DE1297458B - Stoffmuehle - Google Patents

Stoffmuehle

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DE1297458B
DE1297458B DEJ29960A DEJ0029960A DE1297458B DE 1297458 B DE1297458 B DE 1297458B DE J29960 A DEJ29960 A DE J29960A DE J0029960 A DEJ0029960 A DE J0029960A DE 1297458 B DE1297458 B DE 1297458B
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DE
Germany
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zone
grinding
fiberization
disk
pulp mill
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DEJ29960A
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English (en)
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Scott J Blair
Yeung Cho-Ye
Cormack Alexander D
Saltarelli Martin O
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Beloit Corp
Original Assignee
Beloit Corp
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    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21DTREATMENT OF THE MATERIALS BEFORE PASSING TO THE PAPER-MAKING MACHINE
    • D21D1/00Methods of beating or refining; Beaters of the Hollander type
    • D21D1/20Methods of refining
    • D21D1/30Disc mills
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02CCRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C7/00Crushing or disintegrating by disc mills
    • B02C7/02Crushing or disintegrating by disc mills with coaxial discs
    • B02C7/08Crushing or disintegrating by disc mills with coaxial discs with vertical axis

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Crushing And Grinding (AREA)

Description

  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.

Claims (2)

  1. Patentansprüche: 1. Stoffmühle für das Aufbereiten von Papierstoff, mit senkrechter Hauptachse, bei der einer oberen waagerecht in einem Gehäuse feststehend angeordneten und eine zentrische Beschickungsöffnung umgebenden ringförmigen 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 Ouerschnitte in eine innere Grobzerkleinerungs- und Verteilerzone, eine Vorzerfaserungszone und eine äußere Endzerfaserungszone gegliedert sind, d a d u r c h gekennzeichnet, daß in der radial auf die Grobzerkleinerungszone (39), in der die Rillenbreite ein Vielfaches der Rippenbreite (45) beträgt, folgenden mit dichter nebeneinanderliegenden Rippen (58, 59) und nach radial außen in der Höhe abnehmenden Rillen (60, 61) versehenen Vorzerfaserungszone (53) die Rillen-und Rippenbreite der einen, z. B. der unteren, Mahlscheibe (43) erheblich größer als die der anderen, z. B. der oberen, Mahlscheibe (41) ist, während in der Endzerfaserungszone (70) die Rillen- und Rippenbreite beider Mahlscheiben übereinstimmt.
  2. 2. Stoffmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen übereinanderstehenden Rippen gemessene Abstand der beiden Mahlscheiben von einem Größtwert (51) in der Grobzerkleinerungszone (39) allmählich in Radialrichtung bis zu einem Kleinstwert am Umfang der Vorzerfaserungszone (53) abnimmt und in der Endzerfaserungszone konstant ist. 3. Stoffmühle nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Vor- und Endzerfaserungszonen der Mahlscheiben (17, 41) 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 (43) 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. 4. Stoffmühle nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mahlscheiben jeweils aus mehreren Segmenten (120) mit Ausnehmungen (121) in den einander abgekehrten Oberflächen bestehen, die durch Kanäle (122) untereinander verbunden sind, von denen wenigstens einer die Ausnehmungen mit einer öffnung (125) am Umfangsbereich verbindet, damit in den Ausnehmungen sich ansammelnde Flüssigkeit radial nach außen geschleudert wird. 5. Stoffmühle nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (13) eine am Umfang der Mahlscheiben angeordnete Auslaßöffnung (22) aufweist und daß am Umfang der rotierenden Mahlscheibe Schaufeln (83) angeordnet sind. 6. Stoffmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (13) an seinem oberen Ende einen Beschickungstrichter (19) aufweist, der mit der Atmosphäre in Verbindung steht. 7. Stoffmühle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschickungstrichter in einen Dampfdom (30) des Gehäuses mündet, an den ein Absauggebläse angeschlossen ist.
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