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PATENTANSPRÜCHE
1. Zerkleinerungsmaschine für Zellstoff und ähnliche Stoffe, wobei in der Kammer eines Gehäuses, welches mindestens einen Einlass und einen Auslass für den zu behandelnden Stoff aufweist. auseinanderliegende erste und zweite Zerkleinerungsglieder angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kammer (16) zwischen dem ersten (26) und dem zweiten (30) Glied ein drittes Zerkleinerungsglied (28) derart angeordnet ist, dass zwischen dem Einlass (18) und dem Auslass (20) ein erster und ein zweiter Durchflussweg (Pl resp. P2) für den Stoff entsteht, ferner dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Glied (26 resp. 30) je erste und zweite Zerkleinerungskanten (74 resp. 80) aufweisen, die in die entsprechenden Durchflusswege (P1 resp.
P2) hineinragen, und dass das dritte Glied (28) dritte und vierte Zerkleinerungskanten (76 resp. 78) aufweist, die ebenfalls in die entsprechenden Wege (P1 resp. P2) hineinragen und mit den ersten und zweiten Kanten (74 resp. 80) zusammenwirken, um den die Wege (Pl resp. P2) durchströmenden Stoff zu zerkleinern, sowie dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zum Antrieb des dritten Zerkleinerungsgliedes (28) vorgesehen sind.
2. Zerkleinerungsmaschine nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zerkleinerungsglieder (26, 28, 30) koaxial angeordnete Scheiben sind, und dass die erste Scheibe (26) mit einer zentral angeordneten Öffnung (56) versehen ist, durch welche eine sowohl mit dem dritten Glied (28) als auch mit den Antriebsmitteln verbundene Antriebswelle (50) durchgreift.
3. Zerkleinerungsmaschine nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (56) des ersten Gliedes (26) mit dem Einlass (18) kommuniziert, ferner, dass die Öffnung (56) einen grösseren Durchmesser aufweist als der ihr gegen über liegende Teil der Antriebswelle (50), so dass der über den Einlass (18) in die Kammer (16) eintretende Stoff durch die Öffnung (56) in den ersten Durchflussweg (P1) gelangt, ferner dass das dritte Zerkleinerungsglied (28) eine zweite, mit beiden Wegen (Pl, P2) verbundene Öffnung (82) aufweist, durch welche ein Teil des über die Öffnung (56) in den ersten Weg (Pl) eintretenden Stoffes in den zweiten Weg (P2) gelangt.
4. Zerkleinerungsmaschine nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Zerkleinerungsglied (30) gegenüber dem ersten Zerkleinerungsglied (26) über Bewegungsmittel axial verschiebbar ist.
5. Zerkleinerungsmaschine nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Zerkleinerungsglied (28) zwischen dem ersten und dem zweiten Glied (26 resp. 30) axial verschiebbar ist.
6. Zerkleinerungsmaschine nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (50) Führungsmittel aufweist. über welche das dritte Glied (28) axial bewegbar ist.
7. Zerkleinerungsmaschine nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlass (18) in Achsnähe in die Kammer (16) einmündet und dass der Auslass (20) gegenüber dem äusseren Umfang der Zerkleinerungsglieder (26, 28, 30) angeordnet ist.
8. Zerkleinerungsmaschine nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Zerkleinerungsglied (26) starr am Gehäuse (10) angeordnet ist und das zweite Glied (30) gegenüber dem Gehäuse (10) axial beweglich ist, ferner dass das erste Glied ('6) eine relativ grosse Zentralöffnung (56) aufweist, welche mit dem ersten Weg (Pl) und dem Eingang (18) kommuniziert, ferner, dass das dritte Glied (28), welches mit Hilfe von Antriebsmitteln über eine Antriebswelle (50), welche durch die Öffnung (56) durchgreift, angetrieben ist, eine Mehrzahl von zweiten, die Antriebswelle (50) umgebenden Öffnungen (82) aufweist, welche eine kleinere Querschnittsfläche als jene der effektiven Zentralöffnung (56) haben und mit beiden Durchflusswegen (Pl, P2) kommunizieren,
so dass im wesentlichen die Hälfte des über die Öffnung (56) in den ersten Weg (P1) eintretenden Stoffes durch die Öffnungen (82) in den zweiten Weg (P2) überströmt.
9. Zerkleinerungsmaschine nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Zerkleinerungsglied mit an die Wege (Pt, P2) angrenzenden konischen Flächen (226, 230) versehen sind und dass das dritte Glied ebenfalls konische Flächen (228) aufweist, die jenen der Glieder (226, 230) entsprechen, und dass die Zerkleinerungskanten (74, 76, 78, 80) auf den konischen Flächen angeordnet sind.
10. Zerkleinerungsmaschine nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zerkleinerungskanten (74, 76, 78, 80) Rippen sind.
11. Zerkleinerungsmaschine nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zerkleinerungsglieder (26, 28, 30) einteilige, koaxial angeordnete Scheiben sind.
12. Zerkleinerungsmaschine nach Patentanspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die als Scheiben ausgebildeten Glieder (26, 28, 30) den gleichen Aussendurchmesser aufweisen, und dass die axiale Erstreckung des dritten Gliedes (28) grösser als jene der ersten und zweiten Glieder (26, 30) ist.
13. Zerkleinerungsmaschine nach Patentanspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsmittel zum Drehen des dritten Gliedes (28) eine Antriebswelle (50) aufweisen, welche durch eine im ersten Glied (26) vorgesehene Öffnung (56) durchgreift und starr mit einer Nabe (58) verbunden ist, die Mittel zum Übertragen des Drehmomentes auf das dritte Glied (28) aufweist, wobei dieses axial verschiebbar auf der Nabe (58) aufsitzt, welche mit Führungsmitteln zum Begrenzen der axialen Verschiebbarkeit versehen ist, ferner dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Glied (30) axial gegenüber dem dritten Glied (28) verschiebbar ist mit Hilfe einer Stellvorrichtung, welche eine starr am zweiten Glied (30) befestigte Halterung (34) aufweist, die ihrerseits im Gehäuseteil (14) mit Hilfe von Antriebsmitteln (38, 40, 42, 44) axial verschiebbar ist.
14. Zerkleinerungsmaschine nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse (10) ein zweiter, mit der Kammer (16) kommunizierender Auslass (22) vorgesehen ist, welcher in der Regel mit einem Absperrorgan (24) verschlossen ist.
15. Zerkleinerungsmaschine nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zerkleinerungsglieder (26, 28, 30) Scheiben mit rippenförmigen Zerkleinerungskanten sind, und dass die Höhe der Rippen des ersten und des zweiten Gliedes (26 resp. 30) grösser ist als die Dicke der entsprechenden Scheiben, während die Höhe der Rippen des dritten Gliedes (28) kleiner ist als die axiale Erstreckung dessen Scheibe.
Die Erfindung betrifft eine Zerkleinerungsmaschine für Zellstoff oder ähnliche Stoffe, wobei in der Kammer eines Gehäuses, welches mindestens einen Einlass und einen Auslass für den zu behandelnden Stoff aufweist, auseinanderliegende erste und zweite Zerkleinerungsglieder angeordnet sind.
Derartige Zerkleinerungsmaschinen sind unter anderem als Scheibenmühlen bekannt; sie arbeiten mit nur einer stillstehenden und einer rotierenden Scheibe, deren Mahlflächen mit Zerkleinerungskanten versehen sind. Sie weisen den Nachteil eines relativ geringen Ausstosses auf.
Eine andere bekannte Ausführung arbeitet mit zwei koaxial oder exzentrisch angeordneten Scheiben, welche je über einen eigenen Antrieb verfügen und aus diesem Grunde relativ kostspielig sind. Zudem ist die Einstellung der beiden Scheiben relativ komplex und zeitraubend.
Es ist weiterhin bekannt, zwei rotierende Scheiben zwischen
zwei stationären Scheiben anzuordnen, so dass jede rotierende Scheibe mit je einer stillstehenden Scheibe zusammenarbeitet.
Die Funktionsweise dieser Zerkleinerungsmaschine ist nicht zufriedenstellend, da der Grossteil des Materials zwischen nur einer stillstehenden Scheibe und der entsprechenden rotierenden Scheibe behandelt wird. Dies führt zu übermässigem Verschleiss an den Zerkleinerungskanten der zweiten rotierenden und der zweiten stillstehenden Scheibe als Folge deren gegenseitigen metallischen Kontaktes.
Eine erste Aufgabe der Erfindung ist darin zu sehen, eine verbesserte Zerkleinerungsmaschine für Zellstoff oder ähnliche faserige Materialien, wie sie in der Papier- und verwandten Industrien verwendet werden, zu schaffen.
Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, in einer Zerkleinerungsmaschine eine Anordnung zu schaffen, in der das zu verkleinernde Gut in mehreren gesonderten Durchflusswegen auf dieselbe Art behandelt wird.
Eine weitere Aufgabe besteht darin, eine kompakte Zerkleinerungsmaschine mit mehr als zwei Zerkleinerungsgliedern zu schaffen, wobei das rotierende Zerkleinerungsglied nicht mittels Zwischenübertragungsgliedern angetrieben werden muss.
Eine letzte Aufgabe ist darin zu sehen, ein neues und verbessertes rotierendes Zerkleinerungsglied für eine Zerkleinerungsmaschine zu schaffen.
Erfindungsgemäss werden bei einer Zerkleinerungsmaschine der vorgenannten Art die vorstehenden Aufgaben dadurch gelöst, dass in der Kammer zwischen dem ersten und dem zweiten Glied ein drittes Zerkleinerungsglied derart angeordnet ist, dass zwischen dem Einlass und dem Auslass ein erster und ein zweiter Durchflussweg für den Stoff entsteht, ferner dadurch, dass das erste und das zweite Glied je erste und zweite Zerkleinerungskanten aufweisen, die in die entsprechenden Durchflusswege hineinragen und dass das dritte Glied dritte und vierte Zerkleinerungskanten aufweist, die ebenfalls in die entsprechenden Wege hineinragen und mit den ersten und zweiten Kanten zusammen wirken, um den die Wege durchströmenden Stoff zu zerkleinern, sowie dadurch, dass Mittel zum Antrieb des dritten Zerkleinerungsgliedes vorgesehen sind.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform können die Zerkleinerungsglieder scheibenförmig, konisch oder ringförmig sein, wobei die eigentlichen Zerkleinerungskanten zweckmässigerweise an den entsprechenden Flächen angeordnete Rippen sind.
In der Zeichnung sind erfindungsgemässe Ausführungen beispielsweise dargestellt. Es zeigt:
Fig. 1 einen Teil-Längsschnitt einer Zerkleinerungsmaschine,
Fig. 2 eine Seitenansicht des rotierenden Zerkleinerungsgliedes der Zerkleinerungsmaschine nach Fig. 1,
Fig. 3 eine axiale Schnittansicht entlang der Schnittlinie 3-3 nach Fig. 2,
Fig. 4 eine Teilansicht eines nicht rotierenden Zerkleinerungsgliedes der Zerkleinerungsmaschine nach Fig. 1,
Fig. 5 eine Ansicht einer Nabe, welche Teil der Antriebsmittel für das rotierende Zerkleinerungsglied der Zerkleinerungsmaschine gemäss Fig. 1 ist,
Fig. 6 schematisch einen Teilschnitt einer Abwandlung der Zerkleinerungsmaschine mit ringförmigen Zerkleinerungsgliedern und
Fig. 7 schematisch einen Teilschnitt einer dritten Ausführungsform mit konischen Zerkleinerungsgliedern.
Die Zerkleinerungsmaschine in Fig. 1 ist eine Scheibenmühle, deren Gehäuse 10 aus mehreren zusammengeschraubten Teilstücken, von denen die Teilgehäuse 12 und 14 gezeigt sind, besteht. Das Gehäuse 10 enthält die Kammer 16 und ist mit einem Einlass 18 zur Aufnahme des beispielsweise von einer Pumpe geförderten Zellstoffes ausgestattet. Ferner sind ein erster Auslass 20 für die Entnahme des aufbereiteten Zellstoffes - teilweise unter der Wirkung der Fliehkraft - und ein zweiter Auslass 22 - normalerweise mit einem Absperrorgan 24 verschlossen - im Gehäuse vorgesehen. Der Auslass 20 erstreckt sich nach oben, der Auslass 22 nach unten. Das Absperrorgan 24 wird vom Betriebspersonal geöffnet, um den flüssigen Träger der Holzspäne oder ähnlichem Gut aus der Kammer 16 abzulassen.
In der Kammer 16 sind drei Zerkleinerungsglieder 26, 28 30 untergebracht, welche koaxial angeordnete Scheiben mit gleichen Aussendurchmessern (beispielsweise etwa 500 mm) sind. Die Scheibe 26 ist nicht rotierend und mittels Schrauben 32 oder ähnlichen Befestigungsmitteln am Gehäuseteil 12 befestigt. Die Scheibe 30, welche einen gewissen Abstand zur Scheibe 26 aufweist, ist ebenfalls nicht rotierend und mittels Schrauben 36 oder ähnlichen Befestigungsmitteln an der axial verschiebbaren Halterung 34 befestigt. Die Halterung 34 ist im Gehäuseteil 14 montiert und kann gegenüber den Scheiben 26, 28 axial verschoben werden mit Hilfe eines elektronischen Motores 38. Dieser treibt eine Schnecke 40 an, die mit dem Schneckenrad 42 im Eingriff steht, welches seinerseits eine mit der Halterung 34 starr befestigte Spindel 44 bewegt.
Hierzu ist das Schneckenrad 42 mit Innengewinde, die Spindel 44 mit Aussengewinde versehen. Die Halterung 34 weist einen oder mehrere radiale Arme oder Mitnehmer 46 auf, die gleitbar in Längsnuten 48 des Gehäuseteiles 14 angeordnet sind. Die Nuten 48 sind achsparallel zu den Scheiben 26, 28 30.
Bezogen auf die Scheiben 26 und 30 ist die Scheibe 28 drehbar und axial verschiebbar. Gedreht wird sie mittels der in einer Laufbüchse 52 des Gehäuseteils 12 geführten Antriebwelle 50. Die Laufbüchse 52 ist von einer Stopbüchse 54 umgeben, die ein Ausfliessen von Zellstoff aus der Kammer 16 in den linken Teil des Gehäuseteils 12 verhindert. Dasjenige Endstück der Antriebswelle 50, welches aus dem Gehäuse herausragt, trägt vorzugsweise eine Riemenscheibe oder ein Zahnkettenrad, und der Antrieb erfolgt über einen Endlosriemen oder Endloskette mittels Elektromotor oder mittels einer anderen Antriebsmaschine. Selbstverständlich können auch andere Übertragungsglieder zwischen der Antriebsmaschine und der Welle 50 vorteilhaft eingesetzt werden.
Die Scheibe 26 hat eine relativ grosse, mit dem Einlass 18 kommunizierende Zentralöffnung 56 und umschliesst die Welle 50 mit einem beträchtlichen Ringspalt. Das durch die Öffnung 56 hindurchgehende und in den Zentralteil der Kammer 16 hineinreichende Ende der Welle 50 trägt eine Nabe 58, welche an der Welle mit einem Keil 60, einer Anschlusskappe 62 und einer Schraube 64 derart befestigt ist, dass sie an allen Winkelbewegungen der Welle teilnimmt. Über mehrere Schrauben 66 überträgt die Nabe 58 das Drehmoment auf die Scheibe 28, wobei diese jedoch gegenüber der Nabe 58 und den Schrauben 66 eine beschränkte axiale Beweglichkeit aufweist. Die Nabe 58 ist mit einem exzentrisch angebrachten Sackloch 68 für die Aufnahme eines Führungsstiftes 70 versehen, der teilweise in ein ausgerichtetes Sackloch 72 der Scheibe 28 eingreift.
Demnach schwebt die Scheibe 28 zwischen den nicht rotierenden Scheiben 26 und 30 und findet dazwischen selbsttätig eine Mittelstellung; nicht nur aus Reaktion auf den Verschleiss der Zerkleinerungsflächen der Scheiben, sondern auch als Reaktion auf Axialverstellungen der Scheibe 30.
Die Scheiben 26, und 28, 30 bestimmen den ersten resp.
den zweiten Durchflussweg Pl resp. P2, den der Zellstoff vom Einlass 18 zum ersten Auslass 20 nimmt (der zweite Auslass 22 ist während des Betriebes der Zerkleinerungsmaschine verschlossen). Der Durchflussweg P ist beidseitig flankiert durch die rippenförmigen Zerkleinerungskanten 74, 76 der Scheiben 26. 28 und der Durchflussweg P2 ist flankiert durch die rippenförmigen Zerkleinerungskanten 78, 80 der Scheiben 28, 30. Die Öffnung 56 der Scheibe 26 nimmt vom Einlass 18 kommenden Zellstoff auf, welcher in den Mittelteil des ersten Durchflussweges Pl gelangt und radial nach aussen zwischen den Zerkleinerungskanten 74 und 76 dem Auslass 20 zuströmt. Der Mittelteil der Scheibe 28 weist drei nierenförmige Öffnungen 82 auf, deren gesamter Durchflussquerschnitt kleiner ist als der effektive Querschnitt der Öffnung 56.
Die Öffnungen 82 verbinden die Durchflusswege P l und P2 miteinander; somit strömt ein Teil des über die Öffnung 56 eingeführten Zellstoffes durch die Öffnungen 82 in den Weg P2, in welchem er bis zum Auslass 20 hin von den Kanten 78, 80 zerkleinert wird.
Die Höhe der Zerkleinerungskanten 74, 80 kann leicht die axiale Länge oder Dicke der entsprechenden Scheiben 26, 30 überschreiten. Die Höhe der Zerkleinerungskanten 76, 78 der Scheibe 28 kann entweder leicht oder erheblich geringer sein als die axiale Erstreckung oder Dicke derselben. Vorzugsweise ist die Scheibe 28 dicker als die Scheiben 26 und 30.
Ein wichtiges Charakteristikum der verbesserten Zerkleinerungsmaschine ist die Tatsache, dass sowohl die Scheibe 28 als auch die Scheiben 26 und 30 einteilig sind. Die Zerkleinerungskanten 74, 76, 78 und 80 können zusammen mit den entsprechenden Scheiben hergestellt oder separat an den Scheiben befestigte Segmente sein (die Befestigung kann beispielsweise jener entsprechen, die in US-PS 3 614 826 beschrieben ist).
Wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt, können die nierenförmigen Öffnungen 82 der Scheibe 28 Teile einer einzelnen Bohrung sein, deren Durchmesser ungefähr halb so gross ist wie jener der Scheibe 28. Die Öffnungen 82 sind teilweise voneinander getrennt durch radial sich nach innen erstreckende Stege 84, wovon einer ein Sackloch 72 aufweist, und die alle mit einer oder mehreren Durchgangslöchern 86 für die entsprechenden Schrauben 66 versehen sind. Der, das Sackloch 72 aufweisende Steg 84 kann dicker (auf die axiale Erstreckung der Scheibe 28 bezogen) gestaltet sein als die übrigen Stege 84; dies kann beispielsweise durch Aufschweissen einer kleinen Platte 88 auf eine Stirnseite der Scheibe geschehen. Die Höhe der Rippen 76 oder 78 kann ungefähr 19 mm betragen, und die Dicke oder die axiale Erstreckung der Scheibe 28 kann leicht grösser sein als 25 mm.
Fig. 4 zeigt ein Teil der Scheibe 26, welche ebenso die Scheibe 30 sein könnte. Der Durchmesser der Öffnung 56 ist halb so gross wie der äussere Durchmesser der Scheibe 26. Die Höhe der Rippen 74 beträgt etwa 19 mm und die Dicke der Scheibe 26 kann 15 mm betragen, d. h. kleiner als die Höhe der Rippen 74. Der effektive Durchtrittsquerschnitt der Öff- nung 56 ist gegeben durch den Gesamtquerschnitt der Öffnung abzüglich dem Querschnitt der Antriebswelle 50. Die gesamte effektive Durchtrittsfläche der Öffnungen 82 in der Scheibe 28 ist wegen der Stege 84 und der Nabe 58 kleiner als die effektive Durchtrittsfläche der Öffnung 56. Dennoch ist sie gross genug, um zu gewährleisten, dass die beiden Durchflusswege Pl und Po mit gleich grosser oder zumindest annähernd gleich grosser Menge Zellstoff beaufschlagt werden.
Dies garantiert, dass der Verschleiss an den Zerkleinerungskanten 74, oder 76, 78 und 80 zumindest annähernd gleichförmig ist und dass ein Flattern der Scheibe 28 vermieden wird, welches eine Ursache von ungleicher Materialverteilung ist. Im Falle, wo der Verschleiss an den Zerkleinerungskanten einen bestimmten Betrag erreicht, startet der Bedienungsmann den Motor 38, die Scheibe 30 wird gegen die Scheibe 26 gerückt und die Scheibe 28 wird achsial gegen die Scheibe 26 geschoben und findet selbsttätig eine Mittelstellung zwischen den Scheiben 26 und 30. Es versteht sich, dass anstelle der vorgesehenen Axialverschiebbarkeit der Scheibe 28 auf der Nabe 58 ebenso die Nabe 58 mit der Scheibe 28 gemeinsam axial verschiebbar gestaltet werden kann (bezogen auf die Welle 50), oder dass die Welle 50 gemeinsam mit der Nabe 58 und der Scheibe 28 verschiebbar ist.
Fig. 5 zeigt die Nabe 58, welche mit einer Keilführung 59 für den Keil 60 und drei sich radial nach aussen erstreckenden Armen 61 versehen ist. Diese Arme 61 überlagern die Stege 84 der Scheibe 28 und sind an ihnen befestigt. Einer der Arme 61 ist mit der Bohrung 68 zur Aufnahme eines Teiles des Führungsstiftes 70 versehen. Jeder Arm 61 weist mindestens eine Gewindebohrung 63 zur Aufnahme der entsprechenden Schraube 66 auf.
Das Fehlen der oben erwähnten zwischengeschalteten Übertragungsglieder bewirkt eine weitgehende Materialeinsparung sowie eine Veningerung der Anschaffungskosten. In der Regel werden die Scheiben aus rostfreiem Stahl hergestellt.
Bei den bekannten Lösungen ist das Übertragungsglied für die rotierende Scheibe ebenfalls aus rostfreiem Stahl hergestellt und an der Scheibe durch mindestens 60 Bolzen oder Schrauben befestigt.
Fig. 6 zeigt teilweise eine Ausführung einer Zerkleinerungsmaschine, bei welcher die Zerkleinerungsglieeler ringförmig sind. Das äussere Gliqd 126 ist stillstehend und am Teil 112 des Gehäuses befestigt, während das innere, ebenfalls stillstehende Glied 130 an der Welle 114 oder einem anderen Gehäuseteil nicht gezeigt befestigt sein kann. Das mittlere Glied 128 ist das rotierende Glied und wird über die Welle 150 mittels eines Motors M angetrieben. Die Durchflusswege für den Zellstoff zwischen den Gliedern 126, 128 und 130 sind durch die Pfeile Pl und P2 angedeutet.
In einer derartigen Zerkleinerungsmaschine kann der Verschleiss der Kanten 174, 176, 178 und 180 ausgeglichen werden, indem das rotierende Glied 128 radial nach innen oder aussen bewegbar ist; beispielsweise dadurch, dass es aus einem äusseren und einem inneren Ring mit relativ beweglichen Bogensegmenten aufgebaut ist (nicht dargestellt).
Fig. 7 zeigt teilweise eine weitere Ausführung einer verbesserten Zerkleinerungsmaschine, in welcher die nicht rotierenden Zerkleinerungsglieder 226, 230 spiegelsymmetrisch angeordnete Hohlkegel sind und in welcher das rotierende Zerkleinerungsglied 228 ein zwischen den Kegeln 226 und 230 angeordneter Doppelkegel ist. Die Antriebswelle für das Glied 228 ist mit 250 bezeichnet. Das Glied 228 ist über die Welle 250 axial verschiebbar (beschränkt); das Glied 230 ist gegenüber der Welle 250 in den durch den Pfeil 231 dargestellten Richtungen axial einstellbar (beispielsweise mit einer Verstellvorrichtung, wie sie im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben wurde). Die Zerkleinerungskanten (nicht dargestellt) sind an den inneren konischen Flächen der Glieder 226 und 230 so wie an beiden äusseren konischen Flächen des rotierenden Gliedes 228 vorgesehen.
Die Art, in der jede Hälfte des zentral angeordneten Gliedes 228 mit den entsprechenden nicht rotierenden Gliedern 226 und 230 zusammenwirkt, ist ähnlich derjenigen, wie sie in der oben angeführten US-PS 3 614 826 (Pilao) beschrieben ist. Das Gehäuse für die Ausführung gemäss Fig. 7 kann mit zwei Einlässen für den zu behandelnden Stoff versehen sein, die je einen Durchflussweg Pi resp.
P2 beaufschlagen.
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PATENT CLAIMS
1. Crushing machine for pulp and similar substances, in which the chamber has a housing which has at least one inlet and one outlet for the substance to be treated. spaced apart first and second comminuting members are arranged, characterized in that in the chamber (16) between the first (26) and the second (30) member a third comminuting member (28) is arranged such that between the inlet (18) and the Outlet (20) a first and a second flow path (P1 and P2) for the substance are created, further characterized in that the first and second members (26 and 30) each have first and second shredding edges (74 and 80) into the corresponding flow paths (P1 resp.
P2) protrude, and that the third link (28) has third and fourth shredding edges (76 and 78, respectively) which also protrude into the corresponding paths (P1 and P2) and with the first and second edges (74 and 80) cooperate in order to comminute the substance flowing through the paths (P1 or P2), and characterized in that means are provided for driving the third comminution member (28).
2. Crushing machine according to claim 1, characterized in that the crushing members (26, 28, 30) are coaxially arranged disks, and that the first disk (26) is provided with a centrally arranged opening (56) through which a both with the the third member (28) and the drive shaft (50) connected to the drive means.
3. Crushing machine according to claim 2, characterized in that the opening (56) of the first member (26) communicates with the inlet (18), further that the opening (56) has a larger diameter than the opposite part of the Drive shaft (50), so that the substance entering the chamber (16) via the inlet (18) passes through the opening (56) into the first flow path (P1), further that the third comminuting element (28) has a second, with both Because of (Pl, P2) connected opening (82), through which part of the substance entering the first path (Pl) via the opening (56) passes into the second path (P2).
4. Crushing machine according to claim 3, characterized in that the second crushing member (30) is axially displaceable relative to the first crushing member (26) by means of movement.
5. Shredding machine according to claim 4, characterized in that the third shredding member (28) is axially displaceable between the first and the second member (26 and 30, respectively).
6. Crushing machine according to claim 4, characterized in that the drive shaft (50) has guide means. via which the third member (28) is axially movable.
7. Crushing machine according to claim 2, characterized in that the inlet (18) opens into the chamber (16) near the axis and that the outlet (20) is arranged opposite the outer circumference of the crushing members (26, 28, 30).
8. Crushing machine according to claim 2, characterized in that the first comminuting member (26) is rigidly arranged on the housing (10) and the second member (30) is axially movable relative to the housing (10), further that the first member ('6 ) has a relatively large central opening (56) which communicates with the first path (Pl) and the inlet (18), further that the third member (28), which with the help of drive means via a drive shaft (50) which through the opening (56) penetrates, is driven, has a plurality of second openings (82) surrounding the drive shaft (50) which have a smaller cross-sectional area than that of the effective central opening (56) and communicate with both flow paths (P1, P2) ,
so that essentially half of the substance entering the first path (P1) via the opening (56) overflows through the openings (82) into the second path (P2).
9. Crushing machine according to claim 1, characterized in that the first and the second crushing member are provided with the paths (Pt, P2) adjoining conical surfaces (226, 230) and that the third member also has conical surfaces (228) which correspond to those of the members (226, 230) and that the shredding edges (74, 76, 78, 80) are arranged on the conical surfaces.
10. A shredding machine according to claim 1, characterized in that the shredding edges (74, 76, 78, 80) are ribs.
11. Crushing machine according to claim 1, characterized in that the crushing members (26, 28, 30) are one-piece, coaxially arranged disks.
12. Crushing machine according to claim 11, characterized in that the members (26, 28, 30) designed as disks have the same outer diameter, and that the axial extension of the third member (28) is greater than that of the first and second members (26, 30) is.
13. Crushing machine according to claim 11, characterized in that the drive means for rotating the third member (28) have a drive shaft (50) which extends through an opening (56) provided in the first member (26) and is rigidly connected to a hub (58 ), which has means for transmitting the torque to the third member (28), the latter being axially displaceably seated on the hub (58) which is provided with guide means for limiting the axial displacement, further characterized in that the second member (30) is axially displaceable with respect to the third member (28) with the aid of an adjusting device which has a holder (34) rigidly attached to the second member (30), which in turn is in the housing part (14) with the aid of drive means (38, 40, 42, 44) is axially displaceable.
14. Crushing machine according to claim 1, characterized in that a second outlet (22) communicating with the chamber (16) is provided in the housing (10) and is usually closed with a shut-off element (24).
15. Crushing machine according to claim 1, characterized in that the crushing members (26, 28, 30) are disks with rib-shaped crushing edges, and that the height of the ribs of the first and second member (26 and 30, respectively) is greater than the thickness of the corresponding discs, while the height of the ribs of the third member (28) is smaller than the axial extent of the disc.
The invention relates to a comminuting machine for cellulose or similar substances, first and second comminuting members which are arranged apart from one another in the chamber of a housing which has at least one inlet and one outlet for the substance to be treated.
Such crushing machines are known, inter alia, as disk mills; they work with only one stationary and one rotating disk, the grinding surfaces of which are provided with grinding edges. They have the disadvantage of a relatively low output.
Another known design works with two coaxially or eccentrically arranged disks, which each have their own drive and are therefore relatively expensive. In addition, the adjustment of the two disks is relatively complex and time-consuming.
It is also known to have two rotating discs between
to arrange two stationary discs so that each rotating disc works together with one stationary disc.
The functioning of this shredding machine is unsatisfactory, since the majority of the material is treated between only one stationary disk and the corresponding rotating disk. This leads to excessive wear on the shredding edges of the second rotating and the second stationary disk as a result of their mutual metallic contact.
A first object of the invention is to provide an improved shredding machine for pulp or similar fibrous materials as used in the paper and related industries.
The invention is also based on the object of creating an arrangement in a shredding machine in which the material to be shrunk is treated in the same way in several separate flow paths.
Another object is to provide a compact shredding machine with more than two shredding members, wherein the rotating shredding member does not have to be driven by means of intermediate transmission members.
A final object is to provide a new and improved rotary comminuting member for a comminuting machine.
According to the invention, in a shredding machine of the aforementioned type, the above objects are achieved in that a third shredding element is arranged in the chamber between the first and the second member in such a way that a first and a second flow path for the substance are created between the inlet and the outlet, further in that the first and second members each have first and second comminuting edges which protrude into the respective flow paths and that the third member has third and fourth comminuting edges which also protrude into the corresponding paths and cooperate with the first and second edges , in order to comminute the substance flowing through the paths, and in that means are provided for driving the third comminution member.
According to a preferred embodiment, the comminuting members can be disc-shaped, conical or ring-shaped, the actual comminuting edges expediently being ribs arranged on the corresponding surfaces.
In the drawing, embodiments according to the invention are shown for example. It shows:
1 shows a partial longitudinal section of a comminuting machine,
FIG. 2 shows a side view of the rotating shredding member of the shredding machine according to FIG. 1,
Fig. 3 is an axial sectional view along the section line 3-3 of Fig. 2,
FIG. 4 shows a partial view of a non-rotating comminuting member of the comminuting machine according to FIG. 1,
5 shows a view of a hub which is part of the drive means for the rotating comminuting element of the comminuting machine according to FIG. 1,
6 schematically shows a partial section of a modification of the comminuting machine with annular comminuting members and
7 schematically shows a partial section of a third embodiment with conical comminuting members.
The comminuting machine in FIG. 1 is a disk mill, the housing 10 of which consists of several sections screwed together, of which the housing sections 12 and 14 are shown. The housing 10 contains the chamber 16 and is equipped with an inlet 18 for receiving the pulp conveyed, for example, by a pump. Furthermore, a first outlet 20 for the removal of the processed cellulose - partially under the effect of centrifugal force - and a second outlet 22 - normally closed with a shut-off element 24 - are provided in the housing. The outlet 20 extends upwards, the outlet 22 downwards. The shut-off element 24 is opened by the operating personnel in order to drain the liquid carrier of the wood chips or similar material from the chamber 16.
In the chamber 16 three comminuting members 26, 28, 30 are accommodated, which are coaxially arranged disks with the same outside diameter (for example about 500 mm). The disk 26 is non-rotating and is fastened to the housing part 12 by means of screws 32 or similar fastening means. The disk 30, which is at a certain distance from the disk 26, is also non-rotating and is fastened to the axially displaceable holder 34 by means of screws 36 or similar fastening means. The holder 34 is mounted in the housing part 14 and can be axially displaced with respect to the disks 26, 28 with the aid of an electronic motor 38. This drives a worm 40 which is in engagement with the worm wheel 42, which in turn is rigid with the holder 34 attached spindle 44 moves.
For this purpose, the worm wheel 42 is provided with an internal thread, the spindle 44 with an external thread. The holder 34 has one or more radial arms or drivers 46 which are slidably arranged in longitudinal grooves 48 of the housing part 14. The grooves 48 are axially parallel to the disks 26, 28, 30.
With respect to the disks 26 and 30, the disk 28 is rotatable and axially displaceable. It is rotated by means of the drive shaft 50 guided in a liner 52 of the housing part 12. The liner 52 is surrounded by a stop sleeve 54 which prevents pulp from flowing out of the chamber 16 into the left part of the housing part 12. That end piece of the drive shaft 50 which protrudes from the housing preferably carries a belt pulley or a toothed chain wheel, and the drive takes place via an endless belt or chain by means of an electric motor or by means of another drive machine. Of course, other transmission members between the drive machine and the shaft 50 can also be used advantageously.
The disk 26 has a relatively large central opening 56 communicating with the inlet 18 and encloses the shaft 50 with a considerable annular gap. The end of the shaft 50 passing through the opening 56 and reaching into the central part of the chamber 16 carries a hub 58 which is fastened to the shaft with a wedge 60, a connection cap 62 and a screw 64 in such a way that it is subject to all angular movements of the shaft participates. The hub 58 transmits the torque to the disk 28 via a plurality of screws 66, although the latter has limited axial mobility with respect to the hub 58 and the screws 66. The hub 58 is provided with an eccentrically attached blind hole 68 for receiving a guide pin 70 which partially engages in an aligned blind hole 72 of the disk 28.
Accordingly, the disk 28 floats between the non-rotating disks 26 and 30 and automatically finds a central position between them; not only as a reaction to the wear of the grinding surfaces of the disks, but also as a reaction to axial displacements of the disk 30.
The discs 26, and 28, 30 determine the first, respectively.
the second flow path Pl, respectively. P2, which the pulp takes from inlet 18 to first outlet 20 (the second outlet 22 is closed during operation of the shredding machine). The flow path P is flanked on both sides by the rib-shaped shredding edges 74, 76 of the disks 26. 28 and the flow path P2 is flanked by the rib-shaped shredding edges 78, 80 of the disks 28, 30. The opening 56 of the disk 26 receives pulp coming from the inlet 18 , which arrives in the middle part of the first flow path P1 and flows radially outward between the comminuting edges 74 and 76 towards the outlet 20. The central part of the disk 28 has three kidney-shaped openings 82, the total flow cross section of which is smaller than the effective cross section of the opening 56.
The openings 82 interconnect the flow paths P1 and P2; thus some of the pulp introduced via the opening 56 flows through the openings 82 into the path P2, in which it is comminuted by the edges 78, 80 as far as the outlet 20.
The height of the comminuting edges 74, 80 can easily exceed the axial length or thickness of the corresponding disks 26, 30. The height of the comminuting edges 76, 78 of the disc 28 can either be slightly or considerably less than the axial extent or thickness thereof. The disk 28 is preferably thicker than the disks 26 and 30.
An important characteristic of the improved size reduction machine is the fact that both the disc 28 and the discs 26 and 30 are integral. The chopping edges 74, 76, 78 and 80 can be fabricated with the respective disks or can be segments attached to the disks separately (for example, the attachment may be as described in U.S. Patent 3,614,826).
As shown in Figures 2 and 3, the kidney-shaped openings 82 of the disc 28 may be parts of a single bore the diameter of which is approximately half that of the disc 28. The openings 82 are partially separated from one another by radially inwardly extending ones Web 84, one of which has a blind hole 72, and which are all provided with one or more through holes 86 for the corresponding screws 66. The web 84 having the blind hole 72 can be thicker (based on the axial extent of the disk 28) than the remaining webs 84; this can be done, for example, by welding a small plate 88 onto an end face of the pane. The height of the ribs 76 or 78 can be approximately 19 mm, and the thickness or the axial extent of the disc 28 can be slightly greater than 25 mm.
FIG. 4 shows part of the disk 26, which could also be the disk 30. The diameter of the opening 56 is half the outer diameter of the disk 26. The height of the ribs 74 is approximately 19 mm and the thickness of the disk 26 can be 15 mm, i.e. H. smaller than the height of the ribs 74. The effective passage cross section of the opening 56 is given by the total cross section of the opening minus the cross section of the drive shaft 50. The total effective passage area of the openings 82 in the disk 28 is due to the webs 84 and the hub 58 smaller than the effective passage area of the opening 56. Nevertheless, it is large enough to ensure that the two flow paths Pl and Po are charged with the same or at least approximately the same amount of cellulose.
This guarantees that the wear on the shredding edges 74, or 76, 78 and 80 is at least approximately uniform and that fluttering of the disk 28, which is a cause of uneven material distribution, is avoided. If the wear on the shredding edges reaches a certain amount, the operator starts the motor 38, the disc 30 is pushed against the disc 26 and the disc 28 is pushed axially against the disc 26 and automatically finds a central position between the discs 26 It goes without saying that instead of the intended axial displaceability of the disk 28 on the hub 58, the hub 58 with the disk 28 can also be designed to be axially displaceable together (with respect to the shaft 50), or that the shaft 50 together with the hub 58 and the disc 28 is displaceable.
FIG. 5 shows the hub 58 which is provided with a wedge guide 59 for the wedge 60 and three arms 61 extending radially outward. These arms 61 overlay the webs 84 of the disk 28 and are attached to them. One of the arms 61 is provided with the bore 68 for receiving part of the guide pin 70. Each arm 61 has at least one threaded hole 63 for receiving the corresponding screw 66.
The lack of the above-mentioned intermediate transmission elements results in substantial material savings and a reduction in acquisition costs. Usually the discs are made of stainless steel.
In the known solutions, the transmission member for the rotating disk is also made of stainless steel and is attached to the disk by at least 60 bolts or screws.
Fig. 6 partially shows an embodiment of a comminuting machine in which the comminuting members are ring-shaped. The outer member 126 is stationary and fastened to the part 112 of the housing, while the inner, likewise stationary member 130 can be fastened to the shaft 114 or another housing part not shown. The middle link 128 is the rotating link and is driven by a motor M via the shaft 150. The flow paths for the pulp between the members 126, 128 and 130 are indicated by the arrows P1 and P2.
In such a comminuting machine, the wear on the edges 174, 176, 178 and 180 can be compensated for by the rotating member 128 being movable radially inwards or outwards; for example, in that it is constructed from an outer and an inner ring with relatively movable arc segments (not shown).
7 partially shows a further embodiment of an improved shredding machine in which the non-rotating shredding members 226, 230 are hollow cones arranged mirror-symmetrically and in which the rotating shredding element 228 is a double cone arranged between the cones 226 and 230. The drive shaft for link 228 is designated 250. The member 228 is axially displaceable (restricted) via the shaft 250; the member 230 is axially adjustable with respect to the shaft 250 in the directions shown by the arrow 231 (for example with an adjusting device as was described in connection with FIG. 1). The crushing edges (not shown) are provided on the inner conical surfaces of members 226 and 230 as well as on both outer conical surfaces of rotating member 228.
The manner in which each half of the centrally located link 228 cooperates with the corresponding non-rotating links 226 and 230 is similar to that described in U.S. Patent 3,614,826 (Pilao) referenced above. The housing for the embodiment according to FIG. 7 can be provided with two inlets for the substance to be treated, each having a flow path Pi, respectively.
Apply P2.