DE844116C

DE844116C - Zerkleinerungsmaschine zur Behandlung von Zellstoff und/oder Altpapier

Info

Publication number: DE844116C
Application number: DEP36927D
Authority: DE
Inventors: Karl Arvid Skardal
Original assignee: Leje and Thurne AB
Current assignee: Leje and Thurne AB
Priority date: 1947-12-08
Filing date: 1948-12-08
Publication date: 1952-07-17

Description

Zerkleinerungsmaschine zur Behandlung von Zellstoff und/oder Altpapier I , '- Der in der Papierfabrikation am meisten verwendete Rohstoff ist der Zellstoff. Ein anderes Ausgangsmaterial, das jedoch nicht im gleichen Umfang Verwendung findet, ist das Abfallpapier aus der Papierfabrikation. Der Zellstoff wird den Papierfabriken in der Regel in Form von Ballen geliefert, die gewöhnlich nicht mehr als ioo/o Wasser enthalten, und diese trockene Papiermasse muß, bevor sie in einem Zerkleinerungsapparat behandelt werden kann, mit so viel Wasser vermischt werden, daß eine Suspension entsteht, die etwa ¢ bis 8% Zellstoff enthält. Abfallpapier wird in gleicher Weise behandelt. Bis jetzt war es üblich, den Zerkleinerungsapparat auch für die Herstellung der wässerigen Suspension der Zellstoffe bzw. des Abfallpapiers zu verwenden. Da jedoch die Zerkleynerungsapparate effektiv Mahlwerkzeuge sind, ist ihre Wirksamkeit für die Herstellung von Suspensionen nur sehr gering, wodurch die Kapazität der Zerkleinerungsapparate als Ganzes beträchtlich herabgesetzt wird.
Vorschläge zur Behebung dieser Unzukömmlichkeiten zeitigten keine befriedigenden Ergebnisse. Einer dieser Vorschläge sieht die Verwendung eines gesonderten Apparates zur Vermischung der Papiermasse oder des Abfallpapiers mit Wasser vor, wobei das Gemisch gerührt werden soll, bis eine für die Weiterbehandlung im Zerkleinerungsapparat geeignete Suspension erreicht ist. Die bisher bekann; ten Einrichtungen dieser Art erwiesen sich jedoch in verschiedenen Beziehungen als unbefriedigend, vor allem war der Kraftverbrauch im Verhältnis zur Kapazität der Anlage zu hoch.
Die vorliegende Erfindung bezweckt nun die Beschaffung eines verbesserten Apparates zur Behandlung einer Mischung aus Zellstoff oder Abfallpapier und Wasser zwecks Erzielung einer Suspension von solcher Konsistenz, die sie zu einer wirtschaftlichen Weiterbehandlung in einem Zerkleinerungsapparat geeignet macht. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Beschaffung eines Apparates, der mit hohem Wirkungsgrad arbeitet und so gebaut ist, daß er gleichzeitig als 7#entrifugalpumpe arbeiten kann, so daß der Apparat sich selbst entleert.
Der Apparat gemäß der Erfindung weist einen Tank oder sonstigen Behälter, vorzugsweise ein zylindrisches Gefäß aus Blech auf, an dessen Boden oder in der Nähe von dessen Boden ein Schaufelrad auf einer senkrechten Welle angebracht ist. Dieses Schaufelrad trägt auf den Oberkanten seiner Schaufeln eine Scheibe, die sich bis zu den Schaufelenden oder über diese hinaus erstreckt. Die Scheibe weist eine zentrale öffnung auf, durch welche .der Behälterinhalt zur Mitte des Schaufelrades gesaugt %\,ird, von wo aus er durch die Schaufeln nach aul3en gedrückt wird. Dadurch erreicht man eine zwangsläufige Zirkulation des Behälterinhalts, wobei dieser vom Schaufelrad am Boden des Behälters entlang gegen dessen Seitenwände strömt, dann an diesen entlang nach oben und wieder einwärts und abwärts, so daß .er wieder durch die Ptimpe angesaugt und in Zirkulation gesetzt wird.
Die Welle des Schaufelrades erstreckt sich im allgemeinen senkrecht nach oben und wird hier, z. B. durch einen Seil- oder Riemenantrieb oder sonst eine Kraftübertragungsvorrichtung, angetrieben. Die Welle kann auch einen eigenen Antriebsmotor aufweisen, der mit ihr direkt oder über eine Kupplung in Verbindung steht. Es sei jedoch bemerkt, daß die Welle nicht unbedingt durch den Tank nach oben gehen muß, sondern, falls gewünscht, sich durch dessen Boden nach unten erstrecken kann, wobei sie dann am unteren Ende angetrieben wird. In letzterem Fall weist der Tank außer dem Schaufelrad keine beweglichen Teile auf.
Das Schaufelrad ist vorzugsweise mit geeigneten Mitteln, z. B. gekrümmten Vorsprüngen oder Leitblechen, die wie Messset- wirken, versehen, um die Zellstoffklumpen oder das Abfallpapier in Stücke zu reißen. Diese Schikanen oder Leitbleche können von Armen getragen werden, die ihrerseits wiederum als Messerklingen oder direkt als radiale Messer ausgebildet sein können. Sie können auch als Propellerschaufeln ausgebildet sein, um eine Bewegung der Flüssigkeit längs der Welle zu bewirken.

Das Schaufelrad kann auch als Pumpe für die Entleerung des Behälters dienen. Zu diesem Zweck kann es ständig mit einer Ablaßöffnung in der Behälterwand in Verbindung stehen oder zeitweilig mit einer solchen Öffnung verbunden werden. In beiden Fällen werden die Begrenzungswände des

Pumpengehäuses einerseits durch die Scheibe,

welche die obere Wand des Schaufelrades bildet,

und andererseits durch den Behälterboden gebildet.

Im ersteren Fall wird ständig ein Teil des Tank-

inhaltes herausgepumpt, während im zweiten Fall

die Entleerung des"I'aiiks in gewissen Zeitabständen

erfolgt.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsformel

des Apparates dargestellt. Es zeigt

Fig. i einen Vertikalschnitt,

Fig. 2 einen Ilorizoiit2ilsciinitt nach Linie I 1-l1

der Fig. i,

Fig.3 einen Vcrtikalsclinitt einer anderen Form,

Fig. 4 einen Schnitt nach Linie IV- IV der Fig. 3,

Fig. 5 eine im wesentlichen schematische Seiten-

ansicht einer abgeänderten Ausfülirtnigsform eines

Tanks.

In Fig. i und 2 bedeutet i citicn im wesentlichen

zylindrischen Tank oder Behälter, der oben offen

ist. In diesem Behälter ist cxzentriscli eine vertikale

Welle 2 angebracht, die durch die ganze Höhe des

Behälters hindurchgeht und unten durch ein im

Boden angebrachtes Loch liindtirclitritt. Der untere

Teil der Welle 2 sitzt üi einem Zapfenlager, das

vorzugsweise ein Futter 3 <his llartholz od. dgl. und

,einen abnehmbaren Boden I besitzt, um die Aus-

wechselung des Futters zu erleichtern. Oberhalle

des Behälters ist die Welle ein Lager 6 gelagert-,

das von einem sich über die I3ehälteröffliung er-

streckenden Balken 5 getragen wird. Das ober,-

Ende der Welle, das über das Lager vorsteht, kaini

eine Riemenscheibe 7 oder irgendein zur Kraftüber-

tragung an die Welle geeignetes Element tragen

bzw. mit einem Motor gekuppelt sein.

Im Behälter ist in der Nähe des Bodens ein

S; haufelrad vorgeseh.cn, das finit seiner Nabe g auf

der von der Welle 2 getragenen Büchse 8 befestigt

ist. Die Nabe 9 trägt ciiie Anzahl Schaufeln i o.

deren obere Kanten die Schaufeldecke i i tragen,

durch deren Mittelöffnwig 12 die Büchse 8 Hin-

durchgeht. Die scheibenflirmige Schaufeldecke i t

trägt zwei Schikanen oder Abschirmungen 13, die

in bezug auf die Büchse 8 exzentrisch gekrümmt

sind und an dieser vorzugsweise durch radiale

Arme 14 (Feg. 2) befestigt sind. Diese Schikanen

oder Abschirmungen und ihre Arme können so aus-

gebildet und angeordnet sein, daß sie selbst als

Reißelemente wirken. Ferner können die Arme, wie

in Fig. i gezeigt, schräg angeordnet sein, so dab

sie als Propellerschaufeln wirken und die Bewe-

gung des Materials gegen die Welle 2 hin fördern.

An der Stelle der Behälterwand, wo das Schaufel-

rad dieser am nächsten liegt, ist eine Austritts-

öffnung 15 vorgesehen, die auf dem gleichen Niveau

liegt wie die Schaufeln des Rades. An sie schlieft

sich die Ableitung 16 an. Die C>ffnung ist mit einem

Gitter aus Rippen oder anderen zweckmäßigen Ele-

menten versehen, die einem noch zu erläuterndem

Zweck dienen. Der Betrieb geht wie folgt vor sich

Nachdem der Behälter lies zu einer gewünschten

Höhe 'mit Wasser gefüllt ist, läßt man das Schaufel-

rad laufen, worauf inan die Cellulose- oder Alt-

papierballen, die als Rohmaterial dienen, in den

Behälter gibt. Infolge der Form des Schaufelrades, die praktisch dem Rad eifiter Rotationspumpe entspricht, wird das Wasser zusammen mit dem Zellstoitrnaterial durch die Saugwirkung gegen die Mittelöffnung 1 2 in der Scheibe t t gezogen und gelangt zu den Schaufeln j o, die es mit hoher Geschwindigkeit gegen die Behälterwand drücken. Dabei werden Zellstoffetzen von den Ballen abgerissen, oder das Altpapier wird durch die Schikanen oder Abschirmungen 13 und die Arme 1 4 zerrissen. Größere, nicht genügend zerkleinerte Stücke, die im Wasser suspetidicrt sind, werden von den Abschirmungen 13 und 14 daran gehindert, zur nffnung t 2 zu gelangen und werden im Behälter weiter in Zirkulation gehalten, bis sie infolge der sich stets wiederholenden Einwirkung der Abschirmungen und Arme genügend zerkleinert sind, um durch die Üftnung 12 durchtreten zu können. Durch die Wirkung des Schaufelrades wird der Behälterinhalt in Zirkulation gehalten, wodurch eine immer innigere Mischung der Zellstoff- oder Papierteilchen mit dem Wasser erreicht wird.

Das Schaufelrad wirkt auch als Pumpe und bewirkt einen fortlaufenden Fluß des Wassers bei einem I:estitnniteti ül)eratniospliärisehen Drttck clurcli die Ableitung 16, die in direkter oder itidirckt@ r Verbindung mit dem Holländer stehen kann. Wenn deshalb die Entleerung durch die Wirkung des Schaufelrades fortschreitet, wird das Wasser und der Zellstoff durch fortlaufende frische Zugahen ersetzt. Infolge des Gitters im Auslaß 15 gelangen keine grol5cti Stü,:ke Zellstoff oder Papier in die Leitung 16. Diese Stü; ke gehen dadurch in den Behälter zurück und werden, wie dies oben für di; vor. der Öffnung 12 zurückgehaltenen Stücke beschrieben wurde, in den Kreislauf zurückgeführt.
Bei der Ausführungsform nach Fig.3 und .1 wird das Schaufelrad von einer zentralen Welle in einem zylindrischen Behälter 3 getragen. Das Schaufelrad kann in gleicher Weise ausgebildet sein wie das bereits beschriebene. Im vorliegenden Fall ist die zentrale Welle 2 in einen unter dem Behälterboden angelagerten Lager 3 gleitend angeordnet und wird vorn Lager 2o gehalten, das von einem Balken 5 oben auf dem Behälter getragen wird. Die Welle kann mittels des Hebels 21 innerhalb gewisser Grenzen in axialer Richtung hin und her geschoben werden. Am oberen Wellenende ist oberhalb des Lagers 2o die Antriebsscheibe 22 angebracht. Die Kraftübertragung auf die Welle kann aber auch durch andere geeignete Mittel, z. B. durch einen mit der Welle gekuppelten Motor, erfolgen.
Die Verschiebbarkeit der Welle ist bei dieser Ausführungsform deshalb crforderlieh, weil die Beliältcrivand nicht als Teil des Pumpengehäuses für das Schaufelrad wirken kann, da letztere in der Mitte des Behälters angeordnet ist. Um ein Pumpengehäuse zu bilden, ist der Behälterboden mit einer Vertiefung mit zylindrischer Wand 2- und kreisförmigem Boden 24 versehen, deren Durc hmesser ungefähr gleich groß ist wie derjenige der Scheibe 1 1 auf den Oberkanten der Flügel. Damit dieser vertiefte Teil, wenn erforderlich, als I'ttmpengehäuse wirken kann, ist es notwendig, das Schaufelrad in diesen versenken zti können, indem man die Welle 2 senkt. Es wird somit durch die Scheibe t 1 einerseits und die Vertiefung 23, 24 des Behälterbodens andererseits ein Pumpengehäuse geschaffen. Die Zylinderwand 23 weist ,einen tangentialen Auslaß, der mit der Ableitung 25 verbunden ist, auf. Diese Leitung kann direkt oder indirekt mit einem Holländer verbunden sein.
Der Betrieb dieser Vorrichtung ist intermittie; rend. Während des Mischens und Rührens befindet sich das Schaufelrad, wie in Fig.3 dargestellt, in gehobener Stellung über dem Niveau der Vertiefung 23, 24, wobei die Unterkanten der Schaufeln mit dem Behälterhoden praktisch bündig sind. In diesem Fall werden die Ausgangsstoffe, der Zellstoff oder das Altpapier sowie das Wasser, in In tet;-vallcn in den Behälter gegeben, wobei man jedestnal so viel zugibt, wie für eine Charge benötigt wird. Das Wasser mit dem darin befindlichen Zellstoff oder Altpapier wird durch das Schaufelrad in der beschriebenen Weise so lange in Zirkulation gesetzt, bis das Material im Wasser genügend suspendiert ist. Hierauf wird das Schaufelrad in die Vertiefung 23, 24 versenkt, damit es als Pumpenrad wirkt und den Behälterinhalt durch die Leitung 25 drückt. Wenn die Suspension fertig und der Behälter entleert ist, wird das Schaufelrad wiederum in seine normale Lage gehoben und der Tank mit einer neuen Charge beschickt.
Es ist zu bemerken, daß sich die Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, da man verschiedene Abänderungen vorsehen kann, ohne vom Erfindungsprinzip abzuweichen. So kann es z. B. erwünscht sein, einen Teil der durch die Leitungen 16 oder 25 weggehenden Suspension wieder in den Behälter zUrückzttführen. In diesem Fall kann die Entleerungsleitung eine zum Behälter zurückgehende Abzweigung 26 (Fig.5) aufweisen, deren Durchlauf durch ein Ventil e; gesteuert wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i . Zerkleinerungsmaschine zur Behandlung von Zellstoff und/oder Altpapier mit Wasser zwecks Erzeugung einer zur Weiterverarbeitung im Holländer geeigneten Suspension, gekennzeichnet durch einen Behälter (t ), in welchem in der Nähe seines Bodens ein von einer vertikalen Welle (2) getragenes Schaufelrad (to, I t) angeordnet ist, dessen Schaufeln ( i o) auf ihren Oberkanten eine Scheibe ( t t) tragen, die um die Welle (2) herum eine Öffnung (12)- aufweist, die als zentraler Zugang zu den Schaufeln dient.
2. Zerkleinerungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaufelrad (i o, i t) so nahe am Behälterboden angeordnet ist, daß der Boden und die Scheibe (1 i) als Gehäuse für das Schaufelrad wirken und dieses selbst als Zentrifugalpumpe arbeitet, deren Gehäuse an der oberen Fläche einen zentralen Einlaß (12) und zwischen dem Umfang der oberen Scheibe und dem Behälterboden einen Umfangsaustritt aufweist. -
3. Zerkleinerungsmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaufelrad (i o, i i) in der Nähe der Gefäßwandung angeordnet ist und über ein Stück seines Umfanges mit einem Auslaß (15) in dieser Wandung kommuniziert, durch den der fertig behandelte Stoff des Behälterinhaltes fortlaufend abgepumpt wird, wenn das ,Schaufelrad umläuft.
4. Zerkleinerungsmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaufelrad (i o, i i) über einer zylindrischen Vertiefung (23, 24) des Behälterbodens angeordnet und axial verstellbar ist, so daß es in diese Vet:-tiefung versenkt werden kann, wobei diese Vertiefung und die scheibenförmige obere Wand (i i) des Schaufelrades als Pumpengehäuse mit zentralem Einlaß (12) in der oberen Wand und tangentialem Auslaß in der Seitenwand wirken können.
5. Zerkleinerungsmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die senkrechte, das Schaufelrad (to, ii) tragende Welle (2) verschiebbar ist und Mittel (21) zum Senken Und Heben des Schaufelrades in und aus dem vertieften Teil (23, 24) des Behälterbodens aufweist.
6. Zerkleinerungsmaschine nach Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaufelrad (io, I I) mit seiner Welle (i) zentral in einem zylindrischen Behälter (i) angeordnet ist.
7. Zerkleinerungsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die scheibenförmige Oberwand (i i ) des Schaufelrades ( i o, i i ) auf ihrer Oberseite Schikanen oder Leitbleche (13) aufweist, die den Eintritt großer Zellstoff- oder Altpapierklumpen in die zentrale Einlaßöffnung (12) verhindern. B.
Zerkleinerungsmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schikanen oder Leitbleche (13) als Messerklingen oder sonstwie ausgebildet sind, um den Zellstoff oder das Papier in kleine Stücke zerreißen, zerschneiden oder zerteilen zu können.
9. Zerkleinerungsmaschine nach Anspruch oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schikanen oder Leitbleche (13) durch an der Welle sitzende Arme (14), die ebenfalls als Messer oder Schneidelemente ausgebildet sind, gehalten werden. to. Zerkleinerungsmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragarme (14) als Propellerflügel ausgebildet sind, um der Suspension eine Bewegung längs der Schaufelradwelle (2) zu erteilen.