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Die Eifindung betrifft eine Stoffmühle für das Aufbereiten von Papierstoff,
mit senkrechter Hauptachse, bei der einer oberen waagerecht in einem Gehäuse feststehend
angeordneten und eine zentrische Beschickungsöffnung umgebenden ringförrnigen Mahlscheibe
eine untere mit dazu verstellbarem Spaltabstand rotierende Mahlscheibe gegenübersteht,
die etwa radial und innerhalb von Scheibensegmenten parallel zueinander verlaufende
Rippen mit dazwischenliegenden Rillen aufweisen, welche durch sich innerhalb konzentrischer
Ringabschnitte radial nach außen verkleinernde Querschnitte in eine innere Grobzerkleinerungs-
und Verteilerzone, eine Vorzerfaserungszone und eine äußere Endzerfaserungszone
gegliedert sind.
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Solchen bekannten Geräten werden zur Herstellung von Papierstoff mit
großen Mengen Wasser oder einem anderen Trägermittel vermischte Holzschnitzel zugeführt,
die dann zwischen die sich relativ zueinander bewegenden Mahlscheiben gelangen.
Die Zuführung, erfolgt z. B. mittels eines Schneckenförderers oder einer anderen
Druckzuführungsvorrichtung. Dabei ergibt sich auf Grund des Zuführungsdruckes häufig
eine Blockierung des Eintritts in den Mahlbereich sowie ein Einschluß von Dampf
auf Grund des plötzlichen Temperaturanstieges an der Berührungsstelle des Rohmaterials
mit der ersten Stufe der Stoffmühle. Der plötzliche Temperaturanstieg und die daraus
resultierende Dampfbildung erzeugt in den Zuführungsvorrichtungen hohe Staudrücke,
da der Dampf durch die nachfolgende Strömung von Holzschnitzeln hindurch nicht an
die Atmosphäre gelangen kann. Versucht man, durch Zugabe von Wasser oder einem anderen
Trägermittel den plötzlichen Temperaturanstieg zu verringern und dadurch die Dampferzeugung
herabzusetzen, so erfolgt der Temperaturanstieg in der zu verarbeitenden Masse zu
langsam. Dadurch wird das Faserbindemittel (Lignin) nicht ausreichend plastifiziert,
und es tritt eine unerwünschte mechanische Beschädigung der Fasern ein, indem die
Faserbündel nicht aufgelöst, sondern zerbrochen oder in kürzere nicht zerfaserte
Bündel zerhackt werden. Auf Grund der erhöhten Viskosität der Suspension wird ferner
die Fähigkeit der Mahlscheiben, die suspendierten Faserbündel durch Reibung festzuhalten
und sie wirksam zu zerfasern, erheblich verringert. Zur Beseitigung dieser Nachteile
ist es bekannt, den Abstand zwischen den Mahlscheiben zu verringern, was jedoch
wiederum die mechanische Einwirkung unzulässig verstärkt und durch zu starke Beschädigung
der Fasern zu einer Beeinträchtigung der Qualität des Endproduktes führt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, vorgenannte Nachteile zu
beseitigen, indem das Rohmaterial mit hoher Konsistenz unbehindert in den Zerfaserungsbereich
einlaufen und ein schneller Temperaturanstieg auf Grund des Fehlens überschüssigen
Wassers eintreten kann. Es ist ferner ein geringer Leistungsbedarf pro Mengeneinheit
Fasermaterial zur Erreichung der notwendigen Bindemittel-Plastifizierungstemperatur,
eine möglichst geringe Dampfbildung sowie eine unbehinderte Dampfabführung beabsichtigt.
In Lösung dieser Aufgabe zeichnet sich eine Stoffmühle der eingangs beschriebenen
Art gemäß der Erfindung dadurch aus, daß in der radial auf die Grobzerkleinerungszone,
in der die Rillenbreite ein Vielfaches der Rippenbreite beträgt, folgenden mit dichter
nebeneinanderliegenden Rippen und nach radial außen in der Höhe abnehmenden Rillen
versehenen Vorzerfaserungszone die Rillen-und Rippenbreite der einen, z. B. der
unteren, Mahlscheibe erheblich größer als die der anderen, z. B. der oberen, Mahlscheibe
ist, während in der Endzerfaserungszone die Rillen- und Rippenbreite beider Mahlscheiben
übereinstimmt.
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Mit diesem Vorschlag entsteht ein Gerät zur bevorzugten Verarbeitung
von Materialaufschlämmungen mit hohen Konsistenzen, die insofern vorzuziehen sind,
als wegen des geringeren Wassergehaltes geringere Wärmemengen zur Aufheizung des
Fasermaterials notwendig sind. Bei einer Betriebstemperatur zwischen 80 und
1800 C, vorzugsweise zwischen 100
und 1401 C, kann das Fasermaterial
gleichmäßig in den Zerfaserungsbereich einströmen, ohne daß Verstopfungen und Staudrücke
auf Grund von Dampferzeugungen auftreten. Die hohe Konsistenz des Materials bietet
die Möglichkeit, die Mahlscheiben in einem relativ großen Abstand zu halten, wodurch
die mechanische Beschädigung der Fasern verringert und die Scheibenlebensdauer erhöht
wird.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß der
zwischen übereinanderstehenden Rippen gemessene Abstand der beiden Mahlscheiben
von einem Größtwert in der Grobzerkleinerungszone allmählich in Radialrichtung bis
zu einem Kleinstwert am Umfang der Vorzerfaserungszone abnimmt und in der Endzerfaserungszone
konstant ist. Auf diese Weise kann radial nach außen hin eine allmähliche feinere
Bearbeitung des fasrigen Materials unter gesteuerten Temperatur- und Druckbedingungen
erfolgen. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, daß in den Vor- und Endzerfaserungszonen
der Mahlscheiben das Durchschnittsverhältnis von Rippenbreite zu Rillenbreite dem
Bereich von 2: 1 bis 1: 8
umfaßt, wobei die durchschnittliche Rillenbreite
in der Vorzerfaserungszone der rotierenden Mahlscheibe im Bereich von
5 bis 19 mm, die durchschnittliche Rillenbreite der feststehenden
Mahlscheibe im Bereich von 1,6 bis 13 mm, die durchschnittliche Rillenbreite
in der Endzerfaserungszone der rotierenden Mahlscheibe im Bereich von
1,6 bis 13 mm liegt.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bestehen die
Mahlscheiben jeweils aus mehreren Segmenten mit Ausnehmungen in den einander abgekehrten
Oberflächen, die durch Kanäle untereinander verbunden sind, von denen wenigstens
einer die Ausnehmungen mit einer öffnung am Umfangsbereich verbindet, damit in den
Ausnehmungen sich ansammelnde Flüssigkeit radial nach außen geschleudert wird. Mit
einer solchen Konstruktion lassen sich Mahlscheiben mit geringem Materialaufwand
bzw. Gewicht herstellen. Indem das Gehäuse eine am Umfang der Mahlscheiben angeordnete
Auslaßöffnung aufweist und am Umfang der rotierenden Mahlscheibe Schaufeln angeordnet
sind, wird der gemahlene Papierstoff unmittelbar nach Austritt aus demZerfaserungsspalt
radial nach außen geschleudert, so daß auch von dieser Seite her ein unbehinderter
Durchsatz gewährleistet ist.
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Zweckmäßigerweise weist das Gehäuse an seinem oberen Ende einen Beschickungstrichter
auf, der mit der Atmosphäre in Verbindung steht. Dabei kann der Beschickungstrichter
in einen Dampfdom des Gehäuses münden, an den ein Absaugegebläse angeschlossen ist.
Die Stoffmühle nach der Erfindung
ist auch in der Lage, die durch
Sulfat-, Sulfit- oder halbmechanische Verfahren erzeugten Fasern bei hohen Konsistenzen
im Bereich von 4011/o und darüber zu verarbeiten, wobei die Dehnungs- und Bindungseigenschaften
des Zellstoffes verbessert werden und eine maximale Faserlänge erhalten bleibt.
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Die Erfindung ist nachfolgend an Hand in den Figuren dargestellter
Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt Fig, 1 eine halb geschnittene
Ansicht einer Stoffmühle nach der Erfindung, F i g. 2 eine Draufsicht auf
ein Segment einer unteren Mahlscheibe nach der Erfindung, Fig.3 einen Schnitt längs
der LinieA-A in F ig. 2, Fig.4 einen entsprechenden Schnitt durch die obere Mahlscheibe,
F i g. 5 einen parallel zu den Rippen der oberen Mahlscheibe geführten Schnitt,
F i g. 6 eine Draufsicht auf ein Segment der oberen Mahlscheibe gemäß der
Erfindung, F i g. 7 einen Teilschnitt der sich gegenüberstehenden oberen
und unteren Zerfaserungsflächen beider Mahlscheiben, F i g. 8 eine Draufsicht
auf die der Arbeitsfläche abgewandten Seite eines Mahlscheibensegmentes, F i
g. 9 in Perspektive die Befestigung von Segmenten an einer Haltefläche, F
i g. 10 einen Querschnitt längs der Schnittlinie E-E in F i g. 6,
F
i g. 11 schematisch eine aus mehreren Segmenten bestehende Mahlscheibe.
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Nach F i g. 1 wird eine Stoffmühle 10 von einem Motor
11 innerhalb eines Gehäuses 12 getrieben. über dem Motor 11 befindet
sich ein Gehäuse 13
mit einer Arbeitskammer 14, die zur Einführung von faserhaltigem
Material eine relativ große obere öffnung 15 innerhalb der Kammerdeckwand
16 besitzt. An der Deckwand 16 ist eine obere Mahlscheibe (Stator)
17 befestigt, der innerhalb der Kammer 14 eine untere rotierende Mahlscheibe
(Rotor) 18 gegenübersteht. Stator 17 und Rotor 18 besitzen
gegenüberliegende Zerfaserungsflächen, bestehend aus Rippen oder Schneiden, die
weiter unten im einzelnen beschrieben sind.
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Das zu verarbeitende Fasermaterial gelangt über einen Trichter
19 durch die Öffnung 15 in die Kammer 14. Anschließend fließt der
fasrige Stoff radial nach außen in den Zerfaserungsraum 21 und von dort etwa tangential
einer oder mehreren Auslaßöffnungen am Kammerumfang zu. Der Rotor 18
sitzt
auf einer Welle 23 des Antriebsmotors 11 und ist über obere und untere
Lager der Welle 23 in seiner vertikalen Arbeitsweise verstellbar.
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Der Einlaßbereich der Stoffmühle weist einen Trichter 19 auf,
in den eine Zuführungsleitung 27
hineinragt, über die ein Verdünnungswasser
und eventuell weitere chemische Substanzen zur Förderung der Zerfaserung des eingegebenen
Faserstoffes zuströmen. Ein in der Leitung 27 angeordnetes Ventil
28 dient zur Zumessung von Wasser und damit zur Regelung der Konsistenz des
zu verarbeitenden Fasermaterials und wird entweder von Hand oder von einer Steuervorrichtung
29 betätigt, die auf ein Signal eines Meßgerätes für die Konsistenz des Endproduktes
oder eines mit dem Antriebsmotor 11 verbundenen Leistungsmessers anspricht.
Der Trichter steht in freier Verbindung mit der Atmosphäre, so daß der in den ersten
Stufen des Zerfaserungsvorganges entstehende Dampf unbehindert entweichen kann.
Der offene Trichter wirkt sich außerdem günstig auf den Zerfaserungsvorgang und
das Aufrechterhalten eines anfänglichen Temperaturanstieges aus.
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Um den unbehinderten Dampfaustritt aus der Stoffmühle zu verbessern,
ohne dabei das Zuführen von Fasermaterial zu beeinträchtigen, ist die Öffnung
15 durch einen Dampfdorn 30 abgeschlossen, in den sich der Trichter
19 hinein erstreckt und sich mit einem aufgeweiteten Auslaß dicht gegenüber
dem Rotor 18 befindet. Der in den ersten Zerfaserungsstufen entstehende Dampf
kann sich somit unbehindert in dem Dom 30 sammeln und durch eine an den Dom
angeschlossene Auslaßleitung 33 sowie über eine Absaughaube 34 entweichen.
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Aus dem Trichter 19 gelangt der Rohfaserstoff zur gleichförmigen
Beaufschlagung der Stoffmühle in eine Verteilerzone 25, die aus einem fest
mit dem Rotor 18 verbundenen, kegelig oder konisch geformten Bauteil
36 besteht. Der Bauteil 36 ist auf seiner Oberseite mit einer Mehrzahl
radial verlaufender Verteilerrippen 38 versehen, die den Faserstoff unter
Ausnutzung der Zentrifugalkräfte derart in Richtung auf den Eintritt des Zerfaserungsspaltes
21 führen, daß in jedes Umfangssegment des Eintrittsabschnittes des Zerfaserungsspaltes
21 gleiche Mengen eintreten und der Faserstoff gleichmäßig behandelt werden kann.
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Nach der Verteilung gelangt der Faserstoff in eine Grobzerkleinerungszone
39, die durch entsprechende Ringabschnitte des Stators 17 und des
Rotors 18 gebildet ist. Entsprechend F i g. 7 besteht die Grobzerkleinerungszone
aus einem inneren nach unten weisenden Ringabschnitt 40 der oberen Mahlscheibe 41
und aus einem nach oben weisenden Ringabschnitt 42 der unteren Mahlscheibe 43. Der
Ringabschnitt 40 besitzt eine nach unten weisende, radial nach innen ansteigende
Ringfläche 44, auf der eine Anzahl radial verlaufender, unter Winkelabständen angeordneter
Rippen 45 (F i g. 10) stehen. Die Rippen 45 besitzen einen etwa trapezförmigen
Querschnitt, der sich radial nach außen entsprechend der Richtung des Pfeiles 46
(F i g. 6) verjüngt. Die Breite 47 der Trapezgrundfläche liegt im Bereich
zwischen 6,5
und 13 mm, während der Winkel 48 zwischen der Vertikalen
49 und den Trapezseitenflächen 8 bis 12', vorzugsweise 10' beträgt.
Die Trapezhöhe 50 liegt bei Werten zwischen 6,5 und 13
mm, vorzugsweise bei 9 mm am Innenende der Rippenlänge und nimmt radial
nach außen allmählich ab, gegebenenfalls bis zum Wert Null, vorzugsweise nur bis
zu einer Höhe von 5 mm. Die Anzahl der über den Umfang verteilten Rippen
liegt zwischen 4 und 32, vorzugsweise bei etwa 16 Stück. Eine zu kleine
Anzahl von Rippen führt zu einer unzureichenden Grobzerkleinerung bei größeren Rohstoffstücken,
während eine zu große Rippenzahl einen unnötig schnellen Temperaturanstieg im Rohstoff
hervorruft. Wenn auf Grund der Rippen die mechanische Einwirkung auf das faserhaltige
Material zu stark wird, bevor die Erweichungstemperatur des Bindemittels der Fasern,
z. B. Lignin, erreicht ist, stellt sich eine unerwünschte starke Hack- oder Scherwirkung
ein. Die dabei auf Grund der Rippengröße entstehenden groben Hacksplitter sind für
die Papierherstellung äußerst schädlich und müssen deshalb aus dem Endprodukt durch
einen zusätzlichen Refinervorgang beseitigt werden,
der einen zusätzlichen
Aufwand bedingt und überdies nur zu einem Papierstoff minderer Qualität führt, weil
die vor der Ligninerweichung von den Rippen der Grobzerkleinerungszone aus dem rohen
Fasermaterial erzeugten Hacksplitter nur noch aus sehr kurzen Fasem bestehen. Die
Rippen 45 auf der unteren Mahlscheibe 43 entsprechen in ihren Ab-
messungen
denen auf der oberen Scheibe mit der Ausnahme, daß die Querschnittsverjüngung wesentlich
langsamer vor sich geht. Da die Rippen der unteren Scheibe sich bezüglich denjenigen
der oberen Scheibe drehen, dienen sie einer doppelten Funktion, nämlich der des
Aufbrechens größerer Faserbündel und der Beförderung dieser Faserbündel in Radialrichtung
nach außen. Nach F i g. 7 bilden die oberen und unteren Mahlscheiben 41 bzw.
43 einen sich allmählich radial nach außen verengenden Eintrittsabschnitt in der
Grobzerkleinerungszone 39.
Die Verengung dient dem Zweck, Stücke aus faserigem
Material mit übergröße allmählich und gleichmäßig aufzubrechen und durch die Zentrifugalkraft
nach außen zu schleudern. Die Eintrittshöhe 51
der Grobzerkleinerungszone
zwischen den Rippen kann bis zu 50 mm betragen und liegt vorzugsweise bei
etwa 13 mm. Der Abstand zweier Rippen bzw. die Austrittshöhe 52 am
Ende der Grobzerkleinerung kann noch bis zu 13 nun betragen und vorzugsweise
bei 5 mm liegen. Da die untere Mahlscheibe 43 bezüglich der oberen Scheibe
41 in Vertikalrichtung verstellbar ist, beziehen sich die zuvor genannten Abmessungen
51 und 52 auf eine mittlere Einstellung.
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Wenn das zu bearbeitende Material die Grobzerkleinerungszone
39 als homogene Masse von Faserbündeln verläßt, in der sich keine größeren
Stücke aus faserigem Material mehr befinden, gelangt es in eine Vorzerfaserungszone
53, die durch einen mittleren Ringabschnitt 54 der oberen und einen mittleren
Ringabschnitt 55 der unteren Mahlscheibe gebildet ist. Untersuchungen zeigen,
daß eine unerwünschte Beschädigung der Zellulosefasem dann eintritt, wenn gleichzeitig
mit mechanischer Einwirkung die Temperatur der zu verarbeitenden Faserstoffe über
1801 C ansteigt. Die sich gegenüberstehenden Oberflächen 56 und
57 der oberen und unteren Mahlscheiben in der Vorzerfaserungszone sind entsprechend
den nachfolgenden näheren Angaben so konstruiert, daß die Fasem unter Vermeidung
einer Beschädigung durch hohe Temperatur und/oder übermäßige mechanische Beanspruchung
weitgehend aufgeschlossen werden.
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Der Abstand der Oberfläche 57 von der Oberfläche
56 nimmt radial einwärts allmählich zu. Nach F i g. 4 und
6 trägt die Oberfläche 56 radial verlaufende, unter Winkelabständen
zueinander stehende Gruppen von Rippen 58, wobei die mit der Fläche
56 eine Vielzahl besonders geformter Rillen bilden, die neben der eigentlichen
Zerfaserung durch Zusammenwirken mit der unteren Mahlscheibe eine Beeinflussung
von Temperatur und Verweilzeit des faserhaltigen Materials in dieser Zone ermöglichen.
Die Oberfläche 57 ist gemäß F i g. 2 und 3 mit Rippen
59 versehen, die ein größeres Profil aufweisen und deshalb auch größere Rillen
als auf der oberen Mahlscheibe 41 bilden. Die Breite 62 der Rillen
61 sowie die Breite 63 der Rippen 59 beträgt jeweils etwa
5 mm.
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Der Ringabschnitt 54 der oberen stationären Mahlscheibe 41 ist wesentlich
feiner unterteilt, indem die Breite 64 der Rillen 60 etwa 3 mm und
die Breite 65 der Rippen 58 etwa 2,4 mm beträgt. Mit dieser unterschiedlichen
Bemessung der Rillen- und Rippenbreite in beiden Mahlscheiben ist beabsichtigt,
die mechanischen Einwirkungen auf die Fasern wesentlich zu verringern, dagegen die
Wirkung von Faser zu Faser zwischen den noch bestehenden Faserbündeln erheblich
zu erhöhen. Im Betrieb der Mahlscheiben füllen sich die Rillen 60 und
61 mit Fasermaterial, das dort ständig verbleibt. Auf Grund dieser Füllung
der Rillen sind die sich gegenüberstehenden Scheibenflächen relativ eingeebnet,
wobei sich abwechselnde Flächenbereiche aus hartem Metall und nachgiebigen Fasermaterial
gegenüberstehen. Ein sich in der Vorzerfaserungszone in Radial- und Umfangsrichtung
bewegendes Faserbündel erfährt somit eine mechanische Behandlung zwischen zwei gegenüberstehenden
Faserflächen. Durch Vergrößerung der Breite der Faserflächen und der metallischen
Flächen der unteren Scheibe auf etwa den doppelten Wert der entsprechenden Flächen
der oberen Scheibe wird die Zerfaserungswirkung auf Grund der Berührung von Faser
zu Faser erhöht, während die Metalleinwirk-ung auf die Faserbündel erheblich herabgesetzt
wird. Dies Ergebnis ist darauf zurückzuführen, daß die Faserbündel zwischen zwei
sich gegenüberstehenden Metallflächen schneller rollen oder weiterbewegt werden
als zwischen zwei gegenüberstehenden Faserflächen. Die Verweilzeit zwischen den
Metallflächen verringert sich dadurch. Da die Reibung zwischen den Faserflächen
erheblich größer ist als die Reibung zwischen Metallflächen, erhöht sich demzufolge
auch die Verweilzeit zwischen den Faserflächen erheblich. Die Verweilzeit wird ferner
verlängert, weil die Faserflächen etwas nachgiebig sind und daher die Faserbündel
vorübergehend eingebettet festhalten. Indem man die rotierende Mahlscheibe mit einer
groberen Aufteilung versieht, werden die einzelnen Faserbündel eher mit der rotierenden
Scheibe zusammen umlaufen, als an der ortsfesten Scheibe anhaften, so daß insgesamt
die Zerfaserungswirksamkeit merklich verbessert wird.
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Die Nachgiebigkeit des Fasermaterials innerhalb der Rillen
60 und 61 der Scheiben 41 bzw. 43 entsprechend F i g. 3 und
4 führt auf Grund des dazwischen wirkenden Betriebsdruckes zu einem Schwingen der
faserhaltigen Füllungen, wenn die metallischen Rippen 58 und 59 über
die entsprechenden Rillen hinweggehen. Bewegt sich beispielsweise die Rippe
58 über die Rille 61 hinweg, so wird die Rillenfüllung 66 zusammengepreßt
und zeigt eine etwa konkave Faseroberfläche 57. Die konkave Oberfläche
67 geht in eine konvexe Oberfläche 68 über, wenn eine der Rillen
60 in der oberen Scheibe 41 der Rille 61 auf der unteren Scheibe 43
gegenübersteht.
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Der Ringabschnitt 55 der unteren Mahlscheibe 43 besitzt gemäß
F i g. 7 eine Oberfläche 57, die radial nach außen derart ansteigt,
daß die Höhe der Rillen und Rippen 59 bzw. 57 allmählich abnehmen.
Die Maximalhöhe 52 der Rippen 59 am Eintritt in die Vorzerfaserungszone
liegt unterhalb 13 mm, vorzugsweise bei 5 mm, während die Minimalhöhe
77 am Ausgang dieser Zone ebenfalls weniger als 13 mm, vorzugsweise
3,2 mm beträgt. Auf Grund der allmählichen Querschnittsverringerung von Rillen
61 und Rippen 59 auf der unteren Scheibe 43 sammelt sich faserhaltiges
Material dort leicht bei Betriebsbeginn an. Die Füllung der Rillen mit Fasermaterial
wird
ferner durch die hohe Konsistenz des Rohstoffes erleichtert,
für die die Stoffmühle ausgelegt ist. Nach F i g. 5 besitzen die Rillen der
oberen ortsfesten Mahlscheibe eine gleichbleibende Höhe. Um die Füllung mit Fasermaterial
sicherzustellen, sind in den Rillen 60 jeweils mehrere Erhebungen, sogenannte
Zwischenstücke 69, angeordnet.
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In bekannten Vorrichtungen hat man bereits ähnliche Zwischenstücke
verwendet, deren Höhe gering-fügig niedriger als die Tiefe der Rillen
60 war. Da die vorliegende Stoffmühle Aufschlämmungen hoher Konsistenz verarbeitet,
können die Zwischenstücke erheblich niedriger sein, wodurch sich die Lebensdauer
der Mahlscheiben erheblich verlängert und dennoch die erwünschte Füllung der Rillen
erreicht wird. Günstige Betriebswerte haben sich ergeben, wenn die Zwischenstücke
69 um 1,5 bis 5 mm, vorzugsweise 3,2 mm niedriger sind
als die Oberkante der benachbarten Rippen.
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Aus der Vorzerfaserungszone 53 gelangt das Material in die
Endzerfaserungszone 70, die entsprechend F i g. 7 durch einen äußeren
Ringabschnitt 71
der oberen Scheibe 41 und durch den äußeren Ringabschnitt
72 der unteren Scheibe 43 gebildet ist. Die sich gegenüberstehenden Flächen
73 und 74 der Mahlscheiben sind mit einer Vielzahl von Rillen besonderer
Konstruktion versehen, durch die die Zerfaserung des fasrigen Materials so weit
getrieben wird, daß es mit anderem Papierstoff oder direkt mit Verdünnungswasser
zur Herstellung von Papier vermischt werden kann. In der Endzerfaserungszone wird
die Temperatur des zu verarbeitenden Stoffes bei etwa 1401 C gehalten. Die
Abmessungen der Rillen und Rippen der oberen Mahlscheibe sind gemäß F i
g. 6
in der Endzerfaserungszone 70 etwa die gleichen wie in der Vorzerfaserungszone
53. Die Rippen der Endzerfaserungszone besitzen jedoch im wesentlichen eine
konstante Höhe, die den gegenüberstehenden Rippen der unteren Scheibe 43 entspricht.
In Abhängigkeit von der Konsistenz des faserhaltigen Materials kann die Endzerfaserungszone
sich in Richtung zum Umfang hin verengen. Je höher die Konsistenz, desto geringer
wird der Verjüngungswinkel sein. Die entsprechende Neigung kann sowohl in der oberen
Mahlscheibe 41 als auch in der unteren Mahlscheibe 43 gegossen oder durch maschinelle
Bearbeitung erzeugt sein; es ist auch möglich, die eine Scheibe eben zu halten und
die andere zu verjüngen. Auch in dem äußeren Umfangsbereich der Mahlscheiben sind
in den Rillen Zwischenstücke 81 und 82 vorgesehen.
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Beim Verlassen der Endzerfaserungszone wird das Material durch an
dem äußeren Umfang der unteren Scheibe 43 befestigte Schaufeln 83 radial
nach außen geschleudert. Die Schaufeln oder Flügel 83 dienen zur Beförderung
des Stoffes in die Ausgangsöffnungen mit hoher Geschwindigkeit.
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Um die Herstellung der Mahlscheiben zu erleichtern, sind sie in Segmente
gemäß F i g. 9 unterteilt und auf vorbereiteten Halteflächen befestigt. In
F i g. 1 ist die Zerfaserungsscheibe 17 auf der ortsfesten oberen
Wandung des Gehäuses 16 und die untere Zerfaserungsscheibe auf dem Rotorkörper
18
befestigt. Das Ringsegment 120 nach F i g. 8 besitzt auf der der
Zerfaserungsfläche abgewandten Seite eine Anzahl von Taschen121, die zur Gewichtserspamis
und zum Gewichtsausgleich dienen. Da die Segmente jedoch in der Faseraufschlämmung
dauernd eingetaucht sind, füllen sich die Taschen mit Flüssigkeit und stellen den
Gewichtsausgleich des Rotors in Frage. Man hat vorgeschlagen, die Taschen 121 mit
einer leichten Substanz, z. B. mit Polyurethanschaum, auszufüllen. Derartiges Füllmaterial
ist jedoch in seiner Anbringung teuer und beseitigt nicht sämtliche Schwierigkeiten,
da es dazu neigt, Wasser und andere Flüssigkeiten zu absorbieren. Um den für den
Betrieb der Stoffmühle unbedingt erforderlichen Gewichtsausgleich unter Beibehaltung
der zu Gewichtsersparnis führenden Taschen 121 sicherzustellen, ist eine Anzahl
von Kanälen 122 vorgesehen, welche die einzelnen Taschen 121 untereinander so verbinden,
daß die sich darin ansammelnde Flüssigkeit nach außen in die benachbarten Taschen
und von dort in eine gemeinsame Sammelausgangsleitung 123 am Umfang abströmen
kann. Jegliche über die Stoßfugen 124 (F i g. 9, 11) in die Taschen eindringende
Flüssigkeit kann dadurch unbehindert aus den Taschen in Richtung auf den äußeren
Umfang des Scheibensegmentes 100 strömen. Gemäß F i g. 9 ist gegenüber
dem Kanal 123 ein weiterer Kanal 125 vorgesehen, der in den Rotor
18 eingearbeitet ist. Die Kanäle 125 und 123 bilden gemeinsam
eine leicht zugängliche Öff-
nung 126 zur Einführung eines Werkzeugs
zum Ab-
drücken des Scheibensegmentes 21 von dem Rotor 18, nachdem
die Befestigungsschrauben 127 gelöst sind. Dies erleichterte Abheben gewinnt
dadurch an Bedeutung, daß das Fasermaterial erhebliche Adhä-
sionseigenschaften
aufweist, die dazu führen, daß ein zu lösendes Segment 121 sehr fest an dem Rotor
18
haftet.