DE19714354A1 - Schlamm-Shredder als Stoff-Löser mit integriertem Sorter - Google Patents

Description

ANWENDUNGSGEBIET

Die Erfindung betrifft die Zerkleinerung von Papierstoff - Schlämmen, die anschließend nach Faserarten sortiert und den verschiedenen Papiermaschinen zugeführt werden sollen. Dabei ist in der Regel eine kontrolliert einstellbare Spaltbreite von großer Bedeutung für die Stabilität des Produktionsprozesses. Die zuverlässige Zerkleinerung von Fasern mit Schneid- und Reißeffekten durch geeignete Oberflächengestaltung ist für die Betriebsleistung des Aggregats ausschlaggebend. Ein gleichmäßiges Produkt über längere Betriebszeit trotz Verschleißes der Arbeitskanten ist wichtig für die Betriebsbewertung. Die gleichzeitige Abtrennung einer zur Verwertung interessanten Faserfraktion durch ein integriertes Sortersieb erhöht die Einsatzmöglichkeiten. Das Anwendungsgebiet umfaßt also die gesamte Verfahrenstechnik der Papier-Stoffaufbereitung vom Holzfaser-Zellstoff oder Altpapier-Zellstoff bis zum fertigaufbereiteten Stoff für den Aufgabetisch der Papiermaschine. Ein Eisatz im Bereich Chemie/Chemiefasern/Textil kommt ebenfalls in Betracht.

STAND DER TECHNIK CHARAKTERISTIK BEKANNTER TECHNISCHER LÖSUNGEN

Normale Papier-Rohstoffe wie Holz-Schnitzel oder Altpapier werden in sog. Papiermühlen und/oder Stofflösern durch langsamlaufende Schneidmesser oder durch mit Riffeln besetzte Mühlengarnituren in wässeriger Lösung zerkleinert. Chemische Zusätze je nach Stoffart erleichtern den Herauslösungsprozeß der Fasern aus dem Rohstoff. Die scherende Wirkung führt zu einer gesteuerten Faserverkürzung. In anschließenden Sortern wird die Masse mehrstufig mittels Rotoren durch Schlitzsiebe gepreßt. Die gewonnenen Faserfraktionen werden entsprechend dem geplanten Produktionsprogramm für die jeweiligen Papiersorten zusammengestellt. Die verschiedenen Apparate (Stofflöser/Papiermühlen/Sorter etc.) haben zahlreiche Verschleißteile. Die Arbeitsspalte ändern sich während des Betriebs und somit auch die Mahl-, Schneid-, und Sortierfähigkeit. Der Ersatz der Verschleißteile erfordert Stillsetzung der Anlage. Der Neustart ergibt veränderte Arbeitsbedingungen. Die Verschleißteile sind nach heutigem Stand der Technik beschichtet zur Einsatzdauererhöhung. Die meist ungleichmäßig abgetragene Beschichtung bedeutet jedoch im Normalfall die Notwendigkeit des Totalersatzes, da eine partielle Nachbeschichtung nicht möglich ist. Geeignete Reibkörper, die nicht durch Verschleiß angerundet und poliert werden und somit einen Großteil ihrer Schneid-Reib(Reiß-)wirkung verlieren, wurden vom Anmelder entwickelt und unter Aktenzeichen P 196 51 010.4 am 2.12.1996 beim Dt. Patentamt angemeldet.

Das Gleiche gilt für die Grundkonzeption des Zweiwalzen - Schlammshredders mit regelbarem Spalt zwischen Antriebswalze und Stoffeinlaßkante sowie regelbarem Spalt zwischen Antriebswalze und mitlaufender Zerhacker-Walze zum Feinshreddern bei hoher Drehzahl (P 197 10 302.2). Solche Maschinen wurden bereits erfolgreich ausgeführt.

GEGENSTAND DER ERFINDUNG DARLEGUNG DES WESENS DER ERFINDUNG

Gegenstand der Erfindung ist ein Schlamm-Shredder gem. P 197 10 302.2 in einer Sonderbauform für die Papierindustrie, Bereich Stoffaufbereitung. Die Besonderheit kommt aus der Anforderung, nicht Partikel geregelter Granulometrie zu erzeugen mit dem Ziel der Trocknung oder Röstung, sondern Schlamm in einer wässerigen Lösung mit faserhaltigen Partikeln zu erfassen und in dieser wässerigen Form (Lösung) weiter zu bearbeiten: Zerkleinern, Zerreißen, Schneiden, Sortieren. Anwendungen im Bereich Chemie, Chemiefaser, Textilbearbeitung kommen ebenfalls in Betracht.

Erfindungsgemäß wird eine schnell laufende Treiberwalze (1) so zur Schlamm - Auftragsschnute (2) angeordnet, daß bei Schlammaufgabe durch die Strömung eine zweite Walze (3) mitläuft, die auf einer festen, starren Rohrachse (4) montiert ist. Damit werden erfindungsgemäß sowohl der zweite Antrieb eingespart und als auch eine einfache, aber wirksame Spaltregelung über eine Exzenterkurbel (5) ermöglicht. Erfindungsgemäß kann während des Betriebs der Spalt zwischen den Walzen zur Anpassung an Schlammänderungen und Walzenverschleiß kontinuierlich mit der Exzenterkurbel geregelt werden. Erfindungsgemäß kann durch die Walzen - Regelung der Spalt zwischen Abrißkante der Schnute (2) und der Treiberwalze (1) relativ größer gehalten werden, was die mögliche Durchsatzleistung erhöht und den Verschleiß herabsetzt. Der Spalt zwischen der Abrißkante des seitlichen Einlasses kann durch elastisches Biegen der Schnute (2) durch einfachen Exzenter im Rohrstutzen von 0-3 mm stufenlos verändert werden. Erfindungsgemäß ist die mitlaufende Walze (3) auf einer steifen Rohrachse montiert, die den Exzenter enthält, auf dem die Walze (3) gelagert ist. Dies vermeidet Resonanzschwingungen zwischen den Walzen, die zerstörerisch wirken könnten und den Betrieb bei engem Spalt unmöglich machen würden. Aus demselben Grund ist die Treiberwalze (1) an einen Motor kurz angeflanscht, der eine gasdichte Stopfbuchse hat und in einem steifen Rohrstutzen in den Arbeitsraum hineinragt (6).

Erfindungsgemäß kann bei derart steifer Montage und somit Schwingungsarmut der montierten Walzen mit extrem engen Spalt gefahren werden und selbst bei hohem Walzenverschleiß durch kontinuierliche Nachregelung ein langer, unterbrechungsfreier Betrieb mit gleichförmigem Produkt erreicht werden.

Erfindungsgemäß kann bei solcher Montage auch Schlamm mit hohem Faseranteil durch zwei Walzen zuverlässig zerkleinert werden, wenn die Walzen gemäß Anordnung (7) ineinandergreifen und somit bei extrem schnellem Lauf eine Zerhackerwirkung entfalten. Erfindungsgemäß ist die Möglichkeit gegeben zum schrittweisen Übergang (Betätigung der Exzenterkurbel) vom Zerhacker-Betrieb mit groben, unregelmäßigen Schlammstoffen und weit offenen Arbeitsspalten zum Weiterbearbeiten ("Schneiden/Mahlen/Zerreißen") mit engeren Arbeitsspalten. Erfindungsgemäß werden die Arbeitskanten der Walzen mit Reibkörpern gemäß P 196 51 010.4 besetzt.

Erfindungsgemäß werden die Arbeitskanten mit "Trapezgewindeform" (8) ausgeführt. Diese Form ermöglicht auch beim Ineinandergreifen der Walzen regelbare Arbeitsspalte. Damit kann erfindungsgemäß sowohl eine Nachregelung aufgrund des unvermeidlichen Verschleißes stattfinden, als auch für die jeweilige Stoffkonsistenz der optimale Arbeitsspalt ständig nachgeregelt werden. Erfindungsgemäß kann aufgrund der hohen Verschleißbeständigkeit der Reibkörper gemäß P 196 51 010.4 und der Möglichkeit bei Verschleiß ohne Stillsetzung der Anlage kontinuierlich mit optimalem Arbeitsspalt weiterzufahren, ein solcher Schlamm-Shredder als Stofflöser kompakt ausgeführt werden mit Durchsatzleistungen, die wesentlich voluminösere, alte Anlagen ersetzen würden. Erfindungsgemäß ist ein Einsatz zur Nachrüstung in älteren Gesamtanlagen optimal. Hinzukommt, daß erfindungsgemäß aufgrund der hohen Drehzahlen der Arbeitswalze auf der Außenseite der Arbeitswalze eine Sortiersieb (9) angebracht werden kann. Erfindungsgemäß besteht das Sortiersieb mit auswechselbaren Siebkörpern (10) aus zähfesten, korrosionsbeständigen Edelstahlteilen (11-12), die elektropoliert und beschichtet sind. Erfindungsgemäß kann eine Beschichtung - ggf. auf Hartchrom/NiP-Unterlage - aus TiN/TiC/SiC mit steigendem C-Gradienten bestehen, was erfindungsgemäß ermöglicht, an der Oberfläche DLC-Schichten zu erzeugen. Erfindungsgemäß kann ein solcher Siebkörper bei Verschleiß durch Schlag und Abplatzen der Schicht rezykliert werden, indem die Reste der abgetragenen Schicht durch Funkenerosion wieder auf die "Soll- Kontur" (13) gebracht werden und die Beschichtung wiederholt wird. Erfindungsgemäß kann ein solcher, wechselbarer Siebkörper entsprechend der Abtragung durch mit Unterlegstreifen o.Ä. in die ursprüngliche Arbeitsposition gebracht werden. Erfindungsgemäß ist es damit möglich, den Siebraum je nach tatsächlicher Belastung nachzurüsten. Es ist nicht mehr erforderlich wegen lokaler Beschädigungen den ganzen Siebkorb auszuwechseln bzw. längere Zeit mit suboptimalem Arbeitsspalt zu fahren.

Claims (4)

1. Schlamm-Shredder, gemäß P 197 10 302.2, dadurch gekennzeichnet, daß Papierstoff-Schlämme verarbeitet werden können durch zwei Shredder-Walzen mit trapezgewindeartigen Reibkörpern (8) mit Werkstoffaufbau gemäß P 196 51 010.4. Diese Anordnung der Shredderwalzen erlaubt erfindungsgemäß eine Feineinstellung der Arbeitsspalte während des Betriebs. Damit können erfindungsgemäß sowohl Änderungen der Stoffzusammensetzung wie Verschleißerscheinungen der Arbeitskanten ausgeregelt werden. Erfindungsgemäß bleiben die Arbeitskanten auch bei fortschreitendem Verschleiß rauh und somit voll arbeitsfähig (für Schneid/Reißvorgänge).

2. Der Schlamm-Shredder ist dadurch gekennzeichnet, daß an der Außenseite des Gehäuses der Arbeitswalzen Sortersiebe angebracht sind, in die durch die Rotationsbewegung Faserstoff gewirbelt wird, von dem dann die dem Sieb entsprechende, feine Fraktion abgesaugt werden kann. Es ist also keine spezielle Sorter-Stufe mehr nötig.

3. Der Schlamm-Shredder ist dadurch gekennzeichnet, daß die Siebkörper in Rechteckrahmen (9) gegliedert sind, die die Stablamellen (10) durch Festklemmen halten. Zwischen den Stablamellen sind die gewünschten Schlitzweiten des Siebkörpers durch Distanzblechstreifen eingestellt (11). Die Stablamellen können beschichtet sein mit ggf. Hartchrom/Hartnickel als Unterlage - und aufgedampftem (ionenimplantierten TiN/TiC/SiC-Schichten mit zunehmendem C- Gehalt bis zur Abscheidung von DLC, damit die für den Wirbel/Absaug-Vorgang er­ forderliche Kontur (12) stabil bleibt. Diese Siebkörper des Schlamm-Shredderrs mit integriertem Sorter sind dadurch gekennzeichnet, daß Lamellen mit beschädigter Hartschicht aus dem Rechteckrahmen durch Lösen der Klemmen herausgenommen werden können, ohne daß das gesamte Siebkorbelement ersetzt werden muß, weil die Arbeitskontur (12) ausschlaggebend für die Arbeitsfähigkeit des Sorters ist.

3. Der Schlamm Shredder mit Sortersieb ist dadurch gekennzeichnet, daß sich die Siebkörper-Rahmen leicht auswechseln lassen um unterschiedliche Sortervorgänge für schnell wechselnde Arbeitsprogramme zu ermöglichen. Ebenso ist diese Anordnung dadurch gekennzeichnet, daß bei örtlichem Verschleiß nicht der gesamte Siebkorb, sondern nur die verschlissenen Partien gewechselt werden müssen.