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Publication number: DEH0010713MA
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Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 10. Dezember 1951 Bekanntgemacht am 2. Februar 1956

DEIJTSGHES PATENTAMT

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Defibratorein, d.h. derjenigen Aufbereitungsmaschinen, in welchen zerkleinertes Holz zunächst in Schleudermühlen mit gegenläufig bewegten Mahlkörpern unter Einwirkung der Fliehkraft geschleudert und geschlagen wird, worauf dieses vorzerkleinerte Gut unter hoher Dampfspannung einem Druckgehäuise zugeleitet wird. In einer Kammer entspannt sich das Gut unter Freilegung der natürlich gewachsenen ίο Holzfasern. Wird das Auslaßventil der Druckkammer anschließend freigegeben, .so wird die weitgehend aufgeschlossene Holzfaser ausgetragen. Sie ist nun für die weitere Verarbeitung, z. B. zu HoIzfaserhartplatten, vorbereitet.

Die gebräuchlichen Defibratoren bedienen sich also einer Druck- oder Expansionskammer. Der Einlaß und Auslaß dieser Kammer ist von Ventilen bedient, die im regelmäßigen Takt zusammenwirken. Die Holzfaser wird infolge dieser Arbeitsweise absatzweise in abgeteilten Mengen weiterbefördert oder defibriert. Während der Förderung ruht praktisch der Arbeitsgang der Zerfaserung; während der Zerfaserung findet keine Förderung des Gutes statt. Diese Anordnung arbeitet also intermittierend.

Bekannt sind ferner Defibratoren, welche kontinuierlich arbeiten. Durch diese wird die Aufgabe gelöst, in einem unterbrochenen Arbeitsgang . die

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vorzerkleinerte Holzmasse gleichzeitig weiterzubefördern und dabei zu zerfasern. 'Diese Defibratoren bestehen aus einer Anordnung von Öffnungen und PriallfLächen. Dem Materialstrom wird darin eine hohe Geschwindigkeit gegeben, mit welcher' er auf die Prallflächen trifft und an diesen dann mechanisch zerkleinert wird. Dieser Vorgang findet beim Durchlaufen der Anordnung zu wiederholten Malen statt. Dabei werden im allgemeinen die

ίο Fasern in einem Ausmaß verfeinert, das von der gesamten Größe der Aufpralloberfläche abhängt, die in den Weg der mit hoher Geschwindigkeit fließenden Ströme bei ihrem Durchgang durch die Auslaßvorrichtung gestellt wird, bevor ihre Energie weitgehend herabgesetzt ist.

Der Stoff verläßt die Ausblasvorrichtung in einem konvergierenden Strom und wird in einen Sammelbehälter geleitet. Da die Drossel mittels eines Handrades verstellbar ist, muß die Leitung zum Sammelbehälter ein biegsames Rohr enthalten - oder bei zur Ausblasvorrichtung axialer Anordnung mit dem Sammelbehälter .durch eine dampfdichte Stopfbuchse verbunden sein. Diese Verbindung und die große Aufpiralloberfläcbe, welche einem sehr starken Verschleiß durch den Materialstrom ausgesetzt ist, bilden einen wesentlichen Nachteil gegenüber dem Gegenstand der vorliegenden Erfindung.

Gegenstand der Erfindung ist ein Defibrator, der diese Nachteile vermeidet durch seinen besonderen Aufbau. Im Gegensatz zum voirbeschriebeinen wirkt ex wie folgt: Bei der Umströmuing des Ein-. laßventils des Defibrators wird der Stoffistrom so dicht wie möglich an dessen vorderen Staupunkt vorbeigeführt. Nach der Bernoullischen Gleichung herrscht am Staupunkt der größte Druck, der in der ganzen Strömung überhaupt auftreten, kann. Dieser Druck setzt sich längs des vorderen Teiles des Düsenkerns in Geschwindigkeit um, der Stoff wird also gleichsam in den Entspannungsiraum hineingeschosisen. Hierbei kommt „es wesentlich darauf an, daß die Strömung laminar verläuft, da bei Turbulenz eine zu große Einbuße an Geschwindigkeit erfolgen würde. Eine laminare Strömung ist weiterhin wichtig, um zu erreichen, daß die festen Anteile des Stoffstromes sich parallel ausrichten. Die Ausbildung einer laminaren Strömung wird erreicht durch strömungsgünstige Formung der einzelnen Teile des Defibrators. Alle vorbeschriebepen Umstände bewirken' einen gegenüber dem bisher bekannten Verfahren wesentlich höheren und in der Qualität besseren Austrag an Stoff.

Besonders überraschend ist, daß die Holzfaser verhältnismäßig besser aufgeschlossen wird, d.h.

daß; sehr viel dünne und gleichmäßig geformte Fasern entstehen. Dies wiederum hat die Bedeutung·, daß zur Herstellung von Holzfaserplatten und anderen Veredlungserzeugnissen aus Holzfasern ein erheblich besserer Rohstoff zur Verfugung steht, der sich besser und gleichmäßiger vef^: filzt. Hierdurch wiederum können Holzfaser-Hartplatten einer Festigkeit hergestellt werden, die gegenüber dem bisher Bekannten erheblich höher ist.

Wie oben schon beschrieben, wird der Stoff gleichsam in den Entspaninungsraum hineingeschossen.· Der Stoff steht vor Durchgang durch den Defibrator so lange Zeit unter höchstem Dampfdruck, daß dieser sich bis in 'die feinsten Holzzellen hin auswirken kann. Bei der plötzlichen Entspannung· des Stoffes bei Eintritt in divergierendem Strahl in den Entspannungsraum kann isich der Druck in den Hplzzellen und den ;ZwischenKäumen in ihrer Struktur nicht schnell genug durch die kleinsten natürlichen Öffnungen (Tüpfel) hindurch ausgleichen. Infolgedessen platzen die Zellen und sie werden aus ihrem Verband gerissen. Die Defibration erfolgt nicht auf mechanischem Wege, sondern durch plötzliche Entspannung. Es findet also· eine rein physikalische Aufschließung statt.

In einer Vorrichtung zur ununterbrochenen Defibration von Faserstoffen mittels hochgespannten Dampfes, bei der der vorzerkleinerte Stoff durch einen ringförmigen Düsenraum regelbarer Weite ununterbrochen in ein Ausdehnungsgefäß eingeschleust wird, ist erfindungsgemäß der ringförmige Duschraum derart ausgebildet, daß. er einen divergierenden Stoffstrom erzeugt. Zur Feinregelung der Spaltweite des Düsenraumes ist ein strömungstechnisch profiliertes, vorzugsweise tropfenförmiges Ventil vorgesehen, das sich von außen in üblichar Weise einstellen läßt und im Innern .des Ausdehnungsgefäßes mittels eines vorzugsweise ebenfalls tropfenförmig geformten Lagers zentrisch geführt ist.

Der Defibrator besteht im wesentlichen, aus einem Rohrkrümmer mit offenem Auslaß, der als Ausdehnungsgefäß und gleichzeitig zur Beförderung der Holzfasern dient, wie auch zum freien Auslaß des entspannten Dampfes. Der Einlaßstutzen zu diesem Krümmer ist verengt. Er enthält dein obenerwähnten' ringförmigen Düsenraum, der innen von einem ringförmigen Sitz begrenzt ist, mit welchem das ■str-ömungstechnisch profilierte Ventil zusammenwirkt..

Dieses Ventil wird mittels einer Spindel, die etwa längs der Mittelachse eines der Krümmerarme geführt ist, gegenüber seinem Sitz verschoben.' Die Spindel wird mittels eines außen angebrachten Handrades betätigt, wodurch die Weite des Ringspaltes zwischen Sitz und Ventil fein ,regelbar ist. Das Ventil ist, wie erwähnt, strömungsgünstig geformt; es hat vorzugsweise die Form eines Tropfens, der mit seiner Spitze dem Materialstrom entgegengerichtet ist.

In der Zeichnung ist eine Bauart des Defibrators dargestellt, die zur Durchführung des •erfindungsgemäßen Gedankens besonders geeignet ist.

Fig. ι ist ein Längsschnitt durch einen neuen Defibrator mit Einzelteilen in Ansicht;

Fig. 2 ist ein Querschnitt durch den Defibrator;

Fig. 3 ist leine Ansicht mit Einzelteilen im Schnitt auf ein zweckmäßiges Führungslager für die Ventilspindel.

Im einzelnen ist in der Abbildung der Krümmer 1 zu erkennen, dar mittels des Flansches 2 an die Defibrator-Mühle und mittels des Flanschest an

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den üblichen Auslaufkanal für Dampf und Holzfasern angeschlossen ist. Der Eintrittsteil des Krümmers ist zu einem Kanal 4 verengt, der vorzugsweise mit einer Hartmetallhülse ausgekleidet ist. Diese Hülse 5 -endet in einem Sitz 6 für das; strötnungstechniscli ausgebildete Vein til 7. Dieses ist mit Hilfe des Befestigungsmittels 8 an der Spindel 9 befestigt. Diese Spindel 9 führt in an sich bekannter Weise vermittels einer Dichtung ι ο zu einer Brille 11.

Sie trägt am Außenende ein bekanntes Stellradi2, das zur Feinregelung der Spaltweite des ringförmigen Düsen'raumes 19 dient, der erfindungsgemäß, derart ausgebildet ist, daß er einen divergierenden Stoffstrom . erzeugt. Im Ausführuingsbeispiel ist die Spindel 9 im Ausdehnungsraum 13 durch ein Lager 14 geführt, das ebenfalls strömungsgünstige Form hat und mittels Streben 15, die auch strömungsgünstig geformt ■ sind, zwischen den Flanschen 16 und 17 vermittels des Flansches 18 gehalten ist. .

'Wird das tropfenförmige Ventil 7 mittels des Handrades 12 gegenüber seinem Sitz 6 und dem Kanal 5 verstellt, z. B. durch Bewegung nach links in der Abbildung, so entsteht ein ringförmiger Düsenspalt, dessen Weite oder Enge nach Belieben einstellbar ist. Tritt nun von der Desintegratorschleuder kommend die vorzerkleinerte Holzmasse vermischt mit Dampf von etwa 15 atü durch den Kanal 4 in den Defibrator ein, so muß das Gut den Ringspalt bzw. die Ringdüse durchtreten, ehe es in den Teil 13 des Krümmers gelangt, der als Ausdehnungsgefäß dient. Die Strömungsverhältnisse in der Rangdüse sorgen von selbst dafür, daß sich ununterbrochen das nachströmende Gut mit gleiehern Widerstand auf die Ringfläche verteilt. Die Enge des Ringspaltes von zweckmäßig wenig Zehntelmillimetern in- Verbindung mit der Zeit, die jedes einzelne Gutteilchen braucht, um den Kanal 4 und anschließend den Spalt zwischen dem Sitz 6 und dem Ventil 7 zu durchströmen, haben einen ungemein tiefgehenden Einfluß des Diampfdruckes auf das Zellgefüge des Holzes zur Folge. Unmittelbar daran schließt sich eine sehr starke Expansion. Auf diese folgt wiederum in ununterbrochenem Arbeitsgang der Austrag des zerkleinerten Gutes aus dem offenen Krümmerende am Flansch 3 in den üblichen Austrags- und Abdampfkanal für das Gut zu dessen Weiterverarbeitung.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung bewirkt ein sehr einfaches und überraschend wirksames Freilegen der natürlichen Holzfasern im ununterbrochenen Arbeitsgang. Die Holzfasern enthalten kaum noch aneinanderhaftende Teile und werden während des Durchlaufens durch den Defibrator in keiner Weise mechanisch zerkleinert, also nicht geknickt oder gebrochen. Das Erzeugnis, das mit der beschriebenen Vorrichtung gewonnen wird, könnte man als Aaarartig« bezeichnen und in Bahnform als verwedhselbar mit Haarfilz.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Vorrichtung zur ununterbrochenen Deifibration von Faserstoffen mittels hochgespannten Dampfes, bei der der vorzerkleinerte Stoff durch 'einen ringföirmigen Düsenraum regelbarer Weite ununterbrochen in ein Ausdehnungsgefäß eingeschleust wird, dadurch gekennzeichnet, daß der 'ringförmige Düsenraum (19) derart ausgebildet ist, daß er einen divergierenden Stoffstrom erzeugt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Feinregelung der Spaltweite des Düsenraumes (19) ein stirömuinigsitedhniseh profiliertes, vorzugsweise tropfenförmiges Ventil (7) vorgesehen ist, das sich von außen in üblicher Weise einstellen läßt und im Inneren des Ausdehnungsgefäfies (1) mittels eines vorzugsweise ebenfalls tropfenförmig geformten Lagers (14) zentrisch geführt ist. '

,Angezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 806 195;
USA.-Patentschrift Nr. 2 145 851.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen