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Vorrichtung zur Zerspanung und Zerfaserung schwer aufschließbarer
Stoffe Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Zerspanung und Zerfaserung
schwer aufschließbarer Stoffe, z. B. Holz-, Rinden- und Bastabfälle, Holzschliffabfall,
außerdem Ästerückstände der Sulfat- und Sulfitkochung usw. Darüber hinaus kann jede
Art geleimten und ungeleimten Altpapiers, getrockneter Krümelstoff, Pappenabfälle,
Hollerithkarton, Chromoersatzkarton, Holz- und Zellstoff stippenfrei aufgelöst werden.
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Die Vorrichtung nach der Erfindung, die aus einem oben offenen, mit
in seinem Inneren angeordneten, von oben nach unten verlaufenden Rückleitleisten
versehenen, im wesentlichen lotrechten Gefäß besteht, ist dadurch gekennzeichnet,
daß das Gefäß in einen hohlzylindrischen Teil übergeht, der, wie an sich bekannt,
einen tangentialen Ablauf aufweist, wobei Gefäß und Zylinderteil von einer vertikalen
Hauptwelle durchsetzt sind, die in an sich bekannter Weise mit drei Aufschließ-
bzw. Zerfaserungselementen bestückt ist wovon das in der Durchflußrichtung erste
Aufschließorgan aus als Taumelscheiben ausgebildete oder durch abgeschrägte
Zy-
linderscheiben voneinander distanzierte Frässcheiben besteht, die vorzugsweise
auf einer die Hauptwelle umgebenden Hohlwelle sitzen, wobei aufeinanderfolgende
Frässcheiben verschiedene Durchmesser aufweisen und deren letztes im Bereich des
Zylinderteiles angeordnet und je nach Art des zu zerkleinernden Gutes austauschbar
ist.
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Für ähnliche Zwecke bestimmte Vorrichtungen sind bekannt. Meist sind
solche Vorrichtungen aber für leicht aufschließbare Stoffe sowie Altpapier gedacht,
wie dies z. B. bei einer Anordnung rotierender, runder Arme und feststehender Gegenleisten
gemäß einer bekannten Vorrichtung der Fall ist. Eine solche Ausbildung der ersten,
für die Zerkleinerung bzw. Zerfaserung entscheidenden Behandlungselemente ist außerstande,
spinnende Rinden oder Bastabfälle, geschweige denn Holzabfälle, zu zerfasern. Auch
nach dem Brecherprinzip arbeitende Vorrichtungen, die für überwiegend trockenes
Mahlgut, wie Torf oder ähnliche Stoffe, in Betracht kommen, sind bekannt. Alle diese,
teilweise drei Zerkleinerungselemente aufweisende Vorrichtungen sind mit Rücksicht
auf ihre von der erfindungsgemäßen, meist erheblich abweichenden Arbeits- und Wirkungsweise
auch sehr unterschiedlich gegenüber der erfindungsgemäßen Vorrichtung gebaut und
angeordnet.
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Das mittlere Zerfaserungsorgan ist insbesondere ein über eine auswechselbare
und in vertikaler Richtung verstellbare, an sich bekannte Schlitz- und bzw. oder
Lochplatte angeordneter, mit V-förmig verjüngten, auswechselbaren Messern versehener
Läufer. In weiterer Ausbildung der Erfindung ist das in Gutsdurchsatzrichtung letzte
Zerkleinerungsorgan ein mit schraubenförmig ausgebildeten, auswechselbare Zacken-
bzw. Sägemesser tragenden Flügeln versehener Läufer, wobei die Messer mit einem
in den Mantel einsetzbaren, innenseitig mit Zähnen versehenen Einsatz zusammenwirken.
Ferner kann nach einer erfindungsgemäßen Variante das in Gutsdurchsatzrichtung letzte
Zerkleinerungsorgan ein Kegelfibriller sein, der in an sich bekannter Weise aus
einem auf der vertikalen Hauptwelle fest angeordneten, in Gutsdurchsatzrichtung
sich konisch erweiternden Läufer besteht, der mit einer längs der Erzeugenden verlaufenden
Vierkantbemesserung mit Querrippen versehen ist, die mit einer zu ihr versetzt angeordneten
entsprechenden Bemesserung am z. B. mittels Stellschrauben höhenverstellbaren Stator
zusammenwirkt.
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Der Vorteil des erfindungsgemäßen Zerfaserers gegenüber den bisher
bekannten Zerfaserem besteht hauptsächlich darin, daß er universell verwendbar ist
und vor allem durch Wechsel von Mahlelementen dem jeweiligen schwer auflösbaren
Stoff angepaßt werden kann. Dadurch ist man in der Lage, alle vorgenannten Stoffe
nahezu restlos der Wiederverwertung zuzuführen. Der Zerfaserer ist sowohl für kontinuierlichen
als auch für diskontinuierlichen Betrieb einsetzbar.
Der Erfindungsgegenstand
ist im folgenden an Hand der Zeichnungen näher erläutert, wobei zum besseren Verständnis
auch Einzelheiten gezeigt bzw. beschrieben werden, die nicht zum Erfindungsgegenstand
gehören.
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F i g. 1 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung
im Längsschnitt nach Linie IJ der F i g. 2; F i g. 2 ist ein Schnitt
nach der Linie II-II der Fig. 1;
F i g. 3 bis 8 zeigen das mittlere
Zerkleinerungsorgan, wobei die F i g. 3 und 5 Schnitte nach den Linien
III-III bzw. V-V der F i g. 4 und die F i g. 6
und 8 Schnitte
nach den Linien VI-VI bzw. VIII-VIII der F i g. 7 sind, letzterer in vergrößertem
Maßstab; F i g. 9 bis 12 zeigen eine Ausführungsform des in Gutsdurchsatzrichtung
letzten Zerkleinerungsorgans; F i g. 13 und 14 zeigen einen Längsschnitt
nach der Linie XIII-XIII der F i g. 14 bzw. einen Querschnitt nach der Linie
XIV-XIV der F i g. 13 durch einen Kegelfibriller; F i g. 15
schließlich zeigt ein Konstruktionsdetail im Längsschnitt.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung (Hydrozerfaserer) besteht im wesentlichen
aus einem oben offenen, zylindrischen Gefäß 20, in welchem zwecks Brechung der Strömungsrichtung
und somit zur besseren Durchmischung der Stoffsuspension seitlich Führungs- bzw.
Rückleitleisten 21 angebracht sind. Auf der vertikalen Welle 22 sind drei Aufschließ-
bzw. Zerfaserungselemente3, 4 und 5 sowie 6 und 7
übereinander
angeordnet, wobei das unterste Malorgan 6, 7 für den jeweiligen Stoff
je nach Wunsch und Eignung durch andere Mahlelemente, z. B. solche nach den
F i g. 13 und 14, ausgewechselt werden kann. Darüber hinaus können an dieser
Stelle auch andere bewährte Mahlelemente eingesetzt werden.
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Die Hauptzerspanung übernehmen mehrere als Taumelscheiben auf die
vertikale Welle 22 im oberen Teil des Gefäßes 20 aufgefädelte Frässeheiben
23,
wobei in der Reihenfolge immer eine kleine Scheibe und eine große abwechseln.
Durch die Differenz der Umfangsgeschwindigkeiten der Nachbarscheiben erfolgt eine
erhöhte Zerspanung der an den Frässcheibenumfängen vorbeistreichenden Späne oder
Stoffteile. Durch die Taumelwirkung der Frässcheiben 23 wird in der Vertikalrichtung
ein größerer Bereich der zu mahlenden Suspension erfaßt. Außerdem wird dadurch ein
Verlegen der Zwischenräume zwischen den Frässcheiben 23 mit spinnenden Fasern
bzw. Holzsplittern vermieden.
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Durch Abnehmen des leicht entfembaren oberen Lagerbalkens
26 kann der auf einer Hohlwelle 25
aufgefädelte und durch schräge Zwischenscheiben
24 distanzierte Frässcheibensatz 23 für die Schärfung leicht ausgetauscht
bzw. gewechselt werden. Darunter befindet sich der eigentliche Stoffauflöserläufer
4, der der Stoffsuspension die für stehende Pulper charakteristische Mischbewegung
erteilt. Dieser Läufer 4 streicht außerdem mit-seinen auswechselbaren Messern
27 über eine ebenfalls auswechselbare und in vertikaler Richtung an -den
Läufer anstellbare Schlitzplatte 29 oder Lochplatte 30 (F i
g. 6 und 7), wodurch eine weitere Aufschließ- bzw. Zerfaserungsarbeit
getätigt Wird. Die nach rückwärts V-förmig verjüngten Messerhalter -bzw. Messerflügel
28 des Stoffauflöserläufers 4 bringen die zu mahlende Suspension an der Schlitz-
bzw. Lochplatte 29 bzw. 30
in pulsierende Bewegung, womit die Mahlarbeit
einerseits intensiviert, anderseits das Verlegen der Schlitze bzw. Löcher verhindert
wird.
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Unter dem Läufer 4 befindet sich ein zylindrischer Mantel
31 mit einem tangential mündenden Auslaufstutzen 32. In diesen Mantel
31 können wahlweise je nach Art des erwünschten Mahleffektes die verschiedensten
Mahlaggregate eingebaut werden. Zwei verschiedene Aggregate sind in den F i
g. 9 bis 14 dargestellt.
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Die F ig. 9 und 10 zeigen einen gezackten Mantel
6, in dem ein Läufer 7 mit schraubenförmig ausgebildeten Flügeln 34
läuft, die mit gegengleichen, auswechselbaren Zacken- bzw. Sägemessern
55 bestückt sind (Fig. 11 und 12). Dieses Mahlelement wird sich hauptsächlich
für die Zerspanung von grobem Mahlgut, wie Holzsplitter, Ästestoff, Rinde, Späne
usw., eignen.
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- In den F i g. 13 und 14 ist ein weiteres Mahlaggregat,
nämlich ein Kegelübriller, dargestellt. Dieser ist für die Fibrillierung von Faserstoffen
ebenfalls ganz ausgezeichnet geeignet. Im Aufbau entspricht er einem Kegelrefiner,
jedoch unterscheidet er sich von diesem durch seine eigenartige Bemesserung. Zwischen
der rippenartig längs der Erzeugenden geführten Vierkantbemesserung 49 sind etwas
niedrigere Querrippen 50 eingegossen, die den zu mahlenden Stoff infolge
der Zentrifugalkraft aus den jeweiligen Läufernuten in die gegenüberliegenden Statornuten
ableiten. Die Querrippen im Stator leiten dann den Stoff wieder in die nächstfolgenden
Rotornuten zurück usw. Bei diesem wechselnden Durchlauf vom Rotor in den Stator
und zurück passiert der Stoff jedesmal die Kanten der Längsbemesserung. Bei jeder
Kantenpassage wird der Stoff je nach eingestellter Spaltweite mehr oder weniger
gekämmt bzw. fibrilliert. Bei fest angestelltem Stator, bei dem die Rotormesser
an den Statormessern gleiten, können die Stoffasern im Bedarfsfalle auch gekürzt
werden. Der Stator 52 ist durch die drei Einstellschrauben 37 in vertikaler
Richtung verschiebbar. Zur Intensivierung der Kreislaufpumpwirkung sind am unteren
Spannring 46 des Läufers 51 Pumpenflügel 47 angebracht.
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Bei den beiden beschriebenen Mahlorganen sind sowohl die Läufer als
auch die Statoren zweiteilig ausgeführt, damit sie ohne Demontage der oberen sowie
auch der unteren Partie des Hydrozerfaserers bequem ausgewechselt werden können.
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An den im wesentlichen spiralig gekrümmten Auslaufstutzen
32 im untersten Mahlaggregat schließt eine Rohrleitung 59 an, die
über einen Schieber 61 in den Niveau- bzw. Stoffüberlaufkasten
62 führL Ein von dieser Rohrleitung abzweigender Stutzen führt über einen
Schieber 60 in das Auflösergefäß 20 zurück. Der Niveaukasten wird durch einschließbare
Staubretter bzw. Stauleisten 63 in zwei Kammern 64 und 65 geteilt,
wobei der Stoff aus dem untersten Mahlaggregat in die Kammer 64 zugeführt und aus
der Kammer 65 in den jeweils gewünschten Produktionsgang abfließen kann.
Die Staubretter 63 werden entsprechend dem erforderlichen Stoffniveau im
Auflöserkasten auf das passende Maß übereinander aufgesetzt.
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Unterhalb der unteren Stopfbüchse 57 für die Abdichtung der
vertikalen Welle 22 ist eine Leckwasser-Auffangvorrichtung 58 (F i
g. 15) angebracht, 0
die das Eindringen des Wassers
in das untere Lager verhindern soll. Diese besteht aus einem festen zweiteiligen
Gehäuse 66 mit Leckwasser-Abführungsstutzen 67 und einem zweiteiligen
Schleuderring 68,
der auf der vertikalen Welle befestigt ist.
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Der Antrieb des Hydrozerfaserers erfolgt über einen Keilriementrieb
53, wobei der Motor 54 vertikal mit der Antriebsscheibe 55 nach unten
weisend auf einer Spannwippe 56 montiert ist.
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Die Wirkungsweise des Hydrozerfaserers ist folgende: Der zu zerfasernde
Stoff, sei es Holzschliffabfall, Splitter, Hackschnitzel, Astestoff usw., wird dem
Hydrozerfaserer über ein Förderband zugeführt. Zur Erzielung einer Stoffkonsistenz
von etwa 4 bis 6 % wird die entsprechende Abwassermenge zudosiert. Die Grobzerfaserung
bzw. das Herauslösen der Faserbündel aus ihrem Verband wird in der Hauptsache durch
die Frässcheiben 23 bewerkstelligt, wobei deren Taumelwirkung und die Differenz
ihrer Umfangsgeschwindigkeiten den größten Zerfaserungseffekt bewirken. Der nun
vorzerkleinerte Stoff wird anschließend vom Stoffauflöserläufer 4 erfaßt, wobei
ein Teil wieder in die Zirkulation an den Frässcheiben 23 zurückbefördert
wird, der andere bei gleichzeitiger Mahlwirkung der Läufermesser 27
durch
die Schlitzplatte 29 bezw. Lochplatte 30 in das darunter befindliche
dritte Mahlaggregat gelangt. Die Schlitzbreite in der Messerschlitzplatte bzw. die
Lochgröße in der Lochplatte sind für die Feinheit des hindurchgehenden zerkleinerten
Mahlgutes bestimmend.
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Die weitere Fibrillierung hängt nun von der Art des gerade eingesetzten
dritten Mahlaggregates ab. Das dritte Mahlaggregat drückt den zerfaserten Stoff
auf Grund seines Pumpvermögens über den Auslaufstutzen 32, 59 einerseits
in das Auflösergefäß 20 zurück, andererseits in den Niveaukasten 62. Je nach
dem Grad der gewünschten Zerfaserung werden die beiden Schieber 60 und
61 so gestellt, daß entweder der Hauptstrom des zerfaserten Stoffes in das
Auflösergefäß 20 oder in den Niveaukasten 62 gefördert wird. über die überlaufkante
der Staubretter 63 im angebauten Niveau- bzw. Stoffüberlaufkasten kann nur
so viel gemahlener Stoff abfließen, als dem Auflösergefäß an Holzschliffabfall bzw.
aufzulösendem Stoff sowie Abwasser zugeführt wird.
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Endlich ist in den oberen Teil des Gefäßes ein nach oben verjüngter,
vorzugsweise konischer Siebkorb einsetzbar. Dieser Siebkorb 69 (F i
g. 1) dient dazu, Mahlgut entsprechend der Sieblochung durchzulassen. Im
Falle der Anwendung des Siebkorbes 69 ist der Schieber 61 geschlossen
und ein in einer Verbindungsleitung zwischen dem Gefäß 20 und der Kammer 64 des
überlaufkastens weiter vorgesehener Schieber 70 geöffnet, so daß der Kreislauf
der zu mahlenden Masse von den Frässcheiben 23 über das mittlere Zerkleinerungsorgan
und das untere Zerkleinerungs- oder Mahlorgan über den Stutzen 32,
59
und den Schieber 60 in den oberen Teil des Gefäßes 20 innerhalb des Siebkorbes
69 führt. Die Teilchen der Stoffmasse bleiben in diesem Kreislauf, bis sie
auf das Siebmaß zerkleinert sind und damit die Sieblochung passieren können. Die
Verbindungsleitung mit dem Schieber 70 führt von dem Raum außerhalb des Siebes
im Gefäß in die Kammer 64 des überlaufkastens. Bei zu zerkleinernden Stoffmassen,
bei denen das Sieb nicht erforderlich ist, wird der Siebkorb entfernt. In diesem
Falle ist der Schieber 70 geschlossen, und die Schieber 60 und
61 sind im Ausmaß der gewünschten Zirkulation bzw. Austragung geöffnet.