge sind, ist ihre Wirksamkeit für die Herstellung von Suspensionen nur sehr be ring, wodurch die Kapazität der Holländer als Ganzes, beträchtlich herabgesetzt wird.
Vorschläge zur Behebung dieser Un- zukömmlichkeiten zeitigten keine befriedigen den Ergebnisse. Einer dieser Vorschläge sieht die Verwendung eines gesonderten Apparates zur Vermischung der Papiermasse oder des Abfallpapiers mit Wasser vor, wobei das Ge misch gerührt werden soll, bis eine für die Weiterbehandlung in Holländern geeignete Suspension erreicht ist. Die bisher bekannten Einrichtungen dieser Art erwiesen sich jedoch in verschiedenen Beziehungen als unbefrie digend. Die vorliegende Erfindung betrifft nun eine Zerkleinerungsmaschine zur Herstellung einer Suspension von Zellstoff und/oder Alt papier in Wasser zwecks Weiterbehandlung in einem Holländer.
Die erfindungsgemässe Masehine weist einen Behälter auf, über dessen Boden ein Schaufelrad von einer senkrechten Welle ge tragen wird, wobei die Schaufeln auf ihren Oberkanten eine Scheibe tragen, die eine zur Welle koaxiale Zugangsöffnung zii den Sehau feln aufweist. Bei einem Ausführungsbeispiel wird durch die Zugangsöffnung der Behälter inhalt zur Mitte des Schaufelrades gesaugt, von wo aus er durch die Schaufeln nach aussen bedrückt wird.
Dadurch erreicht man eine zwan-läufige Zirkulation des Behälterinhalts, wobei letzterer vom Schaufelrad dem Boden des Behälters entlang gegen dessen Seiten wände strömt, dann diesen entlang nach oben und wieder einwärts und abwärts, so dass er wieder durch die Pumpe angesaugt und in Zirkulation gesetzt wird.
Die Welle des Schaufelrades erstreckt sich bei diesem Ausführungsbeispiel senkrecht nach oben und wird dort, z. B. durch einen Seil- oder Riemenantrieb oder sonst eine Kraftübertragungsvorrichtung angetrieben. Gemäss einer Variante kann die Welle auch einen eigenen Antriebsmotor aufweisen, der mit ihr direkt oder über eine Kupplung in Verbindung steht. Es sei jedoch bemerkt, dass die Welle nicht unbedingt durch den Tank nach oben gehen russ, sondern gewünschten falls sich durch dessen Boden nach unten er strecken kann, wobei sie dann am untern Ende angetrieben wird. In letzterem Falle weist der Tank ausser dem Schaufelrad keine beweglichen Teile auf.
Das Schaufelrad ist vorzugsweise mit ge eigneten Mitteln, z. B. gekrümmten Schikanen oder Leitblechen, die wie Messer wirken, ver sehen, um die Zellstoffklumpen oder das Ab fallpapier in Stücke zu reissen. Diese Schika nen oder Leitbleche können von Armen ge tragen werden, die ihrerseits wiederum als Messerklingen ausgebildet sein können. Diese Arme können z. B. radiale Messer sein. Sie können auch als Propellerschaufeln ausgebil det sein, um die Bewegung der Flüssigkeit längs der Welle zu bewirken.
Das Schaufelrad kann bei einem Ausfüh rungsbeispiel auch als Pumpe für die Ent leerung des Behälters dienen. Zu dieseln Zweck kann dasselbe ständig mit einer Ab lassöffnung in der Behälterwand in Verbin dung stehen oder es kann zeitweilig mit einer solchen Öffnung verbunden werden. In bei den Fällen sind die Begrenzungswände des Pumpengehäuses einerseits durch die Scheibe, welche die obere Wand des Schaufelrades bil det, und anderseits durch den Behälterboden gebildet. Im erstgenannten Fall wird ständig ein Teil des Tankinhaltes herausgepumpt, während im zweiten Fall die Leerung des Tanks in gewissen Zeitabständen eirfolgt.
In der beiliegenden Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegen standes dargestellt.
Fig. 1 ist ein Vertikalschnitt und Fig. 2 ein Horizontalschnitt nach Linie II-II der Fig. 1.
Fig. 3 ist ein Vertikalschnitt und Fig. 4 ein Schnitt nach Linie IV-IV der Fig. 3 und zeigt eine andere Ausführungs form.
Fig. 5 ist eine im wesentlichen schema tische Seitenansicht einer abgeänderten Aus führungsform eines abgeänderten Tanks.
In Fig. 1 und 2 bedeutet 1 einen im we sentlichen zylindrischen Tank oder Behälter, der oben offen ist. In diesenm Behälter ist exzentrisch eine vertikale Welle 2 angebracht, die durch die ganze Höhe des Behälters hin durchgeht und unten durch ein im Boden angebrachtes Loch hindurchtritt. Der untere Teil der Welle 2 sitzt in einem Zapfenlager, das ein Futter aus Hartholz und einen ab- nehmnbaren Boden 4 besitzt, um die Auswechs- hmg des Futters zu erleichtern. Oberhalb des Behälters ist die Welle im Lager 6 gelagert das vom Balken 5 getragen wird, der sieh über die Behälteröffnung- erstreckt.
Das obere Ende der Welle, das über das Lager vorsteht, trägt eine Riemenscheibe 7 oder sonst ein Element zur Kraftübertragulig- an die Welle, oder es kann mit einem Motor gekuppelt sein.
Im Behälter ist mittelbar über dem Boden ein Schaufelrad vorgesehen, das von der Welle 2 getragen wird, auf der die Buchse 8 be festigt ist, die in der Nabe sitzt und mit ihr durch geeignete Mittel verbunden ist. Die Nabe 9 trägt eine Anzahl Schaufeln 10, deren obere Kanten die Scheibe 11 mit der Mittel öffnung 12, welche die Buchse 8 konzentrisch umgibt, tragen. Die Scheibe 11 trägt zwei Schikanen oder Abschirmungen 13, die in bezug auf die Buchse 8 exzentrisch gekrümmt sind und an dieser durch radiale Arme 11 (Fug. 2) befestigt sind. Diese Schikanen oder Abschirmungen und ihre Arme wirken als Reisselemente.
Ferner sind die Arme, wie in Fig.1 gezeigt, derart abgeschrägt, dass sie als Propellerschaufeln wirken und dem Material eine Bewegung längs der Welle '?. erteilen.
An der Stelle der Behälterwand, wo das Schaufelrad dieser am nächsten ist, ist eine Austrittöffnung 15 vorgesehen, die auf dem gleichen Niveau liegt wie die Schaufeln des Rades. Von ihr aus erstreckt sich die Ablei tung 16. Die Öffnung ist mit einem Gitter aus Rippen oder andern Elementen versehen, die einem noch zu erläuternden Zweck dienen. Der Betrieb geht wie folgt vor sich: Nachdem der Behälter bis zu einer ge wünschten Höhe mit Wasser gefüllt ist, lässt man dass Schaufelrad laufen, worauf man die Zellulose- oder Altpapierballen, die als Roh material dienen, in den Behälter gibt.
Infolge der Form des Schaufelrades, die praktisch ähnlich dem Rad einer Rotationspumpe ist, wird das Wasser zusammen mit dem Zellstoff material durch die Saugwirkung gegen die Mittelöffnung 12 in der Scheibe 11 gezogen und gelangt zu den Schaufeln, die es mit ho her Geschwindigkeit gegen die Behälterwand drücken. Dabei werden Zellstoffetzen von den Ballen abgerissen oder Altpapier wird durch die Schikanen 13 und die Arme 14 zerrissen. Grössere, nicht genügend zerkleinerte Stücke, die im Wasser suspendiert sind, werden von den Abschirmungen 13 und 14 daran gehin dert, zur Öffnung 12 zu gelangen, und werden im Behälter weiter in Zirkulation gehalten, bis sie infolge der sich stets wiederholenden Einwirkung der Abschirmungen und Arme genügend zerkleinert sind, um durch die Öff nung 12 durchtreten zu können.
Durch die Wirkung des Schaufelrades wird der Behäl terinhalt in Zirkulation gehalten, wodurch eine immer innigere Mischung der Zellstoff- oder Papierteilchen mit dem Wasser erreicht wird.
Das Schaufelrad wirkt auch als Pumpe und bewirkt einen kontinuierlichen Fluss des Wassers bei einem bestimmten, überatmosphä rischen Druck durch die Ableitung 16, die in direkter oder indirekter Verbindung mit demn Holländer stehen kann. Wenn deshalb die Entleerung durch die Wirkung des Schau felrades fortschreitet, wird das Wasser und der Zellstoff durch fortlaufende frische Zu gaben ersetzt. Infolge des Gitters 17 in der Auslassöffnung 15 gelangen keine grossen Stücke Zellstoff oder Papier in die Leitung 16. Diese Stücke gelangen vielmehr in den Kreislauf im Behälter zurück.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 und 4 wird das Schaufelrad von einer zentralen Welle 2 im zylindrischen Behälter 3 getragen. Das Schaufelrad kann gleieh ausgebildet sein, wie das bereits beschriebene, so dass es nicht nochmals beschrieben zu werden braucht. Im vorliegenden Falle ist die zentrale Welle 2 in einem unter demn Behälterboden befind lichen Lager 3 gleitend angeordnet und wird oben vom Lager 20 gehalten, das vom Balken 5 oben auf dem Behälter getragen wird. Die Welle kann mittels des Hebels 21 innert ge wisser Grenzen in Axialrichtung hin- und her geschoben werden. Anm obern Wellenende ist oberhalb des Lagers 20 die Leitscheibe 22 an gebracht. Wie bereits erwähnt, kann die Kraftübertragung zur Welle auch durch an dere geeignete Mittel, z. B. durch einen mit der Welle gekuppelten Motor erfolgen.
Die Verschiebbarkeit der Welle ist bei die ser Ausführungsform deshalb erforderlich, da die Behälterwand nicht als Teil des Pumpen gehäuses für das Schaufelrad wirken kann, da letzteres in der Mitte des Behälters an geordnet ist. Um ein Pumpengehäuse zu be schaffen, ist der Behälterboden mit. einer Ver tiefung mit. zylindrischer Wand 23 und kreis förmigem Boden 24 ausgebildet, deren Durch messer ungefähr gleich gross ist, wie derjenige der Scheibe 11 auf den Oberkanten der Flü gel.
Damit dieser vertiefte Teil, falls erforder lich, als Pumpengehäuse wirken kann, ist es notwendig, das Schaufelrad in diesen versen ken zu können, indem man die Welle 2 senkt. Es wird so durch die Scheibe 11 einerseits und die Vertiefung 23, 24 des Behälterbodens ein Pumpengehäuse geschaffen. Die Zylinderwand 23 weist einen tangent.ialeir Ausla.ss auf, der mit der Ableitung 25 verbunden ist. Diese Leitung kann direkt. oder indirekt mit. einem Holländer verbunden sein.
Der Betrieb die sem Vorrichtung ist intermittierend.Während des Mischens und Rührens befindet sich. das Schaufelrad, wie in Fig. 3 dargestellt, in ge hobener Stellung über der Vertiefung 23, 2-1, wobei die Unterkanten der Schaufeln mit dem äussern Behälterbodenteil praktisch bündig sind. In diesem Falle werden die Ausgangs stoffe, der Zellstoff oder das Altpapier, so wie das Wasser in Intervallen in den Behäl ter gegeben, wobei man jedesmal soviel zu gibt, als für eine Charge benötigt wird.
Das Wasser mit dem darin befindliehen Zellstoff oder Altpapier, wird durch das Sehaufelrad in der beschriebenen Weise so lange in Zir kulation gesetzt, bis das Material im Wasser genügend suspendiert ist. Hierauf wird das Schaufelrad in die Vertiefung 23, 24 versenkt, damit es als Förderpumpenrad wirkt und den Behälterinhalt durch die Leitung 25 drückt. Wenn die Suspension fertig und der Behälter entleert ist, wird das Schaufelrad wiederum in seine normale Lage gehoben und der Tank mit einer neuen Charge beschickt.
Es kann z. B. erwünscht sein, einen Teil der durch die Leitungen 16 oder 25 weggehen den Suspension wieder in den Behälter zu- rückzuüühren. In diesem Falle kann die Ent leerungsleitung eine zum Behälter zurück gehende Abzweigung 26 (Fig. 5) aufweisen, deren Durchlauf durch ein Ventil 27 ge steuert wird.