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Verfahren und Einrichtung zum Zerfasern von in Flüssigkeit aufgeschwemmtem
Altpapier o. dgl. Um Altpapier usw. wieder in der Papierfabrikation verwenden zu
können, muß es in Wasser eingeweicht und mittels -Maschinen zerfasert werden. Zur
Zerfaserung wurden bisher Schlagstiftenmühlen oder auch Rührwerke verwendet, in
welchen der Papierstampf durch langsam umlaufende Messer, Schlagflügel, Schaufeln
o. dgl. gründlich durchgeknetet und dabei zerrissen und zerrieben wird. Allein diese
Art der-Zerfaserung hat den Nachteil, daß die Papierfasern durch das dauernde Schlagen,
Reißen, Peitschen und Kneten zerstört werden.
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Bei anderen Zerfaserungsvorrichtungen wird das Papier in sehr viel
Wasser aufgeschwemmt und die sehr dünnflüssige Masse aus einem Umlaufbehälter durch
ein überlaufrohr einer Anzahl von rasch umlaufenden Propellern zugeführt, welche
die Flüssigkeit mit großer Geschwindigkeit wieder in den Umlaufbehälter zurückjagen,
um die dort befindliche Masse aufzuwirbeln und im Umlauf zu halten. Bei dieser Art
der Zerfaserung werden zwar die Papierfasern gut erhalten und gereinigt, allein
die Zerfaserung geht sehr langsam vor sich, weil das Papier ständig nur gleichgerichteten
Kräften, in der Hauptsache der Schlag- und Zugwirkung. der Propeller unterworfen
ist. Infolgedessen ist ein mehrfacher Umlauf der Masse erforderlich, um eine genügende
Zerfaserung zu erhalten, so daß auch nicht fortlaufend, sondern nur im »Satz«verfahren
gearbeitet werden kann, d. h. die in den Umlaufbehälter gegebene Masse muß vollständig
durchgearbeitet sein, ehe sie abgelassen und ein neuer Satz aufgegeben werden kann.
Außerdem ist, der Kraftaufwand, der zum größten Teil nur für die Beschleunigung
der Masse aufgewendet werden muß, ein recht großer.
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Die Erfindung besteht diesen bekannten Verfahren gegenüber darin,
daß in der die Zerfaserungskammer unter eigenem Gefälle durchfließenden Einweichflüssigkeit
durch ständig ihre Richtung wechselnde Beschleunigungskräfte einander berührende
Stromfäden von entgegengesetzter Richtung und gleicher Kraft erzeugt werden, die
einer ständigen Umkehr ihrer Bewegungsrichtung unterworfen sind. Dieses Verfahren
hat den Vorteil, daß die ständig wechselnde Bewegung der Einweichflüssigkeit eine
außerordentlich starke zerfasernde Wirkung auf das Papier ausübt, die so stark ist,
daß ein einmaliger Durchgang durch die Zerfaserungskammer für eine vollkommene Zerfaserung
genügt. Als Vorrichtung zur Ausübung dieses Verfahrens werden zweckmäßig Propeller
benutzt, deren Flügel abwechselnd entgegengesetzte Steigung haben. Diese Propeller
haben keinerlei Förderarbeit zu verrichten, weil-die Masse sich durch ihr eigenes
Gefälle fortbewegt. Die Propellerarbeit wird vielmehr nur für die Zerfaserung ausgenutzt,
so daß ein hoher Wirkungsgrad erzielt wird und nur ein ganz geringer Kraftaufwand
nötig ist.
Eine Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens ist in der
Zeichnung dargestellt, und zwar zeigt Abb. z eine Seitenansicht der Zerfasereinrichtung,
Abb. 2 eine Draufsicht bei abgenommenem Deckel, Abb.3 eine Stirnansicht der Maschine
in teilweisem Schnitt.
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Der Unterteil i eines Gehäuses bildet mit dem Oberteil -2 eine Kammer
von ungefähr rechteckigem waagerechtem Querschnitt (Abb.2) und im senkrechten Querschnitt
einen Hohlraum von der Gestalt zweier einander schneidender Kreise (Abb.3). Der
Unterteil i ruht auf einer Bettung oder einem Ständer i'. Beide Gehäuseteile sind
mittels seitlicher Augen 3 und q. sowie Schraubenbolzen 5 flüssigkeitsdicht miteinander
verbunden. Die Endwände des Gehäuses sind mit Zapfenlagern 6 und 7 sowie 6' und
7' versehen, in «-elchen zwei Wellen 9 und i i laufen, die mit Stopfbuchsen versehen
sind, damit kein Wasser hindurchsickern kann. Auf jeder Welle sind eine Anzahl von
Flügelrädern befestigt, deren Flügel abwechselnd entgegengesetzte Steigung besitzen.
Die Flügel z2 der Flügelräder 1o auf der Welle 9 haben z. B. abwechslungsweise rechts-
oder linksgängige Steigung, und in gleicher Weise sind die Flügel 1q. der Flügelräder
13 so angeordnet, daß jeweils ein. rechtsgängiger Flügel zwischen zwei linksgängigen
Flügeln eingeschaltet ist. Damit die Zerfaserung möglichst eingehend durchgeführt
wird, sind die Flügelräder dicht zusammengerückt auf ihren Wellen angeordnet und
haben einen solchen Durchmesser, daß sie mit geringem Spielraum in das Gehäuse passen.
Außerdem sind die Wellen so gelagert, daß die Flügel der einen Welle die der andern
Welle übergreifen.
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Vorn am Gehäuse ist ein Fülltrichter 16 vorgesehen, dessen Auslauf
mit der Einlaßöffnung 17 des Gehäuses in Verbindung steht. Im vorderen Teil des
Gehäuses unmittelbar unter der Einlaßöffnung sind keine Flügelräder vorgesehen,
so daß eine Vorkammer entsteht, welche die Mischung von Papiermasse und Flüssigkeit
aufnimmt, ehe sie durch die Flügel bearbeitet wird. In den Oberteil des Fülltrichters
16 mündet ein Rohr 18, das die Papiermasse ständig dem Fülltrichter zuführt. Der
Fülltrichter ist weiterhin mit einem Wasserrohr i 9 sowie einer Röhre 2o versehen,
durch die ein Reinigungs-oder Bleichmittel in Lösung zugeführt werden kann.
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Die Antriebswellen 9 und i i werden vorteilhaft im gleichen Umdrehungssinn
angetrieben, wobei als Antrieb z. B. Dampfturbinen 30 und 31 dienen. Doch
können die Wellen auch von einem einzigen Motor angetrieben werden.
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Bei der Ausübung des Verfahrens wird die Papiermasse vorteilhaft in
Streifen oder Stücke grob zerschnitten, gesiebt und in einen Behälter gebracht,
der kaltes oder warmes Wasser enthält. In diesem Behälter zerkleinert eine beliebige
Schnitzel- oder Zerreißvorrichtung die Papiermasse zu Stücken von ungefähr gleicher
Größe, so daß z. B. jeder Schnitzel die Größe eines Quadratzolls besitzt. Das aufgeschwemmte
Stoff-Flüssigkeits-Gemisch wird nun fortlaufend der Zerfasermaschine durch das Rohr
18 zugeführt, das von der-Schnitzelvorrichtung unmittelbar zu dem Ffilltrichter
16 führt, wobei noch etwas warmes Wasser durch die Röhre z9 beigemengt wird. Erforderlichenfalls
kann durch die Röhre 2o ein Reinigungs- oder Bleichmittel., wie z. B. Seifenwasser,
Soda oder irgendein anderes alkalisches Mittel, zugeführt werden, womit die Papierfasern
von Tinten-oder Farbflecken und anderen Fremdstoffen gereinigt werden. Wenn dann
die Zerfaserungskammer mit der aufgeweichten Masse gefüllt ist, werden die Flügel
j e nach der Dichtigkeit der Papiermasse . mit einer Geschwindigkeit von a 5oo bis
¢ 000 Umdr./min. angetrieben. Es entstehen dadurch in der aus Papier und
Wasser bestehenden Masse einander berührende parallele Stromfäden, die ungefähr
gleich stark, aber einander entgegengerichtet sind und durch das Zusammenarbeiten
der Flügel mit entgegengesetzter Steigung hervorgerufen werden. Diese Strömungen
wechseln ständig und plötzlich ihre Richtung und' rufen so in der Papiermasse eine
ständige und plötzliche Umkehrung der Bewegungsrichtung hervor, die ihrerseits die
Lockerung und Trennung der einzelnen Fasern bewirkt. Kürz gesagt, die einzelnen
Fasern werden aus der Gesamtmasse herausgerissen durch die Anwendung von einander
entgegengerichteten Kräften, die ihre Bewegungsrichtung entsprechend der dauernd
wechselnden und entgegengesetzten Steigung der Flügel auf jedem Flügelrad ständig
und plötzlich wechseln. Zu diesen ständig wechselnden Kräften, die auf die Fasern
der Papiermasse einwirken, tritt noch eine sehr heftige vibrierende Bewegung der
Masse hinzu, die von dem ständigen Kräftewechsel herrührt und ebenfalls dazu beiträgt,
die Fasermasse zu lockern.
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Die Papiermasse und die erforderliche Einweichflüssigkeit, die aus
warmem Wasser und erforderlichenfalls einem Zusatz von Bleichmitteln besteht, werden
der Zerfaserungsvorrichtung durch ihr eigenes Gewicht zugeführt, so daß der Zerfaserungsvorgang
fortlaufend ist, wobei die zerfaserte Masse und
die Flüssigkeit
ununterbrochen durch die Austrittsöffnung 15 an der Rückseite der Maschine austreten.
Die beschriebenen Flügelräder werden also während des ganzen Arbeätsganges niemals
dazu verwendet, als Förderungsmittel zu wirken, um die Kastenfüllung durch die Vorrichtung-
hindurchzubewegen, vielmehr wird die entfaserte Masse und die Flüssigkeit durch
das aus dem Fülltrichter unter dem eigenen Gefälle nachdrängende eingeweichte Füllgut
durchgedrückt.
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Die bis jetzt gezeigten und beschriebenen Flügelräder hatten Flügel,
die auf dem Umfang fortschreitend ständig ihre Steigung wechselten. Es kann jedoch
die Vorrichtung auch so getroffen werden, daß die einzelnen Flügelräder nur Flügel
von gleicher Neigung besitzen, wobei dann aber die Steigung der aufeinanderfolgenden
Flügelräder wechselt.