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Holländer Es ist ein bisher noch unvollständig gelöstes Problem, die
jetzt periodisch, d. h. diskontinuierlich verlaufende Arbeit der Stoffaufbereitung
im Holländer dem kontinuierlichen Papiererzeugungsprozeß in der Papiermaschine anzugleichen.
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Bei den jetzt bekannten Stetigmühlen, die das Grundprinzip des alten
Holländers voll übernehmen und praktisch einen Holländertrog darstellen, gelingt
es nicht, die Mahlkonstanten so weit zu steigern, . daß mit einem Durchlauf ausreichende
Stoffmengen. pro Zeiteinheit auf gewünschte Mahlgrade gebracht werden können. Die
Hintereinanderschaltung mehrerer Stetigholländer dieser Art bringt neben Schwierigkeiten
bei der Stoffüberführung von einem Holländer zum anderen technisch und räumlich
wenig zusagende Lösungen mit sich.
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DieKegelmühlen,Walzenmühlenund ähnlich stetig arbeitende Mahleinrichtungen
haben sich bishet nicht mit rechtem Erfolg einführen können, da hier das Grundprinzip
der Holländermahlung nicht voll übernommen werden kann. Insbesondere ist man damit
gezwungen, bei relativ niedrigen Stoffdichten zu arbeiten.
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Ein weiterer Nachteil der Holländer und Walzenmühlen alter Art ist
es, daß der größte Teil der aufgewendeten Energie für die Mahlung unproduktiv für
den Umtrieb eingesetzt wird.
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Gemäß der Erfindung wird ein neuer Holländer vorgeschlagen, der die
Vorteile des Holländers mit denen der Stoffmühle vereinigt. Bei dem neuen Holländer
wird die Mahlweise des Holländers mit dem Durchflußverfahren der Kegelstoffmühle
kombiniert.
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Der erfindungsgemäße Holländer ist gekennzeichnet durch einen zylindrischen,
kegelförmigen oder
ähnlich gestalteten Stoffbehälter, in dem eine
oder mehrere zylindrische, kegelförmige oder ähnlich gestaltete, mit Grundwerken
zusammenarbeitende Mahlwalzen unmittelbar im Stoff umlaufen, wobei der Durchmesser
der Mahlwalzen zum Durchmesser des Stoffbehälters im Verhältnis von i : 11/2 bis
i : 5 steht.
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Das Grundwerk kann 25 bis 5o% der Ober4 fläche der Mahlwalze umschließen,
und die Mahlwalzen können gleichen oder verschiedenen Durchmesser haben. Ferner
können den Stoffumtrieb fördernde Vorrichtungen, wie Schneckengänge, Rühreinrichtungen,
Lenkbleche o. dgl., vorgesehen sein und je Mahlwalze zwei Grundwerke verwendet werden,
die gegeneinander versetzt auf diese drücken und deren Oberfläche dadurch bis zu
750/0
ausgenutzt wird.
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Schließlich können der Holländertrog sowie die Grundwerke mit Kühlmänteln
o. dgl. versehen und der Stoffdurchfluß durch den Trog durch Ventile regulierbar
sein.
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Der neue, fortlaufend arbeitende Holländer nach der Erfindung weicht
also von den bisher bekannten Holländersystemen grundsätzlich ab. Er verläßt das
Prinzip des Troges mit Umlaufkanälen mit und nur teilweise im Stoff liegender Mahlwalze
und verwendet statt dessen einen zylindrischen, kegelförmigen oder ähnlich geformten
Stoffbehälter, in dem eine bis drei oder mehr Mahlwalzen mit kleinem Durchmesser
von z. B. 12 bis 25 cm und großer Länge von z. B. i5oo bis 3000 mm unmittelbar
im Stoff laufen. Diese Messerwalzen arbeiten zu 25 bis 5o% ihrer Oberfläche gegen
Grundwerke, die gegen die fest gelagerte Walze angepreßt werden, also im wesentlichen
nach dem Holländerprinzip.
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Der Holländertrog hat einen Durchmesser von dem 11/2- bis 5fachen
des gewählten Walzendurchmessers. Er faßt damit z. B. etwa Zoo bis iooo 1 Stoff.
Holländer alter Art gleicher Mahlleistung haben demgegenüber einen Troginhalt von
mindestens 8ooo bis ioooo und mehr Liter, während Kegelstoffmühlen einen Troginhalt
von meist weniger als 5o bis ioo 1 Stoff aufweisen.
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Die Walzen des. erfindungsgemäßen Holländers sollen mit Umfangsgeschwindigkeiten
in der jetzt bei Holländern bekannten Größenordnung von z. B. 5 bis 15 m/sec laufen.
Die Tourenzahl dieser Walzen liegt aber, bedingt durch den stark herabgesetzten
Durchmesser, um das 3- bis iofache höher als bei den Holländern jetzt bekannter
Art, z. B. bei 5oo bis 14oo Touren pro Minute.
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Der zu mahlende Stoff, der- zweckmäßig vorher aufgeschlagen wird und
einen Mahlungsgrad von 15° SR haben kann, wird in bei Stetigmühlen bekannter Weise
in kontinuierlichem Fluß dem Holländertrog unten oder oben zugeführt, wobei die
Durchflußgeschwindigkeit und dadurch der Mahlgrad des Stoffes durch Einstellung,
eines Abflußventils geregelt wird.
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Der Holländer gemäß der Erfindung erlaubt es, jeden Stoff in einem
Stoffdurchgang auf den gewünschten Mahlgrad auszumahlen. Man kann damit alle in
der Papierindustrie gewünschten Mahlcharakteristiken, wie röschen oder schmierigen,
langen oder kurzen Stoffen usw., erzielen. Folgende Konstanten können durch Austausch
einzelner Teile oder durch Variation von Maßnahmen während des Betriebes beliebig
geändert werden: i. Stoffdichte von 2 bis 80/0, 2. Umfangsgeschwindigkeit der Walzen
von 5 bis 15 m/sec, 3. Walzen und Grund-Walzenumlaufsgeschw indigkeit, der Schnittlänge
und - Quetschfläche, 4. Mahldruck von 0,5 bis 15 kg/cm2, 5. Durchflußgeschw
indigkeit des Stoffes, 6.. Stofförderung der Walze durch das Grundwerk.
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Die Förderleistung der Walzen kann dabei beliebig durch Einstellung
der Druckhöhe, der Walzenumlaufsgeschwindigkeit, der Schnittlänge usw. geändert
werden, so daß bei einem Inhalt des Holländers von z. B. 500 1 der gesamte Stoff
mehrmals in der Minute durch die Mahlwerkzeuge hindurchläuft. Zum Vergleich sei
angegeben, daß der Stoff bei Normalholländern durchschnittlich höchstens einmal
pro Minute durch das Grundwerk gefördert wird.
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Aus den angegebenen Zahlen wird es ohne weiteres verständlich, daß
die Mahldauer des Stoffes- bei Verwendung des erfindungsgemäßen Holländers selbst
für höchste Mahlgrade auf 5 Minuten herabgesetzt werden kann. Der neue Holländer
ist damit die gegebene Maschine für die kontinuierliche Ausmahlung von Papierstoff
und ähnlichen Materialien.
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Es ist bekannt, daß man bei Normalholländern bei einem Mahldruck von
5 kg/cm2 etwa 50% des Gesamtkraftbedarfs für den Umtrieb einsetzt.
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Kleinwalzen, wie sie für den Holländer nach der Erfindung verwendet
werden, benötigen für den reinen Stoffumtrieb verhältnismäßig wenig Kraft. Ein Drei-Walzen-Holländer
von 2 m Länge mit einem Walzendurchmesser von i 5o mm braucht für den Stoffumtrieb
bei 7,5 m/sec Umfangsgeschwindigkeit beispielsweise einen Kraftbedarf von 15 kW.
Für die Mahlung ergibt sich bei einem Mahldruck von 5 kg/cm2 bei einer Mahlfläche
von igoo cm2 ein Kraftbedarf von 9i kW. Vom Gesamtkraftbedarf von i i i kW werden
für die Mahlung 820/0 und für den Umtrieb etwa 18% benötigt. Die Energieersparnis
beim erfindungsgemäßen Holländer ist durch dieses Beispiel klargestellt. Diese beträgt,
bedingt durch die kurzen Faserwege und durch die ioo%ige Ausnutzung der Mahlenergie,
20 bis 400/0.
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Das Gewicht des neuen Holländers ist im allgemeinen 1/a bis 1/1o der
Holländer alter Art bei gleicher Leistung. Der Platzbedarf macht höchstens 2ö0%
der jetzt verwendeten Holländer aus.
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Es ist aus der Literatur bekannt, daß Zellstoffe, gleich welcher Art
und Qualität, bei steigender Mahltemperatur eine deutliche Verlangsamung der Mahlwirkung
ergeben. Der neue Holländer mit einem Troginhalt von z. B. 5oo 1, die während 3
bis io Minuten durch die Vorrichtung fließen, wobei der Stoff pro Minute mindestens
i5ma1 an der Holländertrogoberfläche vorbeigeführt wird, gibt die ideale Möglichkeit
der Kühlung des Stoffes
durch die Anbringung eines Kühlmantels.
Eine sehr wirtschaftliche Ausnutzung der Kühlenergie ist gewährleistet.
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Mit Stoffdichten über 6% kann bei dem erfindungsgemäßen Holländer
mit kleinen Walzenumfangsgeschwindigkeiten nur dann gearbeitet werden, wenn man
zusätzlich Rührwerke einschaltet. Der Holländer arbeitet daher bei höheren Stoffdichten
mit einem wirksamen, langsam laufenden Rührwerk für den Stoffumtrieb. Der Kraftbedarf
für den Stofftreiber ist dabei kleiner als der Gewinn, der sich durch die Steigerung
der Stoffdichte ergibt. Praktisch erlaubt also der neue Holländer durch den Einsatz
von Stofftreibern die Walzen als reine Mahlwerkzeuge auszubilden, wobei der Stoffumtrieb
mit einem theoretischen Minimum an Kraftbedarf erfolgen kann.
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Die Konstruktion des neuen Holländers ist beispielsweise aus den Zeichnungen
ersichtlich. Abb. i zeigt den erfindungsgemäßen Holländer im Querschnitt und Abb.
2 im Schnitt nach der Linie d-b der Abb. i. C sind die Holländerwalzen, D das Grundwerk,
G die Stempel zum Anpressen des Grundwerkes an die lfahlwalze, F das Grundwerksführungsgehäuse,
E der Holländertrog, A der Stoffzuflußstutzen, B der Holländerablaufstutzen, H das
Rührwerk, 1 der Kühlmantel.
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Die Anpressung des Grundwerkes D bei dem neuen Holländer kann hydraulisch
oder auf eine beliebige Art, z. B. durch eine Mahldruckwaage, erfolgen. Vorteilhaft
verwendet man zur Anpressung auch Federn, wie dies in Abb. i gezeigt ist. Man kann
dabei mehrere Federn zur Erzielung eines feinfühligen Mahldruckes zusammen anwenden.
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Die Länge der Mahlwalzen ist durch konstruktive Schwierigkeiten nur
begrenzt. Durch Einsatz von Zwischenlagern kann man die Walzenlänge über 3 m steigern.
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Der Einbau von Lenk- und Führungsblechen oder zusätzlichen Bewegungseinrichtungen
im Trog, z. B. von Schneckengängen usw., ist möglich.
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Der Holländer ist so konstruiert, daß die Erneuerung von Walzen und
Grundwerken leicht erfolgen kann. Die Messerschale für das Grundwerk kann gegossen
werden und mit einem Minimum an Edelmetalleinsatz ausgeführt werden. Die Walze kann
aus einem Stück gegossen und die Zähne können oberflächengehärtet sein.
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Die Anpressung eines zweiten Grundwerkes von oben gegen die Walze
ist möglich.
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Die Mahlwalzen können mit verschiedenen Geschwindigkeiten, wie erwähnt,
von 5 bis 15 m/sec bei einem Drei-Walzen-Gerät, umlaufen. Der Holländertrog ist
verstellbar angeordnet, so daß die Druckhöhe über den Messerzellen variiert werden
kann. Der Holländertrog kann dabei jede beliebige Form einnehmen, die nach hydraulischen
Gesichtspunkten sich als vorteihaft für die Stoffführung erweist.
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Der neue Holländer ist ebenfalls in der chemischen Industrie und ganz
allgemein für den kontinuierlichen Aufschluß faseriger Suspensionen, z. B. bei der
Herstellung von Celluloseester und Ätherverbindungen, und für ähnliche Zwecke zu
verwenden.