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Mahlscheibe und Verfahren zu ihrer Herstellung Die Erfindung bezieht
sich auf aus einer Tragplatte und auf dieser ringförmig angebrachten mit Rinnen
und Graten für Zerteilung des Mahlgutes versehenen Segmenten zusammengesetzte Mahlscheiben.
Die Mahlscheiben sind insbesondere zum Einbau in Mahlvorrichtung für Zerfaserung
oder Raffinierung lignozellulosehaltigen bzw. faserigen Mahlgutes. Zwei miteinander
zusammenarbeitende Mahl scheiben führen in der Mahlvorrichtung eine Umlaufbewegung
zueinander aus, wobei sich die Rinnen und Grate von innen nach aussen von einem
kleiner ren zu einem grösseren Halbmesser erstrecken und meistens gleichmittige
Dämme oder Quergrate haben, wodurch ein Pulsieren des Mahlgutes bei mechanischer
Trennung der Fasern bzw. der Fibrillen des Mahlgutes erzielt werden soll. Gemäss
der Erfindung wird ferner bezweckt, die Mahlwirkung dadurch noch zu verbessern,
dass die äusseren und inneren peripheriellen Kanten der Mahlsegmente einen Krümmungshalbmesser
haben, der kleiner ist als die entsprechenden Halbmesser vom Umdrehungsmittelpunkt
der Mahlscheibe, derart, dass die gemeinsamen Kantenlinien der Segmente einen wellenförmigen
Umriss aufweisen.
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Die Ausführung der Segmente mit der Kurven- oder Wellenform an der
Innenkante erzeugt bei der relativen- Umlaufber wegung zwischen den beiden Mahl
scheiben regelmässige Druckschwankungen von erheblich niedrigerer Frequenz, aber
mit höheren Druckunterschieden als denen, die mit in der Mahlfläche der Segmenten
vorgesehenen üblichen Rinnen und Graten erhalten werden. Das an dem äusseren Umkreis
der Mahlscheibe zustande gebrachte kurven- oder wellenförmige Profil erzeugt bei
der relativen Umlaufbewegung zwischen den beiden Mahlscheiben ebenfalls Druckschwankungen,
die auch zu bedeutenden Werten ansteigen und eine entsprechende niedrige Frequenz
wie an der Innenkante der Mahlsegmente besitzen. Dies ist von besonderem Wert bei
Mahlung in sog. geschlossenen Raffihören mit Ansammlung des vermahlten Gutes in
einem die Mahlscheiben umschliessenden Mahlscheibengehäuse. Diese Druckunterschiede
bzw. -schwankungen haben eine günstige Einwirkung auf das Mahlgut während dessen
Durchgang durch den von den Mahlsegmenten gebildeten Mahlspalt, weil das Mahlgut
eine weitere Bearbeitung erfährt, die die Trennung der Fasern voneinander bzw. das
Freilegen von Fibrillen fördert.
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Die Erfindung soll nachstehend unter Bezugnahme auf eine in der anliegenden
Zeichnung dargestellte Ausführungsform näher beschrieben werden. Es zeigen: Fig.
1 eine Seitenansicht einer gemäss der Erfindung ausgeführten Mahlscheibe, Fig. 2
in Seitenansicht und grösserem Masstab ein Segment, Fig. 3 in noch grösserem Masstab
einen Querschnitt durch einen Teil der Mahlscheibe nach der Fig. 1.
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In der Zeichnung ist 10 eine Tragscheibe, die drehbar oder drehfest
in eine Mahlvorrichtung eingebaut sein kann.
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Die Scheibe trägt an ihrem äussere Umkreis dicht nebeneinander angebrachte
Mahlsegmente 12, die in an sich bekannter Weise mit Graten oder Rippen 14 ausgeformt
sind, die sich radial schräg nach aussen erstrecken und voneinander durch
zonen
16 getrennt sind. Die Rinnen 16 können von periphe riellen Dämmen oder Quergraten
oder -rippen 18 unterbrochen sein. Die Segmente werden auf derScheibe 10 mittels
in Aussparungen 20 in der Scheibe und den Segmenten angebrachten (nicht gezeigten)
Schraubenverbänden festgehalten. Innerhalb des Segmentkranzes können eine oder mehrere
Scheiben 22 angebracht sein, die mit Mitnehmern 24 versehen sind, die zur Aufgabe
haben, die Einspeisung des Mahlgutes in den Mahlspalt zwischen zwei miteinander
zusammenarbeitenden Mahlscheiben von einer zentralen Zuführöffnung zu erle ichtern.
Die Scheibe 22 ist in derselben Weise wie die Segmente 12 mit der grösseren Tragscheibe
10 verbunden.
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Gemäss der Erfindung haben die äusseren und inneren peripheriellen
Kanten 26, 28 der Segmente 12 einen Krümmungshalbmesser, der kleiner ist als ihr
Abstand von dem Umdrehungsmittelpunkt 29 der Mahlscheibe 10. Durch diesen Mittelpunkt
gezogene gedachte Kreislinien sind in der Fig.2 bei 30 und 32 angedeutet, und es
ist dort auch ersichtlich, dass die Segmente zusammen je eine äussere und innere,
wellenförmige Umrisslinie um den Umkreis herum bilden. Die Segmente 12 werden aus
ringförmigen Scheibenrohlingen hergestellt, die einen kleineren Durchmesser haben
als der Lage entspricht die die Segmente auf der Scheibe 10 einzunehmen bestimmt
sind.
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Die Scheibenrohlinge werden mit Graten oder Rippen 14, 18 und Rinnen
16 um ihren Umkreis herum versehen. Danach wird jeder Scheibenrohling längs Halbmessern
34, 36 in Segmente aufgeschnitten. Die radialen Kanten der Segmente werden dann
dem grösseren Halbmesser angepasst, auf welchem die Segmente auf der Scheibe 10
befestigt werden. Hierbei kann man huber einen kleineren inneren Teil der Segmente
die den Halbmessern 34, 36 entsprechende Kantenlinie der Segmente beibehalten. Ausserhalb
dieses inneren Teiles werden die Segmente so bearbeitet, dass ihre Kantenlinien
40 mit vom Umdrehungsmittelpunkt 29 gezogenen Halbmessern 38, 42 zusammenfallen.
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In dieser Weise wird die verlorengehende Werkstoffmenge auf ein Mindestmass
verringert. Als Beispiel sei erwähnt, dass, wenn die Anzahl der Segmente gemäss
der Erfindung um den Umkreis herum zwölf beträgt, diese Segmente aus zwei ringförmigen
Scheiben mit +etwas mehr als dem halben Durchmesser gegenüber dem endgültigen Aussendurchmesser
der Segmente ausgeschnitten werden können.
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In dem Gehäuse der Mahlvorrichtung werden zwei Mahlscheiben gleichmittig
angebracht, um einen Mahlspalt zu bilden, der von den Segmenten 12 der Mahlscheiben
begrenzt ist und in den meisten Fällen eine so geringe Weite wie einige Hundertteile
eines Millimeters aufweist. Die eine Scheibe kann umlaufend und die andere umlauffest
sein, oder auch können beide umlaufen, z,B. in. einander entgegengesetzten Richtungen.
Während der relativen Umlaufbewegung werden die Segmente der beiden Mahlscheiben,
die vorzugsweise gleich ausgeführt und auf demselben Halbmesser angeordnet sind,
so aneinander vorbeigehen, dass die Segmente der einen Scheibe sich mit ihren infolge
der Wellenform vorspringenden Mittelteilen genau gegenüber den Mittelteilen der
Segmente der anderen Mahlscheibe und genau gegenüber deren Wellentälern befindet,
Dies hat zur Folge, dass das Mahlgut radial wirkenden Kräften ausgesetzt wird, die
mit einer der Wellenform entsprechenden Frequenz und Stärke wechseln. Die Frequenz
wird selbstverständlich niedriger, und gleichzeitig die Stärke vielfach höher als
die Frequenz und die Stärke, die durch die über die einzelnen Mahlsegmente verteilten
Rinnen und Grate zustande gebracht werden. Gemäss der Erfindung erhält man daher
eine wesentlich verbesserte Mahlwirkung durch die grossen pulsierenden Druckschwankungen,
denen das Mahlgut während seines Durchganges durch die Mahlscheiben nach aussen
zwischen zwei miteinander zusammenarbeitenden Kränzen von Mahlsegmenten unterworfen
wird.
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In derselben Weise ist die Ausformung der Mahlglieder gemäss der
Erfindung besonders geeignet für reine Zerfaserung chemisch behandelter faseriger
Stoffe, z.B. bei Defibrierung von in Zellstoffkochern kommenden, aufgeschlossenen
Stoffes vor den Stufen der Waschung und Siebung, weil eine weitgehende Aufteilung
des Stoffes, wenn gewünscht, ohne nennenswerte mechanische Bearbeitung und damit
verknüpfter Anschwellung (Hydratisierung) des Faserstoffes erzielt werden kann.
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Die Schwellung des faserigen Erzeugnisses, die bei allzu kräftiger
mechanischer Bearbeitung auftritt, beeinflusst die Leistungsfähigkeit in nachfolgenden
Waschsystemen dadurch ungünstig, dass der Widerstand des Stoffes gegen das Durchströmen
von Flüssigkeit wesentlich erhöht wird.
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Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die gezeigte Ausführungsform
begrenzt, sondern lässt sich in mannigfacher Beziehung innerhalb des Rahmens des
hier zugrunde liegenden Leitgedankens abwandeln.