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Zerkleinerungsmaschine
Beim Zerkleinern von Fasern u. ähnl. Material, z. B. Holzfasern, ist es üblich, das zu zerfasernde Material in einer Flüssigkeit, üblicherweise Wasser, aufzuschlämmen, um danach die entstehende Aufschlämmung in die Zerkleinerungsmaschine einzuleiten. Derartige Zerkleinerungsmaschinen weisen wenigstens ein Paar zusammenwirkender koaxial angeordneter Zerkleinerungsscheiben auf, welche sich relativ zueinander drehen. Von diesen Scheiben kann hiebei jeweils eine der Scheiben eines Paares fest angeordnet sein. Die Aufschlämmung wird hiebei zwischen die Scheiben geleitet und die Fasern der Aufschlämmung durch Abrieb oder Schnitt mittels Schneiden od. dgl., welche an sich gegenüberliegenden Flächen der Scheiben angeordnet sind, auf die gewünschte Grösse zerkleinert.
Hiebei ist es bekannt, diese Schneiden in Segmenten auf den Scheiben anzuordnen.
Die Erfindung geht von einer derartigen Konstruktion aus und hat sich zur Aufgabe gesetzt, diese Konstruktion zu verbessern. Die Erfindung besteht hiebei im wesentlichen darin, dass zumindest bei einer Scheibe jedes Scheibenpaares die Schneiden innerhalb eines jeden Segmentes in einer Mehrzahl von Grup-
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Gruppen durch innerhalb des jeweiligen Segmentes verlaufende Rinnen voneinander getrennt sind, welche einen grösseren Querschnitt aufweisen als die Rinnen, welche die einzelnen Schneiden jeder Gruppe von- einander trennen, wobei gegebenenfalls jedes Segment an der dem Mittelpunkt der Scheibe zugewandten
Seite mit einer Aussparung versehen ist.
Durch die zusätzlichen breiteren Rinnen wird eine bessere Durchleitung des zu zerkleinernden Gutes durch die Scheiben erzielt, welcher Effekt noch durch die Aussparungen im Mittelbereich der Scheiben gesteigert werden kann. Ferner ermöglicht die Erfindung die Anordnung einer gegenüber den bekannten Konstruktionen erhöhten Anzahl von Schneiden auf den Scheiben, sowie eine schnellere Umlaufzahl derselben, wobei dennoch eine einwandfreie Durchleitung der Aufschlämmung durch dieScheibeninfolge der gleichmässigen Verteilung der Aufschlämmung auf die Scheibenfläche gewährleistet bleibt. Im Endeffekt ergibt sich dadurch eine erhöhte Zerkleinerungswirkung der Maschine und eine verbesserte Qualität des Endproduktes.
Im Rahmen der Erfindung kann die Anordnung so getroffen sein, dass die Rinnen verschiedenen Querschnittes auf der sich schneller drehenden Scheibe jedes Scheibenpaares angeordnet sind, während alle Rinnen der andern, gegebenenfalls fest angeordneten Scheibe dieselbe Breite wie die schmäleren Rinnen auf der sich schneller drehenden Scheibe besitzen. Hiedurch ergibt sich eine besonders günstige Konstruktion.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand an Hand beispielsweiser Ausführungsformen schematisch dargestellt. Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch einen Teil einer Zerkleinerungsmaschine, Fig. 2 Ansichten von vier Zerkleinerungsscheiben, welche in einer Maschine nach Fig. 1 Verwendung finden können, mit Blickrichtung vom Zufluss zum Abfluss. Fig. 3 ist eine Ansicht eines Teiles einer Scheibe, während die Fig. 4 und 5 Schnitte nach den Linien 4-4 bzw. 5-5 der Fig. 3 darstellen.
Die in Fig. 1 dargestellte Zerkleinerungsmaschine weist zwei Paare von Zerkleinerungsscheiben auf, zwischen denen die Aufschlämmung zu zerkleinernder Fasern nacheinander durchläuft. Eine Scheibe jedes Scheibenpaares ist fest montiert, während die sich drehenden Scheiben an den gegenüberliegenden Stirnflächen eines Läuferrades zwischen den fest angeordneten Scheiben angebracht sind. Das Läuferrad ist zwecks Drehbewegung auf einer horizontalen Welle montiert.
Der zu zerkleinernde Faserfluss bzw. die wässrige Aufschlämmung strömt unter Druck durch einen Zufluss 5 und von dort zur Mitte des ersten Paares zweier zusammenarbeitender Scheiben 1, 2. Eine dieser
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Scheiben dreht sich relativ zur andern. Diese Relativdrehung kann durch Drehung der Scheiben in entge- gengesetzter Richtung zustande kommen oder durch Drehung beider Scheiben in gleicher Richtung bei un- terschiedlichen Geschwindigkeiten. Es kann auch, wie im vorliegenden Falle, die Scheibe 1 fest ange- ordnet sein, während die Scheibe 2 in der durch den Pfeil angezeigten Richtung umläuft.
Der Faserfluss wird nun zwischen den Scheiben 1 und 2 durch den Flüssigkeitsdruck und die weiter un- ten beschriebene Wirkung der Scheibe 2 in eine am Umfang der Scheibe angeordnete Gehäusekammer 6 getrieben. Aus der Gehäusekammer 6 gelangt der Faserfluss zwischen das zweite Paar zusammenarbeiten- der Zerkleinerungsscheiben 3,4, wobei die Scheibe 4 in der vorliegenden Anordnung feststeht, während die Scheibe 3 auf demselben Läuferrad 7 in gleicher Weise wie die Scheibe 2 befestigt ist und mit ihm umläuft. Die Strömung vom Umfang des Scheibenpaares 3,4 zur Mitte hin wird wieder durch den Flüssigkeitsdruck sowie durch die weiter unten beschriebene Wirkung der Scheibe 3 gesichert. Die zerkleinerte
Aufschlämmungfliesstvon der Mitte 8 der Scheibe 4 in den Ablaufstutzen 9.
Die sich gegenüberliegenden Arbeitsflächen der Scheiben 1, 2 und der Scheiben 3, 4besitzenSchnei- den 10, welche die gewünschte Zerkleinerung bewirken. Diese Schneiden sind in Sektoren 11 (Fig. 2) angeordnet, deren verlängerte Begrenzungen 12 tangential an einen Kreis 13 laufen, dessen Mittelpunkt auch der Scheibenmittelpunkt-ist. Als Folge der Drehbewegung der Scheiben 2,3 wird daher der Faserfluss auf einer spiralförmigen Bahn in Richtung der Drehbewegung der Scheiben vorwärts getrieben, wobei er zwischen den Scheiben 1, 2 spiralförmig nach aussen, zwischen den Scheiben, 3,4 nach innen strömt. Um diesen Durchfluss zu erhöhen, sind die Schneiden auf den Scheiben 2,3 jeweils so geneigt, dass sie den Faserfluss in die gewünschte Richtung weiter treiben.
Hiezu ist, wie Fig. 2 zeigt, die Neigung der Schnei- den der Sektoren der Scheibe 2 so versetzt, dass die inneren Enden der Schneiden gegenüber den äusseren Enden in der Drehrichtung vorwärts geschwenkt sind, während die Schneiden der Sektoren auf der Scheibe 3 in der entgegengesetzten Richtung so versetzt sind, dass die äusseren Enden der Schneiden den inneren Enden in der Drehrichtung vorangehen.
Um zu verhindern, dass der Faserfluss sich bloss in den Rinnen zwischen den Schneiden nach aussen bewegt, ohne dass eine Zerkleinerung der Fasern stattfindet, sind die Schneiden auf den feststehenden Scheiben so angeordnet, dass sie im wesentlichen senkrecht zu dem spiralförmig zwischen den Scheiben verlaufenden Faserfluss angeordnet sind. Auf diese Weise wird erreicht, dass die Fasern aus den Rinnen hervorkommen und dadurch mittels der Schneiden zerkleinert werden.
Hiebei sind die Schneiden in der Scheibelin den einzelnen Sektoren so versetzt, dass die innerenschneidenenden den äusserenschneidenenden in der Drehrichtung der Scheibe 2 vorangehen, während die Neigungen der Schneiden auf der Scheibe 4 so gewählt sind, dass die äusseren Schneidenenden den inneren Schneidenenden in der Drehrichtung der Scheibe 3 vorangehen. Zweckmässig werden hiebei die Schneidenneigungen der Scheiben 1 und 4 um 0-10 in den angegebenen Richtungen versetzt.
An den rotierenden Scheiben 2,3 sind dieSchneidenrichtungen gegenüber der Radialen um 5 - 250 geneigt. Alle diese Neigungen sind aus Fig. 2 ersichtlich. Die Winkel ABC können 0-100 betragen, während die Winkel DEF 5 - 250 betragen können. Fig. 2 zeigt, dass die Schneiden 10 der Sektoren 11 der Scheibe 2 parallel zur Abströmkante dieser Sektoren angeordnet sind, während die Schneiden der Scheibe 1 parallel zur Anströmkante dieser Scheibe angeordnet sind, welche ihrerseits zur Radialen geneigt ist.
In analoger Weise sind die Schneiden der Sektoren 11 der Scheibe 3 parallel zur Anströmkante dieser Sektoren angeordnet, während die Schneiden der Scheibe 4 parallel zu den Abströmkanten ihrer Sektoren angeordnet sind. Zur Erzielung einer günstigen Zerkleinerungswirkung, welche durch Abrieb oder Schnitt erfolgt, sollten sich die Schneiden miteinander zusammenwirkender Scheiben stets unter einem Winkel kreuzen, welcher kleiner als 500 ist.
Eine derartige Schneidenanordnung auf den miteinander zusammenwirkenden Arbeitsflächen der Scheiben sichert, dass sich die zusammenwirkenden Schneiden immer unter einem Winkel kreuzen, wobei eine Parallelität der Schneiden, welche zu einer Verminderung der Zerkleinerungswirkung führen würde,
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herabgesetzt wird.
Erfindungsgemäss sind nun zumindest bei einer Scheibe jedes Scheibenpaares die Schneiden 10 innerhalb eines jeden Segmentes 11 nicht gleichmässig über dieses Segment verteilt, sondern in einer Mehrzahl von Gruppen angeordnet, die sich über die Arbeitsfläche des jeweiligen Segmentes 11 erstrecken. Die einzelnen Schneidengruppensindhiebei durch innerhalb des jeweiligen Segmentes 11 verlaufende Rinnen 21 (Fig. 3) voneinander getrennt. Diese Rinnen 21 weisen einen grösseren Querschnitt auf, als die Rinnen 20, welche die einzelnen Schneiden 10 jeder Gruppe voneinander trennen (Fig. 4).
Es können hiebei, wie Fig. 4 zeigt, die Rinnen 21 dieselbe Tiefe aufweisen, wie die Rinnen 20, aber
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breiter als diese sein, oder es kann auch die Tiefe der Rinnen 21 von der Tiefe der Rinnen 20 abweichen.
Durch diese Rinnenanordnung bzw. durch diese Gruppierung der Schneiden 10 ergeben sich verbesserte Er- gebnisse hinsichtlich der Zerkleinerung, sowie hinsichtlich der Faserflusszufuhr zu den einzelnen Schnei- den, so dass sich sowohl eine Verbesserung der Qualität des Endproduktes, als auch eine Erhöhung der Lei- stung ergibt.
In Scheiben handelsüblicher Grössen kann die Breite der Schneiden 10 etwa 1, 5 - 4, 8 mm betragen, wobei die schmalen Rinnen 20 ungefähr 1, 5 - 4, 8 mm, die breiteren Rinnen 21 ungefähr 6, 5 - 19 mm breit sind. Die Rinnen 21 sollen ungefähr 25 - 75 mm auseinanderliegen, während die Tiefe sämtlicher
Rinnen ungefähr 6, 5-19 mm betragen kann. Bei einem speziellenAusführungsbeispiel beträgt der Durch- messer der einzelnen Scheiben 1067 mm, wobei die Schneiden 10 eine Breite von 4,8 mm aufweisen.
Sämtliche Rinnen 20,21 besitzen eine Tiefe von 8 mm, wobei die engen Rinnen 20, 4,8mund die breiteren Rinnen 21,9, 6 mm breit sind. Die breiteren Rinnen 21 sind in Abständen von 33 mm vonein- ander angeordnet.
Zweckmässig sind die verbreiterten Rinnen 21 auf der sich schneller drehenden Scheibe jedes Schei- benpaares angeordnet, während auf den sich langsamer drehenden Scheiben (im Ausführungsbeispiel den stillstehenden Scheiben 1 und 4) alle Rinnen dieselbe Breite aufweisen, welche gleich der Breite der schmäleren Rinnen 20 auf der sich schneller drehenden Scheibe (im Ausführungsbeispiel den Scheiben 2, 3) ist. Es kann jedoch auch die Anordnung so getroffen sein, dass auch auf den langsamer laufenden Scheiben breitere Rinnen 21 angeordnet sind.
Gemäss einem Ausführungsbeispiel sind 18 Schneidensektoren 11 auf den einzelnen Scheiben angeordnet. Diese Zahl ergibt sich als Kompromiss zwischen dem Wunsch, so viele Sektoren als möglich anzuordnen, um den Winkel zwischen den Schneiden zusammenwirkender Scheiben so konstant wie möglich zu halten und dem Wunsch nach einer möglichst einfachen Herstellung der Scheiben.
Zur Erleichterung des Eintritts der Faseraufschlämmung zwischen die Scheiben 1, 2 bzw. zur Erleichterung des Abströmens der Faserabschlämmung im Bereich der Mitte der Scheiben 3,4, ist an der dem Mittelpunkt der Scheiben zugewandten Seite jeder Scheibe pro Sektor eine Aussparung 15 vorgesehen.
Um den Eintritt der Faseraufschlämmung zwischen die Scheiben 3,4 am Umfange derselben zu erleichtern, sind an diesen Scheiben aussen einzelne Schneiden jedes Sektors abgeschrägt (Fig. 5). Hiedurch ergeben sich Einläufe 18, welche den Eintritt der Faseraufschlämmung erleichtern. Zum gleichen Zweck ist die kleinste Schneide 22 (Fig. 3) auf der rotierenden Scheibe 3 in jedem Scheibensektor 11 fortgelassen. Dies ist in Fig. 3 durch eine Darstellung dieser Schneide 22 mit gestrichelten Linien angedeutet.
Mit Ausnahme der Einläufe 18 und der fortgelassenen Schneiden 22 ist die Scheibe 2 mit der Scheibe 3 identisch ausgebildet.
Wie bereits erwähnt, strömt zwischen den Scheiben 3,4 der Faserfluss vom Umfang dieser Scheiben zu ihrem Mittelpunkt. Diese, der normalen Pumprichtung entgegengesetzte Strömungsrichtung wird einerseits durch den Flüssigkeitsdruck und anderseits durch die beschriebenen Schneidenausbildungen an den Scheiben 3,4 gewährleistet. Die erfindungsgemässe Zerkleinerungsmaschine besitzt gegenüber bekannten Typen eine wesentlich verbesserte Zerkleinerungswirkung bei nur sehr geringen Druckverlusten.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Zerkleinerungsmaschine mit wenigstens einem Paar zusammenwirkender koaxial angeordneter Zerkleinerungsscheiben, welche relativ zueinander drehbar sind oder von welchen eine Scheibe jedes Paares fest angeordnet ist, während die jeweils andere Scheibe des Paares drehbar ist, und wobei auf sich gegenüberliegenden Flächen der Scheiben in Segmenten Schneiden angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest bei einer Scheibe jedes Scheibenpaares die Schneiden (10) innerhalb eines jeden Segmentes (11) in einer Mehrzahl von Gruppen angeordnet sind, die sich über die Arbeitsfläche des Segmentes (11) erstrecken, und dass die einzelnen Gruppen durch innerhalb des jeweiligen Segmentes (11) verlaufende Rinnen (21) voneinander getrennt sind, welche einen grösseren Querschnitt aufweisen als die Rinnen (20),
welche die einzelnen Schneiden (10) jeder Gruppe voneinander trennen, wobei gegebenenfalls jedes Segment an der dem Mittelpunkt der Scheibe zugewandten Seite mit einer Aussparung (15) versehen ist.
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