DE1908806U - Vorrichtung zur bestimmung des mahlverhaltens von zell- oder papierstoff. - Google Patents

Description

Laborvorrichtung zum Bestimmen des betrieblichen Mahlverhaltens von Zellstoff oder Papierstoff

Die genaue Kenntnis des Mahlverhaltens von Zellstoff oder Papierstoff im Betrieb ist für die Eignungsprüfung neu vorgelegter Proben mit zunächst unbekannten papiertechnologischen Eigenschaften sowie auch für die optimale Einstellung der im Betrieb vorhandenen Mahlgeräte und für viele andere Zwecke von Bedeutung. Dementsprechend sind auch verschiedentlich Versuche unternommen worden, diese Eigenschaft von Zeil- und Papierstoffen im Laboratorium in möglichst kurzer Zeit möglichst genau zu bestimmen. Bei der Ausarbeitung der bekannten Verfahren wurde entweder das Hauptgewicht auf möglichst grosse Praxisnähe gelegt oder unter mehr oder weniger weitgehendem Verzicht hierauf auf möglichst hohe Reproduzierbarkeit der Ergebnisse und grosse Klassifizierungsschärfe.

Im Zuge der Entwicklung dieser Verfahren hat sich gezeigt., dass die Probemahlung der Zeil- oder Papierstoffe in einem kleinen Laborrefiner, vorteilhafterweise in einem Kegclrefiner in mancher Hinsicht den Vorzug vor anderen Methoden verdient, wenn hierbei in bestimmter Weise verfahren wird. Bei der Verwendung eines Refiners ergibt sich der Vorteil, dass dieses Gerät über die gleichen beeinflussbaren Kenngrössen verfügt, wie die üblichen im Betrieb verwendeten Kahlgeräte. Wesentlich ist aber, dass die während der Versuchsmahlung verbrauchte reine Kahlenergie in geeigneter Weise erfasst und über ihr die Änderung der physikalischen Eigenschaften des zu untersuchenden Stoffes !Während des Mahlprozesses aufgetragen wird. Durch die Ermittlung der reinen Mahl-

arbeit^ also einer Grosse, die von allen in der Vorrichtung entstehenden Verlusten., beispielsweise den Reibungsverlusten in den Lagern und Stopfbüchsen befreit ist, erhält man eine Grosse, die sich mit grosser Genauigkeit vom Laborversuch auf die Betriebsverhn.ltnisse übertragen lässt. Versuche haben gezeigt, dass dies selbst dann der Fall ist, wenn im Betrieb nicht mit einem Refiner gearbeitet, sondern οine andere Mahlvorrichtung eingesetzt wird.

Die vorliegende ."Lrfindung hat nun eine Laborvorricl'timg sum Gegenstand, mit der das oben geschilderte Verfahren in besonders praktischer und schneller Form durchgeführt werden kann. Die erfindungsgemilsse Laborvorrichtung sum Bestimmen des betrieblichon Γ-iahlverhaltens von Zellstoff oder Papierstoff besteht aus einem kleinen Refiner, einem Antriebsmotor hierfür, einem Umlaufbefass und einem in dieses einmündende Ausflussrohr für die zu untersuchende Stoffsusp^noion. Die Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Refiner mit einer Einstellvorrichtung für die "ahlspaltweite verbunden ist, die zur Grobeinstellung ein Handrad und zur Feineinstellung und/oder Nachregelung einen Stellmotor aufweist, dor üb^r c.n sich bekennte Regelvorrichtungen in Abhängigkeit von der aufgenommenen elektrischen Leistung gesteuert wird. Zwischen der;, !"iotor des Refiners und dam Stellmotor ist eine Kupplung vorhanden, die über einen Schalthebel -.iin- und auskuppelbar ist und die ausserdem noch einen elektrischen Sche.ltir aufweist, der durch den selben Schalthebel betätigt v.'ird und der beim Ein- bsw. Auskuppeln den Antriebsmotor und einen in dessen Etror.-

;en Arbeitszähier ein- bzw. ausschaltet.

Die neue Vorrichtung lässt sich besonders einfach aufbauen, wenn die Kupplung eine Reibungskupplung ist. Der erwähnte Arbeitszähler wird vorteilhafterweise als Netto-Verbr?uchszähler ausgebildet, also als Zähler der eine elektrische oder mechanische Kompensation der Leerlaufarbeit gestattet.

Um eine bessere Zirkulation der zu untersuchenden Paserstoffsuspension zu erreichen, wird vorgeschlagen, auf der Rotorwelle wenigstens ein Förderorgan anzuordnen. Dieses Förderorgan kann entweder an demjenigen Ende des Rotors angeordnet sein, an dem die zu untersuchende Suspension in den Refiner eintritt oder am entgegengesetzten.

Damit die aus dem Refiner austretende Suspension, die mittels eines Stoffausflussrohres wieder an den Refinereingang zurückgeleitet wird, nicht unmittelbar in diesen wieder eintritt ohne sich mit der übrigen Suspension gehörig zu vermischen, wird vorgeschlagen, unter dem Auslass des Stoffausflussrohres einen vorzugsweise kegelförmigen Stoffverteiler anzuordnen. Zur Erleichterung der Arbeit kann oberhalb des erwähnten Umlaufgefässes ein an sich bekannter Stoffauflöser vorhanden sein, der zur Vorbereitung dor zu untersuchenden, eingewogenen Zellstoffprobe dient.

Um die erfindungcgemässe Vorrichtung näher zu erläutern, wird auf die beigefügte Zeichnung verwiesen, in der die Vorrichtung schematisch dargestellt ist.

Auf einem stabilen Montagerahmen 1 ist ein Refiner 2 - im dargestellten Beispiel ein Kegelrefiner - montiert,

der über eine Ausgleichskupplung 3 mit einem Antriebsmotor verbunden ist. Der Kegelrefiner 2 besteht in bekannter Weise aus einem Hohlkegel 5* der im Innern mit langgestreckten Messern 6 besetzt ist, sowie einem in diesem Hohlkegel angeordneten weiteren Kegel J₁ der auf seinem Umfang Messer 8 trägt, die ebenfalls in Längsrichtung des Kegels angeordnet sind.

Der Kegel J ist um seine Achse drehbar gelagert und wird über die Antriebswelle 9 und die Ausgleichskupplung J5 vom Elektromotor 4 angetrieben. Um eine bessere Zirkulation der zu untersuchenden Stoffsuspension zu erreichen., ist auf der Welle 9 noch eine Pumpvorrichtung 10 montiert, die im dargestellten Beispiel am breiten Ende des Rotorkegels angeordnet ist, die aber auch am entgegengesetzten Ende vorhanden sein kann. Schliesslich ist es auch möglich zwei Pumpvorrichtungen 10 vorzusehen.

Am Stoffeintrittsende 11 des Refiners 2 ist ein Umlaufgefäss 12 angeordnet, welches an seinem unteren Ende einen über einen Hebel 13 zu öffnenden Verschluss l4 aufweist«

Am Stoffaustrittsende 15 des Refiners 2 ist ein Rohr 16 angeordnet, das den Stoff über ein Knie 17 wieder in das Umlaufgefäss 12 zurückleitet. Damit der unter Druck austretende Stoffstrahl nicht sogleich bis in die Dosiervorrichtung l4 geschleudert wird, befindet sich unter dem Auslass 18 ein Stoffverteiler 19, der vorzugsweise die Form eines Kegels hat.

Zur Grobeinstellung des Arbeitsspaltes 20 dient ein Handrad 21, welches es gestattet, den Rotor über die Welle 22 in Richtung des Doppelpfeiles 23 hin und her zu schieben.

Die genaue Spaltweite lässt sich an einer in der Zeichnung nicht dargestellten Noniusskala ablesen.

Zur Feineinstellung des Arbeitsspaltes und zum Konstanthalten desselben dient ein Stellmotor 24, der mittels einer Kupplung 25 ein- und auskuppelbar ist. Die Kupplung wird über den Hebel 26 bedient. Mit der Kupplung 25 verbunden ist ein elektrischer Schalter 27, der gleichzeitig mit dem Stellmotor 24 auch den in den Stromkreis des Antriebsmotors 4 geschalteten Arbeitszählers 2S ein- bzw., ausschaltet. Ein Regelgerät 29 steuert den Stellmotor 24 und damit die Spalt-weite 20 derart, dass vom Motor 4 stets die gleiche elektrische Leistung aufgenommen wird. Oberhalb des Umlaufgefässes 12 ist vcrteilhafterweise noch ein Stoffauflöser 30 angeordnet, dessen Flügelrad 31 über eine Ausgleichskupplung 32 von einem Elektromotor 33 angetrieben wird. Der Ctoffauflöser hat an seinem Boden eine mittels eines Hebels 34 verschliessbare Ausflussöffnung 35, durch die der vorbereitete Stoff in das Umlaufgefäss 12 gelangt.

Eine mit der erfindungsgemässen Vorrichtung durchzuführende Probemahlung gestaltet sich nun wie folgt:

Zunächst wird eine eingewogene Stoffprobe - beispielsweise 5C0 g - mit 12.5CC enr V/asser in den Stoffauflöser J5C gegeben. OjT Antriebsmotor 33 wird eingeschaltet und setzt über die Ausgleichskupplung 32 das Rührwerk 31 in Bewegung. Hierbei muss selbstverständlich der Ausfluss 35 verschlossen sein, damit der Stoff nicht in das Umlaufgefäss 12 gelangen kann.

Während die zu untersuchende Stoffsuspension im Stoffauf -

löser 30 vorbereitet wird, wird die Gesamtvorrichtung über das Umlaufgefäss 12 mit Wasser gefüllt. Mittels des Handrades 21 wird der Arbeitsspalt 20 auf den gewünschten Wert angenähert eingestellt und nun die Maschine durch Betätigung des Kupplungshebels 26 eingeschaltet. Der Arbeitszähler 28 misst hierbei die nun aufgewendete Leerlaufarbeitj die entweder notiert wird oder - in dem Falle, dass es sich bei 28 um einen Netto-Verbrauchszähler handelt - durch Betätigung der Kompensationsvorrichtung derart kompensiert wird, dass der Zähler nun stillsteht.

Nach dieser vorbereitenden Arbeit wird die Vorrichtung entleert und die inzwischen vorbereitete Feststoff-Wassersuspension aus dem Stoffauflöser 30 durch Öffnen des Auslasses in das Umlaufgefäss 12 gebracht. Nachdem der Verschluss l4 mittels des Hebels 13 geöffnet ist, wird mit Hilfe des Handrades 21 der Mahlspalt 20 so eingestellt, dass die Vorrichtung angenähert die gewünschte Leistung aufnimmt. Diese Leistung ist so bemessen, dass sich unter den vorliegenen Bedingungen eine technisch realisierbare Mahldauer ergibt. Nun wird die Kupplung 25 durch Umlegen des Hebels 26 betätigt. Hierdurch wird gleichzeitig der Schalter 27 betätigt, der jetzt den Arbeitszähler 28 einschaltet. Die Regelvorrichtung 29 regelt den Stellmotor 24 derart, dass vor der Vorrichtung eine stets konstant bleibende Leistung aufgenommen wird, so dass an den zu untersuchenden Proben stets die gleiche Arbeit geleistet wird. Diese Arbeit ist natürlich grosser als die beim Vorversuch vom Arbeitsmesser 28 registrierte Leerlaufarbeit, da sich im Kreislauf der Vorrichtung nun nicht reines Wasser befindet, sondern eine Feststoff-Wassersuspension.

im Abstand von einigen Minuten - besser nach konstanten Arbeitsverbräuchen - werden aus dem Umlaufgefäss 12 mehrmals nacheinander Proben entnommen, an denen - gegebenenfalls nach Formung eines Papierblattes - die gewünschten physikalischen Eigenschaften auf bekannte Weise ermittelt werden. Hierbei wird das Gewicht der entnommenen Proben ermittelt, sowie die Menge des in ihnen enthaltenen Peststoffes, damit die noch in der Vorrichtung kreisende Feststoffmenge stets bekannt ist.

Die erfindungsgemässe Laborvorrichtung zeichnet sich durch Betriebssicherheit und Einfachheit der Bedienung aus. Sie gestattet es, eine komplette Untersuchung des Mahlverhaltens in etwa 30 Minuten durchzuführen.

Claims (6)

1. Vorrichtung zur Bestimmung des betrieblichen Mahlverhaltens von Zeil- oder Papierstoff, bestehend aus Refiner, Antriebsmotor, Umlaufgefäss und ein in dieses einmündendes Ausflussrohr für die zu untersuchende Stoffsuspension,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Refiner (2) mit einer Einstellvorrichtung für die Mahlspaltweite verbunden ist, die zur Grobeinstellung ein Handrad (21) und zur Feineinstellung und/oder Nachregelung einen elektrischen Stellmotor (24) aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

dass zwischen dem Rotor (7) und dem Stellmotor (24) eine über einen Schalthebel (26) ein- und auskuppelbare Kupplung (25) und ein durch denselben Schalthebel (26) bedienbarer elektrischer Schalter (27) vorhanden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

dass die Kupplung (25) eine Reibungskupplung ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

dass auf der Rotorwelle (9) wenigstens ein Förderorgan (lO) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

dass unter dem Auslass (l8) des Stoffausflussrohres (l6) ein vorzugsweise kegelförmiger Stoffverteiler (19) angeordnet ist

Diete Unterlege (BosehreJbuno und Sehutwmspf.) W die zntetat eingereichte·, sie wicht, von eter Worfj.f ιΐι-,,,Λ'ϊίηΙΙβη Olngofoiahton Ur.lBitoiin cv> Di;· rc-W-;.:.·} ßHiu'vng dor Afwcichuni» >ί? ntc!«- ö«,?r«K, »it\v:>j ^i wnQC'Cte'itcn Unteiissün Lcfi,n.;efi ilo;i in clr.ri A,; i;ckitn. i>-n kör-^to y.-JtüY.t chat Noc*ivv*is t^:i»»,t<tS\»n Ιηίϋίιίΐξοβ flebührenfasi öingösehen werden. Auf Anfrag we.-<äen hiervon auch roic«opien oder ftenn«9«tliv« tu den Qbtt^twn Pt*lsön QSliifeit. ... Deutsches Patentamt, GebrauchsmusteisteUe,

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb des Umlaufgefässes (12) ein Stoffauflöser (30) angeornet ist.