DE3011723A1

DE3011723A1 - Maschine zum herstellen von holzflocken aus spaenen

Info

Publication number: DE3011723A1
Application number: DE19803011723
Authority: DE
Inventors: Torsten Lennart Berggren
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-03-27
Filing date: 1980-03-26
Publication date: 1980-10-02
Also published as: SE7902738L; GB2048115B; GB2048115A; US4301846A; JPS55128406A; SE425953B

Description

TORSTEN LENNART BERBGREIM NasBjD (SchujBden)

Maschine zum Herstellen von Holzflocken aus Spänen

Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Herstellen von dünnen Flocken aus zellulosehaltigen Hackspänen, wobei die erhaltenen Flocken im wesentlichen in der Faserrichtung geschnitten werden und eine im Verhältnis zu ihrer Dicke relativ große Fläche haben und die Maschine zwei relativ zueinander drehbarß Teile aufweist, von denen der eine mit mindestens einem Messer versehen ist und der andere mindestens eine Abstütz- und Mitnehmerfläche für die Späne aufweist.

Man kann derartige Flocken für die H_erstellung von Spanplatten und als Rohmaterial in verschiedenen HolzaufschluBverfahren varwenden, in denen eine chemische, mechanische und/oder Wärmebehandlung durchgeführt wird.

Das übliche Verfahren zum Erzeugen von Zellstoff dirskt aus den Holzspänen hat verschiedene schwerwiegende Nachteflß, besonders bei der Verarbsitung von Holz aus Bubtropischen und tropischen Gebietin, weil derartige Hölzer oft verschieden hart Bind, bo daß das Holz ungleichmäßig aufgeschlossen wird und die zu seinem Aufschluß vemendete Flüssigkeit ungleichmäßig aufnimmt, so daß auch eine ungleichmäßige

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Ausbeute erzielt wird. Da die Späne eine beträchtliche Dicke von gewöhnlich 3 bis 6 mm haben, ist die von der Flüssigkeit zum Eindringen in die Späne und zur Diffusion durch sie benötigte Zeit je nach der Dicke und Dichte der Späne sehr unterschiedlich.

Zum l/ermeiden dieser Nachteile ist schon vorgeschlagen morden, anstelle der Späne Flocken zu verwenden, die dünner sind und eine einheitlichere Dicke haben als die üblichen Späne. Dabei ist erkannt uiDrden, daS bei der Verwendung von Flocken geringer und einheitlicher Dicke die Eindring- und Aufschlußzeit stark verkürzt werden können und daß außerdem der Chemikalienverbrauch und Wärmebedarf des Aufschlußverfahrens vermindert werden kann.

Infolgedessen kann Energie eingespart und der Investitionsaufwand für neue Aufschlußanlagen vermindert werden und wird auch die Emmission von Schadstoffen in die Umgebung vermindert. In den bekannten l/erfahren zur Erzeugung von Zellstoff aus Flocken durch Aufschluß mit Dampf kann man mit sehr hohen Holz-Flüssigkeits-Verhältnissen arbeiten. Dabei kann der Investitionsaufwand auf bis zu 25% des Aufwandes herabgesetzt werden, der für vergleichbare Anlagen für die vorher angewendeten Verfahren erforderlich ist.

Damit die Dicke der Späne so weit herabgesetzt werden kann, daß vorteilhafte Verfahrensbedingungen erhalten werden, müssen die Späne jedoch in der Ebene der Fasern und zweckmäßig in deren Längsrichtung zerschnitten werden, damit die durchschnittliche Faserlänge im wesentlichen nicht verringert wird. Zu diesem Zweck müssen

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die Späne eine bestimmte Orientierung erhalten, bevor sie zerschnitten werden.

Die bekannten Maschinen zum Zerschneiden von Spänen
zu dünnen Flocken arbeiten aber nicht zufriedenstellend und sind daher für den technischen Betrieb ungeeignet. Bei bestimmten Arbeiten dieser Maschinen werden die Späne nicht mit genügend hohem Druck gegen
die Messer gedruckt, so daß der Ausstoß dieser Maschine zu niedrig ist. In anderen Maschinen dieser Art arbeiten die Einrichtungen für den Transport der Späne und der Flocken nicht zuverlässig, so daß es zu Blockierungen kommen kann.

Es ist auch bekannt, hochwertige Flocken direkt vom
Stamm oder Block zu schneiden, so daß nicht erst Späne hergestellt zu werden brauchen. Aber auch diese Werfahren haben mehrere schwerwiegende Nachteile. Es wird ein hochwertiges Rohmaterial benötigt und beim Schneiden von dünnen Flocken direkt vom Stamm oder Block aus Hartholz werden die Messer schnell stumpf. Zum Erzeugen von Flocken aus Holzspänen kann man diese vor dem Zerschneiden leicht mit Dampf erweichen, was bei großen
Stämmen oder Blöcken praktisch unmöglich ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer Maschine, mit der dis^/orgenannten Nachteile vermieden werden und die eine Zerkleinerung von zellulosehaltigen Spänen zu dünnen Flocken in einem einfachen und wirksamen Verfahren ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe zeichnet sich eine Maschine der einleitend beschriebenen Art dadurch aus, daß der die Abstütz- und Mitnehmerfläche aufweisende.Teil ein

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Kernstück bildet, in dem wendelförmige offene Fördernuten für den axialen Vorschub der Späne ausgebildet sind, daß der mit dem Messer versehene Teil die Form eines das Kernstück umgebenden Ringes hat, der die Nuten mindestens in einem Teil der axialen Länge des Kernstücks abdeckt, und daß sich die Tiefe der Nuten in der Umfangsrichtung des Kernstücks ändert, wobei in der Drehrichtung des Kernstücks relativ zu dem ihn umgebenden Ring gesehen die Nuten an ihrem vorlaufenden Rand tiefer sind als in ihrem nachlaufenden Rand.

Die Tiefe der Nuten ändert sich vorzugsweise auch in der Axialrichtung, wobei die Nuten im Bereich des Spaneintrittsrandes des das Kernstück umgebenden Ringes größer ist als am entgegengesetzten Rand des Ringes. Die größte Tiefe der Nuten soll kleiner sein als die normale Länge der Späne. Damit die Späne die richtige Orientierung erhalten, soll die IMuttiefe in der Umfangs- und in der Axialrichtung stetig fortschreitend abnehmen.

In einer bevorzugten Ausführungsform hat das Kernstück einen verjüngten oberen Endteil, der von dem das Kernstück umgebenden Ring vorsteht und in einen Spanaufgabebehälter ragt. Vorzugsweise sind sowohl das Kernstück als auch der es umgebende Ring drehbar, zweckmäßig in einander entgegengesetzten Richtungen.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen ausführlicher beschrieben. In diesen zeigt

Figur 1 in einer Seitenansicht, teilweise im Schnitt,

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diE Maschine gemäß derErdindung,

Figur 2 im Teilschnitt die Befestigung eines Messers an dem das Kernstück umgebenden Ring und die Form der Schneidezonen,

Figur 3A und 3B in einer Seitenansicht und in Draufsicht das Hernstück,

Figur 4 im Teilschnitt in verschiedenen Ebenen das Kernstück.

Die in Figur 1 dargestellte Maschine besitzt ein drehbares Kernstück 1 mit mendelförmigen Fördernuten 2. Das Kernstück 1 hat einen verjüngten Endteil, der in einen Spanaufgabebehälter 3 ragt, der innen mit Leitschaufeln if versehen ist. In der dargestellten Ausführungsform uerden die Späne dem Aufgabebehälter 3 mit Hilfe eines Förderbandes 5 zugeführt. Der Aufgabebehälter 3 ist zweckmäßig mit einer nicht gezeigten Füllstandsanzeigeeinrichtung versehen. Der untere Teil des Kernstücks 1 ist van einem drehbaren ringförmigen Messerhalter 6 umgeben, der mit mehreren Messern 7 und Gegenmessern 6 versehen ist, wie am besten aus der Figur 2 hervorgeht. Der ringförmige Messerhalter ist von einem Gehäuseteil 9 umgeben, der eine Austrittsöffnung 10 für die geschnittenen Flocken besitzt.

Der ringförmige Messerhalter 6 ist auf einem Drehteller 11 montiert, der mit radialen Gebläse- und Auswerfflügeln 12 besetzt ist. Diese dienen zum Fördern des Feingutes, das zuischen dem unteren Flansch des Kernstückes 1 und dem Messerhalter 6 durch Öffnungen 13

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hindurchtritt. Das Hernstück 1 ist auf einer üJelle 14 montiert. Sowohl die Welle 14 als auch die Welle 16 für den Drehteller 11 sind in einem Gehäuseteil 15 gelagert und werden über je eine Heiriemenscheibe 16 bzw. 17 angetrieben. Diese Heilriemenscheiben 16 und 17 werden in der dargestellten Ausführungsform gegensinnig angetrieben. Zweckmäßig beträgt die Umfangsgeschwindigkeit des Kernstückes 1 1 bis 5 m/s und die Innenumfangsgeschwindigkeit des Messerhalters 2O-5D m/s, Man kann die beiden Teile 1 und 6 auch gleichsinnig, aber mit verschiedenen Drehzahlen antreiben. Wesentlich ist nur, daß bei der erzielten Relativgeschwindigkeit zwischen dem Hernstück und dem Messerhalter die Späne zu Flocken zerschnitten werden können.

Die wendeiförmigen Fördernuten 2 dienen dazu,die im wesentlichen parallelepipedischen Späne abwärts in die Schneidezone zu fördern und ihnen dabei eine solche Orientierung zu verleihen, daß sie Späne in der Ebene der Fasern und vorzugsweise in deren Längsrichtung zerschnitten werden. Die Fördernuten 2 sind in ihrem unteren Bereich nach außen durch den das Hernstück umgebenden ringförmigen Messerhalter 6 abgedeckt. Die Tiefe der Nuten ist kleiner als die normale Länge der Späne, damit die Messer die Späne nicht quer zur Faserrichtung zerschneiden können.

Aus der Figur 2 geht hervor, daß die Messer 7 und die Gegenmesser 8 auf dem Messerhalter 6 mit Hilfe von eigenen, leicht austauschbaren Halteelementen 23 befestigt sind. Ferner erkennt man aus der Figur 2, daß sich die Tiefe der Nuten 2 in der Umfangsrichtung des Hernstückes 1 ändert und in der Drehrichtung des Hern-

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stücks gesehen an dem vorlaufenden Rand der Nut größer ist als an ihrem nachlaufenden Rand. Dadurch uird eine sehr vorteilhafte Heilwirkung erzielt, die gewährleistet, daß die Späne wirksam zerschnitten werden und daß sie bei ihrem Zerschneiden Kräften ausgesetzt sind, die den Spänen 20 die gewünschte Orientierung erteilen, bei der die Späne im wesentlichen in der Längsrichtung der Fasern zerschnitten werden. Man erkennt, daß die von dem ringförmigen Messerhalter 6 umgebenen Teile der Fördernuten 2 mit leicht austauschbaren, bogenförmigen Seitenleisten 21 versehen sind, die als Mitnehmer wirksam sind.

Die Tiefe der Fördernuten 12 ändert sich auch in der Axialrichtung des Hernstückes 1, wobei die Nuttiefe am oberen Rand des das Hernstück 1 umgebenden Messerhalters 6 am größten ist und von dort fortschreitend bis zum unteren Rand des Messerhalters abnimmt. LJm ein kontinuierliches Fließen der Späne zu gewährleisten, nimmt die Nuttiefe sowohl in der Axial- als auch in der Umfangsrichtung stetig fortschreitend ab.

In der Figur 3a ist das in Figur 1 gezeigte Hernstück 1 in einer Seitenansicht dargestellt und erkennt man Schnittlinien X-X, Y-Y, Z-Z und Q-Q. Entsprechende Schnittdarstellungen in der Figur k erläutern das vorstehend Gesagte, d.h., daß die Tiefe der Fördernuten 2 in sowohl in der Umfangs- als auch in der Axialrichtung abnimmt und am oberen Rand des ringförmigen Messerhalters S am größten ist (Schnitt Z-Z). In diesen Figuren sind auch die leicht austauschbaren Mitnehmerleisten 21 gezeigt.

Die vorstehend beschriebenen wendeiförmigen Fördernuten

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in dem Kernstück 1 bewirken eine optimale Kombination folgender Funktionen:

a) Abwärtsvorschub der Späne in den Schneidezonen;

b) Orientierung der Späne derart, daß sie in der Faserrichtung zerschnitten werden; und

c) Gewährleistung eines kontinuierlichen, wirksamen Zerschneidens der Späne.

Im Betrieb der vorstehend beschriebenen Maschine werden die Späne vor allem in den tiefsten Teilen der Fördernuten Z axial gefördert. Dabei zwingen die Schneidkräfte den Spänen jedoch eine Tangentialbewegung zu dem niedrigeren Rand der Nut hin auf, so daß die Späne zu dem Messerhalter 6 hin herausgedrückt werden und ein wirksamer Schnittdruck erzeugt wird. Da der Abstand zwischen den Schneiden an dem Messerhaltering und dem Grund der Fördernut abnimmt, wenn sich die Späne von der tiefsten Seite der Fördernut zu deren flacherer Seite und wenn sie sich in den Nuten axial abwärts bewegen dauert das Zerschneiden der Späne in Flocken an, bis jeder Span vollständig zu Flocken zerschnitten worden ist. Dabei erhalten die Flocken 22 eine Umfangsgeschwindigkeit, die der des Innenumfangs des Messerhalters 6 entspricht, und werden sie einer beträchtlichen Zentrifugalkraft unterworfen, die den radial auswärtsgerichteten Transport durch den Austritt 10 unterstützt. Man kann die Flocken auf einem Förderband auffangen oder sie mittels eines Gebläses heraussaugen und dann weitertransportieren,

Mit der vorstehend beschriebenen Maschine werden daher folgende Probleme gelöst: Die Späne erhalten vor dem

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SchnEidvDrgang die richtige Orientierung; es wird der erforderliche Schnittdruck erzeugt; und die Flocken uierden einwandfrei ausgetragen. Die Maschine hat selbst bei raltiv kleinen Abmessungen eine sehr hohe Schneidleistung. Die Drehzahlen der Antriebe für das Kernstück und den ringförmigen Messerhalter sollen stufenlos verstellbar sein, damit die Maschine unterschiedliche Spanmengen optimal verarbeiten kann.

Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel eingeschränkt,das im Rahmen des Erfindungsgedankens abgeändert uerden kann. Beispielsueise werden Späne, die vor dem Zerschneiden mit Dampf erweicht werden sollen, der Maschine zweckmäßig mit einer Förderschnecke zugeführt, deren Gehäuse mit dem Aufgabebehälter 3 dicht verbunden ist, so daß deader Förderschnecke zugeführte Dampf auch den Transport der Späne bzw. der davon abgeschnittenen Flocken durch die Schneidezonen und die Austrittsöffnung 1D unterstützen kann. Die Maschine braucht nicht vertikal orientiert zu sein, sondern kann jede gewünschte Orientierung haben. Sie kann auch mit Messern und Fördernuten in der für den jeweiligen verwendungszweck zweckmäßigen Anzahl versehen sein.

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Claims

Patentanspruche:

1.) Maschine zum Herstellen von dünnen Flocken aus zellulosehaltigen Hackspänen, wobei die erhaltenen Flocken im wesentlichen in der Faserrichtung geschnitten werden und eine im Verhältnis zu ihrer Dicke relativ große Fläche haben und die Maschine zwei relativ zueinander drehbare Teile aufweist, von denen der eine mit mindestens einem Messer versehen ist und der andere mindestens eine Abstütz- und Mitnehmerfläche für die Späne aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der die Abstütz- und Mitnehmerflache (21) aufweisende Teil ein Hernstück (1) bildet, in dem wendelfBrmige offene Fördernuten (12) für den axialen Vorschub der Späne (20) ausgebildet sind, daß der mit dem Messer (7, B) versehene Teil die Form eines das Kernstück (1) umgebenden Ringes (6) hat, der die Nuten (2) mindestens in einem Teil der axialen Länge des Kernstücks abdeckt, und daß sich die Tiefe der Nuten (2) in der Umfangsrichtung des Kernstücks ändert, wobei in der Drehrichtung des Kernstücks (1) relativ zu dem ihn umgebenden Ring (6) gesehen die Nuten (2) an ihrem vorlaufenden Rand tiefer sind als an ihrem nachlaufenden Rand·

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Tiefe der Nuten (2) auch in der Axialrichtung ändert, wobei die Nuten im Bereich des SpaneintrittsrandEB des dae Kernstück urngsbEnden Ringes (6) größer ist als am entgegengesetzten Rand des Ringes.

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3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die größte Tiefe dEr Nuten (2) kleiner ist als die normale Länge der Späne (2D).

k» Maschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der Nuten (2) in der Umfangs- und in der Axialrichtung stetig fortschreitend abnimmt.

5. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis k, dadurch gekennzeichnet, daß das Hernstück (1) einen verjüngten Endteil besitzt, der durch den Ring (6) hindurch vorsteht.

6. Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der verjüngte Endteil des Kernstücks (1) in einen Spanaufgabebehälter (3) ragt.^;~

7. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützflächen von den Begrenzungsflächen (21) der Nuten (2) gebildet wird.

B. Maschine nach einem der A_naprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sauiohl das Kernstück (1) als auch der es umgebende Ring (6) drehbar gelagert sind.