DE847685C - Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von Zellulose-Massen - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 2S. AU(JUST 1952

l'jf>,)T

/.e

indni'^ bezieht -ich aul die !!ehandlung o^.-au^gangsniaterial, /.. ΙΊ. Holz, /.iir Zubereitung tür dl.' Papierherstellung.

Solche- Material wird zu einem Faserbrei verarbeitet (digeriert), d.h. mit einer chemischen Substanz gekochi. welche uiittr I litze und Druck in dem kocher mit iiiclitzelluloM'schen holzigen Niederschlagen aul" den zellulosiscln.il l'asern reagiert, um dt reu Meii^v ;inf die>; η h'a>ern herabzusetzen. An- -rhl K'l.ieiid ^elauyi ι in soldi digerierter Hrei "V-uohnhcli ilurch ZerkiM runL'>aiila^eu, um die l'"asern von ihn η !!nudeln oiler \ enm ni^un^eii zu trennen lizw. in einzelne I'a-cm autzulosen. Der IIrei eiitliält | euii^i· nichl einzeln aufgeteilte, steife !'"aserbundel. j -ο dal! er m\\ olmlich noch w eiterbeliaiidelt werd<'ii !

indem man ihn siebt und rennet, um ihn für dje I'apiei herstellunt;" geeignet zu machen. Xmmalerweise braucht man daher eine Reihe von AIaschinen. darunter eine Digeriereinrichtung. eine Zcrfaserungsanlage, sowie Sieb- und Reinigungseinrichtung.

Der Digerator und die Zerfaserungsanlage sind schon so ausgeführt worden, daß sie gegenüber früher absatzweiset· Arbeit kontinuierlich arbeiten und dal.) die llolzstücke statt in die Digerierflüssigkeit vollständig eintauchend nicht mehr eintauchend gekocht werden, indem sie auf eine regelbare Weise ein Ik'handlungsgas passieren. Ein solches Verfahren ist in der amerikanischen Patentschrift _'iJ^ ii)4 beschrieben. Xacli dieser Patentschrift

wird der digerierte Brei unter den gleichen Hitze- und Druckverhältnissen, wie sie in dem Dampfkochkessel vorhanden sind, zerfasert. Es wurde auch schon vorgeschlagen, einen derart digerierten Brei der Luft auszusetzen und ihn dann zu zerfasern.

Die Erfindung betrifft eine Verbesserung dieser Verfahren und der Vorrichtung und ist u. a. darauf gerichtet, das digerierte Material auf wirksame Weise aus dem kontinuierlichen Dampfdigerierapparat auszubringen. Während das IToIz sich infolge des reichlichen Vorhandenseins von Dampf etwas ausdehnt, pflegt es doch seine allgemeine Fqrm während der Digerierung beizubehalten; so stellt seine kontinuierliche Entnahme aus der Digeriervorrichtung ein schwieriges Problem dar, wenn man einerseits verhindern will, daß eine ziemliche Menge Dampf aus dieser Vorrichtung ausströmt, andererseits aber dennoch das digerierte Material als Brei herausnehmen will. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, Wege und Mittel für die Zerkleinerung der mit Hitze und Feuchtigkeit behandelten Holzstücke längs der natürlichen Faserung zu finden und das Abschneiden oder Abscheren der Fasern zu verringern, um sie als Faserbrei in eine gashaltige Aufschlämmung überzuführen, solange der Brei noch in der Digeriervorrichtung ist. Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, in der Digeriervorrichtung Mittel zu schaffen, die folgende Gesamtfunktion haben: 1. die durch Hitze weich gewordenen und gequollenen Holzstückchen innerhalb der .gasförmigen Atmosphäre der Digeriervorrichtung in eine Aufschlämmung umzuwandeln; 2. die behandelten Holzstückchen, Späne od. dgl. bzw. deren Teilchen gegeneinander und gegen benachbarte Teile der Digeriervorrichtung zu schleudern, um eine weitere Zerkleinerung oder ihren Zerfall zu erleichtern, und 3. einen Antrieb für die bewegten heißen Teilchen vorzusehen, um ihren Durchgang zu und aus einer Auslaßöffnung zu erleichtern. Die Erfindung sieht ferner eine Auslaßöffnung vor, die besonders wirksam ist.

Der kontinuierlich arbeitende Dampfkochkessel nach der genannten amerikanischen Patentschrift hat eine Holzeinlaßzone, eine Leitung oder Zone mit waagerechter oder annähernd waagerechter Ausdehnung zur Lagerung der Holzstückchen und eine abwärts führende Leitung oder Zone mit senkrechter Ausdehnung, durch welche die heiße Masse herabfällt und von der die Masse waagerecht ausgebracht wird.

Bei einer solchen Anlage sieht die Erfindung einen rotierenden Flügelantrieb vor, auf den die nach unten fallenden !»handelten Teilchen treffen. Der Antrieb ist so ausgebildet und hat eine solche Umdrehungsgeschwindigkeit, daß die Teilchen in eine heftig bewegte Aufschlämmung übergeführt werden. Der Abstand zwischen den Antriebsflügeln und dem sie umgebenden Gehäuse ist maßgebend für den Durchtritt der bewegten suspendierten Teilchen mittels Zentrifugalkraft durch eine oder mehrere Auslaßöffnungen od. dgl. von bestimmter Größe, die in der umgebenden Gehäusewand vorgesehen sind. Cine solche öffnung pflegt die liereits in Scheilxen und Faserbündeln zerlegten Teilchen noch weiter zu zerkleinern. Der Flügelantrieb muß so ausgebildete Flügel und eine solche Umdrehungsgeschwindigkeit haben, daß schwankende Mengen von Teilchen, die auf ihn treffen, verarbeitet werden, selbst wenn diese Mengen infolge der hohen Konzentration an durch Hitze erweichten Teilchen, die sich in bewegter Aufschlämmung um den schnell sich drehenden Antrieb herum und in seiner Umgebung befinden, eine größere Schicht bilden. Damit der Antrieb den Teilchen der Aufschlämmung genügend zentrifugale Kraft verleiht und die Teilchen nicht zu weit nach aufwärts wirbeln, ist der Durchmesser des Antriebs größer als der wirksame Durchmesser der Ableitung, wodurch, gerade über den freien Enden der Antriebsflügel, eine hemmende ringförmige Schulter gebildet wird, gegen die die Teilchen von den Flügeln geschleudert werden. Die Teilchen werden dann von der Schulter zurückgeschleudert und werden entweder wieder von den Flügeln getroffen oder gelangen an das linde des Flügelgehäuses und werden von dort zurückgeworfen. Dieses fortgesetzte Umherwirbeln der Teilchen erzeugt eine hohe Konzentration der bewegten Teilchen in einer Ringzone innerhalb des die Flügel umgebenden Gehäuses, von der auch der Austrag der Teilchen mittels Zentrifugalkraft durch die Auslal.iöffnung in dem Antriebsgehäuse erfolgt.

Die Geschwindigkeit des Antriebs ist also so. daß sich gerade über ihm eine Schicht in intensiver wirbelnder senkrechter Bewegung befindet. Diese ist hoch konzentriert mit aufgeschlämmten, von den Holzstückchen od. dgl. losgelösten Teilchen. Diese wirbelnde Aufschlämmung von etwa ringförmiger Gestalt fließt dann von dem Antrieb durch die angrenzende Auslaßöffnung unter den vereinten Kräften der ihr von dem Antrieb erteilten Zentrifugalkraft durch den Dampfstrom, der durch die Auslaßöffnung wegen des Überdrucks innerhalb der Digeriervorrichtung zu entweichen sucht, und durch die Enden der Antriebsflügel, die über die Auslaßöffnung streichen, um Verstopfungen zu verhindern. Die Teilchen dürfen bei dem Austrag aus der Auslaßöffnung nicht dazu neigen zu zerspringen, wenn sie an die Luft gelangen, da sie hierdurch für die Papierherstellung entwertet würden. Aus diesem Grunde muß der Dampfdruck in der Dampfdigeriervorrichtung so geregelt werden, daß er genügend niedrig ist, um diese Wirkung zu vermeiden.

Da die Auslaßöffnung eine siebende bzw. die Größe regelnde Wirkung auf die hindurchgelangenden Teilchen hat, ist es, da die Verhältnisse wechsein, zweckmäßig, Einrichtungen vorzusehen, mit denen man die Größe der Öffnung verändern und einstellen kann, da die. Teilchen in dem ausgetrageneu Brei zerkleinert werden sollen. Die Teilchen werden von den Antriebsflügeln zwischen diesen und den einschließenden Wänden umhergewirbelt, bis sie von so geringer Größe sind, daß sie ohne weiteres durch die als Sieb wirkende Auslaßöffnung gelangen können.

Eine allmählich zunehmende Größe der Auslaßleitung, in welche der llrei nach Passieren der Aus-

laßöffnung gelangt, sichert ihn gegen Entwertung, da der Vorschub allmählich und nicht plötzlich und stoßweise erfolgt. Der Vorschub ist aber groß genug, um sie in starker, nicht verstopfender Bewegung zu halten, wobei sie vor wesentlichem Temperaturverlust geschützt werden, bis sie in ein weiteres Beliandluiigsstaditini treten. Dies ist von Bedeutung, da in der 1 )igerier\ orrichtung die Behandlungstemperatur derart ist. daß die Verkrustungen der

ίο Fasern erweicht werden und es erwünscht ist, daß sie über der Verfestigungsteni[>eratur der erweichten Verkrustungen gehalten wird, bis die weitere Behandlung einschließlich Reinigung usw. der Fasern einsetzt.

Die amerikanische Patentschrift 2323194 zeigt eine Zerfaserungsanlage, die die Zellulose-Masse der !litze- und Druckzone oder Kammer gerade vor ihrer Entleerung in die Luft verarlxMtet. Dieser Defibrator hat zwei zusammenarbeitende Schleifscheiben, von denen wenigstens eine drehbar ist. Der Defibrator hat den Zweck, das erweichte, durch Hitze behandelte Material in eine Masse zu verwandeln, deren Fasern mehr oder weniger getrennt, aber geeignet sind, ohne weitere Behandlung direkt zur Herstellung harten Kartons, Isolierpapiers, imprägnierter Dachpappe und als Frsatz für Lumpen verwandt zu werden. Die Schleifscheiben des Defibrators schleifen die erweichten Holzstückchen quer zur Faser wie auch parallel zu ihr.

Im Gegensatz hierzu hat der Defibrator nach der Erfindung einen Antrieb ohne Schleiffunktion, und sein Hauptmerkmal besteht darin, daß die HoIzstückchen u. dgl. nicht quer zur Faser geschliffen werden. Der Antrieb wirkt so, daß kein bestimmter Schliff des Materials vorgenommen wird. Fr bricht die Holzstückchen od. dgl. entlang der Linie des geringsten Widerstands, d. h. längs der Faserung. Der Abstand zwischen den Antriebsflügeln und ihren sie umgebenden senkrechten Wänden ist so, daß die weiehgemachten Holzstückchen od. dgl. nicht zerrielx'ii werden. Wenn die Holzstückchen roh und nicht erweicht wären, könnte eine Schleifwirkung eintreten; aber der austretende Brei zeigt, daß die behandelte Masse nicht geschliffen ist. Die HoIzspäne, -Stückchen usw. werden also nur parallel zur Faserung zerlegt, d.h: entlang ihrer Spaltungslinie, so daß der ausgetragene Brei seine Fasern in Bündeln u. dgl. hat, die nicht merkbar verkürzt, deren F.nden alier deutlich abgerieben sind, so daß die zerfaserten Teilchen fertig zerkleinert und in Fasern zerlegt sind. Nichtsdestoweniger ist der ausgetragene Brei noch nicht fertig für den direkten Gebrauch, sondern er muß weiterverarl>eitet werden, bevor er zur Herstellung von Papierbogen geeignet ist.

Der so erzeugte Brei zerfällt in zwei Klassen, nämlich in den mittels 1 litze l>ehandelten Brei in der einen Klasse und in den chemisch behandelten Brei in der anderen Klasse. In beiden Klassen ist der aus der Auslaßöffnung ausgetretene und somit gekühlte Brei eine elastische Masse holziger Faserbündel, deren Durchmesser von etwa 1 cm bis zu feinem Staub und deren Länge von feinem Staub bis zu etwa 2,5 cm schwankt. Hitzebehandelter Brei hat eine ziemlich hellbraune Farbe, wogegen alkalisch-chemisch behandelter Brei dunkelbraun ist. Sulfit-halbchemischer neutraler Brei ist hellbraun. In dem mit Dampf behandelten Brei befindet sich ein höherer Anteil größerer Faserbündel od. dgl. als in dem chemisch l>ehandielteii Brei. Ein bemerken«- wertes Zeichen aller Teilchen und besonders der größeren ist es, daß ihre Enden ziemlich gut abgerieben sind. Die Bündel, Klumpen od. dgl. von Fasern sind überhaupt nicht spröde, aber sie hängen so leicht zusammen, daß sie leicht mit sehr wenig Kraft zerlegt werden können.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt, in denen

Fig. ι a eine etwas so.nematische Ansicht einer Vorrichtung mit abgebrochen gezeichneten Teilen darstellt, während Fig. 1 b eine schematische Dar stellung der Bewegungen der behandelten Masse im unteren Teil der Vorrichtung nach Fig. 1 a in der Zone der Auslaßöffnung ist;

Fig. 2 stellt eine Seitenansicht dar, ebenfalls mit abgebrochen gezeichneten Teilen und zusätzlichen Vorrichtungen;

Fig. 3 veranschaulicht einen vergrößerten Teilschnitt des die Aufschlämmung bewirkenden Antriebs, der Auslaßöffnung, ihre Regelung und die Breiauslaßleitung;

Fig. 4 zeigt einen vergrößerten Schnitt zu Fig. 3; Fig. 5 gibt eine ähnliche Ansicht;

Fig. 6 gibt eine schaubildliche Darstellung der einzelnen Teile der F'ig. 4 und 5 mit Regelorganen,

Fig. 7 eine schaubildliche Darstellung der in Fig.-6 gezeigten Teile, und zwar in zusammengefaßter Form,

Fig. 8 einen Teilschnitt durch einen Einzelteil der Fig. 6 und 7. .

Die in Fig. 1 a und 2 dargestellte Vorrichtung hat eine Zuführzone A, eine Zwischenzone />, an die sich eine Entleerungszone C anschließt, die in ihrem unteren Teil in eine Auslaßzone D des Breis aus zerkleinerten Stückchen, Faserbündeln u.dgl. übergeht. Von der Zone D führt eine Leitung E zu einer Reinigungsvorrichtung. · Im einzelnen umfaßt die Zone A einen Fülltrichter 11 für die Holzstückchen od. dgl., die durch eine in einer konischen Leitung 13 drehbar angeordnete Förderschnecke 1 2 zu einem so dichten Strang T4 zusammengedrückt werden, daß Hitze- und Druckverluste in der Leitung 15 der Zwisehenzone H verhindert werden. Rohr 15 wird der Strang 14 exzentrisch durch die öffnung 16 zugeführt. Die Leitung 15 ist waagerecht oder annähernd waagerecht angeordnet, damit das darin l>ehandelte Material genügend lange in ihr verbleibt. Gesättigter Dampf wird der Leitung 15 durch Ventileinführrohr 17 zugeführt, um einen Ül>erdruck und eine Temperatur von über 115° sowohl in der Zwisehenzone B wie auch in der Entleerungszone C zu erhalten und die Holzstückchen od. dgl. und die Verkrustungen der Fasern weich zu machen. In diesen Zonen kann auch eine chemische Substanz durch die mit Ventil versehene Leitung iK zugeführt werden für den Fall, daß

chemisch oder halbchemisch l>ehandelter Brei gewünscht wird. Die chemische Substanz ist so zu wählen, daß sie mit den holzigen Verkrustungen auf den Zellulosefasern der Holzstückchen od. dgl. so reagiert, daß die normal wasserunlöslichen Verkrustungen wasserlöslich werden. Die Leitung 15 ist im Durchmesser viel größer als der Strang 14 in dem halsähnilichen Gehäuse 13, so daß sich die Holzstückehen in der Leitung 15 unter dem Ein nuß der feuchten Hitze ausdehnen. Dennoch füllen sie diese Leitung nicht wesentlich über ihre Achsmittellinie aus. Eine, angetriebene Förderschnecke 19 ist in der Leitung 15 zwecks sorgfältiger Rege lung des Vorschubs der behandelten Holzstückehen 20 in dieser Leitung, damit keine örtliche Überbehandlung oder Entwertung der Zellulosefasern stattfindet. Mit dem hinteren Ende der Leitung 15 ist eine abwärts führende Leitung 22 verbunden, durch welche die Holzstückchen 20 von der Leitung 15 durch die Öffnung 23 · frei fallen. Die abwärts führende Leitung stößt auf eine Flügelrad'büchse, die an ihrem unteren Ende durch eine Abschluß wand oder einen Boden 24 abgeschlossen ist. Eine Welle 25, die von einem Motor 26 l>etrieben wird, führt durch diese Abschlußwand. An dem oberen Ende der Welle 25 ist ein Flügelrad 27 mit Flügeln 28 befestigt, in der waagerechten Ebene des Flügelrads 2j befindet sich wenigstens eine Auslaßöffnung 29 zu einer Auslaßleitung 30, die den Brei zur weiteren Behandlung führt. Die wirksame Größe der Auslaßleitung 29 ist z. Ji. nach Fig. 3 regelbar und einstellbar, und der richtige Abstand zwischen den Flügeln 28 des Flügelrads 27 und den Gehäusewänden ist ebenso wichtig wie der Durchmesser der Auslaßöffnung.

In Fig.3 ist das Flügelrad27 auf Welle25 durch Schraubenmutter 32 befestigt, und jeder Flügel 28 j ist vorzugsweise nichtradial zur Xabe 32gestellt, um eine Saugwirkung zu erreichen. Ferner ist er vorzugsweise so ausgebildet, daß sein äußeres freies Ende etwas größer ist als sein inneres Ende. Die untere Außenkante 34 ist entsprechend dem Abschlußboden 24 abgerundet, da es wichtig ist, daß der Abstand zwischen diesem und den Flügeln klein ist, während der Abstand zwischen den Flügelenden 33 und den sie umgebenden Gehäusewänden 22' eine bestimmte. Größe haben muli Kurz oberhalb der Oberkante der Flügel 28 ist die lichte Weite des Fallrohrs 22 kleiner als der Durchmesser der Wand 22', welche das Flügelrad 2J umgibt. Ein Weg, das Verhältnis der kleineren lichten Weite der Zuführungsleitung zu dem größeren Durchmesser des Flügelradgehäuses zu bemessen und einzustellen, ist die axiale Zwischenschaltung einer Muffe 35 in dem Fallrohr 22, so daß das untere Ende der Muffe eine ringförmige Prallplatte oder Schulter 36 über den äußeren Enden der Flügel 28 bildet. Die ringförmige' Schulter 36 und die Abschluß« and 24 bilden mit der Wand 22' das Gehäuse für das Flügelrad, welches einen ringförmigen Zwischenraum oder eine Zone D umfaßt, worin ein Zusammendrücken der Holzstückchen stattfindet, da diese durch die Enden 33 der Flügel herumgewirbelt und zwischen der l'rallflächc der Schulter 36 und den angrenzenden Teilen des Flügelradgchäuses hin und her geworfen werden. Eine Öffnung des Gehäuses j ist durch einen abnehmbaren Pfropfen 37 λ erschlossen. Die^ äußeren Enden 33 der Flügel neigen dazu, die Teilchen gegen die Schulter 36 nach oben zu schleudern, von der sie wieder nach unten ge «■orfen werden. Inzwischen dreht die starke Γ111 ^! drehung der Flügel die bewegte Masse so schnell, , daß die Teilchen durch Zentrifugalkraft in Ver bindung mit der Strömungsgeschwindigkeit des Dampfs durch die regelbare Auslaßöffnutig 29 (Fig. 1 a) getrieben werden.

Die Umdrehungsgeschwindigkeit des Flügelrads scheint mit 900 I'./min die beste zu sein. Der Ab stand zwischen den Oberkanten 2ιί der Flügel 28 und der ringförmigen Schulter 36 sowie der Ab stand zwischen der Cnterkante dei Flügel und der Abschlußplatte 24 soll so gering wie möglich sein. Der Abstand zwischen den Flügelenden und der benachbarten senkrechten Wand 22' ihres Gehäuses soll weniger als 1,6 cm bzw. se» klein sein, daß die Enden der Flügel als Abstreicher wirken, um die Teilchen hinter der Öffnung abzustreifen und die Verstopfung der Öffnung zu verhindern.

λ'οη der Auslaßötfnung 29 gelangt die behandelte Masse in eine Leitung 30 \ on allmählich zunehmender lichter Weite, die den Brei zu einer Kanuner 38 (Fig. 2) führt, die einem Gasablaß 39 und eine Wasserberieselung 40 wie auch einen Mischer 41 hat, damit der behandelte Brei gründlich in einem Wasserbad 41' gemischt werden kann. Dieses Bad kann durch Dampf oder sonstwie erhitzt weiden, um, wie gewünscht, dessen Temperatur zu regeln. Eine wäßrige Suspension des Breis überflutet ein Wehr 42, um durch Rohr 43 der weiteren Behänd lung, ζ. B. zu einem Raflineur oder einer anderen bekannten Reinigungsmaschine 44, zugeführt zu werden, deren wesentliches Merkmal us ist, daß die Masse durch zwei Schleifelemeitte liindurchläuft, von denen wenigstens eins rotiert. Diese «'eitere Behandlungs- oder Raffinierzone ist in Fig. 1 a mit dem Buchstaben Ii angedeutet.

Da die Größe der Auslaßöffnung wesentlich ist, wird im folgenden ein Beispiel zu ihrer verstellbaren Ausführung iK-schrielx'i]: In den Fig. 4 und 5 ist die Auslaßöffining 29 länglich oder elliptisch ausgebildet und in einer Scheibe 50 vorgesehen., die in der Wandung 22' des Flügelradgehäuses gelagert ist. Die Scheibe 50, 51 (Fig. C) und 7) hat einen Kranz 52, der bei 53 ausgeschnitten ist. Ein Bohrloch 54 in ύνχ Seheilx* 5 1 dient zur Führung einer Welle 55. An der Scheilx; 50, 51 ist durch eine Schraube 56, die in eine Bohrung 57 eingeschraubt ist. ein bogenförmiges Anschlagstück 58 befestigt. Eine runde Scheibe 59 mit einem Randaussclwiilt 60 ist innerhalb des Kranzes 52 drehbar gelagert. Die Welle 55 führt durch eine Bohrung 61 der Scheü*^;. Ein Ende der Welle ist mit einem eckigen Kopf 62 versehen, der in einen entsprechenden Ausschnitt O3 der Scheibe ^9 eingreift und die Teile zusammenhält. Das äußere oder entgegengesetzte Ende der Welle 55 ist in einem Lager 64 (Fig. 8) angeordnet. Dieses Ix-steht

aus eiIK¹Hi -eiikrechteii Lagerarm 65 auf der Wandung <Jk.>r Auslaßleituug 30. I)er Teil der Welle 55, der ülx'r das Lager 64 nach außen vorragt, hat etwas kleineren I )urchmesser und ein Gewinde 66. Auf der Welle 5^ an der Innenseite des Lageranns 65 ist ein I laiidhelx-l Uy Ix'festigt. Dieser hat ein Muffe 68, die die Welk· 55 umgibt und auf ihr mittels einer Paßschraulx· O9 gesichelt ist. Ein ähnlicher Handhebel 70, ein wenig kürzer als Hebel Uy, ist auf einer mit (iewindebohrung \ ersehenen Muffe 71 befestigt, die auf dom Gewindeteil UU der Welle 55 sitzt. Auf dem äußeren Ende des Gewindeteils 66 der Welle 55 l>egrenzeu Muttern 72 die Bewegung der Muffe 71 nach aulJen. Die Welle 55 ist gegen Drehung gesichert, wenn die Muffe 71 gedreht und gegen den Lagerarm 05 geklemmt wird. Wenn jedoch die Muffe 71 in der entgegengesetzten Richtung gedreht wird und sich von dem Lageraim 65 weg lxnvegt, kanal die Welle durch 1 leliel 67 gedieht und entsprechend die Scheibe 59 gedreht und damit die Auslaßöffnung 29 mehr oder weniger geöffnet und geschlossen werden. Die die Ölfnuugsweite. regelnde Einrichtung ist in einem konusförmigen Stutzen 73 mit Flanschen 74 und 75 und einer Büchse 76 augeordnet (Fig. 3). Die Büchse 70 greift in eine entsprechende Öffnung in der Wand _'j' de> Antriebsgehäuses ein. Flansch 75 hält den Stutzen ~t, in seiner Stellung, und Flansch 74 dient zur Befestigung der Teile Uy, 70 usw.

Xach Fig. 4 läl.lt die Scheibe. 59 die AuslalJ-3u otimuig 29 ganz offen; in Fig. 5 ist die Scheibe 59 so verstellt, dal.i die Öffnung 29 teilweise verschlossen ist.

Arbeitsvorgang

I )ie 1 lolzstückr od. dgl. werdeil· der Zone A der I ligencrvornchtung zugeführt, worauf die Förderschnecke12 die 1 lolzstückehen in die Zwischeuzinie Vi preßt. Mampfverluste werden dabei vermieden. Gesättigter Mampf wird durch eine Dampfleitung iN /ugetülirt. Mer Migerierapparat wird auf einer Temperatur \on 1 15" und durch den zugeführten Mampf auf Überdruck gehalten. Die Förderschnecke 19 111 der ZwischenzoiK" Ii, die von einem waagerechlen oder nahezu waagerechten Rohr 15 oder einer I nntnnel gebildet wird. bestimmt Vorschub und Behandlungsdauer und ist <'utsprecheuid gewählt und 111 der Mrehgx'schw mdigkeit geregelt. Die Meng<· d<'r eiiigel iihrten I lol/.stücke ist So gewählt, dal! >ie die Trommel 15 nicht füllen, sondern dal.! Kaum zur Ausdehnung der Masse durch Hitze, Mruck uml Feuchtigkeit bleibt. Obgleich nur ein waagerechtes Rohr 15 als Zw ischenzone dargestellt is!, können natürlich auch mehrere Rohre oder Trommeln vorgesehen sein. F> sind Ix-reits solche Digeriereinrichtungeii gebaut worden, die bis zu acht ül>ereniauderliegeiide waagerecht«· Rohre, die durch senkrechte Rohre verbund«·!! sind, aufweisen.

Mie Auslal.lzoiie (' d«-r Migeriervorriclitung Ix¹-steht aus einem .senkrechten Rohr 22, das ein Fallrohr bildet, (lurch das (lie behandelten llolzstückeben od. dgl. von der Förderschnecke 19 frei abfallen. Bei (liest 111 I leralifallen gelangen die I lol/teilrhen in Zone /). die «'ine Schicht Ixiwegter llüssjger NufschlämmutiL;' ν mi ITolzstückchen, Schnitzeln, Faserbündeln usw. bildet. Diese Auf^j schlämmung bzw. Suspension wird durch starke ; Bewegung und Wirbelung durch ein Flügelrad 27 mit den Flügeln 28 odier durch eine sonstige geeignete Vorrichtung erzeugt. Die hohe Umdrehungsgeschwindigkeit hat die Wirkung, daß die Holzteilchen in Stücke oder Späne gebrochen werden und diese wieder in Faserbündel und Fasern zerfallen, ohne sie zu zerschneiden, da das Flügelrad die Teilchen durchwirbelt und gegen die Wandung des das : Flügelrad umgebenden Gehäuses schleudert. Die Aufschlämmung wird dann durch die Öffnung 29 herausgetrieben, und zwar teilweise infolge des hindurchfließenden Dampfstroms, jedoch mehr noch durch die der Alasse durch dem Antrieb erteilten ' Zentrifugalkraft. Die lichte Weite dieser Öffnung ist von Bedeutung, da sie die Maximalgröße der Teilchen oder der Faserbündelpartikelchen, die durch diese Öffnung hindurchgelassen werden, bestimmt ^: und begrenzt. Die Größe der Teilchen schwankt zwischen feinem Staub und etwa 2,5 cm in der Länge j und etwa 1 cm im Durchmesser. Zur Festlegung der jeweils gewünschten Maximalteilchengröße in der abzuführenden Aufschlämmung ist der maximal etwa 2,0 cm betragende Durchmesser der Auslaßöffnung verstellbar, und zwar mittels des Handhebels 67 auf Welle 55. Von der Auslaßöffnuiig 29 wird die Aufschlämmung durch die Leitung 30 mit allmählich zunehmender lichter Weite mit der Luft in Berührung gebracht. Diese allmählich sich erweiternde Auslaßleitung bewirkt einen allmählich abnehmenden Druck auf die Aufschlämmung, so daß, ; wenn das faserige Material die Luft erreicht, keine Gefahr des Zerspringenis mehr besteht. Diese Führung der .Masse verringert die Trennung der suspendierten Teilchen, während sie durch die Leitung zu dem Zyklon 38 gelangen, wobei die Druckeuergie des Dampfs in kinetischer Energie umgewandelt wird, während der Dampfdruck beinahe zu atmosphärischem Druck abfällt, wozu jedoch der Druck kommt, der für die Führung der Teilchen zu dem Zyklon erforderlich ist. Infolge der Übersättigung, die bei der Ausdehnung des Dampfs in der konischen Leitung 30 vom sog. kritischen Druck bis zu einem Druck von wenig über 1 Atm. entsteht, setzen sich die gebildeten Wasserteilchen auf dem faserigen Material mit aller Hitze ab. So wird die ganze verfügbare .1 litze dem faserigen Material zugeführt, während es durch die Leitung zu einem Zyklon gelangt. Die hohe Geschwindigkeit des Fließens in der Leitung zwischen der Auslaßöffnung und dem Zyklon ruft heftige Wirbel hervor, welche die Gefahr dies Yerstopfens erheblich, vermindern. Ein gewisses \ erreiben der aufgeschlämmten faserigen Teilchen zwischen sich selbst und der Leitungswand trägt weiter zur Zerkleinerung der Teilchen bei.

Mies«· laserige Aufschlämmung oder Suspension !»ehält eine Tem]>eratur über dem Verfestigungspunkt der Yerkrustungen, die innerhalb der Digeriervorrichtung erweicht wurden, entweder 1. durch die Dampfbehandlung allein oder 2. durch Behandlung mit Mampf und einer geeigneten chemischen. Substanz. Falls die faserige Suspension oder der

Brei allein einer Dampfbehandlung in dem Kochkessel unterworfen ist, kann der Brei, solange er noch heiß ist, sofort zur weiteren Behandlungszone E mit Raffmiervorrichtung 44 od. dgl. geführt werden. Wenn jedoch der Brei in den Kochkesseln der vereinten Behandlung von Dampf und einer chemischen Substanz, wie Ätznatron, unterworfen wird, reagiert diese chemische Substanz in dem Kocher auf die Faserverkrustungen und wandelt sie auf den Fasern j von wasserunlöslichen in wasserlösliche um. Dann ist es zweckmäßig, den Brei in Waschwasser in dem Bad 41' eintauchen zu lassen, um die wasserlöslichen oder gelösten Bestandteile auf den Fasern zu entfernen.

Die wirksame Größe der Auslaßöffnung hängt von verschiedenen Bedingungen ab und muß entsprechend verstellbar sein. Der Dampf wird ständig durch die Leitung 17 zugeführt, und Dampf strömt ständig i durch die Auslaßöffnung 29 aus. Es fließt also ein ständiger Dampfstrom durch die Vorrichtung von dem Einlaß- zum Auslaßrohr, dessen Geschwindig- | keit von der Höhe des Dampfdrucks abhängt. Der aus der Auslaßöffnung strömende Dampf neigt dazu, etwas von der faserigen Suspension mit sich zu führen. Außerdem neigt die verhältnismäßig enge Auslaßöffnung dazu, sich zu verstopfen. So besteht eine der Funktionen des Flügelrads od. dgl. darin, die Flügel dicht genug an der Öffnung vorbeizufuhren, damit die Einlaßseite ständig abgewischt wird, um Verstopfungen zu verhindern.

Eine noch wichtigere Aufgabe des Flügelrads od. dgl. ist jedoch, die durch Hitze erweichten Holzstückchen usw. zu zerkleinern, die Teilchen in eine bewegte Aufschlämmung überzuführen und auf sie Zentrifugalkräfte auszuüben, die, durch den Dampfstrom unterstützt, die suspendierten Teilchen durch die Aiislaßöffnung treiben. Durch die Auslaßöffnung wird die Maximalgröße der austretenden Fasern bestimmt, und ihre Größe ist weiterhin dem Dampfdruck und dem durch das Flügelrad erzeugten Druck anzupassen. Je größer der Dampfdruck, desto geringer ist der Druck auf das Flügelrad, und desto kleiner kann auch die Auslaßöffnung sein. Je größer der Dampfdruck, desto geringer ist auch der Verbrauch an Dampfdruck je Tonne liergestellten Breis. Daher ist die Auslaßöffnunig zu vergrößern, wenn der Dampfdruck fällt, um den Druck des Flügelrads auszugleichen und konstant zu halten. Die G rößeii verstellung der Auslaßöffnung ist aber doch nur in engen Grenzen notwendig. Es können auch mehrere Auslaßöffnuiigen vorgesehen sein, an die sich je eine konische Auslaßleitung anschließt. Wenn zwei Auslässe verwandt werden, so sollten sie um i<So^c. vier Auslässe um je 90⁰ voneinander entfernt sein. Viele Auslässe erfordern jedoch einen unwirtschaftlichen Dampfdruck.

Alan könnte annehmen, daß der Antrieb des

Flügelrads od. dgl. viel Kraft verbraucht und ein unwirtschaftlicher Verlust von Dampf durch die

6u Auslaßöffnunig entsteht. Eine solche Annahme hat sich jedoch als unrichtig herausgestellt.

. Tatsächlich verbraucht der Antrieb des Flügelrads wesentlich weniger Kraft als ein üblicher Defibrator, und er ist billiger in der Herstellung und Unterhaltung. Dennoch erhöht er gleichzeitig wesentlieh den Ausstoß der Vorrichtung. Wenn ein Rafftneur für die weitere Behandlung erforderlich ist, braucht dieser auch weniger Kraft als sonst, und umgekehrt ist seine Leistung höher. So ergeben sich erhebliche Einsparungen bei der Anwendung der Erfindung. Die Erfindung ist anwendbar für lignozellulosisches Material mannigfaltiger Art, sowohl einjährigen wie mehrjährigen Wachstums, insbesondere für Holz.

Claims (12)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Behandlung von erhitzten und unter Druck, gegebenenfalls mit Zusatz von Chemikalien, behandelten Zellulose-Massen für die Papierherstellung, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse mittels Dampf in eine Suspension übergeführt und diese durch eine die Maximalgröße der Teilchen bestimmende Auslaßöffnung getrieben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Suspension in wirbelnde bzw. kreisende Bewegung versetzt wird, so daß die Teilchen durch Zentrifugalkraft durch die Auslaßöffnung getrieben werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Suspension in einer an die Behandlungszoue anschließenden senkrechten Zone in wirbelnde Bewegung versetzt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Auslaßöffnung getriebene Suspension durch eine anschließende Leitung mit der Luft in Berührung gebracht wird.

5. Verfahre» nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Alasse in der Behandlungszone ständig Dampf zugeführt, und Dampf durch die Auslaßoffnuug ständig abgeführt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündung der Auslaßöffnung ständig abgewischt und dadurch ihre Verstopfung verhindert wird.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch uo einen an den Behamdlungsbehälter der Masse angeschlossenen senkrechten Behälter, in dessen unterem Teil ein Antrieb, z. B. ein rotierendes Rührwerk, angeordnet ist und eine an die Auslaßöffnung angeschlossene Leitung mit allmählieh zunehmenden Querschnitt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der rotierende Antrieb aus einem Flügelrad od. dgl. besteht.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der senkrechte Behälter in dem unteren, den rotierenden Antrieb für die Masse enthaltenden Teil erweitert ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, (IaLf der senkrechte Behälter kurz ol>erhalb des rotierenden Antriebs, /.. B. kurz

olx'rliali) der Flüge! des Flügelrads, ringförmig

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch

abgesetzt ist. gekennzeichnet, daß die Auslaßöffnung in einer

ι i. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch ge- Scheibe vorgesehen und durch eine drehbar an-

kenii/.eichnet. daß die Auslaßöffnung in ihrer geordnete Blende od. dgl. mehr oder weniger ver-

Gröl.ie verstellbar ist. schließbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 5308 8. 52