DE842301C - Schnellaufende Stoffmuehle fuer die Papierfabrikation - Google Patents

Schnellaufende Stoffmuehle fuer die Papierfabrikation

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DE842301C
DE842301C DEST1254A DEST001254A DE842301C DE 842301 C DE842301 C DE 842301C DE ST1254 A DEST1254 A DE ST1254A DE ST001254 A DEST001254 A DE ST001254A DE 842301 C DE842301 C DE 842301C
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Germany
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pressure
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stones
runner
blocks
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DEST1254A
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DE1620793U (de
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Gerald Dipl-Ing Strecker
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DR OTTO C STRECKER KG
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DR OTTO C STRECKER KG
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    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21DTREATMENT OF THE MATERIALS BEFORE PASSING TO THE PAPER-MAKING MACHINE
    • D21D1/00Methods of beating or refining; Beaters of the Hollander type
    • D21D1/02Methods of beating; Beaters of the Hollander type

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  • Paper (AREA)

Description

  • Schnellaufende Stoffmühle für die Papierfabrikation Die Erfindung betrifft eine Mahlvorrichtung für den Stoffbrei bei der Papierherstellung. Für diesen Zweck hat man lange Zeit hindurch fast ausschließlich das holländische ,Mahlgeschirr (Holländer) verwandt. Seine grundlegende Eigenschaft ist der hohe Druck zwischen den Mahlflächen, die meist aus Messern verschiedener Breite, teilweise auch aus :ihnlich gestalteten ßasaltlavakörpern bestehen und die hauptsächlich eine Schneidwirkung auf das in sehr dünner Schicht verarbeitete Fasermaterial (Faserwisch) ausüben. Diese Eigenschaft brachte dieser Maschine seinerzeit Erfolg, obwohl die frühere Art der Stoffbereitung, z. B. Peitschen und Stampfen auf großer Fläche, für die Fasern viel günstiger ist. Besonders gilt dies für die heute meist verwandten Holzfasern. Der zweite Nachteil besteht in der von Zeit zu Zeit erforderlichen Stillsetzung zwecks Füllung und Leerung, also in der nicht kontinuierlichen Arbeitsweise. Weitere Nachteile sind die erforderliche hohe Stoffkonzentration und die verhältnismäßig geringe Umfangsgeschwindigkeit, die die schneidende Wirkung begünstigt. Um die geschilderten Nachteile zu vermeiden, hat man bereits vorgeschlagen, das Grundwerk des Holländers mit regelbarem Druck gegen den Läufer zu pressen. Infolge der Bauart und lN,'irkungsweise des Hollünders jedoch wird hierdurch, insbesondere bei Verwendung von Holzfasern, keine nennenswerte Verbesserung erreicht. Eine Abwandlung des Holländers in Richtung auf eine kontinuierliche Arbeitsweise hin ist die Kegelstoffmühle. Zwar ist der an sich sehr kleine Spalt zwischen den Mahlflächen hier durch Verschiebung det' konischen Mahlwalze einstellbar, jedoch bleibt er im Betrieb, soweit die Einstellung nicht verändert wird, gleich. Der Druck, unter dem das Mahlgut verarbeitet wird, hängt daher allein von der Stoffmenge und -dichte ab, von Größen also, die schwer beherrschbar sind.
  • Zur Vermeidung dieser Nachteile wurde in der Drehkreuzmühle ein Gerät geschaffen, das mit gleichbleibendem Druck, jedoch veränderlichem Spalt arbeitet. Dies wird dadurch erreicht, daß das umlaufende System radial ausdehnbar gemacht und durch die Fliehkraft gegen die feststehenden Steine gepreßt wird. Die Bearbeitung des Stoffes erfolgt hier nicht in dünner Schicht (Faserwisch), sondern in einer Schicht, die bis zu mehreren Millimetern Stärke erreichen kann (Faserteppich). Der Nachteil dieses Systems liegt hauptsächlich darin, daß der Druck und die Umfangsgeschwindigkeit nicht in dem erforderlichen Maße einstellbar sind, da der Druck von der Drehzahl und dem Gewicht der umlaufenden Mahlkörper abhängt. Im Zusammenhang damit steht die zu geringe Drehzahl und die Umfangsgeschwindigkeit.
  • Die ursprüngliche Faser ist meist ein schlauchartiges, außen glattes Gebilde mit zugespitzten Enden. Die Mahlung der Faser ist aus zweierlei Gründen notwendig: Einmal soll die Faser erweicht werden, was durch Wasseraufnahme (Hydratisierung) erreicht wird, zum anderen soll die Faser angerauht, in feinere Teile aufgespalten und je nach der Papiersorte in der Länge gekürzt werden, wobei kein glatter Schnitt, .sondern eine Abquetschung mit ausgefransten Enden anzustreben ist. Die Wasseraufnahme (Hydratisierung) wird durch vielfaches Drücken und Stauchen bei verhältnismäßig geringem Druck erzielt, so wie man einen Schwamm mehrmals unter Wasser ausdrückt, um ihn vollsaugen zu lassen. Die Faser wird hierbei gleichzeitig geschmeidiger, da ihr inneres Gefüge sich lockert. Das Aufrauhen und Kürzen der Faser wird durch Mahl- und Quetschwirkung erzielt, wobei ein glattes Abschneiden nach Möglichkeit vermieden werden muß. Es hat sich gezeigt, daß die üblichen Holländer und Kegelmühlen durchweg mit zu geringer Umfangsgeschwindigkeit arbeiten, um das glatte Durchschneiden zu verhindern. Die Stoffkonzentration muß daher verhältnismäßig hoch ge'wsählt werden, um dickere Faserwische zu erhalten.
  • Man hat daher neuerdings kleine, schnellaufende Einheiten entwickelt, die kontinuierlich mit verhältnismäßig hoher Umfangsgeschwindigkeit bei geringer Stoffkonzentration arbeiten und die nach dem Prinzip der Kegelstoffmühle oder der Planscheibenmühle gebaut sind. Obwohl diese Vorrichtungen manche Nachteile der früheren Stoffmühlen .beseitigen, haften auch ihnen die Nachteile der Mühlen mit fester Spaltstellung an. Darüber hinaus haben sie den weiteren Nachteil, daß meist wegen der Schnelligkeit der Mahlung zwei Einheiten, Hydratisierung und Mahlung, statt einer Maschine erforderlich sind.
  • Die Erfindung überwindet diese Schwierigkeiten dadurch, daß bei einer schnellaufenden Stoffmühle einem vorzugsweise .zylindrisch ausgebildeten Läufer gegenüber eine Mehrzahl von auf den Umfang verteilten, getrennt angeordneten, feststehenden Mahlkörpern angeordnet ist, die getrennt oder in Gruppen zusammengefaßt durch regelbaren Gas-oder Flüssigkeitsdruck gegen die umlaufenden Mxhlffächen gepreßt werden.
  • Diese Anordnung erlaubt, am umlaufenden wie am feststehenden Teil zwei Reihen von Mahlkörpern vorzusehen und diese Reihen oder die Vorrichtungen einer Reihe mit 'verschiedenem Druck zu betreiben.
  • Hierdurch wird erreicht, daß die Hydratisierung sowie Aufrauhung und Kürzung der Fasern in einer einzigen Maschine erfolgen. Ferner wird ein wesentlich verbessertes Erzeugnis erzielt; auch Iäßt sich die Maschine den jeweiligen Bedingungen, je nach dem verarbeiteten Material und dem gewünschten Erzeugnis, leichter und vollkommener anpassen. Der Anpreßdruck kann dabei vollkommen unabhängig von den übrigen Betriebsgrößen in beliebiger Weise eingestellt werden. Die Maschine kann mit hoher Umfangsgeschwindigkeit, bis zu 20 m/sec und darüber, bei geringer Stoffkonzentration kontinuierlich betrieben werden, wobei ein eingebautes Zentrifugalpumpenrad eine genügendl Förderhöhe gewährleistet, um die Maschine an tiefer Stelle aufzustellen und mit den übrigen Maschinen der Papierherstellung zu verbinden. Als Mittel zur Herstellung des Anpreßdruokes der Ständersteine gelangt vorzugsweise Druckwasser oder Druckluft zur Anwendung. Wasser hat gleichzeitig den Vorteil, daß bei etwaigen Undichtigkeiten lediglich eine geringe Verdünnung des Stoffbreies eintritt, die unter Umständen sogar er- wünscht sein kann.
  • Sowohl die Läufersteine als auch die Ständersteine sind mit im wesentlichen axialen Nuten versehen, deren Tiefe zugleich ein Maß für die zulässige Abnutzung der Steine darstellt.
  • Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und den Ansprüchen.
  • Abb. i ist ein Querschnitt im wesentlichen nach I-I der Abb.2; Abb. 2 ist ein Längsschnitt im wesentlichen nach II-11 der Abb. i im linken oberen Teil, beiderseits der Mittellinie I-I, jedoch nach II°-IIO der Abb. i: Die Welle i trägt zwei Läufersteine 2 und 3, die mit zwei gegenläufigen Gewindeplatten 4 und S befestigt und durch das Zwischenstück 6 vonein= ander getrennt sind. Die Welle ist in den Lagern 7 und 8 gelagert und wird durch die Stopfbuchsen 9 und io an ihren Enden abgedichtet. Die Stopfbuchsen münden in einen vor dem Kugellager an- geordneten Raum, aus dem geringe, etwa durchgedrungene Flüssigkeitsmengen durch die Löcher i i und 12 abfließen können, um mit Sicherheit ein Einringen von Flüssigkeit in die Lager zu verhüten. Die Läufersteine sind mit Längsnuten 13 versehen, die um etwa 8 Grad gegenüber de; Längsachse geneigt sind. DieTiefe der eingeschnW tenen Nuten ist das Maß der möglichen Abnutzung der Steine. Die Lager sind an den Deckeln 14 und 15 befestigt, die ihrerseits gegen das Gehäuse 16 geschraubt sind. Ein Unterteil 17 des Gehäuses ist mit dem Fundament verbunden.
  • Jedem Läuferstein stehen vier Ständersteine i8 gegenüber, deren Anordnung aus Abb. i und dem linken oberen Teil der Abb.2 hervorgeht. Die Ständersteine sind viereckig ausgebildet und' in eine Fassung eingesetzt, deren unterer Teil 19 ebenfalls viereckig ausgebildet ist. Jeder Sbänderstein besitzt parallel zur Läuferachse angeordnete Nuten 28, die den Nuten ,13 der Läufersteine gegen-Überstehen, jedoch eine um ein Geringes verschiedene Teilung besitzen. Die Läufersteine sind durch die Schrauben 20 gegen Herausfallen gesichert. Der Umfangsdruck der Ständersteine wird durch in der Nähe des Läuferumfangs angeordnete, bearbeitete Vorsprünge 21 aufgenommen, so daß ein sehr geringes Kippmoment resultiert. Der obere Teil 22 der Fassung der Ständersteine 18 ist zylindrisch ausgebildet und außen in einem Ansatz 23 des Gehäuses 16 sowie einem Zwischenstück 24 geführt, während die Führung auf der Innenseite durch einen vorspringenden Ring 25 des Deckels 26 erfolgt. Diese Führung erfolgt an einem auf der Außenseite kugelig ausgebildeten Wulst 27, der eine gewisse Schrägstellung des Ständersteines bei ungleichmäßiger Abnutzung desselben gestattet. Die Dichtung erfolgt auf der Außenseite, und zwar durch eine Packung 29 und eine Lippendichtung 3o. Der vorspringende Rand 25 des Deckels besitzt eine Öffnung 31. Die zwischen dem Deckel 26 und dem Ständersteinhalter i9 gebildete Kammer 32 ist mit Druckwasser gefüllt, welches die Andrückung des Ständersteines gegen den Läuferstein bewirkt. Die Regelung des Druckes erfolgt durch eine in der Zeichnung nicht dargestellte Druckleitung, welche am Deckel 26 in die Druckkammer 32 mündet. Bei der in der Zeichnung dargestelltenAusführungsform sind insgesamt acht Ständersteine und achtDruckkammern vorgesehen. Die vier Druckkammern des Querschnittes I-I sind in Abb. 1 mit A, B, C und D bezeichnet, wobei die Lage der Kammern B und D lediglich angedeutet ist. Die Kammern A und B bzw. C und D stehen sich diametral gegenüber: Ihnen entsprechen gleiche Kammern des Querschnittes I°-1°. Die Druckkammern der ersten und der zweiten Reihe, des Querschnittes 1-I und des Querschnittes 111-Ia der Abb.2, werden mit zwei verschiedenen Druckquellen verbunden, so daß die Ständersteine beider Reihen mit verschiedenem Druck gegen die Läufersteine gepreßt werden. Gewünschtenfalls können auch noch die Steine einer Reihe mit verschiedenen Druckquellen verbunden und mit verschiedenem Druck angepreßt werden, z. B. die Steine der Kammern A und B mit hÖherem Druck und die der Kammern C und D mit geringerem Druck, so daß am Umfang jeweils einem Stein höheren Druckes ein solcher geringeren Druckes folgt. Auch hierbei können die beiden Reihen mit unter sich verschiedenem Druck betrieben werden. Der Stoffeinlauf erfolgt durch den an dem Lagerdeckel 14 angegossenen Einlaufstutzen 33. Mit dem Läufer verbunden ist eine Zentrifugalpumpe mit dem an der Gewindeplatte 5 befestigten Schaufelrad 34, dessen Schaufeln 35 das Stoffgemisch in den Spiralkanal 36, befördern, welcher in den Austrittstutzen 37 mündet. Gewünschtenfalls kann auch ein zweites Pumpenrad am Einlauf angeordnet sein. ' Statt der Anpreßkolben können entsprechende Mittel, z. B. Membranen, verwendet werden.
  • Die wesentlichen Vorteile der beschriebenen Maschine sind die folgenden: a) Kleinheit des Gerätes infolge hoher Drehzahl (nicht größer als der direkt gekuppelte Antriebsmotor) ; b) Pumpwirkung des Gerätes, daher beliebige Aufstellung möglich; die Pumpwirkung erfolgt nicht durch die Mahlorgane (schlechter Wirkungsgrad), sondern durch eine auf der Achse eingebaute umlaufende Pumpe; c) Regelung des Arbeitsdruckes durch Änderung des Druckes desAnpreßmittels; dy Möglichkeit des Arbeitens mit verschiedenen Drücken in den beiden Reihen; e)@ Möglichkeit, durch Änderung des Druckes einer und derselben Reihe der Ständersteine abwechselnd Zonen der Hydratisierung und des Mahlens zu schaffen. Diese beiden sonst meist getrennten Arbeitsgänge können daher in ein und derselben Maschine vollzogen werden, wobei durch die Arbeit mit bestimmtem Druck und veränderlichem Spalt die Hydratisierung ohnehin bevorzugt wird; f) unmittelbare Kupplung mit einem hochtourigen, d. h. billigen Antriebsmotor.

Claims (7)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Schnellaufende Stoffmühle für die Papierfabrikation mit einem als Drehkörper ausgebildeten, z. B. zylindrischen Läufer und diesem über den ganzen Umfang verteilt gegenüberstehenden, feststehenden Gegenflächen, dadurch gekennzeichnet, daß dem Läufer (2, 3) gegenüber eine Mehrzahl von Gegenflächen, z. B. Ständersteinen (18), angeordnet ist, die mit Vorrichtungen, z. B. Druckzylindern (32), versehen sind, um sie einzeln oder in Gruppen zusammengefaßt durch regelbaren Gas- oder Flüssigkeitsdruck mit verschiedener Stärke gegen den Läufer zu drücken.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß dem zylindrisch ausgebildeten Läufer (2, 3) gegenüber zwei in Achsrichtung nebeneinander angeordnete Reihen (1-.I und 1°-1a) von Gegenflächen (Ständersteinen 18) angeordnet sind, die von dem Stoffbrei nacheinander passiert und mit verschiedenem Druck gegen den Läufer gedrückt werden.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Ständersteine (18) einer und derselben Reihe (I-I bzw. ja-ja) mit verschiedenem Druck derart gegen den Läufer (2, 3) gedrückt werden, daB einem Stein höheren Druckes jeweils ein solcher geringeren Druckes folgt, z. B. daß A und B mit höherem und C und D mit geringerem Druck angedrückt werden.
  4. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ständersteine (18) in eine Fassung (ig) eingesetzt sind, die als Druckkolben oder Plunger ausgebildet ist.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß dieFassungen (ig) der Ständersteine (i8) mit einer in der Nähe der Schleiffläche angeordneten Nase (21) versehen sind, die sich zwecks Aufnahme der Umfangskraft gegen eine feststehende Gehäusefläche legt.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Läufersteine (2, 3) als auch die Ständersteine (18) mit im wesentlichen axialen Nuten (13 bzw. 28) von vorzugsweise verschiedener Teilung versehen sind.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (13 bzw. 28) leicht gegen die Achsrichtung geneigt sind. B. Vorrichtung nach einem der Ansprüche i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Druckmittel für die Andrückung der Ständersteine (18) Wasser zur Anwendung gelangt. g. Vorrichtung nach einem der Ansprüche i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Uufer (2, 3) mit einer Zentrifugalpumpe (35) verbunden ist. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 442 437.
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