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Stoffmühle für Faserstoffe Gegenstand der Erfindung ist eine Stoffmühle
für Faserstoffe, mit deren Hilfe es gelingt, aus Rohstoffen der verschiedensten
Art, vvie Zellstoff, Papier-, Textilabfällen, Stroh, Holz oder Holzabfällen, einen
für die Herstellung von Papier, Pappe u. dgl. sehr gut geeigneten Stoff zu erhalten.
Bei der Zerfaserungderartiger Rohstoffe ist es wesentlich, daß die im Ausgangsstoff
in verfilztem oder verkittetem Zustand enthaltenen. Fasern möglichst weitgehend
voneinander getrennt und freigelegt werden, während andererseits eine Verlcürzüng@oder
sonstige Beschädigung der Einzelfasern zu vermeiden. ist. - Infolg °-dessen kommt
es bei einer Scheibenmühle für derartige Zwecke zunächst einmal .darauf an, daß
die beiden Scheiben mit radial verlaufenden Rippen besetzt sind, die einander genau
parallel gegenüberliegen und infolgedessen beim Umlauf keine scherende Wirkung auf
die Fasern ausüben.
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Stoffmühlen -mit derartigen radial verlaufenden Rippen sind zwar alt
sich bekannt. Sie berücksichtigen aber nicht,das weitere Erfordernis, daß .der Rohstoff
unter möglichst-er Parallelrichtung der Fasern und unter Vermeidung jeder Stauungs-
oder Verstopfungsmöglichkeit durch die Rippenzone hindurchgeht, damit verhindert
wird, daß durch Querstellung des Rohstoffes doch eine Faserwerkürzung auftritt oder
.durch Verzögerung des Durchgangs das@Material zu stark erwärmtwird.
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Die Erfindung ,sieht eine Stoffmühle mit Scheiben mit radial verlaufenden
Rippen vor, bei der die umlaufende Scheibe mit einem Schneidrippenkranz geringerer
Breite als die feststehende Scheibe .ausgebildet ist und an dem Rippenkranz der
umlaufenden ScheibL-nach innen gerichtete Schlagarme angeordnet sind, die über dem
freiliegenden gezahnten Teil der -feststehenden -Scheibe hinwegstreichen und in
Verbindung mit dem freiliegenden gez.ahnten Teil -eine Vorzerfaserung und Ausrichtung
ides Gutes bewirken.
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Die Ausbildung der Scheiben mit-verschieden breiten Rippenkränzen
und Schlagarmen
an dein umlaufenden Rippenkranz bewirkt, daß die
Rohstoffstücke schon vor dem Eintritt in die eigentliche Rippenzone vorzerfasert
werden und das entstandene fasrige Gut vor seinem Durchgang durch die Hauptzone
parallel gerichtet und so der Feinzerfaserung zugeführt wird. Dadurch wird eine
besonders schonende Zerfaserung ohne schädliche Faserkürzung erzielt.
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Zu dein gleichen Zweck einer rascher. Hindurchführung des Fasergutes
und Vermeidung einer Verstopfung oder Stauung sin l am äußeren Umfang der umlaufenden
Scheibe Wurfflügel angebracht, die das aus der Scbneidrippenzone austretende zerfaserte
Gut ergreifen und der Auswurföffnung zuführen.
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Bei einer Stoffmühle mit waagerechtem, ringförmigem Messerkranz ist
es zwar bekannt, am Umfang der umlaufenden Scheibe schaufelartige Verlängerungen
vorzusehen. Abgesehen davon, daß die Rippen dort auf beiden Mahlwerkteilen einander
kreuzend angeordnet sind, haben diese Schaufeln auch eine solche Lage, daß sie dem
aus dem Mahlwerk austretenden Stoff eine aufwärts gerichtete Strömung geben, um
ihn wiederholt in den Mittelteil der Mühle :eintreten und durch das Mahlwerk hindurchgehen
zu lassen.
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Zur Erleichterung der Zerfaserung von Rohstoffen der hier in Betracht
kommenden Art ist es bekannt, an Scheibenmühlen Einrichtungen zur Einführung von
Spül- und Druckmitteln, wie Flüssigkeit, Dampf, Luft o. dgl., vorzusehen. Es wurde
jedoch festgestellt, daß die Faserstoffe zumindest soweit sie harzartige, klebende
Bestandteile enthalten, dazu neigen, sich an den Vertiefungen der Rippenzone festzusetzen.
Um dies wirksam zu verhindern, wird bei einer bevorzugten Ausführungsform .derErfindung
denMündungen der an ein umlaufendes oder feststehendes Rohrsystem angeschlossenen
Austrittdüsen .eine derartige Stellung gegeben, daß das Spülmittel senkrecht auf
die Rippenzone der gegenüberliegenden Scheibe trifft. Durch den senlzrecliten Aufprall
des Spülmittels wird ein etwaiger klebriger Ansatz in der Rippenzone rascher und
sicherer beseitigt als bei Eintritt des Spülmittels in der radialen Richtung der
Rippen. -Die Parallelrichtung der Rohstoffe in der Vorzerfaserungszone kann auch
bei Beachtung der Merkmale der Erfindung Schwierigkeiten bereiten, wenn die aufzuschließenden
Materialien mit einer ungeeigneten oder mit unterschiedlicher Stückgröße der Stoffmühle
zugeführt werden. Es ist von wesentlicher Bedentun,g, .diese Möglichkeit auszuschließen
und Rohstoffstücke von gleichmäßiger, geeigneter Größe dem Zerfaserer zuzuführen.
Zu diesem Zweck kann gemäß der Erfindung der Vorzerfaserungseinrichtung fier Stoffiriülile
eine nach Art einer Häckselvorrichtung ausgebildete Schneidv orrichtung mit um eine
Achse umlaufenden Messern vorgeschaltet sein, in die das Gut mittels einer Fördereinrichtung,
wie z. B. zwei zusammenarbeitenden Förderbindern, eingezogen wird und die Teilstücke
gleickhmäßiger Breite unmittelbar der Einzugöffnung der Scheibenmühle zuführt. Eine
derartige Schneidvorrichtung wirkt als gleichmäßig arbeitendes Beschickungsgerät:
ferner wird die Leistung der Scheibenmühle und deren Kraftbedarf durch die Vorschaltung
der Sclineidemaschine sehr günstig beeinflußt. Beispielsweise ergeben geschnittene
Holzabfälle und geschnittene Pflanzenstengel ein Fasererzeugnis von wesentlich größerer
Gleichmäßigkeit, als dies bei Verarbeitung auf derselben Maschine ohne Vorschaltung
der Schneidvorrichtung erhalten wird.
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Bei der Scheibenmühle gemäß der Erfindung können die Scheiben eben
oder nahezu eben sein. jede der Scheiben kann für sich eine konusartige Ausbildung
erhalten, so daß in der Mitte ein Raum mit größerem freiem Onerschnitt besteht,
der sich nach dem Umfang der Scheibe hin verengt.
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ZurBecinflussung derDurchgangsgeschwindigkeit durch die Rippenzone
sind folgende Möglichkeiten gegeben: Veränderung des Druckes, Veränderung der Umlaufgeschwindigk
eit, mit deren Erhöhung die Durchgangmenge zunimmt, und schließlich leichte Schrägstellung
der Verzahnung gegenüber der Bewegungsrichtung des Gutes; jedoch muß eine etwaige
Schrägstellung an beiden Scheiben gleich sein, so daß :die Rippen auf beiden Scheiben
parallel laufen und sich nicht kreuzen.
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Die Schneidrippen können geradlinig oder auch sägeförmig als gleichschenklige
oder ungleichschenklige Dreiecke ausgebildet werden. Die Mahlscheiben erhalten zweckmäßig
Schrägflächen zur Bildung des Einzugschlitzes. Die Zahnteilung der Scheiben kann
gleich oder verschieden sein.
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In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsformen von Stoffmühlen
gemäß der Erfindung beispielsweise dargestellt. Die Abbildungen zeigen im einzelnen:
Fig. r einen senkrechten Längsschnitt durch die Maschine, Fig. 2 einen halben Ring
der Arbeitszone mit radial verlaufenden Rippen nach Fig. @, Fig.3 eine Ausführungsform
der Zähne zweier Scheiben, Fig.:I bis 6,ein Rohrsystcin für die Flüssigkeitszufuhr,
Fig. 7 einen senkrechten Schnitt durch die mit derZerfaserungsmaschine verbundeneZuführvorrichtung,
Fig.
8 dieWasserzuführung durch die Hohlwelle in größerem Maßstab, Fig. 9 Messerarme
am Gehäuse D der Fig. 7 in Vorderansicht und teilweisem Schnitt. Die Maschine nach
Fig. r besitzt zwei Arbeitszonen, nämlich eine Grob- und eine dichtgeschlossene
Feinzone; auf .der Welle a ist die Scheibe b mit den ,an,den Ringflächen h radial
oder nahezu radial angeordneten Schneidrippen gelagert.
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Die ungleich breiten Mahlringe h, kl haben gleichen äußeren Durchmesser.
Der breite Ring k1 am Gehäuse e ist feststehend, der schmale Ring k an Scheibe
b umlaufend. Diese Arbeitsringe enthalten die SchneidTippen, die beispielsweise
radial oder nahezu radial verlaufen und sägeförmigen Querschnitt haben können (Fig.
a und 3). Beim Umlauf sollen sich .diese parallel stellen. Ferner sollen die Zähne
des umlaufenden Ringes nicht gegen die senkrechte, sondern die schräge Fläche der
Sägezähne :der feststehenden Ringfläche treffen, damit lange Fasern gebildet werden.
An dem Ring k sind Arme h vorgesehen, die über dem freiliegenden gezahnten
Teil des breiten Ringes k1 zwecks Vorzerkleinerung hinwegstreichen.
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Die Flüssigkeit usw.°wird durch .di:eWelle a oder das in diese eingebaute
Rohr g mit Abzweigungen zur Arbeitszone geführt. Andererseits :dienen zur Einleitung
:durch die feste Arbeitsfläche mehrere Rohre m, die schräg oder senkrecht zur drehbaren
Mahlfläche k gerichtet sind (Fig. z und q:). Die Austrittenden der Rohre trägen
feste, schräg gestellte oder verstellbare Düsen s (Fig. 5 und 6), so daß die Spritzflüssigkeit
zwecks besserer Reinigungswirkung möglichst senkrecht auf die Arbeitsfläche auftrifft.
Dies gilt auch für die Arme des Rohrsystems g (Fig. i).
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 8 treffen die Flüssigkeitsstrahlen
senkrecht auf die Scheiben auf. Die die umlaufende Mahlbahn b besprühenden Düsen
p sind in der stillstehenden Mahlbahn e eingebaut. Das Anschlußstück an die Rohrleitung
ist nur bei der Düse gezeichnet, die nahe an :der Berührungsstelle der beiden Mahlzonen,
Feinzone z und Grobzone zd ausmündet. Eine zweite Düse p ist in der Grobzone ei
punktiert angedeutet. Das Besprühen der feststehenden Mahlbahn e erfolgt,durch Düsen
p in der umlaufenden Mahlbahn b, denen Flüssigkeit us`v. durch die Hohlwelle a über
Rohrleitung g zugeführt wird.
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Das zwischen den Scheiben b, e oder k, k1 austretende Fertiggut
kann durch Wurfflügel n herausgeschleudert werden, die am äußeren Umfang ,der umlaufenden
Scheibe angebracht sind. Bei etwaigem Durchgang harter Körper tritt :eine Erweiterung
:des Zonenschlitzes ein. Durch eine Hebelvorrichtung an der Lagerhülse kann zwangläufig
die Durchgangsbreite der Arbeitszone verstellt werden.
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Wie erwähnt, ist es vorteilhaft, das zu bearbeitende Gut in .Stücken
möglichst gleicher Länge :der Spaltzone zuzuführen. Zu dem Zweck ist der in das
Innere der Mühle mündenden Materialzuführung eine Fördereinrichtung vorgeschaltet,
auf :der das Gut gleich-' zeitig mit der Förderung in Teilstücke möglichst gleicher
Länge zerschnitten wird. Diese Förder- und Zerschneideeinrichtung besteht beispielsweise
:aus zwei gegeneinander arbei-.tenden Förderbändern mit davorgeschalteten umlaufenden
Messern. Die beiden Förderbänder sind so gegeneinander angeordnet, daß das Bearbeitungsgut
zwischen ihnen zusammengepreßt und in gepreßtem Zustand in den Bereich der umlaufenden
Schneidwerkzeuge gelangt. Eine Ausführungsform einer derartigen Vorrichtung ist
in :den Fig. 7 und 9 dargestellt.
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Die beiden Förderbänder sind als Raupenbänder A bzw.
B :dargestellt. Das obere Raupenband wird von einem Lagerrahmen bi getragen,
:der mit dem Band als ganzes bei wechselnder Dicke des Schnittgutstranges um Zapfen
cl der beiden Seitenwände schwingt. Die Bohrungen für die Zapfen c1 sind im unteren
hinteren -Teil des Lagerrahmens bi nahe zu dem Zahnritzel d1 gelagert. Die
beiden Tragzapfen cl nehmen :einen beträchtlichenTeil des Eigengewichtes des Lagerrahmens
bi und des Bandes auf, so daß es :an der Mundstückseite C spielend leicht aufschwingt.
Um das Herausfallen von Schnittgut durch die Langlöcher ei der Seitenwände und den
Eintritt in das Innere :der Kettenglieder zu vermeiden, sind auf der Welle g1 an
der Mundstückseite C Schutzscheiben vorgesehen, die in jeder Höhenlage des Bandes
die Langlöcher ei überdecken. Als P:reßplatte ist eine linealartige Platte hl an
zwei Winkellappen des schwingenden Lagerrahmens bi starr angeschraubt. Die am Lagerrahmen
bi starr befestigte Preßplatte hl drückt bei dünnem Strang stärker auf diesen als
bei :einem :dicken Strang. Sechszahnige Ritzel d, dienen als Antrieb der beiden
Bänder A, B, während am anderen Ende die Bänder über lose auf Wellen g1 und m, sich
:drehende Rollen il laufen. Durch Veränderung des Durchmessers :dieser Rollen kann
das Band straff gespannt werden. Zum Parall:elführen und zur Druckregelung des oberen
Bandes A dienen zwei Hebel, die auf dem überstehenden Ende der Welle g1 des Bandes
A starr aufgekeilt sitzen und an dem der Mundstückseite zugekehrten Ende kurze Zahnbogenstücke
mit Außenverzahnung tragen.
Die Zähne der zwei Hebel greifen in
an der Maschinenwand befestigte Bogenstücke mit Innenverzahnung. Bei der Auf- und
Abwärtsbew egung ,des Bandes A wird der gewichtbelastete Hebel, der an dem kurzen
Hebel befestigt ist, infolge der ineinandergreifenden verzahnten Bogenstücke mitgezogen.
Das untere Raupenband ruht mit seinen Wellen k2 und in, in Bohrungen der
Seitenwandungen. Gleitleisten izl für den tragenden Trum können an den Seitenwänden
der Maschine unmittelbar angebracht sein. Der Lagerrahmen b1 ist im Innern des Bandes
A mit Gleitplatten nl für den unteren und oberen Trum versehen.
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Der Antrieb der beiden Bänder erfolgt durch Stirnradantrieb, .das
Antriebszahnrad 1s-1 sitzt lose auf dem Zapfen cl, um den der Lagerrahmen b1 schwingt,
kämmt einerseits mit .dem Zahnrad r, auf der Antriebswelle des Antriebsritzels dl
des oberen Raupenbandes A und treibt andererseits mit Hilfe des Zwischenrades s1
das Zahnrad t1 auf der Welle bz des Zahnritzels d_ des unteren Bandes
B an. Das Wurfgehäuse mit den rotierenden Messern und dem Antrieb ist als
ganzes mit D bezeichnet, während an der Scheibenmühle F der Zuführtrichter E angeordnet
ist, welcher unter der Austrittsöffnung des Wurfgehäuses D vorgesehen ist.
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In der Abb. 9 ist mit i die Antriebswelle bezeichnet, auf welcher
die Messerarme 3 mit einer Klemmnabe 2 o. dgl. befestigt sind. An den Messerarmen
3, welche mit Au:swurfflügeln 4. versehen sein können, sitzen an Schrauben i i mit
schwalbenschwanzförmigen Köpfen in der Achsenrichtung verschiebbare Messerhalter
5, die eine dem Schraubenkopf entsprechende schwalbenschwanzförmige Nut haben. Damit
-der Messerhalter 5 beim Verschieben nicht von den Schraubenköpfen abrutschen kann,
ist ein Anschlag z. B. am Messerhalter vorgesehen. Die Messer 6 sind an den breiten
Lappen 9 der Messerhalter 5 mittels Schrauben 7 und Anstellschrauben 8 befestigt.
Infolge der Schraubenschlitze 12 sind die Messer herausziehbar, ohne daß es nötig
wird, die Schrauben herauszunehmen. Bei Lösung der Muttern -der schwalbenschwanzförmigen
Schrauben i i. können die Halter 5 in .der Achsrichtung z verschoben und -dadurch
-in und außer Arbeitslage --ebracht werden.
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Die neuartige Einrichtung gemäß der Erfindung liefert :ein feinfaseriges
knotenfreies Gut. Beispielsweise wird. die _ Zer faserungsbehän:dlung .gemäß der-Erfindtmg
unmittelbar hinter die Zellstoffkocher geschaltet, und die aus der Zerfaserungseinrichtung
austretenden Massen werden in den Holländer eingeführt.
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Die Bearbeitung der Massen kann sowohl auf trockenem als auch auf
nassem Weg erfolgen. Im allgemeinen werden die höchsten Durchsatzleistungen bei
Naßverarbeitung erzielt. Die trockene Arbeitsweise ist jedoch vorzuziehen, wenn
die zu verarbeitenden Stoffe wasserlösliche Klebestoffe und ähnliche Substanzen
enthalten.