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Mahlvorrichtung zur Aufbereitung von Papierfaserstoffen Es ist bekannt,
daß mit den im Laboratorium angewandten weitgehend quetschend wirkenden Mahlmaschinen,
wie die Kugelmühle oder die besonders in Deutschland für die Festigkeitsprüfung
von Zellstoffen eingeführte Jokromühle, weit höhere Festigkeitswerte von Papierfaserstoffen
erhalten werden können als mit den in den Betrieben eingesetzten normalen Mahlmaschinen.
Zwar gibt es auch hier Typen, mit denen verhältnismäßig gute Festigkeitswerte erzielt
werden können, jedoch werden die Festigkeitswerte der quetschend mahlenden Labormahlgeräte
nicht im entferntesten erreicht. Um die Differenz der Größenordnung nach anzudeuten,
sei gesagt, daß beispielsweise aus einem harten, ungebleichten Sulfitzellstoff folgende
Festigkeit bei 50° SR herausgeholt werden kann: mit einem Betriebsmesserholländer
mit Messergrundwerk 6000m Reißlänge Stoffestigkeit, mit einem Betriebsholländer
mit Basaltgarnierung 7500 m, mit der Laboratoriums-Jokro-Mühle jedoch etwa 9500
m und mit der Kugelmühle gar 10 500 in oder mehr.
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Durch die hauptsächlich quetschende Mahlung soll erreicht werden,
daß die Faser weniger gekürzt als vielmehr an ihrer Oberfläche fibrilliert wird
und daß das Feingefüge der Einzelfaser gelockert wird, wobei eine elastische, zu
guter Adhäsion und Verfilzung neigende Faser erzielt wird.
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Es sind verschiedene Anstrengungen gemacht worden, die hinsichtlich
der Entwicklung der Stofffestigkeit unrationelle Arbeitsweise der Betriebsmahlmaschinen
durch neuartige Konstruktionen zu verbessern. So hat man beispielsweise versucht,
in einem Drehkreuz gelagerte Rollen auf der Innenwand einer Trommel ablaufen zu
lassen, wobei der Stoff zwischen Trommelwand und Rollen quetschend behandelt wird.
Weiterhin wurde angestrebt, eine festgelagerte, rotierende 3Iahlwalze gegen die
Innenwand einer laufenden Trommel arbeiten zu lassen, wobei der Stoff durch die
Bewegung der Trommel der Mahlwalze zugeführt wird. Diese Bestrebungen haben bisher
nicht zu einem vollen Erfolg geführt, nicht zuletzt auch deshalb, weil das Ergebnis
auch weitgehend von den kraftwirtschaftlichen Verhältnissen abhängt.
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Ferner sind Vorschläge bekanntgeworden, die jedoch, soweit es übersehen
werden kann, in der Praxis nicht verwirklicht wurden. So wurde vorgeschlagen, das
Grundwerk eines Messerholländers an Stelle der Messer mit einer Anzahl konzentrisch
zur Mahlwalze angeordneter Walzen kleineren Durchmessers auszurüsten bzw. zwischen
die Messer eines Grundwerks Walzen kleineren Durchmessers einzubauen. Abgesehen
davon, daß eine einwandfreie Lagerung derartiger Walzen mit dem Ziel, über die gesamte
Breite der Mahlwalze einen genauen Abstand von beispielsweise 1/1o mm ohne Durchbiegung
dieser Walzen einzuhalten, ganz unmöglich ist, kann eine solche Einrichtung auch
nicht arbeitsfähig sein, da sich zwischen und unter den `'Falzen durch Verdichtung
des Faserstoffes ein fester Sumpf bildet, der nach kurzer Zeit eine Drehung der
Walzen nicht mehr zuläßt.
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Nach einem anderen Vorschlag, der jedoch in der Praxis ebenfalls keine
Anwendung gefunden hat, ist an Stelle einer Vielzahl in einem Grundwerkskasten angeordneten
Walzen eine einzige Grundwerkswalze mit entsprechender Bemesserung in Form von Rippen,
Stiften, Zahnflanken oder nachgiebigen Mahlgliedern vorgesehen. Der Mahleffekt soll
hier im wesentlichen durch die Flankenwirkung der Mahlglieder von Mahlwalze und
Grundwerkswalze zustande kommen.
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Mit der nachstehend gekennzeichneten Mahlvorrichtung soll erfindungsgemäß
ein neuer Weg einer rationellen, vorwiegend quetschenden Mahlung von Papierfaserstoffen
beschritten werden; im Gegensatz zu den zuletzt beschriebenen bekannten Anordnungen
ist vorgesehen, daß als Grundwerk eine einzige unbemesserte Walze arbeitet, so daß
zwischen Stirnfläche der Messer, der Messerwalze und der glatten Oberfläche der
Grundwerkswalze eine stauchende Beeinflussung des Papierfaserstoffes erfolgt.
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In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung in zwei Ausführungsbeispielen
dargestellt, und zwar zeigt Abb. 1 einen Längsschnitt durch einen Holländer mit
senkrechtem Stoffumlauf und Abb.2 einen Längsschnitt durch einen Holländer mit waagerechtem
Stoffumlauf.
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Eine rotierende Messerwalze 1 taucht gemäß Abb. 1 und 2 in eine Faserstoffsuspension
2 ein, etwa so wie
bei einem normalen Mahlholländer; die Fasern
legen sich über die Kanten und die Mählflächen der Messer und werden gegen eine
mit gleicher oder geringerer Umfangsgeschwindigkeit rotierende glatte Walze 3 befördert.
Die `Talzen sind in verstellbarem Abstand und mit regelbarer Anpressung zueinander
angeordnet. Die Grundwerkswalze 3 ist in der Regel in dem Raum zwischen der senkrechten
und der waagerechten Achse der Messerwalze angeordnet und mit dem Antrieb der Messerwalze
über ein Getriebe mit starrer oder veränderlicher Übersetzung verbunden, so daß
die Umfangsgeschwindigkeit mit der Messerwalze gleich oder kleiner eingestellt werden
kann. Die Führung des -durch die Messerwalze geförderten Stoffes erfolgt nach den
gleichen Grundsätzen, wie sie sich für den normalen Mahlholländer herausgebildet
haben, nämlich so, daß der Stoff gegen eine tangential an die Messerwalze anlaufende
Fläche eingezogen (Abb. 1) und gegebenenfalls über eine konzentrisch zur Messerwalze
auslaufende Fläche weiterbefördert wird (Abb.2), bis er zwischen Messerwalze und
Grundwerkswalze hindurchgeführt wird.
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Bei gleicher Umfangsgeschwindigkeit beider Walzen liegt eine rein
quetschende Bearbeitung der Fasern vor; bei verringerter Umfangsgeschwindigkeit
der Grundwerkswalze tritt eine reibende Wirkung hinzu, die bei stehender Grundwerkswalze
ein Maximum erreicht. Angestrebt wird, die reibende Wirhung, d. h. die relative
Geschwindigkeit der beiden Walzen zueinander, klein zu halten, um durch vorwiegend
drückende Behandlung (Wirkung der alten Stampfwerke!) die Faserlänge weitestgehend
zu erhalten. je größer die relative Bewegung der Walzen zueinander wird, die bei
stehender Grundwerkswalze entsprechend der üblichen Umfangsgeschwindigkeit der Holländerwalzen
etwa 10 m/Sek. ausmacht, desto mehr wird die Faser auf Zerreißen beansprucht. Das
Problem liegt also darin, eine Mahlvorrichtung zu schaffen, bei der die auf die
Fasern einwirkenden reibenden Beanspruchungen mit wesentlich geringerer Geschwindigkeit
als mit 10 m/Sek. angreifen.
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Bei feststehendem Grundwerk ist eine Reduzierung der Geschwindigkeit
der zwischen den Mahlorganen reibend wirkenden Beanspruchung nur durch Herabsotzting
der Geschwindigkeit der Mahlwalze möglich, wodurch auch die Mahlleistung entsprechend
herabgesetzt wird. Die rotierende Grundwerkswalze gestattet jedoch die volle Erhaltung
der Geschwindigkeit der Messerwalze mit 10 m/Sek., ja sie erlaubt sogar höhere Geschwindigkeiten.
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Abb. 1 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Grundwerkswalze 3 verhältnismäßig
tief liegt und bei welcher der Stoff durch eine Pumpe 4 in den Kreislauf zurückgeführt
wird. Der freie Überwurf nach Durchgang durch die Walzen hat geringeren Kraftvef
Bratich zur Folge. Eine andere Ausführungsform zeigt die Abb. 2 mit einem normalen
Holländertrog, wobei der Überwurfsattel von der Grundwerkstt=aize 3 gebildet wird.
Der weitaus größte Teil des Stoffes wird . in den Rücklaufkanal 5 geschleudert,
während durch Undichtheiten ein kleiner Teil in den Raum 6 unterhalb der Grundwerkswalze
gelangt. Dieser verhältnismäßig kleine Stoffanteil wird durch eine Pumpe 7 in den
Stoffrücklauf zurückgeführt.
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Außer diesen Ausführungsbeispielen sind gemäß dem Erfindungsgedanken
weitere Abwandlungen möglich. So ist eine Anordnung zweckmäßig, bei welcher mehrere
Mahlaggregate hintereinandergeschaltet werden, ohne daß gemäß Abb. 1 eine Stoffbütte
bei den zwei Aggregaten vorgesehen ist. Lediglich das letzte Aggregat hat eine solche
Bütte, von der aus der Stoff zum ersten Aggregat zurückgepumpt wird. Eine solche
Stoffbütte kann aber auch vollkommen getrennt von den Mahlaggregaten als selbständige
Einheit bestehen.
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Die :4lesserwalze hat zweckmäßig schräg angeordnete Messer, so daß
ein ruhiges Laufen der Walzen gesichert ist. Der Messerabstand ist geringer als
bei den bekannten Holländerwalzen, um eine möglichst große Anzahl von Kanten und
Ouetschflächen zu erhalten. Die Messerzellen können nach der Grundfläche zu abgerundet
sein, damit der Stoff leichter aus den Zellen austritt. Die Grundwerkswalze ist
mit einem Schaber 8 versehen, damit etwaige Knoten abgestreift werden; für besondere
Fälle ist noch eine rotierende Bürste 9 vorgesehen.