DE1806612A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Faserstoff - Google Patents

Description

• "Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur herstellung von Faserstoff oder faserigen Mahlstoffen aus IIolz, insbesondere Holzspänen oder Hackschnitzeln, oder aus sonstigen vergetabilischen Materialien in einerunter Zentrifugalwirkung arbeitenden Mühle unter Zusatz von Dampf.
• Der deutschen Patentschrift t 258 585 läßt sich bereits der Vorschlag entnehmen, bei einer Zerspanungsmaschlne für kleinstückige Holzabfälle in den Bereich der Zerfaserungseinsätze Dampf, Heißwasser oder Chemikalienlösungen einzusprühen.
• Mit Milfe des Dampfes strebte man eine Gefügelockerung der Lrolzteilchcn an, so daß die Holzteilchen zwischen den Mahlscheiben nicht nur zerrieben, sondern zumindest zu einem gewissen Teil auch in ihre Fasern zerlegt werden.
• Bei der Herstellung von Spanplatten ist man heute bestrebt, zur Erhöhung der Biegefestigkeit und zur Verdichtung der Oberfläche die Deckschichten aus Fasern oder einem Fasorgemisch herzustellen.
• Die herkömmliche Aufbereitung von Fasern, wie sie in dor Faser plattenindustrie oder bei der Papier- und Zellstofferzeugung üblich ist, führt zu verhältnismäßig feinen und langen Fasern, die dementsprechend leicht verfilzen. Die Spanplattonindustrie wünscht dagegen schüttfähige Fasern, die nach einem möglichst einfachen Vorfahren mit unkomplizierten Vorrichtungen hergestellt werden sollen.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Einsatz einer an sich bekannten Scheibenmühle bei der Aufbereitung der genannten Materialien einen möglichst hohen Anteil schüttfähiger Fasern zu erhalten und zwar unter Vermeidung eines großen maschinellen Aufwandes.
• Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung in vollkonunener Weise dar durch gelöst, daß das aufzubereitende Material auf seinem radial gerichteten Weg durch die Mühle in einer ersten Nahlstufe vorzerkleinert, in einer nachgeschalteten Dampfzone befeuchtet und wein tor erwärmt und anschließend in zumindest einer weiteren Nah 1 stufe auf das gewünschte Maß zerkleinert wird.
• Dieses Verfahren führt überraschend zu wesentlichen Vorteilen, Das aus der ersten Mahlstufe in die Dampfzone austretende Material ist bereits vorzerkleinert und weist somit eine wesentlich vorgrößerte Oberfläche auf, auf die der Dampf einwirken kann. Da die Materialteiloben in der Dampfzone nicht unter dem Anpreßdruck der Mahlscheiben stehen, vermögen sie mehr Feuchtigkeit aufzunehmen. Diese so aufbereiteten Teilchen werden dann in der nächsten Mahlstufe weiter zerkleinert, wobei sich aufgrund des bereits gelockerten Gefüges ein verhältnismäßig hoher Anteil zwar langer, aber noch schüttfähiger Fasern ergibt.
• Um die Dampfeinwirkung noch stärker zu intensivieren, ist C.io Strömungarichtung des die Dampfzone von außen speisenden Dampfes zusammen mit dem bei der Mahlung entstehenden Wasserdampf der Bewegungsrichtung dos Materialstroms im wesentlichen entgegengerichtet.
• Zur optimalen Anpassung an die jeweiligen Gegebenheiten Icann in Abhängigkeit von dem Feuchtigkeitsgehalt des aufzubereitenden Materials Naß-, Sattdampf oder überhitzter Dampf eingoblason werden.
• In einem zweckmäßigen Verfahren wird der Dampfdruck derart abgebaut, daß hinter der letzten Mahlstufe angenähert Atmosphärendruck herrscht. IIierdurch können weitgehend @ichtungsprobleme bei der zum Einsatz kommenden Vorrichtung vermieden werden.
• Damit das aufzubereitende Material schon vor der ersten Mahlstufe befeuchtet und erwärmt wird, kann die Materialzufuhr unter Dampfdruck erfolgen, der unter dem des in die Dampfzone eingeblasenen Dampfes liegt.
• In einem bevorzugten Verfahren wird der Materialfluß in der ersten Mahlstufe gebremst, in der letzten Mahlstufe dagogen beschleunigt.
• Eine genaue Anpassung an dio jeweiligen Gegebenheiten ist dann gewährleistet, wenn der Scheibenanpreßdruck in Abhängigkeit vom Dampfdruck in der Dampfzone geregelt wird. Zur Lösung der gleichen Aufgabe dient eine Druckregelung des in dio Dampfzone einzublasenden Dampfes in Abhangigkeit von der Leistungsaufnahme des Mühlenantriebes.
• Eine zweckmäßige Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens besteht aus einer an sich bekannten, mit axialem Guteinlauf versehonen Scheibenmühle, zwischen deren aus Scheiben, Ringen oder Segmenten bestehenden Mahlstufen ein die Dampf~ zone bildender Ringkanal angeordnet ist, in den mehrere Dampfdüsen münden.
• Dabei wird der Ringkanal in radialer Richtung beidseitig vorzugsweise durch die Mahlscheiben begrenzt, deren Nahl oberflächen entsprechend ausgespart sind. Hierfür ist die gesonderte Ausbildung eines Ringkanals nicht unbedingt erfordorlich. Vielmohr kann dieser bereits durch eine hin reichend grobo Profilierung insbesondere der inneren Mahlstufe gebildet werden, wobei die Dampfdüsen in Form feiner Bohrungen im Fuß einer Mulde zwischen zwei Rippon angeordnet sind.
• Zur Erzielung eines ausreichenden Feinheitsgrades ist der Mahlspalt in der radial außenliegenden Mßhlstufe enger als jener der inneren Mahlstufe, Bine individueile Regelung des Aufbereitungsvorganges läßt sich dann erzielen, wenn die einzelnen Mahlstufen jeweils aus getrennten, kreisringförmig ausgebildeten MahlßcheibenS paaren bestehen1 zwischen denen je ein Ringkanal angeordnet ist. In diesem Fall können die Mahlscheibonpaare unter schiedliche Rolativgeschwindigkeiten zueinander aufweisen, wobei sich die Mahlspalte in einfacher Weise unabhängig voneinander in Axialrichtung verstellen lassen, Hierbei kann eine Mahlspaltterstellung-dadurch ermöglicht werden, daß die Mahlscheibenringe des Stators axial unabhängig voneinander verschiebbar angeordnet werden. Hierdurch wird in Verbindung mit einer axialen Verstellung des Rotors eine vielfältige und unterschiedliche Art der Mahlspalteinstelc.
• lung zwischen innerem und äußerem Mahlring ermöglicht.
• Die Abbremsung bzw. Beschleunigung des Materialflusses wird vorzugsweise durch unterschiedliche Mahl-Profilierungen der die einzelnen Mahlstufen bildenden Scheiben, Ringe oder Segmente erzielt.
• ur Erzielung einer intensiven Zerfaserung und einer i&aling @@r Maneriaiseilenen wersen diese mit milre eines Stau- und Kalibrierringes gestaut, der an der Materialaustragseite der äußeren Mahlstufe sitzt.
• In der Zoichnung ist eine als Beispiel dienende Ausführungs form der Erfindung dargestellt.
• Es zeigen: Figur 1 eine Scheibenmühle im Querschnitt; Figur 2 einen Schnitt gemäß Figur l durch eine Scheibenmühle mit zwei getrennten Scheibenpaaren und Figur 3 in Draufsicht zwei Mahlscheiben mit verschiedenen Profilierungen.
• Danach besteht eine Scheibenmühle 1 aus einem Gehäuse 2 und einem Gehäusedeckel 3. Letzterer ist gleichzeitig als Stator ausgebildet, dem ein Rotor 4 zugeordnet ist, der auf einer axial verstellbaren Welle 5 sitzt. Der Gehäusedeckel 3 und der Rotor 4 weisen je einen inneren und einen äußeren Mahlscheibenring 6 bzw 7 und 8 bzw. g auf. Dabei bilden die beiden inneren Nahlscheibenringe 6,7 die erste Mahlstufe 1Q und die beiden äußeren Mahlscheibenringe 8,9 eine zweite Mahlstufe 11.
• Zwischen den beiden Mahlstufen 10 und 11 ist ein eine Dampfzone bildender Ringkanal 12 angeordnet, in den Dampfdüsen 13 über eine mit zahlreichen kleinen Bohrungen versehene Verteil ringleiste einmünden.
• Die in Radialrichtung gesehen außenliogende Mahlstufe 11 weist an ihrer Materialaustragseite einen Stau- und Kalibrierring 14 auf.
• Gemaß Figur 2 werden die beiden Mahlstufen 10 und 11 durch zwei getrennt voneinander angeordnete und einzeln antreibbare Mahlacheibenringe 7a und 9a gebildet. Da sich die beiden Mahlscheibenringe 7a und 9a auch unabhängig voneinander axial verschieben lassen, können die Nahlspalte der beiden Mahlstufen 10 und 11 individuell eingestellt werden.
• In Figur 3 ist anhand einer Draufsicht auf die Mahlscheibenringe dos Rotors gezeigt, wie durch untorschiedlicho Neigung dor Profilierung 15 des inneren Mahiringes und dor Profilierung 16 des äußeren Wahlringes eine Bremsung im inneren Ring und eine Beschleunigung der radialen Bewegung des Mahlgutes im deren Ring bei einer Drehrichtung gemaß Zeile 20 zu ######### #### ####### ### ######### #### ### ######## teilten Bohrungen der Dampfdüsen 13 zu erkennen. 14 ist der Stau- bzw. Kalibrierring der äußeren Mahlscheiben.
• Die Wirkungsweise der neuen Vorrichtung ist folgende: Über einen axialen Guteinlauf 17 gelangt das durch einen Pfeil 18 angedeutete Material in die erste Mahlstufe 10, wo es vorzerkleinert und infolge der starken Reibung erwärmt wird. Unter der Zentrifugalwirkung des umlaufenden Rotors 4 gelangt das Material in die durch den Ringkanal 12 gebildete Dampfzono: die mit Hilfe der Dampfdüsen 13 be aufschlagt wird. Das bereits vorzerkleinerte Material wird hier befeuchtet und zusätzlich aufgewärmt, um dann in die zweite Mahlstufe 11 einzutreten. Mit Hilfe der Mahlprofilierungen 15, 16 und des Stau- und Kalibrierringes 14 kann die Durchlaufgeschwindigkeit des Materials gesteuert werden.
• Infolge des verhältnismäßig hohen Materialstaues am Stauring in der zweiten Nahlstufe 11 strömt der durch die Düsen 13 eingeblasene Dampf durch die erste Mahlstufe 10 dom durch den axialen Guteinlauf 17 eintretenden Material entgegen. Dabei vormischt sich dor durch die Düsen 13 eingeblasene Dampf mit dem Wasserdampf, der bei der Mahlung entsteht. Auf diese Weise wird das Material bereits vor und in der ersten Mahlstufe 10 befeuchtet und aufgewärmt.
• Die dem Material entgegengerichtete Dampfströmung ist durch Pfeile 19 angedeutet.

Claims (17)

Patontansprüche.

1. Verfahren zur erstellung von Faserstoff oder faserigen Mahlstoffen aus Holz, insbesondere Holzspänen oder Holzschnitzeln, oder aus sonstigen vegetabilischen Naterialien in einer unter Zentrifugalwirkung arbeitenden Mühle unter Zusatz von Dampf1 dadurch gekennzeichnet, daß das aufzubereitende Material auf seinom radial gerichteten Weg durch die Mühle (1) in einer ersten Mahlstufe (lO) vorzerkleinert, in einer nachgeschalteten Dampfzone (12) befeuchtet und weiter erwärmt und anschließend in zumindest einer weiteren Nahlstufe (11) auf das gewünschte Maß zerkleinert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsrichtung (19) des die Dampfzone (12) von außen speisenden Dampfes zusammen mit dem bei der Mahlung entstehenden Wasserdampf der Bewegungsrichtung (18) des Materialstromes im wesentlichen entgegengerichtet ist.

3. Verfahren nach Anspruch l oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit von dem Feuchtigkeitsgehalt des aufzubereitenden Materials Naß-, Sattdampf oder überhitzter Dampf eingeblasen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet durch einen Abbau des Dampfdruckes derart, daß hinter der letzten Mahlstufe (11) angenähert Atmosphärendruck herrscht.

5. Verfahren nach einem der vorhorgehenden Ansprüche, dadurch gelçennzeichnett daß die Materialzufuhr unter Danlpfdruck erfolgt, der unter dem des in die Dampfzone (12) eingeblasenen Dampfes liegt,

6, Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Materiaifluß in der ersten Mahlstufe (10) gebremst, in der letzten Mahlstufe (11) dagegen beschleunigt wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Scheibenanpreßdruck in Abhangigkeit vom Dampfdruck in der Dampfzone (12) geregelt wird.

8. Vorrahron nach oinollj der vorhergehenden Anslarüche, gekennzeichnet durch oino Druckregolung des in die Dampfzone (12) einzublasenden Dampfes in Abhängigkeit von der Leistungs aufnahme des Niihlenantriebes.

9. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine an sich bekannte mit axialem Gut-einlauf versehene Scheibenmühle (1), zwischen deren aus Scheiben, Ringen oder Segmenten bestehenden Mahlstufen (10, 11) ein die Dampfzone (12) blden4er Ringkanal angeordnet ist, in den mehrere Dampfdüsen (13) münden.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkanal (12) in radialer Richtung beidseitig durch den Stator 3 und den Rotor 4 begrenzt wird, deren Mahloberflächen entsprechend ausgespart sind,

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkanal (12) bereits durch eine hinreichend grobe Profilierung insbesondere der inneren Mahlstufe (10) gebildet wird wobei die Dampfdüsen (13) in Form feiner Bohrungen im Puß einer Mulde zwischen iwei Rippen angeordnet sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 9, 10 oder 11, dadurch gelcennzoichnott daß dor Mahlspalt in der radial außenliegenden Nahlstufe (11) enger ist als jener der inneren Mahlstufe (10).

13. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 12, dadurch gekenn zeichnet, daß die einzelnen Mahlstufen (10, 11) jeweils aus getrennten, kreisringförmig ausgebildeten Mahlscheibenpaaren (6,7a, 8,9a) bestehen, zwischen denen je ein Ringkanal (12) angeordnet ist,

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch unterschiedliche Relativgeschwindigkeiten der Mahlscheibenpaare (6,7a; 8,9a) zueinander.

15, Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14> dadurch gekennzeichnet, daß die Mahlspalte der Mahlstufen (10, 11) unabhängig voneinander in Axialrichtung verstellbar sind.

16. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abbremsung bzw. Beschleunigung des Materialflusses durch unterschiedliche Mahl-Profilierungen (15, 16) der die einzelnen Mahlstufen (10, 11) bildenden Scheiben. Ringe oder Segmente erfolgt.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Mahlstufe , (11) an der Materialaustragseite einen an sich bekannten Stau- und Kalibrierring (14) aufweist.