DE102009047625A1

DE102009047625A1 - Disperger I

Info

Publication number: DE102009047625A1
Application number: DE102009047625A
Authority: DE
Inventors: Oliver Lüdkte; Roland Rauch; Werner Brettschneider
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2009-12-08
Filing date: 2009-12-08
Publication date: 2011-06-09

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Dispergiervorrichtung zum Dispergieren von Faserstoff (1) mit einem Gehäuse (2), in welchem ein erstes Behandlungswerkzeug (3) und ein zweites Behandlungswerkzeug (4) angeordnet ist, wobei die Behandlungswerkzeuge (3, 4) jeweils eine rotationssymmetrische Form haben, koaxial zueinander angeordnet sind, jeweils in mehreren ringförmigen, zu ihrer Mitte konzentrischen Reihen (5) angeordnete Zähne (6) aufweisen, zwischen denen sich Zahnlücken befinden, die von dem Faserstoff (1) radial durchströmt werden, zwischen den Zahnreihen (5) ringförmige Zwischenräume vorhanden sind, die so angeordnet sind, dass zumindest eine Zahnreihe (5) eines Behandlungswerkzeuges (3, 4) in einen ringförmigen Zwischenraum des anderen, komplementären Behandlungswerkzeuges (4, 3) hineinreicht.
Dabei soll die Dispergierung dadurch verbessert werden, dass zumindest einige Zähne (6) wenigstens eines Behandlungswerkzeuges (3, 4) mindestens eine in Umfangsrichtung (7) verlaufende Nut (8) besitzen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Dispergiervorrichtung zum Dispergieren von Faserstoff mit einem Gehäuse, in welchem ein erstes Behandlungswerkzeug und ein zweites Behandlungswerkzeug angeordnet ist, wobei die Behandlungswerkzeuge jeweils eine rotationssymmetrische Form haben, koaxial zueinander angeordnet sind, jeweils in mehreren ringförmigen, zu ihrer Mitte konzentrischen Reihen angeordnete Zähne aufweisen, zwischen denen sich Zahnlücken befinden, die von dem Faserstoff radial durchströmt werden, zwischen den Zahnreihen ringförmige Zwischenräume vorhanden sind, die so angeordnet sind, dass zumindest eine Zahnreihe eines Behandlungswerkzeuges in einen ringförmigen Zwischenraum des anderen, komplementären Behandlungswerkzeuges hineinreicht.
Vorrichtungen der o. g. Art werden z. B. zur Qualitätsverbesserung von Faserstoff eingesetzt, der aus Altpapier gewonnen wurde. Es ist bekannt, dass Papierfaserstoff durch Dispergieren homogenisiert und dadurch wesentlich verbessert werden kann. Dabei wird in vielen Fällen ein Faserstoff verwendet, der einen Trockengehalt zwischen 15 und 35% aufweist und auf eine Temperatur gebracht worden ist, die weit über der Umgebungstemperatur liegt. Sinnvoll ist es, die Aufheizung dann vorzunehmen, wenn der Faserstoff bereits seine zur Dispergierung erforderliche Konsistenz hat.
Dabei kann jedoch oft das Ergebnis der Dispergierung noch nicht befriedigen. Außerdem verschleißen die Behandlungswerkzeuge relativ schnell.
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher die Dispergierung bei möglichst geringem Verschleiß der Behandlungswerkzeuge zu verbessern.
Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe dadurch gelöst, dass zumindest einige Zähne wenigstens eines Behandlungswerkzeuges mindestens eine in Umfangsrichtung verlaufende Nut besitzen.
Die Faserstoffsuspension durchströmt den Spalt zwischen den Behandlungswerkzeugen in der Regel von innen nach außen. Dabei bilden die Umfangsnuten zusätzliche Arbeitskanten, was die Dispergierung, insbesondere die Schmutzpunktzerkleinerung, die Druckfarbenablösung sowie die Stickyzerkleinerung verbessert.
Auf diese Weise lassen sich der Energiebedarf sowie der Verschleiß erheblich reduzieren.
Um diese Wirkung möglichst umfassend zu erhalten, sollte der überwiegende Teil, vorzugsweise alle Zähne zumindest einer Zahnreihe, vorzugsweise eines Behandlungswerkzeuges und insbesondere alle Zähne des Dispergers wenigstens eine in Umfangsrichtung verlaufende Nut besitzen.
In vielen Fällen genügt es hierzu, wenn ein Teil der Zähne, vorzugsweise alle Zähne nur eine in Umfangrichtung verlaufende Nut besitzen.
Allerdings kann es bei hohen Anforderungen von Vorteil sein, wenn ein Teil der Zähne, vorzugsweise alle Zähne mehrere in Umfangrichtung verlaufende Nuten besitzen.
Dabei kann die Umfangsnut auf dem Zahnkopf verlaufen oder sich an einer radial inneren oder äußeren Zahnflanke befinden.
Falls die Zahnflanken eine Umfangsnut haben, so ist es dabei von Vorteil, wenn die radial innere und äußere Zahnflanke eines Zahnes und/oder die gegenüberliegenden Zahnflanken benachbarter Zahnreihen wenigstens eine in Umfangsrichtung verlaufende Nut besitzen.
Des Weiteren kann es, falls der Stofftransport im Spalt zwischen den Behandlungswerkzeugen beispielsweise bei geringem Aschegehalt kritisch ist, vorteilhaft sein, wenn die in Umfangsrichtung verlaufende Nut schraubenlinienförmig verläuft. In diesem Fall vergrößert sich der Abstand der Nut einer Zahnflanke vom Zahngrund zwar geringfügig, aber kontinuierlich. Dies führt aber auch zu einem drehrichtungsabhängigen Verhalten der Behandlungswerkzeuge.
Zur Verminderung des Energiebedarfs ist es außerdem von Vorteil, wenn einige Zähne, vorzugsweise die Mehrheit der Zähne und insbesondere alle Zähne wenigstens einer Zahnreihe, vorzugsweise wenigstens eines Behandlungswerkzeuges und insbesondere alle Zähne des Dispergers zumindest eine radial verlaufende Nut besitzen.
Entsprechend den Anforderungen kann es dabei genügen, wenn ein Teil der Zähne, vorzugsweise alle Zähne nur eine radial verlaufende Nut besitzen. Es kann jedoch auch erforderlich sein, dass ein Teil der Zähne, vorzugsweise alle Zähne mehrere radial verlaufende Nuten besitzen.
Dabei kann sich die radial verlaufende Nut auf dem Zahnkopf oder an einer, vorzugsweise einer radial inneren oder äußeren Zahnflanke befinden.
Auch hierbei kann es von Vorteil sein, wenn die radial innere und äußere Zahnflanke eines Zahnes oder die gegenüberliegenden Zahnflanken benachbarter Zahnreihen wenigstens eine radial verlaufende Nut besitzen.
Hierzu ist es vorteilhaft, wenn die radial verlaufenden Nuten nicht tiefer als die in Umfangsrichtung verlaufenden Nuten sind.
In Abhängigkeit von den Anforderungen sowie der Beschaffenheit der Faserstoffsuspension können beide Behandlungswerkzeuge von gegensinnig angetriebenen Rotoren gebildet werden. Meist jedoch wird ein Behandlungswerkzeug von einem antreibbaren Rotor und das zweite Behandlungswerkzeug von einem feststehenden Stator gebildet.
Nachfolgend soll die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.
In der beigefügten Zeichnung zeigt:
1: einen schematischen Querschnitt durch eine Dispergiervorrichtung;
2: eine Draufsicht auf ein Behandlungswerkzeug 3 und
3: einen Zahnquerschnitt.
Der hochkonsistente Papierfaserstoff 1 wird gemäß 1 direkt in den zentralen Bereich der Dispergergarnitur, welche von den beiden Behandlungswerkzeugen 3, 4 gebildet wird, gedrückt.
Während ein Behandlungswerkzeug 3 feststehend und damit als Stator ausgebildet ist, ist das andere Behandlungswerkzeug 4 rotierbar im Gehäuse 2 des Dispergers gelagert.
Die Dispergergarnitur mit dem Stator und dem Rotor wird also radial innen beschickt. Bekanntlich wird Dispergierung dadurch bewirkt, dass Zähne 6 mit relativ hoher Geschwindigkeit relativ dicht aneinander vorbeibewegt werden und der sich dazwischen befindliche Faserstoff 1 starken Scherkräften unterworfen wird.
Hierzu kann der Faserstoff 1 über Heizdampf vorher aufgeheizt werden. Nach der Dispergierung fällt der dispergierte Faserstoff 1 nach unten durch den Auslass 12 heraus.
Wenn die axiale Position von Stator und Rotor relativ zueinander geändert wird, ändert sich dadurch auch der Spalt zwischen ihnen, wodurch sich in an sich bekannter Weise die Leistung des Dispergers steuern lässt.
Die Behandlungswerkzeuge 3, 4 haben jeweils eine rotationssymmetrische Form. Dabei weisen die koaxial zueinander angeordneten Behandlungswerkzeuge 3, 4 jeweils in mehreren ringförmigen, zu ihrer Mitte konzentrischen Reihen 5 angeordnete Zähne 6 auf, zwischen denen sich Zahnlücken befinden, die von dem Faserstoff 1 radial nach außen durchströmt werden.
Zwischen den Zahnreihen 5 sind ringförmige Zwischenräume vorhanden, die so angeordnet sind, dass zumindest eine Zahnreihe 5 eines Behandlungswerkzeuges 3, 4 in einen ringförmigen Zwischenraum des anderen, komplementären Behandlungswerkzeuges 4, 3 hineinreicht.
Wie in den 2 und 3 dargestellt, besitzen die Zähne 6 in Umfangsrichtung 7 verlaufende Nuten 8. Diese Nuten 8 bilden zusätzliche Arbeitskanten, was die Dispergierung verbessert.
Gemäß 2, können dabei alle oder beispielsweise nur jede zweite radial innen oder außen liegende Zahnflanke 11 ein oder mehrere in Umfangsrichtung 7 verlaufende Nuten 8 aufweisen. Die Umfangsnut 8 kann sich auch auf dem Zahnkopf 10 befinden.
Zur Reduzierung des Energiebedarfs haben die Zähne 6 außerdem jeweils eine mittig in den radial innen und außen liegenden Zahnflanken 11 der Zahnreihen 5 vom Zahngrund zum Zahnkopf 10 radial verlaufende Nut 9.

Claims

Dispergiervorrichtung zum Dispergieren von Faserstoff (1) mit einem Gehäuse (2), in welchem ein erstes Behandlungswerkzeug (3) und ein zweites Behandlungswerkzeug (4) angeordnet ist, wobei die Behandlungswerkzeuge (3, 4) jeweils eine rotationssymmetrische Form haben, koaxial zueinander angeordnet sind, jeweils in mehreren ringförmigen, zu ihrer Mitte konzentrischen Reihen (5) angeordnete Zähne (6) aufweisen, zwischen denen sich Zahnlücken befinden, die von dem Faserstoff (1) radial durchströmt werden und zwischen den Zahnreihen (5) ringförmige Zwischenräume vorhanden sind, die so angeordnet sind, dass zumindest eine Zahnreihe (5) eines Behandlungswerkzeuges (3, 4) in einen ringförmigen Zwischenraum des anderen, komplementären Behandlungswerkzeuges (4, 3) hineinreicht, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige Zähne (6) wenigstens eines Behandlungswerkzeuges (3, 4) mindestens eine in Umfangsrichtung (7) verlaufende Nut (8) besitzen.
Dispergiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der überwiegende Teil, vorzugsweise alle Zähne (6) zumindest einer Zahnreihe (5) wenigstens eine in Umfangsrichtung (7) verlaufende Nut (8) besitzen.
Dispergiervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der überwiegende Teil der Zähne (6), vorzugsweise alle Zähne (6) zumindest eines Behandlungswerkzeuges (3, 4) wenigstens eine in Umfangsrichtung (7) verlaufende Nut (8) besitzen.
Dispergiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der überwiegende Teil der Zähne (6), vorzugsweise alle Zähne (6) wenigstens eine in Umfangsrichtung (7) verlaufende Nut (8) besitzen.
Dispergiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der Zähne (6), vorzugsweise alle Zähne (6) nur eine in Umfangrichtung (7) verlaufende Nut (8) besitzen.
Dispergiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der Zähne (6), vorzugsweise alle Zähne (6) mehrere in Umfangrichtung (7) verlaufende Nuten (8) besitzen.
Dispergiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die in Umfangsrichtung (7) verlaufende Nut (8) auf dem Zahnkopf (10) befindet.
Dispergiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die in Umfangsrichtung (7) verlaufende Nut (6) an einer radial inneren oder äußeren Zahnflanke (11) befindet.
Dispergiervorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die radial innere und äußere Zahnflanke (11) eines Zahnes (6) wenigstens eine in Umfangsrichtung (7) verlaufende Nut (8) besitzt.
Dispergiervorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die gegenüberliegenden Zahnflanken (11) benachbarter Zahnreihen (5) wenigstens eine in Umfangsrichtung (7) verlaufende Nut (8) besitzen.
Dispergiervorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die in Umfangsrichtung (7) verlaufende Nut (8) schraubenlinienförmig verläuft.
Dispergiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einige Zähne (6), vorzugsweise die Mehrheit der Zähne (6) und insbesondere alle Zähne (6) wenigstens einer Zahnreihe (5) zumindest eine radial verlaufende Nut (9) besitzen.
Dispergiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einige Zähne (6), vorzugsweise die Mehrheit der Zähne (6) und insbesondere alle Zähne (6) wenigstens eines Behandlungswerkzeuges (3, 4) zumindest eine radial verlaufende Nut (9) besitzen.
Dispergiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einige Zähne (6), vorzugsweise die Mehrheit der Zähne (6) und insbesondere alle Zähne (6) zumindest eine radial verlaufende Nut (9) besitzen.
Dispergiervorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der Zähne (6), vorzugsweise alle Zähne (6) nur eine radial verlaufende Nut (9) besitzen.
Dispergiervorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der Zähne (6), vorzugsweise alle Zähne (6) mehrere radial verlaufende Nuten (9) besitzen.
Dispergiervorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass sich die radial verlaufende Nut (9) auf dem Zahnkopf (10) befindet.
Dispergiervorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass sich die radial verlaufende Nut (9) an einer, vorzugsweise einer radial inneren oder äußeren Zahnflanke (11) befindet.
Dispergiervorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die radial innere und äußere Zahnflanke (11) eines Zahnes (6) wenigstens eine radial verlaufende Nut (9) besitzt.
Dispergiervorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die gegenüberliegenden Zahnflanken (11) benachbarter Zahnreihen (5) wenigstens eine radial verlaufende Nut (9) besitzen.
Dispergiervorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die radial verlaufenden Nuten (9) nicht tiefer als die in Umfangsrichtung (7) verlaufenden Nuten (8) sind.
Dispergiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beide Behandlungswerkzeuge (3, 4) von gegensinnig angetriebenen Rotoren gebildet werden.
Dispergiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass ein Behandlungswerkzeug (4) von einem antreibbaren Rotor und das zweite Behandlungswerkzeug (3) von einem feststehenden Stator gebildet wird.