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Vorrichtung zum Aufbereiten von Faser-, insbesondere Papierstoffen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufbereiten von Faserstoffen in wäßriger
Aufschwemmung durch vibrierende Aufbereitungsorgane.
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Die beispielsweise zur Papiererzeugung verwendeten Faserstoffe- müssen
zur Erzielung einer möglichst weitgehenden Verfilzung vor der Blattbindung aufbereitet
und defibrilliert werden. Man hat sie zu diesem Zweck bisher Mahlorganen ausgesetzt,
die gleichzeitig eine Quetsch-, Reib- und Scherwirkung auf die Faserstoffe ausüben.
Diese kombinierte Art der Einwirkung der Mahlwerkzeuge auf die Faserstoffe ist jedoch
unerwünscht, weil die Defibrillierung der Fasern nur durch die Quetschung erreicht
wird, Reibung und Scherung aber zu einer unerwünschten Zerstörung der Fasern und
zur Schleimbildung führen.
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Ausgehend von dieser Erkenntnis hat man bereits versucht, eine reine
Quetschwirkung auf die Fasern auszuüben, indem man sie mit stampfenden oder vibrierenden
Mahlorganen behandelt. Trotz des an sich richtig eingeschlagenen Weges kommt die
wirtschaftliche Anwendung der bekannten Verfahren jedoch für die heute in Betracht
kommenden Produktionsmengen nicht in Frage. Besonders nachteilig wirkt es sich bei
den bekannten Aufbereitungsvorrichtungen aus, daß bei der Schwingbewegung der verhältnismäßig
großen Mahlorgane bei jedem Hub auch eine entsprechende Menge der Faserstoffsuspension
mitbewegt wird, so daß die auf das Mahlorgan ausgeübte Energie zu eineue großen
Teil unwirksam und damit unwirtschaftlich zur Bewegung der Suspension verbraucht
wird und nur ein verhältnismäßig geringer Teil zur Erzielung der Quetschung verbleibt.
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Da auch dieser Weg nicht zum Ziele führte, hat man versucht, die Faserstoffe
in Schwingmühlen. aufzubereiten. Diese Schwingmühlen bestehen aus einem in Schwingungen
versetzten Gefäß, in das die Aufschwemmung zusammen mit einer großen Anzahl von
Metall- oder Porzellankugeln eingetragen wird. Die im Inneren des Gefäßes in freien
Schwingungen vibrierenden Kugeln quetschen beim Aufprall aufeinander auf die zwischen
ihnen befindlichen Fasern. Die Leistung solcher Mühlen ist jedoch klein und ihre
Herstellung außerordentlich kostspielig. Darüber hinaus haben sie den Nachteil,
daß die eingeführten Kugeln zum Verschleiß neigen und dadurch fremde Stoffe in den
aufbereiteten Stoff gelangen, die sich für die anschließende Blattbildung als nachteilig
oder wenigstens störend erweisen.
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Zum Zerteilen und zur Verhinderung des Zusammenballens weitgehend
entwässerter Fasermasse beim Trocknen ist es auch bereits bekannt, die Faserstoffe
der Schlagwirkung eines aus zwangläufig schwingenden und aus frei schwingenden Körpern
bestehenden Systems auszusetzen. Bei dieser bekannten Anordnung bestehen die zwangläufig
schwingenden Körper jedoch aus Drähten oder Drahtgeflechten, die unter dem Anprall
der frei schwingenden Körper ausweichen, so daß die zwischen. die frei schwingenden
Schlagkörper und die zwangläufig schwingenden Drähte gelangenden Fasern nicht schlagartig
beansprucht werden. Bei der Übertragung dieses Prinzips auf die Aufbereitung wäßriger
Suspensionen ist auch nicht gewährleistet, daß die durch die Drähte oder Drahtnetze
getrennten Schlagkörper genügend häufig aufeinandertreffen, um eine ausreichende
Zerkleinerung und Aufbereitung der wäßrigen Fasersuspensionen zu erreichen.
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Durch die Erfindung wird es ermöglicht, daß ohne die bisherigen Nachteile
eine reine 0ue;tschwirkung auf die Fasern ausgeübt wird und ein hoher Stoffdurchsatz
erzielt werden kann. Dieses Ziel wird. durch eine Vorrichtung erreicht, durch die
die Faserstoffe der Einwirkung eines zwangläufig schwingenden Svstems und in diesem
frei schwingender starrer Körper ausgesetzt werden, und deren Kennzeichen darin
besteht, daß das zwangläufig schwingende System derart starr ausgebildet ist, da.ß
die in ihm frei schwingenden Körper beim Auftreffen auf das zwangläufige System
die in Wasser aufgeschwemmten, von beiden Systemen erfaßten Faserstoffe durch Schlagwirkung
zerquetschen. Darüber hinaus wird. erreicht, daß die von den schwingenden Körpern
verdrängten Aufschwemmungsmengen nur kurze Strecken zurücklegen müssen, so daß die
Dämpfung der schwingenden Massen außerordentlich gering bleibt. Andererseits wird
vermieden, daß sich die frei schwingenden Schlagkörper zu einer als geschlossenes
Ganzes vibrierenden Masse zusammenballen, die dann nur an ihrer Begrenzungsfläche
zusammen mit der
Gehäusewandung eine Quetschwirkung auf die zwischen
Gehäusewandung und zusammengeballter Masse befindlichen Fasern ausüben würde.
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Eine erfindungsgemäße Vorrichtung ist im folgenden an Hand der Zeichnung
näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 eine schematische Darstellung einer bevorzugten
Anordnung des schwingenden Systems, Fig.2 einen senkrechten Mittelschnitt durch
die Vorrichtung und Fig. 3 einen Längsschnitt durch diese.
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Aus Fig.1 erkennt man das der Erfindung zugrunde liegende Prinzip.
Mit 1 ist eine Reihe von zwangläufig, beispielsweise mit dem Gehäuse schwingenden
Schlagkörpern bezeichnet, denen regelmäßig oder unregelmäßig frei schwingfähige
Schlagkörper 2 eingelagert sind. Wird das aus den Schlagkörpern 1 bestehende System
in Richtung des Doppelpfeiles in Schwingungen versetzt, so beginnen auch die Schlagkörper2
Schwingungen auszuüben und schlagen dabei gegen das Schlagkörpersystem 1. Man erkennt,
daß einerseits die Weglängen, die die einzelnen frei schwingfähigen Schlagkörper
2 zurücklegen können, relativ klein sind, so daß nur eine geringfügige Bewegung
der Aufschwemmung hervorgerufen wird, andererseits aber die Fasern in der durch
das Schlagkörpersystem hindurchtretenden Aufschwetnmung häufig von Schlagkörpern
getroffen, und defibrilliert werden. Die Körper 1 sind vorzugsweise sich über die
Breite des zur Aufnahme der Aufschwemmung bestimmten Behälters erstreckende Stäbe,
während die Körper 2 ebenfalls als Stäbe, aber auch als Kugeln, Ovalkörper, Stifte
u. dgl. ausgebildet sein können. Gegebenenfalls kann man den. einzelnen Schlagkörpern
eine Oberflächenprofilierung geben.
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Die in den Fig.2 und 3 schematisch dargestellte Vorrichtung besteht
aus einem Behälter 3 mit einem Einlaß 4 und einem Auslaß 5, so daß die Aufschwemmung
der Vorrichtung kontinuierlich zugeführt werden kann. Man erkennt wieder die Schlagkörpersätze
1 und 2 im Inneren des Behälters 3. Der Behälter 3 ist an Federn 6 aufgehängt und
wird. durch einen Schwingungserzeuger fi in horizontaler und/oder vertikaler Richtung
in Schwingungen versetzt. Die Anbringung der Schlagkörper 1 erfolgt beispielsweise
über Zwischenplatten 8, wobei die Schlagkörper 2 in den verbleibenden Zwischenräumen
zwischen den Körpern 1 angeordnet und frei schwingfähig sind.
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Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann man entsprechend
dem jeweiligen Bedarf periodisch oder kontinuierlich wählen. Durch Einschaltung
einer oder mehrerer Trennwände im Inneren des Behälters 3 kann man eine entsprechende
Vergrößerung der Weglänge der strömenden Flüssigkeit erreichen. Selbstverständlich
kann man die. Vorrichtung auch durch den Anschlußstutzen 5 beschicken und die defibrillierte
Aufschwemmung aus dem Anschluß 4 austreten lassen.