DE68914441T2

DE68914441T2 - Anordnung zum behandeln von materialgemischen.

Info

Publication number: DE68914441T2
Application number: DE68914441T
Authority: DE
Inventors: Rolf Reinhall
Original assignee: Sunds Defibrator Industries AB
Current assignee: Valmet AB
Priority date: 1988-02-09
Filing date: 1989-01-11
Publication date: 1994-07-28
Anticipated expiration: 2009-01-12
Also published as: CA1291987C; FI91487B; SE459904B; FI91487C; EP0400026A1; AU2933489A; US5088831A; JPH03503255A; DE68914441D1; FI903892A0; NZ227886A; AU615025B2; SE8800416D0; WO1989007486A1; EP0400026B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Behandeln von Materialgemischen. Die Vorrichtung umfaßt zwei konisch geformte äußere bzw. innere Behandlungselemente, die gegeneinander drehbar sind.
Durch diese Behandlungselemente werden unterschiedliche Materialien mechanisch verarbeitet, verteilt und/oder gemischt. Zum Beispiel können organische oder anorganische Faser- oder Teilchenmaterialien in gasförmigem oder flüssigem Medium, wie Luft, Dampf, Wasser usw., verteilt werden. Auch können Chemikalien, wie Färbemittel, Bleichmittel, Bindemittel usw., beigemischt werden.
Herkömmliche Mischelemente umfassen eine Anzahl von Varianten mit rotierenden und gegenläufig rotierenden scheibenförmigen oder konischen Rotationskörpern, die mit Behandlungsebenen mit unterschiedlichen Mustern, einschließlich Vertiefungen und Erhöhungen, versehen sind, die die für die in Frage kommende Funktion benötigte Turbulenz und Umrührung erzeugen.
Wenn gewisse Chemikalien, zum Beispiel Bindemittel, den Fasergemischen zugesetzt werden, entstehen normalerweise Schwierigkeiten auf Grund von Überzügen auf den und Verstopfungen der unterschiedlichen Nutmuster der Behandlungselemente. Diese Überzüge und Verstopfungen sind schwer zu entfernen und verhindern nach einer gewissen Betriebszeit das Arbeiten des Mischers.
Der Mischer muß dann regelmäßig zum Reinigen außer Betrieb genommen werden, was wiederholte Unterbrechungen verursacht und Produktionsstörungen ergibt.
Die einzige Art, diese Unterbrechungen zu vermeiden, bestand im Anordnen einer zusätzlichen Anzahl von Mischvorrichtungen, auf die der Faserfluß während der Zeit übertragen wurde, in der die verstopften Maschinen gereinigt und in den funktionsfähigen Zustand wiederhergestellt wurden.
Dieses Vorgehen ist teuer sowohl hinsichtlich der manuellen Wartung als auch der zusätzlichen Investitionen.
Die Erfindung beseitigt diese Schwierigkeiten dadurch, daß die Vorrichtung mit mechanischen Reinigungselementen versehen ist, die im Betrieb des Mischers das daran angesammelte Material kontinuierlich oder intermittierend entfernen und hierdurch den Mischer wirksam auf maximaler Leistung halten.
Erfindungsgemäß ist der Grund von Längsnuten des äußeren Behandlungselements durch Flügel eines äußeren Reinigungselements begrenzt. Diese Flügel passen zwischen Stäbe des äußeren Behandlungselements. Das äußere Behandlungselement ist zur Veränderung der Tiefe der Nuten axial beweglich.
Das Prinzip der Erfindung kann sowohl auf scheibenförmige als auch auf konische Behandlungsplatten angewendet werden.
Eine konische Ausführungsform einer Vorrichtung nach der Erfindung wird im folgenden im einzelnen anhand der Zeichnung beschrieben. Darin ist
Fig. 1 ein Längsschnitt der Vorrichtung in zwei unterschiedlichen Ausführungsformen A und B,
Fig. 2 ein Querschnitt der drehenden und stationären Behandlungsflächen, wobei im Stator ein axial bewegliches Reinigungselement angeordnet ist (Ausführungsform A), und
Fig. 3 eine Ausführungsform entsprechend Fig. 2, wobei jedoch die Reinigungselemente auch in das rotierende Behandlungselement eingesetzt sind (Ausführungsform B).
Die Vorrichtung gemäß der dargestellten Ausführungsform umfaßt einen von einer Achse 12 getragenen Rotor 10. Die Achse 12 ist in einem axial beweglichen Lagergehäuse 13 montiert und am antreibenden Ende durch eine axial bewegliche Zahnradkupplung 16 getragen, die mit einem antreibenden Motor 20 über dessen Welle 22 starr verbunden ist.
Der Rotor 10 ist von einem Stator 30 umschlossen, der Längsstäbe 32 und Zwischennuten 36 aufweist und in einem die Vorrichtung umschließenden Gestell 40, 42 festgelegt ist. Dieses Gestell trägt mit einem Oberteil den antreibenden Motor 20. Das Lagergehäuse 13 ist durch ein Jochlager 44 gehalten, das mit dem Unterteil des Gestells verbunden ist.
Der Rotor 10 ist mit Hilfe einer am Jochlager 44 befestigten Steuervorrichtung 90, 92 axial bewegbar, die das Lagergehäuse 13 in die gewünschte axiale Stellung einstellen und hierdurch den Spalt zwischen dem Rotor 10 und dem Stator 30 variieren kann.
Das zu behandelnde Fasermaterial wird durch eine Rohrleitung 50 geliefert, die am kleineren Ende des konischen Rohrs 10 mündet, wo das Material mit Hilfe eines am Rotor befestigten Trägers 11 nach außen zur Einlaßöffnung 14 zwischen dem Rotor 10 und dem Stator 30 geschleudert wird.
Das Fasermaterial nimmt durch Stäbe 18 (Fig. 2) oder 70 (Fig. 3) am Rotor 10 eine Drehgeschwindigkeit an, die im wesentlichen dieselbe wie diejenige des Rotors ist, zum Beispiel 3000 U/min bei 50 Hz und 3600 U/min bei 60 Hz. Diese Drehung wirkt auf das Fasergemisch mit Fliehkräften, die beim genannten Beispiel die Größe von 2500-4000 g haben. Durch diese Kräfte wird das Fasergemisch während seines Durchgangs durch den Mischer gegen den umschließenden Stator 30 gepreßt.
Auf Grund der hohen Fliehkraft wird das Fasermaterial auf eine beträchtlich hohe Dichte in der Faserlage konzentriert, die dem Stator 30 und den in Längsrichtung angeordneten Nuten 36 am nächsten ist. Die zusammen mit der Fasersuspension folgende Luft entweicht zum größten Teil in den Nuten 17 des Rotors zwischen den Rotorstäben 18, 70 zum Auslaß 15 des Mischers.
Das konzentrierte Fasergemisch in nächster Nähe der konischen statorfläche 30 mit dem Wikel α wird mit einer Entladekraft zum Auslaß 15 gedrückt, die der sinα-Komponente der beibehaltenen Fliehkraft entspricht.
Der für den Prozeß erforderliche Chemikalienzusatz wird entweder am Einlaß 50 oder unmittelbar zwischen dem Rotor und dem Stator in der Nähe der Einlaßöffnung 14 über eine Anzahl von Zufuhrdüsen 34 zugegeben, die auf der Einlaßfläche gleichmäßig verteilt sind.
Die zugeführte Chemikalie, die sich in flüssigem oder Aerosolzustand befinden kann, wird hierdurch sofort auf den Umfang des Rotors 10 gesprüht und durch die beibehaltene Fliehkraft nach außen zur konzentrierten Faserlage des Mischerstators geschleudert, wo sie am Materialdurchgang durch den Mischer absorbiert wird.
Um zu verhindern, daß die Statornuten 36 in der beschriebenen Weise mit Fasern und beispielsweise zugesetztem Bindemittel gefüllt werden, ist der Stator 30 mit einem axial beweglichen umschließenden äußeren Reinigungselement 60 versehen, das mit Flügeln 62 (Fig. 1 A, Fig. 2) versehen ist. Diese Flügel 62 können die Nuten zwischen den starr befestigten statorstäben 32 teilweise ausfüllen. Wenn dieses äußere Reinigungselement 60 in Richtung zum Auslaß 50 des Mischers axial bewegt wird, wird die innere Flanke der Flügel 62 radial einwärts zur und vorbei an der Innenfläche der starr befestigten Statorstäbe 32 bewegt, wodurch die Nuten 36 zwischen den Stäben 32 vollständig mit den beweglichen Flügeln 62 ausgefüllt werden. Hierdurch werden in den Nuten 36 angesammelte Fasern und Bindemittel aus dem Spalt zwischen dem Rotor 10 und dem Stator 30 herausgedrückt, wodurch sie durch die Wirkung der Rotorstäbe 18 vom Flügel 32 weggebrochen und mit dem behandelten Material entfernt werden. Das äußere Reinigungselement 60 mit den Flügeln 62 wird danach zum Einlaß des Mischers zurückbewegt, wodurch der Nutraum 36 wieder hergestellt und frei von vorhergehenden Überzügen wird.
Das bewegliche Reinigungselement 60 beim genannten Beispiel wird zur Ausführung seiner hin- und hergehenden Bewegung durch ein Druckmittel veranlaßt, das durch die Kanäle 67, 68 abwechselnd zu dieses Element tragenden Ringkolben 64 und 66 geliefert wird.
Die Frequenz der Bewegung wird nach Bedarf eingestellt, um die maximale Mischwirkung aufrechtzuerhalten. Falls erforderlich, kann auch eine entsprechende Reinigungsvorrichtung am Rotor 10 angebracht werden, wo ein mit Flügeln 80 versehenes, axial bewegliches, inneres Reinigungselement 83 an ähnlichen Ringkolben 81 und 82 befestigt ist. Dieses Reinigungselement wird durch Zufuhr von Druckmittel über einen an der Achse 12 montierten Drehanschluß 84 und Kanäle 85 und 86 in der Achse veranlaßt, eine hin- und hergehende Bewegung auszuführen. Auch hier wird die Freqenz nach Bedarf eingestellt. Dieses Ausführungsform ist in Fig. 1 B gezeigt.

Claims

1. Vorrichtung zum Behandeln von Materialgemischen, umfassend

zwei konisch geformte innere und entsprechend äußere Behandlungselemente (10,30), die relativ zueinander drehbar sind und zwischen sich einen Spalt für den Durchgang des Materials von einem Einlaß (50) zu einem Auslaß (15) bilden, wobei die Behandlungsoberflächen der Elemente (10, 30) mit in Längsrichtung verlaufenden Stäben (18, 70, 32) und dazwischenliegenden Nuten (17, 36) versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden der in Längsrichtung verlaufenden Nuten (36) des äußeren Behandlungselementes (30) durch Flügel (62) eines äußeren Reinigungselementes (60) gebildet ist, wobei diese Flügel zwischen die Stäbe (32) des äußeren Behandlungselementes (30) eingesetzt sind und das äußere Reinigungselement (60) zur Änderung der Tiefe der Nuten (36) axial beweglich ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Behandlungselement ein Stator (30) und das innere Behandlungselement ein Rotor (10) ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein ebenfalls mit Flügeln (80) versehenes inneres Reinigungselement (83) so angeordnet ist, daß es mit dem inneren Behandlungselement (10) zusammenwirkt, indem dessen Flügel (80) zwischen die Stäbe (17) des inneren Behandlungselementes (10) eingesetzt sind und das innere Reinigungselement (83) axial beweglich ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungselemente (60, 83) durch Ringkolben (64, 66, 81, 82) gehalten und mittels eines Druckmediums bewegt werden.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Materialeinlaß (50) zentrisch am engen Abschnitt des Rotors (10) angeordnet ist und daß der Rotor mit einem Träger (11) versehen ist, der das Material in die Spaltöffnung zwischen dem Rotor (10) und dem Stator (30) schleudert bzw. führt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung für die Zuführung eines Behandlungsmittels im Materialeinlaß (50) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung für die Zuführung des Behandlungsmittels im Stator (30) angeordnet ist, wobei diese Zuführeinrichtung die Form einer Anzahl von Düsen (34) hat, die in den Spalt nahe seiner Einlaßöffnung (14) münden.