Mahlapparat für wässerige Faserstoffaufschwemmungen Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Mahlapparat für wässerige Faser- stoffaufsehwemmungen, der ein drehbares und ein gegen Drehung gesichertes Mahlorgan, z. B. Mahlscheiben, aufweist. Das drehbare Mahlorgan sitzt auf einer Welle, die zwecks Einstellung des Abstandes der Mahlorgane voneinander und des auf das zwischen die Organe eingebrachten Material auszuübenden Pressdruckes axial verschiebbar ist. In diesem Mahlapparat wird dieser Pressdruck mit.
Hilfe eines doppelseitig von einem Druckmittel be- tätigbaren und in einem ortsfesten Kolben gehäuse untergebrachten Kolbens erzeugt Der Apparat ist zum Beispiel dazu bestimmt, für die Bearbeitung bereits mehr oder weni ger vollständig defibrierten Faserstoffes be nutzt zu werden, um eine Aufspaltung von Faserknoten und bündel und bis zu einem gewissen Grad eine Zerlegung der Fasern selbst zu bewirken. Der Faserstoff kann dann zur Herstellung von Papier, Karton, Faser platten usw. benutzt werden. Der Apparat kann aber auch zur Bearbeitung korn- und pulverförmigen Materials verwendet werden.
Um bei der Verfeinerung oder Zerteilung zum Beispiel durch Dampfbehandlung bereits teilweise defibriertem Faserstoffes in einem Mahlapparat oder einer sog. Feinmühle gün stige Ergebnisse zu erhalten, ist. es von wesent licher Bedeutung, dass die Bearbeitungsflä- ehen der Mahlscheiben mit einer Genauigkeit in der Grössenordnung eines Hundertstelmilli- meters eingestellt werden können.
Da y'd'ie Scheiben oft einen 1 Meter oder mehr betra genden Durchmesser aufweisen und man den Pressdruck auf das freie Ende der Welle ein wirken lässt, das in einem mehrfach den Durchmesser der Scheiben betragenden Ab stand von letzteren gelegen ist, leuchtet es ein, dass diese Genauigkeit bezüglich der Lage der Mahlscheiben zueinander aussergewöhn liche Ansprüche auf Präzision bei der Ein stellung des Pressdruckes stellt. Die Erfin dung bezweckt, den Apparat in der angedeu teten Beziehung zu verbessern.
Der vorliegende Apparat ist nun gekenn zeichnet durch einen einstellbaren Anschlag zur Begrenzung der Bewegung des Kolbens beim Gegeneinanderschieben der Mahlorgane, so dass sich mit ihm eine nicht unterschreit bare Mindestmahlspalte einstellen lässt.
Bisher hat man bei Mahlapparaten des in Rede stehenden Typs die Mahlorgane in un mittelbare Berührung miteinander kommen lassen und einen grössten Mahlspalt zwischen den axial gegeneinander verschiebbaren Mahl organe durch einen einstellbaren Anschlag begrenzt. Demgegenüber wird bei dem Mahl apparat gemäss vorliegender Erfindung die Einstellung des kleinsten Abstandes der Mahl organe zueinander durch den Anschlag be stimmt. Es erfolgt eine Begrenzung der Bewe gung des drehbaren Mahlorgans in Richtung zum gegen Drehung gesicherten Mahlorgan. Dieser kleinste Mahlspalt kann eine der Dicke der Fasern entsprechende lichte Weite in der Grössenordnung von einem oder einigen Hun dertstelsmillimetern haben.
Da die Mahlorgane trotzdem nicht. miteinander in Berührung kommen können, lassen sich sehr hohe Mahl drücke, wie zum Beispiel bis zu 20 kg/cm2, anwenden, was eine sehr weit getriebene Auf spaltung des Ausgangsstoffes in einzelne Fa sern und sogar ein Auffransen der Einzel faser, die sog. Fibrillierung , ermöglicht. Durch die Verhinderung der Berührung der Mahlorgane miteinander wird aber trotz des hohen Mahldruckes einem Abschneiden oder -reissen der Fasern vorgebeugt. Die Mahl organe können sich ungehindert durch einen Anschlag voneinander entfernen, wenn Fremd körper, wie zum Beispiel Eisenstiickchen oder -splitter, mit dem Mahlgut in den Appa rat gelangen, so dass die Gefahr einer Über hitzung der Mahlorgane infolge deren unmit telbaren Berührung miteinander völlig aus geschaltet ist.
Die Erfindung soll nachstehend an Hand einer auf den anliegenden Zeichnungen bei spielsweise dargestellten Ausführungsform näher beschrieben werden.
Es zeigt Fig.l einen lotrechten Längs schnitt durch eine nach der Erfindung aus geführten Feinmühle zur Bearbeitung von Papiermasse, Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1 und Fig. 3 einen Teil des Apparates, zum Teil in demselben Schnitt wie in der Fig. 1, aber in vergrössertem Massstab.
In der Zeichnung bezeichnet 10 die unbe wegliche und 12 die umlaufende Mahlscheibe einer Feinmühle. Die Mahlscheiben können von bekannter Ausführung mit zueinander parallelen, Riefel aufweisenden Mahlfläehen 14 sein. Die Mahlscheibe 10 ist mit Hilfe gleichmässig über ihren Umkreis verteilter Bolzen 18 mit einem Ständer 16 eines Ge rüstes verbunden. Mit Hilfe von Bolzen 20 kann die Mahlfläche der Scheibe 10 gegenüber der Umlaufebene der andern Scheibe 12 ein geregelt werden. Das Gerüst umfasst ausser dem einen Ständer 16 einen zweiten Ständer 22. Beide Ständer sind mit Bolzen 24 auf einer Grundplatte 28 befestigt und oben durch Bolzen 26 mit einer Längsstrebe 30 ver bunden. Die umlaufende Mahlseheibe 12 ist abnehmbar angeschlossen an einen Umlauf körper oder Rotor 32, der seinerseits an einem Flanschen 34 auf einer Welle 36 befestigt ist.
Die Welle 36 ist in zwei Radiallagern 38, 40 gelagert, welche auf zwei auf der Grundplatte 28 stehenden Lagerböcken 42, 44 ruhen. Zwi schen diesen Lagerböcken ist ein Transmis- sionsorgan, wie zum Beispiel eine Riemen scheibe 46, auf der Welle 36 festgekeilt. Ein Lagergehäuse 48 ist axial verschiebbar in dem weitest von der Mahlseheibe 12 entfernt ge legenen Lagerboek 44 eingebaut. Im Lager gehäuse 48 ist ausser dem Radiallager 40 ein Axiallager 50 angeordnet.
Es hat zur Auf gabe, den Pressdruek von dem in bezug auf Umlaufen unbeweglichen Lagergehäuse 48 über die Welle 36 auf die Mahlseheiben zu übertragen.
Der zu bearbeitende Faserstoff wird in die Feinmühle durch einen durch den Stän der 16 zentral hindurehgeführten Kanal 52 eingefüllt, und zwar zweckmässig mittels eines Schneckenförderers 54. Er wird dann nach aussen zu den Mahlflächen 14 geführt und nach der Vermahlung in einer lotrecht geteilten Haube 56 gesammelt. Die beiden Teile der Haube haben oben Ösen 60, die mit tels querverlaufender Bolzen 62 an der Längs strebe 30 befestigt sind. Der Ständer 16 ist. mit einem Ausläufer 63 versehen, der als An satz für querverlaufende Bolzen 64 dient, welche sich durch von der Haube abwärts vor springende Ösen 65 erstrecken.
Die Haube er streckt sich vom Ständer 16, gegenüber dem sie abgedichtet ist, und der die eine Stirn wand einer Hülle bildet, über die Mahlsehei- ben hinüber und ist hinter diesen zur Welle 36 eingezogen, wo sie die andere Stirnwand der Hülle bildet und wo ein Dichtungsring 66 angebracht ist. Die Längsstrebe, die auf Zug beansprucht wird, ist verhältnismässig niedrig, besitzt jedoch wegen ihrer Breite einen ziemlich grossen Querschnitt. Sie ist so ausgebildet, dass die beiden Teile der Haube auch dann noch in die Endstellung gebracht werden können, nachdem die Mahlscheiben eingesetzt und eingeregelt worden sind.
Da die Längsstrebe 30 die Zugsbeanspruchungen aufnimmt, braucht die Haube nicht zur Ver steifung der Feinmühle beizutragen.
Das Anstellen der Mahlscheiben 10, 12 in der Feinmühle erfolgt hydraulisch mittels eines von einem Druckmittel beeinflussten Kolbens 70, der in einem Kolbengehäuse 72 angebracht ist, das durch eine Öffnung im Ständer 22 geführt ist und einen an diesem mittels Bolzen 74 befestigten Flansch 75 be sitzt. Der Kolben 70 arbeitet in einer zylin- drisehen Kammer 76, die durch einen Deckel 78 abgeschlossen und anderseits gegen die Umgebung dadurch abgedichtet ist, dass ein mit dem Kolben zusammenhängender zylindri scher Fortsatz 80 geringeren Durchmessers als dem des Kolbens in eine entsprechende Boh rung 82 im Gehäuse 72 hineinpasst.
Der Kol ben 70 besitzt ferner einen Wellenansatz 84, der sieh aus dem Kolbengehäuse 72 hinaus erstreckt und mit Hilfe eines Flansches 86 und Bolzens 87 mit dem axial verschiebbaren Lagergehäuse 48 fest verbunden ist. Die Be wegung des Kolbens 70 zur festen Mahlscheibe 10 hin wird dadurch begrenzt, dass der Kol- benfortsatz 80 gegen eine in das Gehäuse 72 eingeschraube Mutter 88 zum Anschlag kommt. Die Mutter 88 ist in eine gewünschte Lage einstellbar und wird in dieser mittels einer Gegenmutter 90 festgesetzt.
Von einem Vorratsbehälter 92 für Druck mittel, beispielsweise Öl, führt eine Sauglei tung 94 zu einer von einem Motor 98 angetrie benen Pumpe 96. Die Druckleitung 100 der Pumpe mündet in ein Ventilgehäuse 102, in welchem ein generell mit 104 bezeichneter Ventilschieber läuft. Von dem Ventilgehäuse sind zwei Leitungen 106 und 108 zu der Kol benkammer 76 gezogen, wo sie je auf einer Seite des Kolbens 70 münden. An das Ventil gehäuse 102 sind ferner zwei Rückleitungen 110, 112 angeschlossen, die sieh zweckmässig zu einer zum Behälter 92 herabgeführten ge meinsamen Leitung 114 vereinigen.
Der Ven- tilsehieber 104 hat drei unter Gleitsitz gegen die innere Lauffläche des Ventilgehäuses ab dichtende Kolbenteile 116, 118 bzw. 120, die durch Teile geringeren Durchmessers vonein ander getrennt und im Verhältnis zu den so eben genannten Leitungen so angeordnet sind, dass je nach der von aussen mit Hilfe eines Knopfes 122 einstellbaren Lage des Ventil schiebers Drucköl von 'der Pumpe 96 der Kol benkammer 76 auf der einen oder andern Seite des Kolbens 70 zugeführt wird, während gleichzeitig auf der andern Seite des Kolbens befindliches Öl zum Behälter 92 abrinnen kann.
Bei der in Fig. 3 veranschaulichten Stel lung steht die Druckleitung 100 über die Lei tung 106 in Verbindung mit dem Raum links vom Kolben 70, während eine offene Verbin dung zwischen dem Raum auf der andern Seite des Kolbens und dem Behälter 92 über die Leitung 108, das Ventilgehäuse und die Leitungen 112 und 114 vorhanden ist. Gleich zeitig sperrt der Schieberteil 116 die Mün dung der Leitung 110.
In einer die Drucklei- tung 100 mit dem Behälter 92 verbindenden Leitung 124 ist ein zweckmässig federbelaste tes Rückleitventil 126 angebracht, das in be kannter Weise so einstellbar ist, dass es bei einem bestimmten Höchstdruck öffnet. Der Druck in der Leitung 100 lässt sich auf einem Manometer 128 ablesen.
Beim Anstellen der beiden Mahlscheiben 10 und 12 aufeinander zu wirkt der Öldruck auf die ganze Endfläche des Kolbens 70, beim Entfernen der Mahlscheiben voneinander da gegen nur auf die von dem Unterschied zwi schen dem Durchmesser des Kolbens 70 und dem des Fortsatzes 80 gebotenen Ringfläche. Der Kolben 70 und sein Fortsatz 80 bedürfen keiner besonderen Packungen an ihren zylin drischen Dichtungsflächen, sondern sind ledig lieh mit genauem Gleitsitz in ihren jeweiligen Bahnen im Kolbengehäuse ausgeführt. Vor teilhaft ist eine solche Ausführung, bei wel cher das Spiel zwischen dem Kolben 70 und der Kolbenkammer kleiner ist als das zwischen dem Kolbenfortsatz 80 und der Wand der Bohrung 82.
Trotz des infolge des grösseren Spiels in letzterem Falle entstehenden Leck verlustes lässt sich der Kolben 70 beim Ent- fernen der Mahlscheiben voneinander schnel ler verschieben als bei deren Anstellen, weil die je Längeneinheit der Kolbenbewegung er forderliche Druckölmenge im ersteren Falle wesentlich kleiner wird. Entlang dem Kolben fortsatz 80 ausleckendes Öl wird in einer Aus sparung 130 im Kolbengehäuse gesammelt und rinnt durch eine Leitung 132 in den Vorrats behälter 92 zurück.
Eine Stange 134 ist am Kolbengehäuse 72 in axialer Richtung beweglich gelagert. Sie hat, einen Arm 136, der mittels einer Feder 138 gegen die freie Kante des Kolbenfortsat- zes 80 ausgedrückt gehalten wird, so dass die Stange 134 dem Kolben 70 bei seinen Bewe gungen in beiden Richtungen folgt. Ein Stab 140 ist mittels einer Schraube 142 einstellbar mit der Stange 134 verbunden. Das freie Ende des Stabes 140 stösst gegen die beweg liche Messspitze 143 in einem Messgerät 144.
Das Gehäuse des Messgerätes hat einen zylin drischen Teil 145, der mit Hilfe einer Schraube 146 oder dergleichen gegenüber dem Kolben gehäuse 7 2 verstellbar ist, derart, dass der Zeiger des Gerätes die Nullage einnimmt, wenn die Arbeitsflächen 14 der Mahlschei ben 10 und 12 miteinander gerade in Berüh rung sind. Das Messgerät 144 ist vorzugs weise so ausgestaltet, dass die Bewegungen des Kolbens 70 mit einer Genauigkeit von 0,01 Millimeter abgelesen werden können. Der Messbereich des Gerätes umspannt unge fähr den Teil der Bewegungsbahn des Kol bens 70, der den für die Durchführung des Mahlvorganges tatsächlich in Betracht kom menden Abständen zwischen den Mahlschei ben 10 und 12 entspricht und bei dem der Arm 136 sich gegen den Kolbenfortsatz 80 abstützt.
Es kommt oft vor, dass in die Feinmühle Fremdkörper gelangen, wie zum Beispiel Ei senschrottstückchen, Steine und dergleichen, die dadurch, dass sie die Mahlscheiben ausein- anderdrüeken, eine schnelle Steigerung des Druckes im Zylinder 76 hervorrufen. Um einer Schädigung durch hierdureh verur sachte übergrosse Beanspruchung vorzubeu gen, ist die Anlage mit einer Sieherheitsvor- richtung 147 ausgerüstet, die in eine den ge mäss Fig.3 links vom Kolben 70 gelegenen Teil der Kolbenkammer 76 mit dem Vorrats behälter 92 verbindende Leitung 148 einge baut ist.
Die Sicherheitsvorrichtung 147 kann aus einer Membran bestehen, die normaler weise die Leitung 148 ganz sperrt, aber beim Auftreten einer kräftigen Druckwoge in der Kolbenkammer 76, die das Regulierventil 126 nicht auszugleichen vermag, reisst, so dass die Ölmenge in der Kammer 76 schnell vermin dert wird. Die Leitung 148 kann durch eine Zweigleitung 150 mit dem Ventilgehäuse 102 verbunden sein, derart, dass der in der Leitung 148 entstehende Flüssigkeitsdruck den Ventil schieber nach links führt und damit die Ver bindung zwischen der Leitung 106 und der Rüekleitung 110 öffnet. Um hierbei sicherzu stellen, dass das an der Membran 147 vorbei strömende Öl den Ventilschieber sofort beein flusst, ist der Leitungsteil zwischen der Kol benkammer 76 und der Leitung 150 wenig stens grösstenteils stets mit Öl gefüllt.
Dieses Öl kann von der Druckleitung 100 durch eine Leitung 152 zugeführt werden. In letzterer befinden sich ein Absperrventil 154 und ein Rüeksehlagv entil <B>156.</B> Die Leitung 148 kann dabei eine aufwärts gerichtete Schlinge 158 haben, die das Öl am Ausrinnen in den letzt genannten Leitungsteil hindert. An der Lei tung 148 ist. ferner ein elektrischer Auslöse kontakt 160 angebracht, der beim Auftreten einer Druekwelle in der Leitung die Zufuhr zur Feinmühle unterbricht.