DE1909241B - Verfahren und Vorrichtung zur Zerkleinerung von Zellulosestoffen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Zerkleinerung von Zellulosestoffc\ bei dem das Gut in einem Arbeitsgang in einer Vorrichtung unmittelbar aufeinanderfolgend verschiedene Mahlzonen durchläuft.

Es ist bekannt, derartiges Material mit Hilfe vor Scheibenrefinern aufzuarbeiten. Diese Maschinen haben den Vorteil, daß sie sich mit Hilfe des axial verstellbaren Rotors den jeweiligen Gegebenheiten insbesondere auch während des Betriebes anpassen lassen. Als nachteilig hat sich jedoch herausgestellt, daß die Verweilzeit des zu mahlenden Materials zwischen den Mahlscheiben nicht den unterschiedlichen Materialeigenschaften, insbesondere den unterschiedlichen Größen der zu mahlenden Partikel und den an die Eigenschaften des Erzeugnisses zu stellenden Forderungen, angepaßt werden kann. Wird ein Aggregat gewählt, bei dem das zu 7erkle^: l^rnde Material eine schmale, meist ringförmige Mahlzone durchläuft, so wird bei entsprechender Spalteinstellung zwar ein Anteil ausreichend feinen Gutes erhalten; dieser Anteil ist aber verhältnismäßig gering und ist begleitet von einem sehr hohen Anteil gröberen, nicht ausreichend zerkleinerten Gutes. Beim Einsatz von großen Mahlscheiben mit breiten Mahlzonen kann man in einem Durchgang einen großen Anteil stark zerkleinerten Materials herstellen, bei einem nur kleinen Anteil zu groben Gutes. Das stark zerkleinerte Material enthält jedoch einen unerwünscht und störend hohen Anteil zu fein zermahlenen Gutes.

Zwar ist bereits eine Vorrichtung zur Ausübung des oben erläuterten Verfahrens bekanntgeworden, die aus einem Scheibenrefiner mit mehreren in radialer Richtung hintereinandergeschalteten, jeweils aus einem Mahlscheibenpaar bestehenden Mahlstufen besteht. Dieser Vorrichtung wird das Mahlgut unter Druck zugeführt und durchwandert dann die hintereinandergeschalteten Mahlstufen radial von außen nach innen. Diese Mahlstufen können zwar auf einen unterschiedlichen Feinheitsgrad eingestellt sein, jedoch läßt sich dadurch der oben geschilderte Nachteil nicht vermeiden.

Der Erfindung liegt zwecks Vermeidung der genannten Nachteile die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit denen sich ein hochwertiges Enderzeugnis möglichst gleichmäßiger Konsistenz herstellen läßt.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Gut jeweils beim Übergang in die nächste Mahlzonc einer Windsichtung mittels quer

zur Hauptbewegungsrichtung der Materialteile gerichteter Windströmung unterworfen wird, die das bereits auf das gewünschte Maß zerkleinerte Material der weiteren Zerkleinerung entzieht.

In einer zweckmäßigen Modifizierung dieses Verfahrens wird ein Teil der für die pneumatische Absaugung des aufbereiteten Materials erforderlichen Luft als Sichterluft zwischen den Mahlzonen hindurchgesaugt. Es ist jedoch auch möglich, die Sichterluft unter Druck zwischen den Mahlzonen hindurchzuführen. In jedem Fall kann zumindest ein Teil der Sichterluft durch das bzw. die Mahlorgane erzeugt werden.

Eine bevorzugte Vorrichtung zur Ausübung dieser Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Mahlstufen jeweils ein in Form eines Ringkanals ausgebildeter Sichtraum angeordnet ist, durch den in angenähert axialer Richtung Luft stömt, wobei in Strömungsrichtung gesehen dem Sichtraum oder den Sichträumen sowie dem Mahlspalt der letzten Mahlstufe ein gemeinsamer oder mehrere getrennte Sammelräume für das ausgesichtete bzw. nachzerkleinerte Material nachgeschaltet sind.

Eine besonders einfache Konstruktion weist zwei Mahlstufen auf, die aus jeweils einer im Gehäuse festgelegten Stator-Mahlscheibe und einer mit einer auf einer axial verschiebbaren Welle befestigten Trägerscheibe verbundenen Rotor-Mahlscheibe bestehen. Dadurch kann die Breite des Mahlspaltes den jeweiligen Verhältnissen angepaßt werden.

In einer abgewandelten Ausführungsform besteht die erste Mahlstufe aus zwei gegenläufig rotierenden Mahlscheiben. Hierdurch läßt sich erreichen, daß bei günstiger und in keinem Fall zu hoher Relativgeschwindigkeit der äußeren Mahlstufe auch die erste Mahlstute bei einer für die angestrebte Zerkleinerungswirkung ausreichend hohen und günstigen Relativgeschwindigkeit arbeiten kann.

In einer vorteilhaften Lösung sind ein mit einer einstellbaren Doppeljalousie versehener Ansaugstutzen und ein ringförmiger Absaugkanal für das ausgesichtete Gut vorgesehen. Hierdurch läßt sich die Luftmenge und damit die Geschwindigkeit der Sichterluft im Sichtraum regulieren.

Auf einen zusätzlichen, auch getrennt von der Maschine angeordneten Ventilator od. dgl. kann verzichtet werden, wenn die Trägerscheibe für die Rotor-Mahlstufen als Radialventilator ausgebildet ist, dessen Kanal den Sichtraum mit dem Sammelraum für das aus dem letzten Mahlspalt austretende Material verbindet. In diesem Fall strömt die Luft unter Wirkung der Fliehkraft gemeinsam mit dem ausgesichteten Feingut in den Sammelraum.

Die Trägerscheibe für den Rotor jeder Mahlstufe kann jedoch auch derart als Radialvcntilator ausgebildet sein, daß ihr Kanal den Sichtraum verbindet mit einem möglichst dicht neben der Welle der Trägerscheibe angeordneten Ansaugstutzen. In diesem Fall wird die Luftsäule unter Flichkraflwiikung in den Sichtraum eingedrückt und verläßt diesen dann zusammen ml*, dem ausgesichteten Feingut beispielsweise auch über einen ringförmigen, gegebenenfalls sich spiralförmig erweiternden Sammclraum, der zusätzlich unter d<_- Saugwirkung einer pneumatischen Transporteinrichtung stehen kann. 6;

Die Zusammcnseizung des Endproduktes nach der Größe seiner Partikel läßt sich noch dadurch verbessern, daß in den Weg des aus der letzten Mahlstufe austretenden und/oder des zwischendurch ausgesichteten Gutes ein Siebkorb geschaltet ist, dessen Innenwandung von an der Trägerscheibe angebrachten Schlagflügeln überstrichen wird, so daß das aufzubereitende Material nach der in den Mahlstufen erfolgten quetschenden, reibenden und schneidenden Zerkleinerung anschließend noch einer durch Schlagen erzeugten Zerkleinerung unterworfen wird.

In der Zeichnung sind einige als Beispiel dienende Ausführungsformen der Erfindung dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 im Längsschnitt eine Zerkleinerungsvorrichtung mit zwei Mahlstufen,

F i g. 2 einen Schnitt gemäß F i g. 1 durch eine abgewandelte Ausführungsform,

F i g. 3 einen Schnitt gemäß F i g. 2 einer weiteren Lösungsform,

F i g. 4 einen Schnitt gemäu F i g. 1 durch eine dreistufige Vorrichtung und

F i g. 5 eine Darstellung gemäß F i g. 4 einer abgewandelten Ausführungsform,

F i g. 6 eine Darstellung gemäß F i g. 2 mit einem den Mahlstufen nachgeschalteten Siebring.

Danach besteht eine Vorrichtung gemäß Fig. 1 aus einem Gehäuse 1, einem Gehäusedeckel 2, einer im Gehäuse 1 gelagerten und axial verschiebbaren Welle 3 und einer auf dieser befestigten Trägerscheibe 4, die die Rotor-Mahlscheibe 5 der ersten Mahlstufe und die Rotor-Mahlscheibe 6 der zweiten Mahlstufe trägt. Jeder Rotor-Mahlscheibe 5 bzw. 6 ist eine im Gehäusedeckel 2 ortsfest gelagerte Stator-Mahlscheibe 7 bzw. 8 zugeordnet. Zwischen den beiden Mahlstufen ist ein Sichtraum 9 angeordnet, der die Form eines Ringkanals aufweist und in axialer Richtung gesehen einen Ansaugstutzen 10 mit einem Sammelraum 11 verbindet, der ebenfalls als sich spiralförmig erweiternder Ringkanal ausgebildet ist. Der Ansaugstutzen 10 ist mit einer verstellbaren Doppeljalousie 12 versehen.

Die letzte Mahlstufe bildet einen Mahlspalt 13, dem ein weiterer Sammelraum 14 für das den Mahlspalt 13 verlassende Material nachgeschaltet ist.

Die Wirkungsweise der neuen Vorrichtung ist folgende: Das zu zerkleinernde Material tritt gemäß Pfeil 15 in den Mahlraum des Refiners ein und gelangt unter Einwirkung eines Stofftreibers 16 zunächst in die aus der Rotor-Mahlscheibe 5 und der Stator-Mahlscheibe 7 gebildete erste Mahlstufe. Hier erfolgt die erste Zerkleinerung. Das vorzerkleinerte Gut tritt in radialer Richtung aus der ersten Mahlstufe aus und gelangt dadurch in den Sichlraum9, der in axialer Richtung von der Sichterluft durchströmt wird. Die aus dem Sammelraum Ii angesaugte Luft gelangt gemäß dem Pfeil 17 durch die regulierbare Doppeljalousie 12 in den Ansaugstutzen 10 und von dort gemäß dem Pfeil 18 in den Sichtraum 9. Dort sichtet dieser Luftstrom das ausreichend feine, die erste Mahlzone verlassende Gut aus und transpor.iert dieses gemäß den Pfeilen 19. 20 in den Sammelraum 11. Die gröberen, aus der ersten Mahlstufe austretenden Teilchen werden infolge ihrer höheren kinetischen Energie von dem Sichtluftstrom kaum abgelenkt und gelangen daher in radialer Richtung in die aus der Rotor-Mahlscheibe 6 und der Stator-Mahlscheibe 8 bestehende zweite Mahlstufc, aus deren Mahlspalt 13 sie nach erfolgter Nachzcrklcincrung gemäß dem Pfeil 21 in den Sammelraum 14 gelangen.

Mit Hilfe der Doppcljalousic 12 läßt sich Menge und Geschwindigkeit der Sichterluft in dem Sichtrautn 9 verändern.

In dem trichterförmig ausgebildeten Ansaugstutzen 10 und dem ebenfalls trichterförmigen Luft- und Mntcrialaustritt 22 sind aus Gründen der Festigkeit zweckmäßig Rippen vorgesehen, die entsprechend der sich ausbildenden Strömungsrichtung der Sichterluft strömungstechnisch gestaltet sind.

Auch die Ausführungsform gemäß Fig.2 besteht aus zwei Mahlstufen, jedoch ist hier die Trägerscheibe 23 als Radialventilator ausgebildet, dessen ringförmig ausgebildeter Kanal 24 den Sichtraum 9 mit dem Sammelraum 14 verbindet. In dem Kanal 24 sind Zwischenrippen 25 vorgesehen.

Während des Betriebes wird unter Wirkung der in dem Ende des Kanals 24 erzeugten Fliehkraft Luft gemäß dem Pfeil 26 durch den wiederum mit einer Doppeljalousie 12 versehenen Ansaugstutzen 10 angesaugt. Die Luft nimmt die aus der ersten Mahlstufe austretenden Feinteile mit und transportiert sie durch den Kanal 24 in den Sammelraum 14, wo sich die Feinteile mit dem aus der zweiten Mahlstufe gemäß Pfeil 21 austretenden Gut vermengen.

Eine außerhalb des Gehäuses liegende Erzeugung der Sichterluft ist bei dieser Maschine nicht nötig. Jedoch kann ein pneumatischer Abtransport am Auslauf des Gehäuses die Lufibewegung der Windrichtung innerhalb der Vorrichtung in zweckmäßiger Weise unterstützen.

Die Ausführungsform gemäß F i g. 3 entspricht im wesentlichen jener der F i g. 2. Die Trägerscheibe 27 ist wiederum als Radialventilator ausgebildet, wobei jedoch in diesem Fall der Kanal 28 der Trägerscheibe 27 den Sichtraum 9 mit einem Ansaugstutzen 29 verbindet, der dicht neben der Welle 3 der Trägerscheibe 27 bevorzugt ringförmig angeordnet ist.

Infolge der Rotation der Trägerscheibe 27 wird durch den Stutzen 29 gemäß dem Pfeil 30 Luft angesaugt und dann durch den Kanal 28 in den Sichtraum 9 eingedrückt. Entsprechend den Pfeilen 31 und 32 strömt dann die Sichterluft zusammen mit dem ausgesichteten Feingut in den Sammelraum 11, während das beide Mahlstufen durchlaufende Material die Maschine durch den Sammelraum 14 verläßt. Selbstverständlich kann auch in diesem Fall die Sichtung durch eine im als Ringkanal ausgebildeten Sammelraum M vorgesehene Absaugung unterstützt und verstärkt werden.

Der Aufbau der Maschine gemäß I·' i g. 4 entspricht im wesentlichen demjenigen der Fig. I, nur ist nunmehr eine dritte Mahlstufe und dementsprechend auch eine zweite Windsichtung vorgesehen. Nach dem Austritt aus der zweiten Mahlstufe wird das Material in einem zweiten Sichtraum 33 erneut einer Windsichtung unterworfen, wobei die durch ίο den Luftstrom nicht abgelenkten gröberen Partikel in die dritte, aus einem Rotor 34 und einem Stator 35 bestehende Mahlstufe gelangen. Zur Veränderung des Mahlspallcs ist auch hier die Welle 3 axial verschiebbar. Jedoch könnten auch die Mahlschcibcn der Statorseite einzeln axial verstellbar im Gehäuscdeckel gelagert sein.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 5 unterscheidet sich von derjenigen gemäß F i g. 4 nur darin, daß die erste Mahlstufe durch zwei gegenläufig rotierende ao Mahlscheiben 36 und 37 gebildet wird. Dabei ist die deckelseitige innere Mahlschiebe 37 auf einem für sich gelagerten Rotor 38 befestigt. Durch diese Ausführunpsform lassen sich in den einzelnen Mahlstufen optimale Bedignungen erzielen, as Die in Fig.6 dargestellte Konstruktion entspricht derjenigen der F i g. 2. Zusätzlich ist lediglich in dem Sammelraum 14 ein Siebkorb 39 vorgesehen, dessen Ifiüciiwuiidung vun an der Trägcrsciicibc 23 sngc brachten Schlagflügeln 40 überstrichen wird. Das aufzubereitende Material wird dadurch nach der in den Mahlstufen erfolgenden quetschenden, reibenden und schneidenden Zerkleinerung anschließend noch einer durch Schlagen erzeugten Zerkleinerung unterworfen.

Alle erläuterten Aggregate haben den Vorteil, daß das bereits ausreichend zerkleinerte Material der weiteren Aufbereitung entzogen wird, so daß ein Anfall von unerwünschten Feinstteilen und Staub weitgehend vermieden werden kann. Da die letzten Mahlstufen von den ausgesichteten Feinanteilen entlastet sind, läßt sich insgesamt ein verhältnismäßig hoher Durchsatz, insbesondere bei unterschiedlichen Mahlspaltweiten in den einzelnen aufeinanderfolgenden Mahlstufen, erzielen.

Mit Saugringen zur Kalibrierung des Mah'jutes in an sich bekannter Weise rüstet man vorteilhafterweise nur die Mahlscheiben der letzten Stufe aus.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Zerkleinerung von Zellulosestoffen, bei dem das Gut in einem Arbeitsgang in einer Vorrichtung unmittelbar aufeinanderfolgend verschiedene Mahlzonen durchläuft, dadurch gekennzeichnet, daß das Gut jeweils beim Übergang in die nächste Mahlzone einer Windsichtung mittels quer zur Hauptbewegungsrichtung der Materialteile gerichteter Windströmung unterworfen wird, die das bereits auf das gewünschte Maß zerkleinerte Material der weiteren Zerkleinerung entzieht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die oder ein Teil der für die pneumatische Absaugung des aufbereiteten Materials erf j-derlichen Luftzufuhr als Sichterluft zwischen den Mahlzonen hindurchgesaugt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sichterluft unter Druck zwischen den Mahlzonen hindurchgeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der Sichterluft durch das bzw. die Mahlorgane erzeugt wird.

5. Vorrichtung zur Ausübung der Verfahren nach Anspruch 1,2,3 oder 4, bestehend aus einem Scheibenrefiner mit mehreren in radialer Richtung hii.tereinandergeschalteten, jeweils aus einem Mahlscheibenpaar I „stehenden Mahlstufen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Mahlstufen jeweils ein in For 1 eines Ringkanals ausgebildeter Sichtraum (9; 33) angeordnet ist, durch den in angenähert axialer Richtung Luft itrömt, wobei in Strömungsrichtung gesehen dem Sichtraum (9; 33) oder den Sichträumen sowie dem Mahlspalt (13) der letzten Mahlstufe ein gemeinsamer oder mehrere getrennte Sammelräume (11; 14) für das ausgesichtete bzw. nachzerkleinerte Material nachgeschaltet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch zwei Mahlstufen, die aus jeweils einer im Gehäuse (1) festgelegten Stator-Mahlscheibe (7,8; 35) und einer mit einer auf einer axial verschiebbaren Welle (3) befestigten Trägerscheibe (4; 23; 27) verbundenen Rotor-Mahlscheibe (5, i; 34) bestehen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Mahlstufe aus zwei gegenläufig rotierenden Mahlscheiben (36, 37) besteht.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5, 6 oder 7, gekennzeichnet durch einen mit einer einstellbaren Doppeljalousie (12) versehenen Ansaugstutzen (10", 29) und durch einen ringförmigen Absaugkanal (11) für das ausgesichtete Gut.

9. Vorrichtung nach Anspruch 5, 6, 7 oder 8. dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerscheibe (23) für die Rotor-Mahlstufen als Radialventilator ausgebildet ist, dessen Kanal (24) den Sichtraum (9) mit einem Sammelraum (14) für das aus dem letzten Mahlspalt (13) austretende Material verbindet.

10. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 3 und nach einem der An-Sprüche 5, 6. 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerscheibe (27) für die Rotor-Mahlschcibc (5, 6) jeder Mahlstufc als Radialventilator ausgebildet ist, dessen Kanal (28) den Sichtraum (9) verbindet mit einem möglichst dicht neben der Welle (3) der Trägerscheibe (27) angeordneten Ansaugstutzen (29).

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in den Weg des aus der letzten Mahlstufe austretenden und/ oder des zwischendurch ausgesichteten Gutes ein Siebkorb (39) geschaltet ist, dessen Innenwandung von an der Trägerscheibe (23) angebrachten Schlagflügeln (40) überstrichen wird.