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Stoffmühle für Papierstoff Die Erfindung betrifft eine Stoffmühle
für Papierstoff mit einer ringförmigen Mahlkammer, die durch einen Rotor mit radial
nach außen weisenden Mahlrippen und einen an der Innenseite eines Gehäuses angeordneten
Stator mit radial nach innen weisenden Mahlrippen begrenzt ist.
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Bei derartigen Stoffmühlen mit fest bzw. im festen Abstand zueinander
angeordnetem Rotor und Stator besteht der Nachteil, daß ein Einstellen oder Nachstellen
der Breite des Mahlspaltes nicht möglich ist, so daß eine Vergrößerung der Spaltbreite,
die sich im Laufe der Zeit durch Abnutzung der Mahlrippen ergibt, in Kauf genommen
werden muß.
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Es sind Stoffmühlen bekannt, bei denen der Stator und der Rotor kegelstumpfförmig
ausgebildet sind, um eine Einstellung der Spaltbreite der Stoffmühle dadurch zu
erreichen, daß Rotor und Stator axial gegeneinander verschoben werden. Diese Vorrichtung
besitzt den Nachteil, daß ein Spalt von gleichmäßiger Breite auch durch Axialverschiebung
zwischen Rotor und Stator nicht mehr zu erreichen ist, sobald die Mahlrippen in
Umfangs- oder in Axialrichtung unterschiedlich abgenutzt sind. Mit einer ungleichmäßigen
Abnutzung der Mahlrippen muß aber insbesondere bei diesen Stoffmühlen mit kegelstumpfförmigem
Rotor gerechnet werden, da an den Enden des Rotors unterschiedliche Umfangsgeschwindigkeiten
und damit unterschiedliche Mahlverhältnisse herrschen. Die Güte des austretenden
Papierstoffes ist jedoch um so besser, je gleichmäßiger der Mahlspalt zwischen Rotor
und Stator ist. Bei der bekannten Vorrichtung sowie auch bei Vorrichtungen mit ortsfest
gehaltenem Rotor und Stator nimmt die Güte des Papierstoffes daher mit der Zeit
auf Grund von Abnutzungserscheinungen an den Mahlrippen ab.
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Es ist weiterhin eine Stoffmühle mit zylindrischem Mahlspalt bekannt,
bei der der Stator in sich axial erstreckende Segmente aufgeteilt ist, die mittels
Spindeln in radialer Richtung einstellbar bzw. nachstellbar sind. Bei dieser bekannten
Vorrichtung müssen alle Statorsegmente einzeln eingestellt werden, und die Einstellung
eines gleichmäßigen Mahlspaltes durch Nachstellen einzelner Segmente ist praktisch
unmöglich, da man den Spalt bzw. die Abnutzung der Mahlrippen des Stators wegen
Unzugänglichkeit nicht messen kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zu schaffen,
mit der in einfacher Weise auch bei unterschiedlicher Abnutzung der Mahlrippen ein
über den ganzen Umfang und die ganze Länge der Mahlkammer gleicher Mahlspalt erhalten
wird. Die Lösung dieser Aufgabe geht von der Tatsache aus, daß sich im Betrieb der
Stoffmühle im Mahlspalt zwischen dem Rotor und dem Stator dynamisch ein Druck aufbaut.
Erfindungsgemäß ist nun die Stoffmühle für Papierstoff mit einer ringförmigen Mahlkammer,
die durch einen Rotor mit radial nach außen weisenden Mahlrippen und einen an der
Innenseite eines Gehäuses angeordneten Stator mit radial nach innen weisenden Mahlrippen
begrenzt ist, der aus mehreren radial einstellbaren Segmenten zusammengesetzt ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Statorsegmente über Andrückvorrichtungen radial
am Gehäuse abgestützt sind, die unter der Wirkung eines an eine gemeinsame Druckquelle
angeschlossenen Druckmittels stehen.
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Bei dieser Ausbildung der Vorrichtung stellt sich bei jedem Statorsegment
ein Gleichgewicht zwischen dem hydraulischen Druck im Spalt und der von der Andrückvorrichtung
ausgeübten Druckkraft ein. Dieses Gleichgewicht führt zu einem automatischen Nachstellen,
wenn einzelne Statorsegmente stärker abgenutzt sind.
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Da bei der Ausbildung nach der Erfindung die Statorsegmente nicht
starr in einer einmal eingestellten Lage gehalten sind, ergibt sich der weitere
Vorteil, daß sie bei starker örtlicher Belastung, beispielsweise
durch
Fremdkörper, nachgiebig ausweichen, so daß die Gefahr von Beschädigungen oder Störungen
der Stoffmühle herabgesetzt ist.
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Ein weiterer Vorteil der Ausbildung nach der Erfindung ist darin gelegen,
daß durch Änderung des in den Andrückvorrichtungen wirkenden Drucks die sich auf
Grund der Betriebsverhältnisse ergebende mittlere Spaltbreite geändert und damit
der Raffinationsgrad eingestellt werden kann.
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Bei einer besonders einfachen Ausführungsform der Erfindung sind zwischen
jedem Statorsegment und dem Gehäuse der Stoffmühle sich axial erstreckende aufblähbare
Schläuche angeordnet, die an die gemeinsame Druckquelle angeschlossen sind. Zweckmäßigerweise
ist dabei jedes Statorsegment über zwei an den Enden des Segmentes angeordnete aufblähbare
Schläuche abgestützt. Dadurch werden Kippbewegungen des Statorsegmentes um seine
Mittellinie vermieden, so daß auch jedes einzelne Segment über seine ganze Mahlfläche
im gleichen Abstand vom Rotor gehalten ist.
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Vorteilhafterweise sind am Gehäuse sich axial erstreckende Führungsrippen
für die Führung der Statorsegmente vorgesehen. Diese verhindern, daß Umfangskräfte
auf die Andrückvorrichtungen wirken.
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Ferner ist es zweckmäßig, den Raum zwischen der Innenwand des Gehäuses
und der Rückseite der Statorsegmente an eine Spüleinrichtung anzuschließen, um ein
Festsetzen von Papierstoff zwischen oder hinter den Statorsegmenten zu vermeiden,
was den Aufbau des Gleichgewichts zwischen dynamischem Druck im Mahlspalt und von
den Andruckvorrichtungen ausgeübter Kraft stören könnte.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnung an
einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In der Zeichnung sind einander entsprechende
Teile jeweils mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet.
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F i g.1 und 2 zeigen in schematischer Darstellung einen Holländer
bzw. eine Jordanmaschine; F i g. 3 ist eine teilweise weggebrochen gezeichnete Seitenansicht
einer erfindungsgemäßen Papierstoffmühle; F i g. 4 ist ein Teilschnitt durch das
Gehäuse, die Läufer- und Statorsegmente und die mit einem Druckmittel arbeitenden
Mittel zum Belasten der Statorsegmente; F i g. 5 ist ein senkrechter Teilschnitt
durch die Mühle nach F i g. 3; F i g. 6 ist eine Teildarstellung der sich schneidenden
Fischgrätenmuster, die durch die Läuferstäbe und die Stäbe auf den Statorsegmenten
gebildet werden.
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In F i g.1 ist schematisch eine als Holländer bekannte Stoffmühle
10 dargestellt, die eine Wanne 11 umfaßt, von der nur der Boden gezeigt ist, und
die bis zu einer bestimmten Höhe mit strömungsfähigem Papierstoff 12 gefüllt
ist. Der Behälter 11 unterstützt eine auf einer Welle 14 angeordnete zylindrische
Trommel 13, auf deren Umfangsfläche in Abständen Stäbe oder Messer 15 aus
Stahl angeordnet sind, die mit ähnlichen Stäben oder Messern 16 auf einer Grundplatte
zusammenarbeiten. Um die Trommel 13 zu heben oder zu senken, damit entweder nur
eine Reibwirkung oder aber eine Schneidwirkung ausgeübt wird, it die Trommel 13
durch die Welle 14 mit einem Arm 1s verbunden, der bei 19 an einer Betätigungseinrichtung
29 angreift. Aus F i g.1 ist ersichtlich, daß sich der Berührungsbogen zwischen
der zylindrischen Trommel 13 und der Grundplatte 17 über weniger als 90°
erstreckt, so daß man den Papierstoff mehrmals durch den Holländer hindurchleiten
muß, bis der gewünschte Raffinationsgrad erreicht ist. Hierdurch wird der Raffinationsvorgang
in unerwünschter Weise verlängert, und es ergibt sich ein höherer Energiebedarf.
Wie oben erwähnt, wird der Holländer 10 außerdem bei atmosphärischem Druck
betrieben, und wenn die zylindrische Trommel 13 teilweise in den Papierstoff
12 eintaucht, ist es schwierig, die Zufuhr des Papierstoffs zu der Trommel zu regeln.
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Die ebenfalls bereits erwähnte bekannte Jordanmaschine ist in F i
g. 2 schematisch dargestellt und insgesamt mit 25 bezeichnet. Diese Maschine umfaßt
gewöhnlich einen konischen äußeren Mantel 26, der auf seiner Innenfläche mit hier
nicht gezeigten, sich axial erstreckenden Messern besetzt ist, welche im Zusammenwirken
mit ebenfalls nicht gezeigten, sich axial erstreckenden Messern auf einem drehbaren
konischen Läufer 27 eine Raffination des Papierstoffs bewirken. Der äußere Mantel
26 weist an seinem engeren Ende einen Einlaß 28 auf, während sich
der Papierstoffauslaß 29 am weiteren Ende des Mantels befindet. Damit der Raffinationsgrad
geregelt werden kann, ist der konische Läufer 27 an seinen Enden mit Achsstummeln
30 versehen, die in Lagern 31 laufen. Mit Hilfe einer nur schematisch angedeuteten
Verstelleinrichtung 32 kann der konische Läufer in dem äußeren Mantel
26 axial verstellt werden, um so die zusammenarbeitenden Messer des Läufers
und des Mantels einander stärker zu nähern oder sie weiter voneinander zu entfernen.
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Ein Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Stoffmühle 40 ist
in F i g. 3 bis 6 dargestellt. Die Stoffmühle 40 weist ein mit einer Grundplatte
42 versehenes Gehäuse 41 auf, das an seinen Enden mittels Deckeln 43 und 43 a verschlossen
ist. Das Gehäuse ist nahe einem Ende mit einer tiefliegenden Einlaßöffnung 45 und
nahe dem anderen Ende bei 46 mit einer höher liegenden Auslaßöffnung versehen.
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Innerhalb des Gehäuses 41 ist in Lagern 49 ein angetriebener
zylindrischer Läufer 48 durch Achsstummel 47 und 47 a unterstützt.
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Die Umfangsfläche des zylindrischen Läufers 48 ist mit zwei Sätzen
von Stäben oder Messern 51 und 52 bestückt, die sich jeweils unter einem Winkel
zur Läuferachse erstrecken, so daß sie auf der Umfangsfläche des Läufers ein Fischgrätenmuster
bilden. Gemäß F i g. 3 und 6 treffen sich die Stäbe oder Messer 51 und 52 an ihren
benachbarten Enden unter einem Winkel von etwa 90°, wie es bei 53 angedeutet ist;
es sei bemerkt, daß man diesen Winkel variieren kann.
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Um eine Raffination des Papierstoffs zu bewirken, sind mehrere feststehende
und normalerweise durch Umfangsabstände voneinander getrennte Stator Segmente 55
vorgesehen, die gemäß F i g 4 kreisbogenförmig gekrümmt und radial außerhalb des
Läufers 48 angeordnet sind. Um größere Bewegungen der Statorsegmente in der Umfangsrichtung
zu verhindern, sind an ihren Enden Aussparungen 56 ausgebildet, die sich über die
radial nach außen weisende Umfangsfläche jedes Statorsegments erstrecken. Die innere
Umfangsfläche des Gehäuses 41
ist mit mehreren axial verlaufenden und radial
nach innen vorspringenden Rippen 57 versehen, welche als
Anschlag-
oder Begrenzungsmittel mit den Ausschnitten 56 zusammenarbeiten.
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Auf der radial nach innen weisenden Fläche jedes Statorsegments 55
sind zwei Sätze von Stäben oder Messern 58 und 59 vorgesehen, die entgegengesetzt
zu den Messern 51 und 52 des Läufers 48 ebenfalls nach einem
Fischgrätenmuster angeordnet sind. Gemäß F i g. 6 treffen sich die Stäbe oder Messer
58 und 59 jedes Statorsegments an ihren benachbarten Enden unter einem Winkel von
etwa 90°. Wenn man die Messer 51 und 52 auf dem Läufer 48 und die Messer 58 und
59 auf den Statorsegmenten 55 in der aus F i g. 6 ersichtlichen Weise gleichzeitig
betrachtet, so erstrecken sich die Läufermesser 52 rechtwinklig zu den Statormessem
59, und die Läufermesser 51 verlaufen entsprechend rechtwinklig zu den Statormessern
58. Mit anderen Worten, die Ebenen der Messer 52 und 59 schneiden sich ebenso wie
die Ebenen der Messer 51 und 58 unter rechten Winkeln. Doch braucht diese besondere
Winkelbeziehung nicht in jedem Falle gegeben zu sein, um eine brauchbare Raffinationswirkung
zu gewährleisten. Allerdings muß die Orientierung der Statormesser und der Läufermesser
ausreichend verschieden sein, um ein Ineinandergreifen der Messer zu verhindern.
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Die Stäbe 51, 52 bzw. 58 und 59 können aus dem
Vollen der Umfangsfläche gearbeitet sein. Es können aber auch Schlitze vorgesehen
sein, in die die Stäbe eingelassen sind. Die Stäbe bestehen aus einem Material hoher
Verschleißfestigkeit.
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Zum Verstellen der Statorsegmente ist jedes Statorsegment 55 mit axial
verlaufenden Nuten 62 und 63 versehen, und die Innenfläche des Gehäuses 41 weist
ebenfalls axiale Nuten 64 und 65 auf, so daß zwei sich axial erstreckende,
durch einen Umfangsabstand voneinander getrennte Kanäle 66 und 67 vorhanden sind.
In jedem der Kanäle 66 und 67 liegen Schläuche 68, die aus Gummi od. dgl.
bestehen können und im allgemeinen eine langgestreckte Form aufweisen. Damit die
Schläuche aufgepumpt werden können, sind sie jeweils über Anschlußstutzen
68 a (F i g. 5) mit einer gemeinsamen Verteilerleitung verbunden, so daß
Gewähr dafür besteht, daß sämtliche Schläuche im wesentlichen dem gleichen Luftdruck
ausgesetzt sind. Es hat sich in der Praxis gezeigt, daß man die Schläuche 68 sowohl
mittels Luft als auch mit Wasser unter Druck setzen kann; zwar zeigt F i g. 4 ein
Statorsegment 58, das mit zwei Schläuchen 68 ausgerüstet ist, doch kann man die
Zahl der Schläuche dem jeweiligen Zweck anpassen. Ferner sei bemerkt, daß die Belastung
der Statorsegmente auch durch andere Mittel hervorgerufen werden kann. Außerdem
sind nicht dargestellte, einstellbare Anschlagmittel vorgesehen, welche verhindern,
daß die Statorsegmente mit dem Läufer oder Rotor in Berührung kommen, wenn der Druck
im Mahlspalt nachläßt, was z. B. bei zu geringer Füllung der Stoffmühle der Fall
ist.
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Gemäß F i g. 5 können an den entgegengesetzten Enden der Satatorsegmente
55 Abdichtungen 69 und an den Enden des Läufers 48 Abdichtungsmittel
70
angeordnet sein. In manchen Anwendungsfällen können sich Faserteilchen
zwischen der radial nach außen weisenden Wand der Segmente und der Innenfläche des
Gehäuses 41 festsetzen. Aus diesem Grunde können die Gehäusedeckel oder Abschlußkappen
43 z. B. über einen Kanal 71 mit einer Wasserleitung 72 in. Verbindung stehen,
an die eine Pumpe 73 und ein Ventil 74 eingeschlossen sind.