CH615718A5 - Disc mill for comminuting starting material containing lignocellulose - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Scheibenmühle zur Zerkleinerung von faserigem, lignozellulosehaltigem Ausgangsmaterial zu Fasern, welche mit relativ gegeneinander umlaufenden Mahlscheiben ausgerüstet ist, an denen die einander zugekehrten Mahlflächen mit radial angeordneten Stegen und mit dieselben verbindenden Querrippen ausgeformt sind, wobei an beiden Mahlscheiben zwischen diesen radialen Stegen Reihen von durch die Querrippen voneinander getrennten Taschen mit in radialer Richtung gekrümmten Boden ausgebildet sind und wobei die an der einen Mahlscheibe vorhandenen Taschen gegen diejenigen der anderen Mahlscheibe radial versetzt sind.

Die erfindungsgemäss hergestellte Pulpe ist hauptsächlich zur Verwendung bei der Herstellung von Zeitungspapier, Pappe, Seidënpapier und ähnlichen Erzeugnissen bestimmt, und als Ausgangsgut können faserige, lignozellulosehaltige Teile von Holz oder anderen Gewächsen, wie z. B. Begasse, benutzt werden. Das zur Anwendung kommende Verfahren ist im Grunde ein mechanischer Zerfaserungsprozess und kann unter normalen atmosphärischen Bedingungen oder in einer Dampfatmosphäre unter erhöhtem Druck bei Temperaturen über 100°C, im allgemeinen bei einer Temperato im Bereich zwischen 110°C und 140°C oder unter besonderen Bedingungen im Temperaturbereich zwischen 150 und 170°C, durchgeführt werden. Wenn der mechanische Prozess bei einer 100°C übersteigenden Temperatur durchgeführt wird, erhält er üblicherweise die Sonderbezeichnung «thermomechanischer» Prozess.

Ein Hauptzweck der vorliegenden Erfindung ist die Verbesserung der Pulpeherstellung in der Weise, dass die Fasern des Ausgangsguts ohne übermässige Kürzung voneinander getrennt und zwecks Verbesserung ihrer papierbildenden Eigenschaften weiter raffiniert, d. h. vermählen, werden, was grundsätzlich durch Erzeugung von Reibungskräften in dem feuchten faserigen Lignozellulosewerkstoff erzielt wird. In der nachfolgenden Beschreibung wird der zwischen den erfindungsgemäss ausgeformten Mahlelementen zur Behandlung gelangende, bereits grob vermahlene Stoff «Fasermahlgut» (= englisch «grist») genannt werden. Da die einzelnen Fasern im Fasermahlgut eine erhebliche Federkraft besitzen, bildet sich in dem Fasermahlgut eine grosse Anzahl kapillärer Hohlräume, die die Fähigkeit des Mahlgutes zum Binden von Feuchtigkeit erheblich vergrössern.

Ein weiterer Zweck der Erfindung ist die Verringerung der zur Pulpeherstellung erforderlichen Energiemenge.

Während des Raffinierprozesses ist das Fasermahlgut also ein feuchtes Gemisch von bereits grob zerteiltem Ausgangsstoff, der, wenn er von Nadelholz, z.B. Fichtenholz, herrührt, aus Fasern besteht, die zum grössten Teil 2,0 bis 3,0 mm lange Tracheiden mit einem Verhältnis von Länge:Breite von ungefähr 100:1 sind. Diese Tracheiden sind ihrerseits anatomisch aus drei einander umgebenden Schichten von Häuten aufgebaut, die eine Stärke von ungefähr einem Tausendstel eines Millimeters haben, sowie aus einer Schicht von Fibrillen, die schraubenförmig um eine vierte Haut angeordnet sind, die ihrerseits einen innersten, rohrförmigen Hohlraum, das sogenannte Lumen, umgibt. Jede Fibrille hat eine Stärke von einigen Zehnteln eines Tausendstels eines Millimeters und ein Verhältnis von Länge:Breite von ungefähr 1000:1; zusammen machen die Fibrillen 70-80% der Substanz des einzelnen Tracheids aus. Ein weiterer Zweck der vorliegenden Erfindung ist es nun, mit einem hohen Wirkungsgrad die Fasern voneinander zu trennen und ausserdem durch eine Art Abschabung der ausserhalb der Fibrillenschicht befindlichen Häute zu bewirken, dass die Fibrillen teilweise freigelegt werden, was die papierbildenden Fähigkeiten der Pulpe wesentlich verbessert.

Bei der Verwirklichung des Erfindungsgedankens wird das Fasermahlgut zwischen die Mahlscheiben eines Refiners eingeleitet. Jede Mahlscheibe hat Reihen von Taschen, die durch radial angeordnete Stege voneinander getrennt und in der Längsrichtung jeder radialen Reihe in den ringförmigen Teilen der einander gegenüber liegenden Mahlscheiben zueinander versetzt sind. In radialem Querschnitt haben die Taschen den Umriss einer Kurve, die wenigstens in der nichtumlaufenden Mahlscheibe ein Kreissegment ist. Das Fasermahlgut tritt durch Einlassöffnungen ein und wird der Einwirkung von Fliehkräften unterworfen. In der innersten umlaufenden Tasche wird das Fasermahlgut von der gekrümmten Innenfläche seitlich zu der nichtumlaufenden Scheibe abgelenkt, um es zum Durchgang zwischen Reibungsflächen zu zwingen, die durch Zusammenwirken zwischen den Stegen der umlaufenden und der nichtumlaufenden Mahlscheibe gebildet sind, wonach es in die angrenzenden Taschen der nichtumlaufenden Mahlscheibe mit deren kreissegmentförmigen Böden eingepresst wird. Das Fasermahlgut wird dort mit den Fasern zumeist zueinander parallel in einer Richtung senkrecht zu den die s

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Taschen begrenzenden Stegen zusammengepackt. Das in den nichtumlaufenden Taschen abgelagerte Fasermahlgut bildet einen verhältnismässig dichtgepackten Körper oder Pfropfen, der von dem weiterhin von der umlaufenden Mahlscheibe ankommenden Mahlgut beaufschlagt wird, was zur Folge hat, dass ein Teil des kreissegmentförmigen Mahlgutkörpers oder -pfropfens in der Tasche allmählich in die gegenüberliegende Tasche der umlaufenden Mahlscheibe hinüberkippt. Dieser Teil des Mahlgutes aus der nichtumlaufenden Tasche wird dann nach und nach von den Stegen der umlaufenden Mahlscheibe abgeschält. In den Reibungsflächen, die in dem zusammengepackten Fasermahlgut durch den sich schnell bewegenden Steg gebildet werden, wirken Kräfte sehr hoher Intensität auf die einzelnen Fasern des Mahlgutes ein, wodurch das Fasermahlgut mechanisch raffiniert wird. In gleicher Weise wird das Fasermahlgut stufenweise in radialer Richtung nach aussen zwischen den umlaufenden und den nichtumlaufenden Taschen fortbewegt. Jedesmal, wenn ein Teil des beschleunigten Fasermahlguts aus einer umlaufenden Tasche in eine gegenüberliegende nichtumlaufende Tasche überführt wird, wird die Geschwindigkeit dieses Fasermahlguts auf Null verringert. Die kinetische Energie des sich bewegenden Mahlguts wird dabei in mechanische Kraft umgewandelt, die das Mahlgut in der nichtumlaufenden Tasche stark zusammenpackt. Wenn das Fasermahlgut vollständig abgebremst ist, hat diese kinetische Energie die Temperatur des Mahlguts je nach der Winkelgeschwindigkeit der Refinerscheibe um 3-5°C erhöht. Die zusammenpackende Kraft trägt wesentlich zur Bildung von Reibungsflächen oder -feldern zwischen den Stegen und dem Fasermahlgut und innerhalb des Mahlguts bei.

Der Boden der Taschen hat eine solche Bogenform erhalten, dass er die Strömungsrichtung des Fasermahlguts in seitlicher Richtung nachdrücklich verändert. Hierbei kann sich das Mahlgut je nach der Grösse des Refiners mit einer tangentiel-len Geschwindigkeit von 50-120 m/sek bewegen. Die innerhalb des Mahlgutes gebildeten Reibungsflächen spalten die Fasern des zu vermählenden Gutes auf und zermahlen sie zu Fibrillen.

Demgemäss ist die erfindungsgemässe Vorrichtung zur Zerkleinerung von faserigem, lignozellulosehaltigem Ausgangsmaterial zu Fasern dadurch gekennzeichnet, dass an beiden Mahlscheiben radial gerichtete Nuten angeordnet sind, in denen die separat aus hartem Werkstoff hergestellten, radialen Stege eingesetzt sind, wobei durch diese Stege zusammen mit den Querrippen die Breite des zwischen beiden Mahlscheiben vorhandenen Mahlspaltes bestimmt ist, und dass die in der einen Mahlscheibe angebrachten radialen Stege gleich breit sind wie die an der anderen Mahlscheibe angeordneten Taschen, wodurch während der Umlaufbewegung der Mahlscheiben gegeneinander die an denselben angeformten Taschen momentan abgedeckt und von benachbarten Taschen der selben Reihe getrennt sind. Somit sind Führmittel vorgesehen, um den Strom des in einer ersten Mahlzone bereits grob zerteilten Fasermahlguts zwischen den Mahlscheiben so weiterzuleiten, dass es in eine grosse Anzahl von kleinen Taschen begrenzter Grösse eintritt, die gleichmittig und mit Mahlstegen als Seitenwänden auf einer umlaufenden Mahlscheibe angeordnet sind, wobei die Taschen so geformt sind, dass das Fasermahlgut durch Fliehkräfte beschleunigt und danach an der Endwand der Taschen seitwärts gegen eine nichtumlaufende oder gegenläufig umlaufende Mahlscheibe mit entsprechenden und den Taschen der umlaufenden Scheibe gegenüber liegenden Taschen mit einem Boden von zylindrischer Form derart abgelenkt wird, dass diese Taschen mit einem zusam-mengepressten Körper oder Pfropfen von Fasermahlgut gefüllt werden, der durch Druck der lebendigen Kraft des nachfolgenden Stromes von Fasermahlgut, bei dessen Abgestopptwerden allmählich in die Angriffslinie der Vorderkanten der Stege der umlaufenden Mahlscheibe gefördert und mit solcher Kraft einer Schubbeanspruchung unterworfen wird, dass die Mahlgutteilchen zerfasert und fibrilliert werden.

Gemäss einer besonders vorteilhaften Ausführungsform sind die Taschen an der nicht-umlaufenden Mahlscheibe in radialer Richtung zylindersegment-förmig profiliert und anderseits an der umlaufenden Mahlscheibe die Taschen an ihrer - in radialer Richtung - inneren Flanke einen grösseren Neigungswinkel haben als an ihrer äusseren Flanke. Wenn von den Mahlscheiben die eine nichtumlaufend ist, weisen vorteilhaft die Taschen in dieser nichtumlaufenden Mahlscheibe im Radialschnitt die Form eines Kreissegments und die Taschen in der umlaufenden Mahlscheibe im Radialschnitt einen Umriss mit grösserem Neigungswinkel an ihrer radial gesehen inneren Wandfläche als an ihrer äusseren Wandfläche auf. Hierbei kann der im Axialschnitt gekrümmte Umriss der Taschen in der umlaufenden Mahlscheibe aus einem geraden oder nahezu geraden, in radialer Richtung inneren Teil, der also dem Mittelpunkt der Mahlscheibe zunächst gelegen ist, und mit der Ebene der Mahlfläche einen Winkel von ungefähr 90° bildet, und einem geraden oder nahezu geraden, in radialer Richtung äusseren Teil bestehen, der mit einem verhältnismässig spitzen Winkel zur Mahlflächenebene schräg gestellt ist, und können diese beiden Teile am Boden der Tasche tangentenförmig in einen zu einem Kreisbogen geformten Teil übergehen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise lotrecht geschnittene Seitenansicht eines gemäss der Erfindung ausgeführten Refiners;

Fig. 2 einen Teil der Fig. 1 in grösserem Masstab;

Fig. 3 einen Teil einer der Vorrichtung zugehörigen, gemäss der Erfindung ausgeführten Mahlscheibe schaubildlich und in Schnitten parallel zu der Mittachse des Refiners;

Fig. 4 einen Achsialschnitt durch die Mahlscheibe des Refiners;

Fig. 5A-5C einen Schnitt längs der Linie V-V in der Fig. 3;

Fig. 6 schliesslich einen lotrechten Schnitt durch zusammenarbeitende Refinermahlscheiben, von denen die eine eine abgewandelte Ausführungsform der Erfindung darstellt.

In den Zeichnungen enthält ein mit 10 bezeichnetes Gehäuse des Refiners eine nichtumlaufende Mahlscheibe 12. Diese Mahlscheibe arbeitet mit einer, auf einer umlaufenden Welle 14 sitzenden Mahlscheibe 16 zusammen. Die Welle 14 ist beidseitig der Mahlscheibe 16 in Lagern gelagert, die ebenso wenig wie ein Antriebsmotor für die Welle 14 in den Zeichnungen dargestellt sind. In der nichtumlaufenden Mahlscheibe 12 sind gleichmittig drei Ringe oder Gruppen von Mahlelementen 18, 20 und 50 vorgesehen. In gleicher Weise hat die umlaufende Mahlscheibe 16 drei gleichmittig angeordnete Ringe oder Gruppen von Mahlelementen 22, 24 und 30. Hierdurch sind drei Mahlzonen gebildet, nämlich eine zwischen den Elementen 18 und 22, in der eine erste Zerkleinerung des zugeführten Ausgangsstoffes, beispielsweise Holzhackstückchen, stattfindet. In einer zweiten, von den Mahlelementen 20 und 24 gebildeten Zone findet eine weitere grobe Zerfaserung statt, bevor das hierdurch erhaltene Mahlgut in die dritte, von den gemäss der Erfindung ausgeformten Mahlelementen 30 und 50 gebildete Mahlzone eintritt. Diebeiden am meisten innen gelegenen Mahlzonen zwischen den Elementen 18 und 22 bzw. 20 und 24 können mit Kämmen oder Rippen und Rinnen in an sich bekannter Weise ausgeformt sein.

Der zu vermählende Ausgangsstoff, z.B. Holzhackstückchen oder Stücken von anderem faserigem, Lignozellulose enthaltenden Material, wird durch eine Öffnung 32 in dem Gehäuse 10 eingespeist und von dort mittels einer mit gewindeförmigen

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Mitnehmern 36 ausgerüsteten Förderschraube 34 durch Öffnungen in dem Mittelteil der nichtumlaufenden und der umlaufenden Mahlscheiben eingetragen. Ein Mittelring 38 mit Mitnehmern 39 ist auf der umlaufenden Mahlscheibe 16 befestigt, um die Ausgangsstoffstückchen zu der ersten Mahlzone zu fördern.

In der dritten Mahlzone sind die beiden Mahlelemente 30 und 50 vorzugsweise als zusammenhängende Kreisringe ausgeführt, in deren einander zugekehrten Mahlflächen eine Anzahl kreisförmiger Rinnen mit demselben Mittelpunkt wie dem der Mahlscheiben 12,16 bzw. der Welle 14 ausgebildet. Diese Rinnen haben im Querschnitt gekrümmte Form. Ferner sind in den beiden Kreisringen 30,50 Nuten mit radialer oder wenigstens nahezu radialer Erstreckung vorgesehen, und in diese sind Stege eingesetzt, die die kreisrunden Rinnen in voneinander getrennte Taschen aufteilen. In dem umlaufenden Mahlelement 30 sind die Taschen mit 41-46 bezeichnet und ihre Anzahl in jeder radialen Reihe beträgt also sechs, kann aber selbstverständlich grösser oder kleiner sein. Die diese Taschen voneinander trennenden Stege sind mit 47 bezeichnet. In dem nichtumlaufenden Mahlelement 50 sind die radial in einer Reihe angeordneten Taschen mit 61-66 und die sie trennenden Stege mit 67 bezeichnet. Die Taschen haben also eine hohlrunde Innenfläche und werden an den Seiten von den ebenen Stegen begrenzt, wie am besten aus der Fig. 3 ersichtlich ist. Der Querschnitt der Taschen 61-66 in dem nichtumlaufenden Mahlelement 50 folgt einem Kreisbogen. Für den Fasermahlgutskörper, der sich in den Taschen des Mahlelements 50 bewegen soll, ist es notwendig, dass der Mittelpunkt des Kreissegments in der Oberkante des Steges liegt. Die Taschen 41-46 des umlaufenden Mahlelements 30 können denselben Querschnitt haben. Jedoch ist bei der in den Fig. 1-5 gezeigten Ausführungsform ihr dem Mittelpunkt zugekehrter Teil ausgeweitet worden, derart, dass der Querschnitt der Taschen etwas grösser wird als der des Kreissegments, wie am besten aus der Fig. 4 hervorgeht. Die Reihen von Taschen in den beiden Mahlscheiben sind radial gegeneinander versetzt, z.B. um eine halbe Teilung. Das vorzerkleinerte Fasermahlgut wird durch einen Einlass 40 eingespeist, der in die am meisten innen gelegene Tasche 41 übergeht. Die am meisten auswärts gelegene Tasche 66 des nichtumlaufenden Mahlelements 50 ist abgeschnitten, derart, dass sie einen Auslass für das fertig vermahlene Mahlgut bildet.

Die Stege 47,67 sind aus einem Werkstoff hergestellt, der wesentlich härter ist als das der Kreisringe 30,50, und sie werden ausser von den radialen Nuten in diesen von den die Taschen in jeder radialen Reihe voneinander trennenden Teilstücken 51 bzw. 52 des Ringwerkstoffes unterstützt. Diese Teilstücke springen bis zu derselben Ebene wie die Schmalkanten der zugehörigen Stege vor. Der Abstand zwischen den Mahlflächen der ringförmigen Mahlelemente 30 und 50 in achsialer Richtung bildet den Mahlspalt, dessen Weite durch achsiale Verstellung der Welle 14 des Refiners regelbar ist. Hierzu wird oft ein hydraulischer Servomotor benutzt, der in manchen Fällen zur Ausübung eines achsialen Drucks von 30 Tonnen einstellbar ist, um die Grösse des Abstandes zwischen den Mahlelementen 30 und 50 und damit die Weite des Mahlspalts möglichst konstant zu halten. Dieser Abstand kann von 0,5 mm bis hinab zu 0,05 mm oder noch weniger einstellbar sein, um sicherzustellen, dass die gewünschte Raffinierwirkung erhalten wird. Ein Abstand von 0,8 mm ist für besondere Arten von Pulpen benutzt worden. Vorzugsweise soll der Servomotor imstande sein, die Weite des Mahlspaltes, d. h. den Abstand zwischen den Mahlelementen 30 und 50, mit einem Spiel von höchstens 0,01 mm konstant zu halten.

Als Beispiel für die bauliche Ausgestaltung von gemäss der Erfindung ausgeführten Mahlgeräten sei erwähnt, dass der Mahlelementring 30 auf der umlaufenden Mahlscheibe 16 bei der den Zeichnungsfig. 1-4 zugrundeliegenden Ausführungsform einen äusseren Durchmesser von 1270 mm und einen inneren Durchmesser von 1016 mm hat. Für die umlaufende Mahlscheibe 16 ist vorgesehen, dass sie mit einer Geschwindigkeit von 1500-1800 U/min angetrieben wird. Die einzelnen Taschen 41-46 haben dann eine Breite von 0,38 cm und einen Querschnitt von 1,5 cm2, was einen Rauminhalt von 0,57 cm3 ergibt. Die Stege haben dann eine Stärke von 3 mm und eine Breite von 15 mm sowie eine Länge von 127 mm. In diesem Fall hat die Mahlscheibe um den Umfang herum 504 Stege, die in 72 Gruppen von je 7 zueinander parallelen Stegen angeordnet sind, wodurch scherenähnliche Schnitte erzeugt werden statt langer, paralleler Schnitte, wie sie auftreten, wenn die Stege sämtlich radial angeordnet sind. In dem Mahlelementring 50 der nichtumlaufenden Mahlscheibe 12 können die Taschen und Stege im wesentlichen dieselben Abmessungen haben und in derselben Weise angeordnet sein wie in dem Ring 30 der umlaufenden Mahlscheibe 16. Die gruppenweise Zusammenfassung von zueinander parallelen Stegen trägt zu einer gleichmässigeren Verteilung des Drehmomentes während des Betriebes bei. Eine solche Zusammenfassung der Stege in parallele Gruppen vereinfacht auch die maschinelle Herstellung der Mahlzonenelemente 30 und 50, indem sie das Fräsen einer grösseren Anzahl von Nuten oder Schlitzen in einem Arbeitsgang ermöglicht.

Der Refiner arbeitet folgendermassen: In der ersten, von den Elementen 18 und 22 gebildeten Mahlzone wird der Ausgangsstoff, z.B. die Holzhackstückchen, einer groben Zertei-lung mit mässigem Energieverbrauch unterworfen. In der zweiten Mahlzone wird das Gut zwischen den Elementen 20 und 24 feiner zu einer verhältnismässig gleichförmigen Konsistenz weiter vermählen. Er kann dann einen Vermahlungsgrad von beispielsweise 800 ml, bestimmt nach dem «Canadian Standard Freeness» (CSF) erreicht haben. Dieses Mahlgut tritt also mit dieser Konsistenz in die Einlässe 40 der dritten Mahlzone ein und gelangt weiter in den innersten Kreis von Taschen in dem umlaufenden Mahlelementring 30. Der gekrümmte innere Wandteil 48 der Tasche 41, wo der Winkel der Tangente zur Richtung des Radius zunimmt, lenkt nun das. Fasermahlgut um 90° zur innersten Tasche 61 der nichtumlaufenden Mahlscheibe ab, wie mit dem Pfeil 40' in der Fig. 4 angedeutet ist.

In der Fig. 4 sind die Taschen in den beiden Mahlelementen zueinander geöffnet dargestellt, was der Lage gemäss der Fig. 5A entspricht. Beim Umlauf des Ringes 30 in der durch den Pfeil 31 angedeuteten Richtung bewegen sich die Stege 47 aus dieser Lage, wo sie sich den Stegen 67 genau gegenüber befinden, in die Lage gemäss der Fig. 5B und dann in die gemäss der Fig. 5C über, wo sie die Taschen in der gegenüberliegenden Mahlscheibe abdecken. Dieses Abdecken ist vollständig mit Ausnahme des sehr geringen Abstandes h zwischen den Mahlscheiben, wie er von dem hydraulischen Servomotor bestimmt wird, indem er die achsiale Lage der die umlaufende Mahlscheibe tragenden Welle festlegt. Bei den vorbeschriebenen Abmessungen und Betriebsgeschwindigkeiten des Refiners und der erfindungsgemäss ausgebildeten Taschen gehen an jeder einzelnen Tasche in der nichtumlaufenden Mahlscheibe während jeder Sekunde 10 800 Taschen der umlaufenden Mahlscheibe vorbei, was bedeutet, dass die Verschiebimg der Stege 47 zwischen den Lagen 5A-5C während eines Zeitabstandes von etwa 0,001 Sekunden erfolgt. Der Strom von Fasermahlgut von den Taschen in der umlaufenden Mahlscheibe zu den Taschen in der nichtumlaufenden Mahlscheibe wird trotz dieser kurzen Unterbrechungen nicht zum Stocken gebracht. Dies lässt sich beobachten, wenn der Strom von in den Refiner eingespeisten Holzhackstückchen abgeschaltet wird und die umlaufende Mahlscheibe des Refiners stillgesetzt wird. Wenn dann der Refiner zwecks Besichtigung geöffnet s

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wird, stellt sich heraus, dass die Taschen der umlaufenden Scheibe ganz leer sind. Wenn die antreibende Betätigung durch das von der umlaufenden Mahlscheibe kommende Mahlgut aufgehört hat, bleibt das Mahlgut in den nichtumlaufenden Taschen.

Das aus der Tasche 41 abgeschälte Fasermahlgut bewegt sich mit sehr hoher Geschwindigkeit von etwa 82 m/Sek. zur Tasche 61, in die sie hineingedrückt und momentan abgestoppt wird. In der nichtumlaufenden Tasche 61 sammelt sich das Fasermahlgut, das eine erhebliche Menge an kinetischer Bewegungsenergie erworben hat, und wird zusammengedrückt, wobei die kinetische Energie in Wärme übergeht, wodurch sich die Temperatur bei dem gewählten Ausführungsbeispiel um ungefähr 1 Grad C erhöht. Das Fasermahlgut übt, wenn es in die nichtumlaufende Tasche hineingeschleudert wird, einen erheblichen mechanischen Druck auf bereits dort befindliches Mahlgut aus, wodurch dieses zu einer Dichte von ungefähr 0,79 g/cm3 zusammengepackt wird. Die innere Reibung, die erzeugt wird, wenn die Kante des nächst auftreffenden Stegs in den Körper von Fasermahlgut einschneidet, bewirkt die angestrebte Raffinierung. Der Grad der Raffinierung lässt sich durch Verstellen des Abstandes zwischen den Mahlscheiben verändern. Wenn beispielsweise Pulpe für Zeitungspapier hergestellt wird, kann ein Abstand zwischen 0,1 und 0,2 mm zur Anwendung kommen. Wenn Siedenpapier hergestellt wird, kann ein Abstand von 0,3-0,5 mm zur Anwendung kommen. Pulpe für Eierbehälter kann mit einem eingestellten Abstand bis zu 0,7 mm erzeugt werden.

Wenn das Fasermahlgut aus der umlaufenden Tasche 41 gegen den in der nichtumlaufenden Tasche 61 befindlichen Fasermahlgutkörper gepresst wird, wie durch den Pfeil 40' in der Fig. 4 angezeigt ist, wird ein keilförmiger Teil der Körpers in die Tasche 42 hinübergekippt. Dieser Teil wird dann von einem Steg 67 abgeschält und danach durch die Fliehkraft beschleunigt und schliesslich in die Tasche 62 abgelenkt.

Jedesmal, wenn das Fasermahlgut zum Stillstand kommt, wird die kinetische Energie der Drehbewegung in Wärme umgewandelt, wodurch die Temperatur in dem Mahlgut ansteigt. Da die Temperatur des Mahlgutes die Güte der Pulpe beeinflusst, ist es von gewisser Bedeutung, diesen Temperaturschwankungen entgegenzuwirken. Da der gan2e Raffiniervorgang bei einer Temperatur durchgeführt wird, die sehr nahe bei dem Kochpunkt von Wasser liegt, gleichviel, ob die Raffinierung unter atmosphärischen Bedingungen oder unter Dampfdruck in einem unter Überdruck stehenden Refiner vorgenommen wird, bewirkt diese Wärme auch eine so weitgehende Verdampfung, dass der Feuchtigkeitsgehalt des Fasermahlgutes verringert werden kann. Da die Stärke der in den Reibungsflächen in dem Fasermahlgutkörper entwickelten Schubkräfte in hohem Ausmass von der Menge der vorhandenen Feuchtigkeit abhängig ist, muss das verdampfte Wasser ersetzt werden. Dies geschieht durch Einspritzen einer der Verdampfung angepassten Menge an Wasser z.B. durch eine Leitung 55.

Das aus der Tasche 41 abgelenkte Fasermahlgut hat eine Geschwindigkeit von ungefähr 80 m/Sek., was ihr eine Flieh-kraftbeschleunigung von 1330 g gibt, und wird gegen das Mahlgut in der Tasche 61 gepresst, wo es sofort abgestoppt wird. Die nichtumlaufende Tasche 61 ist bereits mit zusammengepacktem Fasergut, dessen Fasern im wesentlichen senkrecht zu den Stegen orientiert sind, gefüllt. Die kinetische Energie des abgestoppten Mahlgutes wird in Wärme umgewandelt, die Feuchtigkeit in dem Mahlgut zur Verdampfung bringt. Diese Umwandlung wiederholt sich jedesmal, wenn sich die Taschen in beiden Mahlscheiben zueinander öffnen. Wenn die Stege 47 durch das gepackte Fasermahlgut hindurchgehen, werden Reibungsflächen gebildet, zwischen denen die Fasern voneinander getrennt und fibrilliert werden. Die von dem die umlaufende Mahlscheibe antreibenden Motor ausgehende Bewegungskraft wird auf das Mahlgut durch die Stege 47 übertragen, wodurch das Mahlgut zu einer Fliehkraftbeschleunigung der Grössenordnung 1.000-1.500 g beschleunigt wird. Die Führung des Mahlgutstromes durch die Taschen in den Ringen 30 und 50 ermöglicht die Entwicklung von so grossen inneren Reibungskräften an den Schubflächen, dass die vorgesehene Fasertrennung und Fibrillierung gesichert ist.

Wie bereits erwähnt, wird jedesmal, wenn eine Verbindung zwischen den Taschen 41 und 61 des umlaufenden bzw. des nichtumlaufenden Rings 30 bzw. 50, wie in der Fig. 5A veranschaulicht, entsteht, eine neue Menge an Fasermahlstoff durch einen umlaufenden Steg 47 in die nichtumlaufende Tasche 61 gepresst. Wegen deren geometrischer Form als Kreissegment führt, wie auch bereits erwähnt, der in den nichtumlaufenden Taschen zusammengepresste Fasermahlstoffkörper oder -pfropfen beim Durchgang jedes eine Schubfläche bildenden Steges 47 eine Drehbewegung um den geometrischen Mittelpunkt 49 des Segments aus, wie durch die Linie 69 in der Fig. 4 angedeutet ist.

Dies bedeutet, dass der Mahlgutstrom durch den Refiner aufrechterhalten wird, so lange neues, in den beiden inneren Mahlzonen zerkleinertes Gut durch den Einlass 40 der Tasche 41 zugeführt wird. Dies wiederum bedeutet, dass, wenn Mahlgut kontinuierlich der Einlasseite der stillstehenden Tasche 61 zugeführt und dort zusammengepresst wird, eine entsprechende Fasermahlgutmenge aus dem Auslassteil der Tasche 61 ausgepresst und in die gegenüberliegende Tasche 42 des Mahlelementringes 30 der umlaufenden Mahlscheibe 16 abgeschält wird. Während des Übergangs in diese Tasche werden in dem Mahlgut neue Reibungsflächen gebildet, indem der sich schnell bewegende Steg 47 durch den zusammengepackten Fasermahlgutkörper hindurchgeht, während dieser von dem Steg 67 daran gehindert wird, sich zu drehen. In dieser Weise wird das Fasermahlgut dazu gebracht, sich abwechselnd zwischen den umlaufenden und den nichtumlaufenden Taschen zu bewegen, bis es den nichtumlaufenden Mahlelementring 50 an dessen Aussenumfang durch eine der mit Auslass versehenen Taschen 66 verlässt.

Je nach der eingestellten Weite des Mahlspalts zwischen den Mahlscheiben und auch dem Füllungsgrad der nichtumlaufenden Taschen kann ein Teil des Mahlgutes radial durch den Mahlspalt aus der Tasche 41 an der Querrippe 51 vorbei durch die dort ausgebildeten Reibungsfläche hindurch austreten (siehe hierzu Fig. 4).

Aus den Fig. 5A-5C ist ersichtlich, dass bei Vorbeigang der Stege 47 an den Stegen 67 die Durchlässe zwischen den Taschen des umlaufenden und des nichtumlaufenden Mahlelementringes abwechselnd geöffnet und geschlossen werden. Bei der oben beispielsweise abmessungsmässig angegebenen baulichen Ausführung wiederholt sich dieser Vorgang für jeden Steg mit einer Frequenz von annähernd 10 000 Malen je Sekunde. Hierdurch wird das aus den nichtumlaufenden Taschen austretende Mahlgut einer Hammerwirkung durch Kräfte unterworfen, deren Grösse zwischen einigen Kg/cm2 und Null schwankt, was das Sichdrehen der Mahlkörper oder -pfropfen und damit den gleichmässigen Fluss des Mahlguts durch die Taschen erleichtert. Diese eine Vibration erzeugende Hammerwirkung trägt ausserdem zur Zusammenpressung des Mahlguts bei, derart, dass an der Übergangsstelle zwischen einer nichtumlaufenden Tasche und einer gegenüberliegenden'umlaufenden Tasche eine sehr kräftige Reibungsarbeit zustande gebracht wird.

Der Abstand h zwischen den Schmalkanten der in der Fig. 5A mit 47 bzw. 67 bezeichneten Stege der Mahlelemente 30 bzw. 50 in der äussersten Mahlzone des Refiners entspricht dem für den Refiner eingestellten Mahlscheibenabstand oder Mahlspalt. Dessen Weite kann sich auf 0,2 mm und mehr

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belaufen. Diese Weite ist ein wichtiger Betriebsfaktor des Refiners. Sie wird von den Arbeitsbedingungen, der Art des eingesetzten Ausgangsrohstoffes und der Art und Güte der herzustellenden Faserpulpe bestimmt. In einigen Fällen, wo eine sehr feinraffinierte Pulpe gewünscht wird, kann der Abstand h zwischen den Stegen 47 und 67 sogar auf 0,05 mm verkleinert werden, jedoch wird in diesen Fällen gleichzeitig die Leistungsfähigkeit des Refiners verringert. Mit dieser Einstellung des Mahlspaltes lassen sich Pulpen mit einem CSF-Mahlgrad bis hinab zu 2 ml herstellen.

In den meisten Fällen ist der Abstand in der Mahlzone, der durch die einander am nächsten liegenden Mahlelemente der Mahlscheiben bestimmt wird, ein Vielfaches des Durchmessers einer Faser der meisten pflanzlichen Ausgangsrohstoffe, der z.B. für die Tracheiden von Fichtenholz im allgemeinen zwischen ungefähr 0,02 und 0,03 mm liegt. Ein unmittelbares Abschneiden der Fasern zwischen den Vorderkanten der während des Umlaufs der einen Mahlscheibe gegenüber der anderen ist praktisch ausgeschlossen. Die Raffinierung des Fasermahlgutes in der Mahlzone zwischen den Mahlelementen 30 und 50 wird durch das Zusammenwirken zwischen der Vorderkante der einzelnen Stege und dem Körper oder Pfropfen zusammengepackten Mahlgutes bewirkt. Die mechanische Einwirkung auf die Faser hängt daher von der Beschaffenheit der innerhalb des Fasermahlgutes entwickelten Reibungskräfte ab. Diese wiederum ist abhängig von der mechanischen Festigkeit des Refiners, die ihm eine ausreichende Steifigkeit geben soll, damit unmittelbare metallische Berührung zwischen den Oberflächen der Mahlscheiben vermieden wird.

Um eine Trennung der Fasern voneinander und deren weitere Aufteilung in z.B. die anatomischen Bestandteile des Nadelholztracheids und damit die gewünschte Raffinierwirkung bei dem Mahlgut herbeizuführen, muss dieses so stark zusammengepresst werden, dass sich in ihm örtlich und punktweise entstehende Kraftfelder (von mikroskopischer Grösse) ausbilden und Schubkräfte von hoher Intensität entwickeln können.

Voraussetzungen hierfür werden insbesondere in solchen Druckkraftfeldern geschaffen, die sich an den Übergangsstellen aus den umlaufenden Taschen 41-46 ausbilden, wo das Fasermahlgut unter der Einwirkung einer Fliehkraft von etwa 500 g und sogar mehr als 1000 g bis zu 1500 g zusammengepresst wird, wenn es in den nichtumlaufenden Taschen 61-66 plötzlich abgestoppt wird.

Die an den Übergangsstellen von den Taschen 61-65 des Mahlelementrings 50 auf der nichtumlaufenden Mahlscheibe 12 zu den Taschen 42-46 des Mahlelementrings 30 der umlaufenden Mahlscheibe 16 gebildeten Reibungsflächen oder -felder haben teilweise einen anderen Charakter als die Reibungsflächen oder -felder, die beim Übergang aus den Taschen der umlaufenden Mahlscheibe in die Taschen der nichtumlaufenden Mahlscheibe gebildet werden. Wenn das Fasermahlgut durch den Steg 47 in die Tasche 42 beschleunigt wird, ist die Wirkungsweise eine andere und mehr die Wirkung eines stumpfen Messers, das durch ein Käsestück hindurchgeht, vergleichbar. In dem zusammengepressten Fasergut erzeugen bei dessen Heraustreten aus den Taschen des nichtumlaufenden Mahlelementringes die umlaufenden Stege der Reibungsflächen. In der umlaufenden Tasche 42 wird das bereits zusammengepackte Fasermahlgut von dem umlaufenden Steg 47 eingefangen und eine dünne Schicht davon abgeschält und zu beträchtlicher Geschwindigkeit beschleunigt, infolge der sie sich in der Tasche 42 in radialer Richtung nach aussen bewegt und abgelegt und verdichtet wird, bevor sie über die Kante 49 ab gelenkt und in die nichtumlaufende Tasche 62 usw. überführt wird. Dort wird sie wiederum zum Stillstand gebracht, was wegen des Verlustes an Winkelgeschwindigkeit eine Einbusse an kinetischer Energie und erneute Temperatursteigerung bedeutet.

Die lignozellulosehaltige Holzsubstanz ist wegen ihrer chemischen Struktur hydrophil und in feuchtem Zustand thermoplastisch, und zwar innerhalb des Temperaturbereichs von knapp unter 100°C, wo sie zu erweichen beginnt, bis zu 140-150°C, wo die Bindung zwischen den Tracheiden mehr oder weniger vollständig je nach der Art der verschiedenen ligno-zellulosehaltigen Ausgangsstoffe ihre Kraft verliert.

Die Raffinierarbeit wird daher gemäss der Erfindung vorzugsweise in geschlossenen Anlagen durchgeführt, wo der Raffinierprozess unter Dampfdruck durchgeführt werden kann, was bedeutet, dass während des Raffiniervorgangs eine zweckentsprechende Temperatur aufrechterhalten werden kann. Der für die Erwärmung des Mahlgutes erforderliche Wärmezuschuss kann in dieser Weise leicht aus der Wärme erhalten werden, die durch die während des Raffiniervorgangs in dem Mahlgut stattfindende Reibungsarbeit erzeugt wird. Da während dieses Vorgangs erheblich mehr Wärme frei wird, als erforderlich ist, um das Mahlgut auf einer geeigneten Temperatur zu halten, wird ein grosser Teil der in dem Mahlgut enthaltenen Feuchtigkeit verdampft. Wenn also bei der gemäss der vorliegenden Erfindung durchgeführten Raffinierarbeit beispielsweise 800 kWh je Tonne erzeugter Pulpe, als Trok-kensubstanz gerechnet, eingesetzt werden, erhält das Mahlgut einen Wärmezuschuss von 688 000 kcal je Tonne Trockensubstanz. Wenn nun die Raffinierung bei einer Temperatur von 120°C (und bei entsprechendem Dampfdruck) durchgeführt wird, um die dann erhaltene thermoplastische Erweichung der Holzsubstanz auszunutzen, werden von der in dem Mahlgut vorhandenen Feuchtigkeit 1309 kg Wasser je behandelter Tonne Holz verdampft.

Angenommen, die in den Refiner eingespeisten Holzhackstückchen hatten einen Feuchtigkeitsquotienten von 2:1, d. h. enthielten 33% Holztrockensubstanz, würde durch diese Verdampfung der Feuchtigkeitsquotient auf 0,7:1 sinken. Da nun das Aufrechterhalten einer gleichförmigen Viskosität des Mahlgutes sich als eine unabdingbare Voraussetzung für das Erzielen eines guten Mahlergebnisses erwiesen hat, muss eine entsprechende Wassermenge der Mahlzone durch die dafür vorgesehene Leitungen 55 in dem nichtumlaufenden Mahlelementring 50 zugesetzt werden. Zweckmässig erfolgt dieser Zusatz bei einem gemäss der Erfindung ausgebildeten Refiner selbsttätig. Es muss so viel Wasser zugesetzt werden, dass der Feuchtigkeitsquotient nicht niedriger wird als 1.5:1. Das zugesetzte Wasser verteilt sich schnell über die Oberflächen der Fasern des Mahlgutes und beeinflusst dadurch den Zustand der Reibung zwischen den Fasern und damit den ganzen Raffiniervorgang. Mit steigendem Feuchtigkeitsquotienten des Mahlgutes vergrössert sich die Stärke des die Fasern umgebenden Flüssigkeitsfilms. Ein zu dicker Film wirkt als Schmiermittel zwischen den Fasern und beeinträchtigt hierdurch die Nutzwirkung des Raffinierprozesses. Umgekehrt besteht, wenn der Feuchtigkeitsquotient auf 1:1 oder weniger sinkt, die erhebliche Gefahr der Bildung von mikroskopisch kleinen Knoten oder Bündeln von Fasern, die sich auch bei nachträglicher Raffinierung nur mit Schwierigkeit entwirren lassen. Ein zur Vermeidung dieser Gefahr in ausreichendem Ausmass vorgenommener Wasserzusatz vergrössert auch den Verbrauch an Energie zur Beschleunigung des Mahlgutes in den Taschen der umlaufenden Mahlscheibe.

Bei der Prüfung von Mikrophotografien von Schnitten von Fichtenholzfasern (Tracheiden) In 50facher Vergrösserung lassen sich einzelne Fasern auch im Querschnitt leicht beobachten und auch wie ihre Grösse innerhalb der Jahresringe wechselt. Bei statistischer Auswertung ergibt sich, dass die Grösse der Fasern im Querschnitt bei annähernd 0,03x0,03 mm liegt, was ungefähr 100 000 Fasern je cm2

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entspricht. Die Faserlänge ist etwa 2,5 mm, und damit wird die Anzahl der Fasertracheiden ungefähr 400 000 je cm3. Das Trockengewicht von Fichtenholz ist ungefähr 0,42 g/cm3, und dementsprechend enthält ein g (= 2,4 cm3) Fichtenholz ungefähr 1 000 000 Fasern und ist die Gesamtoberfläche von getrennten ganzen Fasern ungefähr 3 m2 je ein g Holz. Ferner ergibt sich, dass die Gesamtfaserlänge je cm3 ungefähr 100 000 cm oder je g 240 000 cm ist. Bei einem Querschnitt der Tracheiden von 0,03x0,03 mm wird der Umkreis 0,12 mm und die Gesamtoberfläche 28 800 cm2 je Gramm Holz. Raffiniertes Fasermahlgut kann je nach seinem CSF-Mahlgrad eine zehnfach grössere Oberfläche haben. Der über die Teilchen verteilte Flüssigkeitsfilm ist eine dünne Haut, deren Stärke angestellten Berechnungen zufolge kleiner ist als ein Tausendstel eines Millimeters. Jedoch kann mit Hinblick auf die grosse zur Verfügung stehende Oberfläche und die hydrophilen Eigenschaften der Holzsubstanz ein begrenzter Überschuss an Wasser zugelassen werden, ohne dass bei Verwendung von Mahlelementen gemäss der Erfindung ein untragbar grosser Verlust an Raffinierwirkung zu befürchten wäre. Ein mit Mahlscheiben gemäss der Erfindung ausgerüsteter Refiner schafft eine grössere Anzahl an wirksamen Reibungsflächen innerhalb des Mahlgutes, als bisher mit irgendeiner vorbekannten Ausführung von Refinern zu erzielen möglich gewesen ist. Die Erfindung ermöglicht auch die Verwendung von gegen Verschleiss widerstandsfähigeren Stegen und Rippen als bei bisher bekannten Refiner-Bauarten, insbesondere auch dank der neuartigen Einbettung der Stege in dem Mahlscheibenkörper.

Die in dem Fasermahlgut gebildeten Reibungsflächen oder -felder liegen innerhalb des Mahlgutes im Verhältnis zu dem Abstand zwischen den Oberflächen der umlaufenden Stege und der festen Stege so versetzt, dass eine Vermahlung zu einem bestimmten Raffiniergrad mit einem grösseren Abstand zwischen den Mahlscheiben als bei vorbekannten Vorrichtungen erhältlich ist. Dies bedeutet geringeren Verschleiss an den einander gegenüberliegenden Oberflächen der Stege. Ein solcher vergrösserter Abstand wirkt auch einer übermässigen Verkürzung der Fasern durch Abschneiden entgegen.

Um die vorgesehene Trennung der Fasern voneinander und deren Fibrillierung durch mechanische Raffinierung zu erzielen, arbeitet man heutzutage in der Praxis stets mit der Ausbildung von Reibungsflächen oder -feldern, die in dem allmählich immer feiner verteilten Mahlgut mechanisch zwischen Mahlscheiben vieler verschiedener Muster erzeugt werden, indem die Reibungsflächen durch Richtungsveränderungen zwischen verschiedenen Mahlgutoberflächen geschaffen werden.

Gemäss der Erfindung erreicht man einen hohen Wirkungsgrad bei der Ausnützung der kinetischen Energie, die von einem Antriebsmotor der umlaufenden Welle wiederholt das Mahlgut beschleunigt. Durch die besondere Ausgestaltung von den Fluss des Mahlgutes bestimmenden Kanälen, wo das Mahlgut örtlich zu Körpern oder Pfropfen solcher Festigkeit zusammengepresst wird, dass sich Reibungsflächen bilden lassen, in denen eine interne mechanische Bearbeitung stattfindet, erzielt man eine weitgehende Trennung bzw. Fibrillierung der in dem Mahlgut bereits mehr oder weniger weitgehend voneinander getrennten Faserbestandteile, bevor das Mahlgut schliesslich örtlich seine gesamte kinetische Energie verliert und zu der umlaufenden Mahlscheibe zurückgeführt wird, um erneut derselben Behandlung unterworfen zu werden.

Mit einem achsial verstellbaren Ring 56 ausserhalb des Umkreises des nichtumlaufenden Mahlelementringes 50 ist es möglich, den Auslassquerschnitt der äussersten nichtumlaufenden Taschen 66 und damit die Grösse des Mahlgutflusses zwischen den Mahlelementringen 30 und 50 zu regeln.

Die Stege 47 und 67 können aus einem sehr harten Werkstoff, wie Karborund, Siliziumkarbid oder anderen keramischen Werkstoffen gefertigt sein. Die die Mahlelemente tragenden Ringe 30 und 50 können aus weicherem Werkstoff hergestellt sein, der leicht maschinell bearbeitet werden und daher in einem Stück gefertigt sein kann. Die Stege sind in die gefrästen radialen Nuten oder Schlitze, die vorteilhaft senkrechte Seitenwände haben, eingesetzt und vorzugsweise dort durch Bindemittel, zweckmässig organische Kunstharze hoher Bindekraft, wie Polyimide oder Fluorpolymere des Typs «Teflon»(R), «Ryton»(R) oder Polyparaphenylsulfid wie «Eko-nol» (R) festgehalten. Die Stege können auch in den Schlitzen eingegossen gehalten sein. Dank des gekrümmten Umrisses der Rinnen, in denen die Taschen 41-46 und 61-66 gebildet sind, werden die Stege besonders gut in den Nuten festgehalten.

Die Mahlelemente der zweiten Mahlzone zwischen den Ringen 20 und 24 können gemäss einer abgewandelten Ausführungsform ähnlich wie die Mahlelementeringe 30 und 50 ausgeformt sein. Die Arbeitsflächen der Mahlelemente der Mahlscheiben erfordern oft nach dem Zusammenbau des Refiners eine Nachbearbeitung zu möglichst hoher Genauigkeit, um die bestmögliche Leistung bei dem Betrieb des Refiners sicherzustellen.

Die erste Tasche 41 des umlaufenden Mahlelementrings 30 hat einen innersten Radius von 528 mm. Wenn das Mahlgut mit einem Feuchtigkeitsquotienten von 3:1 zu einer Geschwindigkeit von 83 m/Sek beschleunigt wird, beläuft sich der erforderliche Eingangseffekt auf 14,5 kWh je Tonne absolut trok-kener Pulpe. Wenn das Fasermahlgut in die Tasche 61 des nichtumlaufenden Mahlelementrings 50 eintritt, wird es auf die Geschwindigkeit Null abgebremst; aber wenn es diese Tasche wieder verlässt, wird es in der gegenüberliegenden umlaufenden Tasche 42 erneut beschleunigt. Das durch die dritte Mahlzone des Refiners hindurchgehende Mahlgut wird somit sechs Mal abwechselnd beschleunigt und gestoppt, je ein Mal in jeder Taschenreihe. Dies entspricht einem Kraftverbrauch von ungefähr 95 kWh je Tonne hergestellter Pulpe. Wie oben beschrieben werden beim Austreten des Fasermahlguts in zusammengepackter Form aus den nichtumlaufenden Taschen Reibungsflächen oder -felder von den Kanten der Stege gebildet. Die Stärke dieser Reibung lässt sich, wie oben bereits angedeutet, durch Änderung des Abstandes zwischen den Mahlscheiben verändern. Die für den Raffiniervorgang eingesetzte Kraft lässt sich daher von einigen Hundert bis zu eintausend kWh je Tonne Pulpe gewöhnlicher Sorten ändern. Wenn Pulpe mit besonders niedrigen Werten des Mahlgrades hergestellt werden soll, können bis zu 2000 kWh je Tonne Pulpe zum Einsatz kommen. Durch Vergrösserung des Abstandes zwischen den Mahlscheiben kann ein kurzer Schnitt geschaffen werden, der es erlaubt, dass ein Teil des Fasermahlgutes unmittelbar über die Querrippen 51 von einer Tasche in die nächste radiale Tasche hinübergeht. Dies bedeutet einen erheblichen Verlust an Raffinierwirkung, zugleich aber eine möglicherweise wünschenswertere Herabsetzung des Kraftverbrauchs.

Bei der Ausführungsform gemäss der Zeichnungsfigur 6 haben die Taschen 61-66 und 71 in dem nichtumlaufenden Mahlelementring 50 in gleicher Weise wie bei der in den Fig. 1-5 veranschaulichten Ausführungsform im Achsialschnitt den Umriss eines Kreissegments, dessen Halbmesser derselbe ist wie die grösste Tiefe der Tasche oder etwas grösser als diese Tiefe. In dem umlaufenden Mahlelementring 30 haben die einzelnen Taschen ebenfalls im Achsialschnitt durch das Mahlelement einen gekrümmten Umriss. In Abweichung von der Ausführung gemäss der Fig. 4 hat die einzelne Tasche an ihrer radial äusseren Seite einen schwach geneigten Wandteil 72, der eben oder nahezu eben ist und am Boden der Tasche tangential in einen kreisbogenförmigen Teil 73 übergeht, der seinerseits an der radialen Innenseite der Tasche in einen s

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Wandteil 74 übergeht, der senkrecht oder wenigstens nahezu senkrecht zu der von den Kanten der Stege 47 und der Rippen 51 gebildeten Mahlfläche steht. Der Kreisbogenteil 73 kann einen Krümmungshalbmesser haben, dessen Länge ungefähr der halben grössten Tiefe der Tasche gleichkommt. Hierdurch erhalten die umlaufenden Taschen einen Umriss mit einer verhältnismässig langen doch flachen Ablenkfläche 72 für das Mahlgut. Dieses wird an der radialen Innenseite des umlaufenden Mahlelementrings 30 durch Einlasse 41 eingeführt und mit hoher Geschwindigkeit in der Richtung des Pfeils 40 in die innerste nichtumlaufende Tasche 61 geschleudert, wo das Mahlgut unmittelbar abgestoppt wird und die Tasche ausfüllt, wobei es zu einem dicht gepackten Pfropfen oder Körper zusammengepresst wird. Dieser wird dann in die innerste umlaufende Tasche 42 überführt, wobei der Pfropfen zwischen den Stegen 47 und 67 hindurchgeht und sich Schub- oder Reibungsflächen bilden, in denen die einzelnen Fasern und Fibrillen des Mahlguts voneinander getrennt werden. Durch die Kreissegmentssektion der nichtumlaufenden Taschen wird der in diesen zusammengepackte Mahlgutpfropfen durch das nachfolgende, durch den Einlass 41 geschleuderte Mahlgut sich um einen Mittelpunkt 40 drehen, wie mit der Linie 69 s angedeutet ist. Der Pfropfen kommt dann in Berührung mit den umlaufenden Stegen 47, die das Mahlgut unter Abschälung zerteilen. In der umlaufenden Tasche 42 wird das Mahlgut nun zu der hohen Geschwindigkeit des umlaufenden Mahlelementes beschleunigt, wobei es zusammengepackt und dank io der schwach geneigten, langgestreckten Ebene 72 unter günstiger Verteilung der radial und achsial gerichteten Kraftkomponenten in die nächste Tasche 62 eingeführt, wo also wiederum ein kreissegmentförmiger Mahlgutpfropfen gebildet wird. Dieser Verlauf wiederholt sich bei dem nach aussen gerichteis ten Weg des Mahlgutes abwechselnd zwischen den nichtumlaufenden und den umlaufenden Taschen, bis das in dieser Weise enthaltene Enderzeugnis durch die letzte nichtumlaufende Rinne 71 austritt.

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3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

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1. Scheibenmühle zur Zerkleinerung von faserigem, ligno-zellulosehaltigem Ausgangsmaterial zu Fasern, welche mit relativ gegeneinander umlaufenden Mahlscheiben ausgerüstet ist, an denen die einander zugekehrten Mahlflächen mit radial angeordneten Stegen und mit dieselben verbindenden Querrippen ausgeformt sind, wobei an beiden Mahlscheiben zwischen diesen radialen Stegen Reihen von durch die Querrippen voneinander getrennten Taschen mit in radialer Richtung gekrümmten Böden ausgebildet sind und wobei die an der einen Mahlscheibe vorhandenen Taschen gegen diejenigen der anderen Mahlscheibe radial versetzt sind, dadurch gekennzeichnet, dass an beiden Mahlscheiben (16; 12) radial gerichtete Nuten angeordnet sind, in denen die separat aus hartem Werkstoff hergestellten, radialen Stege (47; 67) eingesetzt sind, wobei durch diese Stege (47; 67) zusammen mit den Querrippen (51; 52) die Breite des zwischen beiden Mahlscheiben (16; 12) vorhandenen Mahlspaltes (h) bestimmt ist, und dass die in der einen Mahlscheibe (16) angebrachten radialen Stege (47) gleich breit sind wie die an der anderen Mahlscheibe (12) angeordneten Taschen (61 bis 66), wodurch während der Umlaufbewegung der Mahlscheiben (16; 12) gegeneinander die an denselben angeformten Taschen (41 bis 46; 61 bis 66) momentan abgedeckt und von benachbarten Taschen der selben Reihe getrennt sind.

2. Scheibenmühle nach Anspruch 1, mit einer stationär angeordneten Mahlscheibe, dadurch gekennzeichnet, dass einerseits an der nicht-umlaufenden Mahlscheibe (12) die Taschen (61 bis 66) in radialer Richtung zylindersegment-förmig profiliert sind und anderseits an der umlaufenden Mahlscheibe (16) die Taschen (41 bis 46) an ihrer - in radialer Richtung - inneren Flanke einen grösseren Neigungswinkel haben als an ihrer äusseren Flanke.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Scheibenmühle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass an der umlaufenden Mahlscheibe (16) der axiale, gekrümmte Querschnitt der Taschen (41 bis 46) aus einem -in Bezug auf das Zentrum der Mahlscheibe (16) - inneren, wenigstens annähernd geraden Abschnitt (74), welcher mit der Mahlfläche einen Winkel von nahezu 90° bildet, und aus einem äusseren, gleichfalls wenigstens annähernd geraden Abschnitt (72) besteht, welch' letzterer gegen die Mahlfläche unter einem spitzen Winkel geneigt ist, wobei am Boden der Tasche diese beiden geraden Profil-Abschnitte (74 und 72) tangential in einen kreisbogenförmigen Abschnitt (73) übergehen, dessen Radius vorzugsweise annähernd der halben Tiefe der Taschen (41 bis 46) entspricht.