DE3819862C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Mischer, insbesondere Hochleistungsmischer zur Verfeinerung von zerkleinertem Stoff und Vermischen mit Bleichchemikalien vor dem Einbringen in einen Bleichturm, mit einem horizontalen ringförmigen Mahlspalt, der zwischen einem Scheibenrotor als Unterteil und einer abnehmbaren, insbesondre abklappbaren, Statoreinheit als Oberteil ausgebildet ist, wobei die Statoreinheit mit einem zentralen Stoff- und Chemikalien-Eintragrohr ausgebildet ist.

Insbesondere ist dieser Mischer als Hochleistungsmischer zur Verfeinerung von zerkleinertem Stoff und Vermischen mit Bleichchemikalien vor Einbringen in einen Bleichturm vorgesehen, besonders für eine Peroxidbleiche.

Es sind bisher Mischer für verschiedenste Anwendungen bekannt geworden, so z. B. in der US-PS 39 29 320 zum Zumischen von Binder und Härter zu Gießereisanden. Bei diesem bekannten Mischer besteht lediglich die Möglichkeit, den stationären Mischerteil im Falle von Verstopfungen abzuheben und zu reinigen. Bei dem Mischer für Emulsionen nach der FR-PS 4 96 782 sowie dem Rührwerk nach der US-PS 40 02 326 besteht zwar eine Möglichkeit, den Spalt zwischen rotierendem und feststehendem Teil im Betrieb zu verstellen. Auch bei Verwendung dieser Vorrichtungen für einen Mischer läßt sich eine Verstopfung nicht verhindern, da keinerlei Vorkehrungen getroffen sind, um beim Auftreten übermäßiger Axialkräfte im Spalt automatisch eine schlagartige Vergrößerung des Spaltes zu bewirken.

Ein Mischer für diese Zwecke, wobei Stoffdichten von etwa 20 bis 55%, vorzugsweise von 23 bis 50%, angestrebt werden, soll folgende Aufgaben erfüllen:

• - effiziente Einmischung der Bleichchemikalien,
• - geringer Chemikalienverbrauch,
• - keine Strukturveränderung der Fasern vor und nach der Einmischung,
• - druckkontrollierte Zerfaserungs- und Mischzone,
• - gleichmäßige Penetration der Bleichchemikalien bei höchsten Stoffdichten und geringstem Energieaufwand und somit optimale Nutzung der Hochkonsistenz­ bleiche,
• - Einsparung von Bleichchemikalien durch Anhebung der Stoffdichte im Bleichprozeß.
• - Verhinderung von Verstopfungen des Mahlspaltes und daraus resultierender Betriebsstörungen.

Diese Aufgaben werden durch den erfindungsgemäßen Mischer der eingangs erwähnten Art dadurch erfüllt, daß das Eintragrohr mit der statorseitigen Begrenzungsfläche des Mahlspalts verbunden und gegenüber dem Scheibenrotor in der Rotorachse verschiebbar vorgesehen ist, um den Mahlspalt zu verändern, daß ein mechanischer Stelltrieb zur Verschiebung des Eintragrohrs im Stator, vorzugsweise ein Ritzeltrieb über einen das Eintragrohr umgreifenden, über eine Kugelkranzlagerung gegenüber dem Stator abgestützten Zahnring vorgesehen ist, der in gleichen Abständen voneinander um das Eintragrohr herum angeordnete Hebe- und Senkeinrichtungen betätigt, die einerseits am Stator und andererseits am Eintragrohr abgestützt sind, und daß eine - vorzugsweise pneumatische - Überlastregelung vorgesehen ist, die beim Auftreten übermäßig hoher Axialkräfte bewirkte Vergrößerung des Mahlspalts zuläßt, insbesondere eine Verschiebung des Eintragrohrs.

Außerdem kann die Erfindung folgende - miteinander beliebig kombinierbare - Kennzeichen aufweisen: Der ringförmige Mahlspalt ist über ein mechanisches Anstellsystem einstellbar vorgesehen, wobei gegebenenfalls bei Bedarf der stationäre Teil des Scheibenrotors über ein pneumatisches Schnellentlüftungssystem abhebbar ist.

Der von der Misch- und Verfeinerungszone gebildete Mahlspalt weist einen radial nach außen abnehmenden Querschnitt auf.

Die Überlastregelung ist mit einer Ausfallsicherung, vorzugsweise einer Klemmsicherung, versehen, die eine Spaltvergrößerung bei Versagen der Überlastregelung verhindert, insbesondere einen mit dem Eintragrohr verbundenen Bauteil gegen Axialverschiebung festlegt.

Der Scheibenrotor läuft in einem Zylinderraum mit Radialaustrag, wobei das Mischgut durch den Spalt radial nach außen in einen Ringraum gefördert wird, in dem am Rotor angeordnete Förderflügel umlaufen.

Der Scheibenrotor ist eintragsrohrseitig mit einem Eingangs- und Verteilprofil, insbesondere einer kegelstumpfförmigen, mit Förderrippen versehenen Kappe, ausgestattet, die das zu mischende Gut in den Spalt fördert.

Der Scheibenrotor und seine Lagerung sind als nach Abheben des Stators und nach Lösen von Befestigungsmitteln und Abkuppeln des Antriebs als Ganzes vom Unterteil des Mischers trennbare Baueinheiten ausgebildet.

Vorteilhaft erfolgt die Zudosierung der Bleichchemikalien unmittelbar vor dem Stoffeintritt in den Mischer. Beispielsweise wird das Ausgangsmaterial, wie Holzschliff, TMP oder CTMP über eine Siebbandpresse, üblicherweise eine Doppelsiebbandpresse, vorentwässert, in einem Feinzerfaserer zerkleinert und gelangt dann über eine Förderschnecke zum Mischereinlauf, wobei vor dem Stoffeintritt in den Mischer die Bleichchemikalienzugabe erfolgt. Nach Passieren des Mischers gelangt der Stoff in einen Bleichturm und wird von dort als gebleichter Stoff abgeführt.

Mit dem erfindungsgemäßen Mischer wird die vorzerfaserte Stoffbahn weitgehend in einzelne Fasern zerlegt. Durch die große Faseroberfläche penetriert die Bleichmittellösung rasch und gleichmäßig in die Fasern. Der Mischvorgang ver­ ursacht keine Veränderung der Faserfraktion.

Durch die höhere Chemikalienkonzentration bei höherer Stoffdichte ist der Bleichprozeß effektiver. Das bedeutet: beträchtliche Einsparungen an Bleich­ chemikalien und ein höherer Weißgrad.

Die Kosteneinsparung mit dem erfindungsgemäßen Mischer in Verbindung mit der Hochkonsistenzbleiche beträgt gegenüber herkömmlichen Verfahren ca. 20%.

Durch die Verstellbarkeit des Mischerspalts wird insbesondere eine druck­ kontrollierte Zerfaserungs- und Mischzone erzielt, so daß keine Veränderung der Fasern eintritt. Zu diesem Zweck ist auch die erfindungsgemäße Überlastregelung besonders wesentlich, die eine Schnellentlastung der Mischscheiben bei über­ mäßigem Axialdruckaufbau im Spalt vorsieht.

Eine besonders wartungsfreundliche Konstruktion des erfindungsgemäßen Mischers ist dann gegeben, wenn der Scheibenrotor zusammen mit der daraufsitzenden Zer­ faserungsscheibe, der Rotorlagerung und ihrem Antriebsflansch, z. B. einer Riemen­ scheibe, als mit einigen Befestigungsschrauben von ihrer Halterung lösbare Ein­ heit ausgebildet ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand des derzeit bevorzugten Ausführungsbei­ spiels eines Hochkonsistenzmischers für die Stoffbleiche bei der Zellstoffauf­ arbeitung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben, in der Fig. 1 eine Draufsicht auf diesen Mischer und Fig. 2 eine entsprechende, teilweise ge­ schnittene Seitenansicht zeigt, in der die Mischereinheit der Klarheit halber um 90° gedreht dargestellt ist.

Auf einem Kastenfundament 1 sind ein Antriebsmotor 2 und eine Mischereinheit 3 nebeneinander angeordnet und durch einen Mehrfachriementrieb 4 miteinander ver­ bunden.

Die Mischereinheit 3 umfaßt ein mit dem Kastenfundament 1 verschraubtes Unter­ gehäuse 5 und ein mit dem Untergehäuse 5 verschraubbares, gegenüber diesem um die Achse 6 aufklappbares Obergehäuse 7.

An der Bodenwand 8 des Untergehäuses 5 ist bei 9 eine Baueinheit angeschraubt, die bei geöffnetem Obergehäuse 7 und abgenommenem Antriebsriemen 4 nach Lösen einiger Ölleitungen und nach Lösen der Befestigungsschrauben 9 nach oben aus dem Untergehäuse 5 heraushebbar ist und aus folgenden Einzelteilen besteht:
Scheibenrotor 10 mit aufgesetzter Mischscheibe 11, Rotorantriebswelle 12 mit Riemenscheibe 13 und zwischen Scheibenrotor 10 und Riemenscheibe 13 angeordnetem Lagergehäuse 14, in dem ein oberes 15 und ein unteres Radiallager 16 zur Führung der Rotorwelle 12 und zwischen diesen ein Schrägrollenlager 17 zur Aufnahme der in Richtung Fundament 1 wirkenden Axialkräfte vorgesehen ist. Die Lager 15 bis 17 sind in üblicher Weise durch Umlauf geschmiert, in Fig. 2 ist die Ölpumpe 18 und der Öltank 19 sowie links neben der Ölpumpe nicht näher bezeichnete Ölan­ schlußflansche am Lagergehäuse 14 zu erkennen.

Der Scheibenrotor 10 läuft in einem Zylinderraum 20, der bei geschlossenem Ober­ gehäuse 7 durch dessen Bodenfläche nach oben geschlossen wird und einen Seiten­ austrag 21 für den Austritt des im Mischer behandelten Stoffs aufweist. Zum Transport des im Mischer behandelten Stoffs zum Seitenaustrag 21 ist der Scheiben­ rotor 10 mit radialen Förderflügeln 22 und nach unten gerichteten Förderflügeln 23 ausgerüstet, die sich an der Seitenwand und am Boden des Zylinderraums entlang­ bewegen. Im Obergehäuse 7 ist ein Stoffeintragsrohr 24 so angeordnet, daß bei geschlossenem Obergehäuse Scheibenrotorachse und Eintragsrohrachse fluchten. Der Durchmesser des Eintragsrohrs 24 ist etwa gleich dem Innendurchmesser der auf dem Scheibenrotor 10 angeordneten Mischscheibe 11. Das Eintragsrohr 24 bildet eine Baueinheit mit einer zylindrischen Bodenplatte 25, an deren Unterseite eine Mischgegenscheibe 26 so befestigt ist, daß bei geschlossenem Obergehäuse 7 zwischen Mischscheibe 11 und Mischgegenscheibe 26 ein sich in Radialrichtung nach außen verjüngender Mischspalt gebildet ist, wobei die Scheiben 11 und 26 jeweils korrespondierende Zahnungen aufweisen. Der Scheibenrotor 10 trägt eintragsrohr­ seitig einen Leitkranz 27 mit gekrümmten Förderrippen 28, die den durch das Ein­ tragrohr von oben nach unten bewegten Stoff in den Mischspalt fördern.

Die Baueinheit Eintragrohr 24/Bodenplatte 25/Mischgegenscheibe 26 ist im Ober­ gehäuse 7 verlagerbar vorgesehen, so daß die Konfiguration des Mischerspalts veränderbar ist. Zu diesem Zweck ist ein Getriebemotor 29 am Obergehäuse 7 an­ geflanscht, dessen Ritzel einen am Obergehäuse 7 über eine Kugelringlagerung 30 abgestützten Zahnkranz 31 betätigt, der das Eintragsrohr 24 gleitend umgreift.

In gleichen Abständen voneinander sind rund um das Eintragsrohr 24 drei mit diesem gleichachsige, längenveränderliche Stellorgane 32 angeordnet, die Stell­ ritzel 33 aufweisen, in die der Zahnkranz 31 eingreift, und die sich einerseits am Obergehäuse 7 (Bodenring 34), und andererseits an einer mittels eines Halterings 35 am Eintragsrohr 24 festgehaltenen, im wesentlichen dreieckigen Gegenplatte 36 abstützt, so daß die Stellorgane zwischen Obergehäuse und Eintragsrohr wirken, wobei bei geschlossenem Mischer (Obergehäuse 7 mit Untergehäuse 5 verschraubt) eine vom Getriebemotor 29 gesteuerte Verlängerung der Stellorgane 32 eine Ver­ größerung des Mischerspalts bewirkt und eine Verkürzung eine entsprechende Ver­ kleinerung. Die Stellritzel 33 können ein Innengewinde besitzen, das mit einem Trapezgewinde in Eingriff steht, das sich oben auf dem als pneumatischer Zylinder ausgebildeten Zylinder 32 befindet.

Die Stellorgane 32 weisen eine Überlastregelung dahingehend auf, daß bei Aufbau eines unzulässigen Axialdrucks im Mischerspalt die Baueinheit Mischgegenscheibe 26/Bodenplatte 25/Eintragsrohr 24 gegenüber der Mischscheibe 11 angehoben wird, was der kurzen Ansprechzeit halber automatisch über ein Druckbegrenzungsventil erfolgt, aber auch hydraulisch oder mechanisch erfolgen kann.

Die Stellorgane 32 weisen weiterhin eine nicht dargestellte mechanische Aus­ fallsicherung auf, die ein automatisches Anheben der Mischgegenscheibe 26 bei Aus­ fall des Druckbegrenzungsventils verhindert.

Claims (7)

1. Mischer, insbesondere Hochleistungsmischer zur Verfeinerung vor zerkleinertem Stoff und Vermischen mit Bleichchemikalien vor Einbringen in einen Bleichturm, mit einer horizontalen, ringförmigen Mahlspalt, der zwischen einem Scheibenrotor als Unterteil und einer abnehmbaren, insbesondere abklappbaren, Statoreinheit als Oberteil ausgebildet ist, wobei die Statoreinheit mit einem zentralen Stoff- und Chemikalien-Eintragrohr ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Eintragrohr mit der statorseitigen Begrenzungsfläche des Mahlspalts verbunden und gegenüber dem Scheibenrotor in der Rotorachse verschiebbar vorgesehen ist, um den Mahlspalt zu verändern, daß ein mechanischer Stelltrieb zur Verschiebung des Eintragrohrs im Stator, vorzugsweise ein Ritzeltrieb über einen das Eintragrohr umgreifenden, über eine Kugelkranzlagerung gegenüber dem Stator abgestützten Zahnring vorgesehen ist, der in gleichen Abständen voneinander um das Eintragrohr herum angeordnete Hebe- und Senkeinrichtungen betätigt, die einerseits am Stator und andererseits am Eintragrohr abgestützt sind und daß eine - vorzugsweise pneumatische - Überlastregelung vorgesehen ist, die beim Auftreten übermäßig hoher Axialkräfte im Mahlspalt eine durch diese Axialkräfte bewirkte Vergrößerung des Mahlspalts zuläßt, insbesondere eine Verschiebung des Eintragrohrs.

2. Mischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Mahlspalt über ein mechanisches Anstellsystem einstellbar vorgesehen ist, wobei gegebenenfalls bei Bedarf der stationäre Teil des Scheibenrotors über ein pneumatisches Schnellentlüftungssystem abhebbar ist.

3. Mischer nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Misch- und Verfeinerungszone gebildete Mahlspalt einen radial nach außen abnehmenden Querschnitt aufweist.

4. Mischer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberlastregelung mit einer Ausfallsicherung, vorzugsweise einer Klemmsicherung versehen ist, die eine Spaltvergrößerung bei Versagen der Oberlastregelung verhindert, insbesondere einen mit dem Eintragrohr verbundenen Bauteil gegen Axialverschiebung festlegt.

5. Mischer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Scheibenrotor in einem Zylinderraum mit Radialaustrag läuft wobei das Mischgut durch den Spalt radial nach außen in einen Ringraum gefördert wird, in dem am Rotor angeordnete Förderflügel umlaufen.

6. Mischer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Scheibenrotor eintragsrohrseitig mit einem Eingangs- und Verteilprofil, insbesondere einer kegelstumpfförmigen, mit Förderrippen versehenen Kappe, ausgestattet ist, das zu mischendes Gut in den Spalt fördert.

7. Mischer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Scheibenrotor und seine Lagerung als nach Abheben des Stator und nach Lösen von Befestigungsmitteln und Abkuppeln des Antriebs als Ganze vom Unterteil des Mischers trennbare Baueinheit ausgebildet ist.