DE1498723A1

DE1498723A1 - Laborvorrichtung zum Bestimmen des betrieblichen Mahlverhaltens von Zellstoff oder Papierstoff

Info

Publication number: DE1498723A1
Application number: DE19641498723
Authority: DE
Inventors: Albrecht Kahmann; Siewert Dr Wolfgang
Original assignee: Escher Wyss GmbH
Current assignee: Sulzer Escher Wyss GmbH
Priority date: 1964-07-03
Filing date: 1964-07-03
Publication date: 1969-11-13
Also published as: DE1498723B2; US3464637A; DE1498723C3

Description

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Expl.

Laborvorriohtung zum Bestimmen des betriebliehen Mahlverhaltens von Zellstoff oder Papierstoff

Die genaue Kenntnis des Mahlverhaltens von Zellstoff oder Papierstoff im Betrieb ist für die Eignungsprüfung neu vorgelegter Proben mit zunächst unbekannten papierteohnologischen Eigenschaften sowie auch für die optimale Einstellung der im Betrieb vorhandenen Mahlgeräte und für viele andere Zwecke von Bedeutung· Dementsprechend sind auch verschiedentlich Versuche unternommen worden, diese Eigenschaft von,Zeil- und Papierstoffen im Laboratorium in möglichst kurzer Zeit möglichst genau zu bestimmen. Bei der Ausarbeitung der bekannten Verfahren wurde entweder das Hauptgewicht auf möglichst grosse praxisnähe gelegt oder unter mehr oder weniger weitgehendem Verzicht hierauf auf möglichst hohe Reproduzierbarkeit der Ergebnisse und grosse Klasaifizierungssohärfe.

Im Zuge der Entwicklung dieser Verfahren hat sich gezeigt, dass die Probemahlung der Zeil- oder Papierstoffe in einem kleinen Laborrefiner, vorteilhafterweise in einem Kegelrefiner in mancher Hinsicht den Vorzug vor anderen Methoden verdient, wenn hierbei in bestimmter Weise verfahren wird. Bei der Verwendung eines Refiners ergibt sich der Vorteil, dass dieses Gerät über die gleichen beeinflussbaren Kenngrössen verfügt, wie die üblichen im Betrieb verwendeten Mahlgeräte. Wesentlich ist aber, dass die während der Versuchsmahlung verbrauchte reine Mahlenergie in geeigneter Weise erfasst und über ihr die Änderung der physikalischen Eigenschaften des zu untersuchenden Stoffes während des Mahlprozesses aufgetragen wird. Durch die Ermittlung der reinen Mahl-

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arbeit, also einer Grosse, die von allen in der Vorrichtung entstehenden Verlusten, beispielsweise den Reibungsverlusten in den Lagern und Stopfbüchsen befreit ist, erhält man eine GrÖsse, die sich mit grosser Genauigkeit vom Laborversuch auf die Betriebsverhältnisse Übertragen lässt. Versuche haben gezeigt, dass dies selbst dann der Pan ist, wenn im Betrieb nicht mit einem Refiner gearbeitet, sondern eine andere Mahlvorrichtung eingesetzt wird.

Die vorliegende Erfindung hat nun eine Laborvorrichtung zum Gegenstand, mit der das oben geschilderte Verfahren in besonders praktischer und schneller Form durchgeführt werden kann. Die erfindungsgemässe Laborvorrichtung zum Bestimmen des betrieblichen Mahlverhaltens von Zellstoff oder Papierstoff besteht aus einem kleinen Refiner, einem Antriebsmotor hierfür, einem Umlaufgefäss und einem in dieses einmündende Ausflussrohr für die zu untersuchende Stoffsuspension. Die Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Refiner mit einer Einstellvorrichtung für die Mahlspaltweite verbunden ist, die zur Grobeinstellung ein Handrad und zur Peineinstellung und/oder Nachregelung einen Stellmotor aufweist, der über an sich bekannte Regelvorrichtungen in Abhängigkeit von der aufgenommenen elektrischen Leistung gesteuert wird. Zwischen dem Rotor des Refiners und dem Stellmotor 1st eine Kupplung vorhanden, die über einen Schalthebel sin- und auskuppelbar ist und die ausserdem noch einen elektrischen Schalter aufweist, der durch denselben Schalthebel betätigt wird und der beim Ein- bzw. Auskuppeln den Antriebsmotor und einen in dessen Stromkreis angeordneten Arbeltszähler ein- bzw. ausschaltet.

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Die neue Vorrichtung lässt sich besonders einfach aufbauen, wenn die Kupplung eine Reibungskupplung ist. Der erwähnte Arbeltszähler wird vortellhafterweise als Netto-Verbreuahszähler ausgebildet, also als Zähler der eine elektrische oder mechanische Kompensation der Leerlaufarbeit gestattet.

Um eine bessere Zirkulation der zu untersuchenden Paserstoffsuspension zu erreichen, wird vorgeschlagen, auf der Rotorwelle wenigstens ein Förderorgan anzuordnen. Dieses Förderorgan kann entweder an demjenicen Ende des Rotors angeordnet sein, an dem die zu untersuchende Suspension in den Refiner eintritt oder am entgegengesetzten.

Damit die aus dem Refiner austretende Suspension, die mittels eines Stoffausflussrohres wieder an den Refinereingang zurückgeleitet wird, nicht unmittelbar in diesen wieder eintritt ohne eich mit der Übrigen Suspension gehörig zu vermischen, wird vorgeschlagen, unter dem Auslass des Stoffausflussrohres einen vorzugsweise kegelförmigen Stofi'verteiler anzuordnen. Zur Erleichterung der Arbeit kann oberhalb des erwähnten Umlaufgefässes ein an sich bekannter Stoffauflöser vorhanden sein, der zur Vorbereitung der zu untersuchenden, eingewogenen Zellstoffprobe dient.

Um die erfinduncsgemässe Vorriehtun£ näher zu erläutern, wird auf die beigefügte Zeichnung verwiesen, in der die Vorrichtung schematisch dargestellt ist.

Auf einem stabilen Montagerahmen 1 ist ein Refiner 2 - im dargestellten Beispiel ein Kegelrefiner - montiert.

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der über eine Ausgleichskupplung 3 mit einem Antriebsmotor verbunden ist. Der Kegelrefiner 2 besteht in bekannter Weise aus einem Hohlkegel 5, der jm Innern mit langgestreckten Messern 6 besetzt 1st, sowie einem in diesem Hohlkegel angeordneten weiteren Kegel 7» der auf seinem Umfang Messer 8 trägt, die ebenfalls in Längsrichtung des Kegels angeordnet sind.

Der Kegel 7 ist um seine Achse drehbar gelagert und wird über die Antriebswelle 9 und die Ausgleichskupplung 3 vom Elektromotor 4 angetrieben. Um eine bessere Zirkulation der zu untersuchenden Stoffsuspension zu erreichen, ist auf der Welle 9 noch eine Pumpvorrichtung 10 montiert, die im dargestellten Beispiel am breiten Ende des Rotorkegels angeordnet 1st, die aber auch am entgegengesetzten Ende vorhanden sein kann. Schliesslich 1st es auch möglich zwei Pumpvorrichtungen 10 vorzusehen.

Am Stoffeintrittsende 11 des Refiners 2 ist ein Umlaufgefäss 12 angeordnet, welches an seinem unteren Ende einen über einen Hebel Ij5 zu öffnenden Verschluss l4 aufweist.

Am Stoffaustrittsende 15 des Refiners 2 ist ein Rohr l6 angeordnet, das den Stoff Über ein Knie 17 wieder in das Umlaufgefäss 12 zurückleitet. Damit der unter Druck austretende Stoffstrahl nicht sogleich bis in die Dosiervorrichtung 14 geschleudert wird, befindet sich unter dem Auslass 18 ein Stoffverteiler 19, der vorzugsweise die Form eines Kegels hat.

Zur Grobeinstellung des Arbeitsspaltes 20 dient ein Handrad 21, welches es gestattet, den Rotor Über die Welle in Richtung des Doppelpfeiles 23 hin und her zu schieben.

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Die genaue Spaltweite lässt sich an einer in der Zeichnung nicht dargestellten Noniusskala ablesen.

Zur Peineinstellung des Arbeitsspaltes und zum Konstanthalten desselben dient ein Stellmotor 24, der mittels einer Kupplung 25 ein- und auskuppelbar 1st. Die Kupplung wird über den Hebel 26 bedient. Mit der Kupplung 25 verbunden ist ein elektrischer Schalter 27, der gleichzeitig mit dem Stellmotor 24 auch den in den Stromkreis des Antriebsmotors 4 geschalteten Arbeitszählers 2fc ein- bzw. ausschaltet. Ein Regelgerät 29 steuert den Stellmotor 24 und damit die Spaltweite 20 derart, dass vom Motor 4 stets die gleiche elektrische Leistung aufgenommen wird. Oberhalb des Umlaufgefässes 12 ist vorteilhafterweise noch ein Stoffauflöser 30 angeordnet, dessen Flügelrad 31 über eine Ausgleichskupplung 32 von einem Elektromotor 33 angetrieben wird. Der Stoffauflöser hat an seinem Boden eine mittels eines Hebels Jk verschliessbare Ausflussöffnung 35* durch die der vorbereitete Stoff in das Umlaufgefäss 12 gelangt.

Eine mit der erfindungsgemässen Vorrichtung durchzuführende Probemahlung gestaltet sich nun wie folgt:

Zunächst wird eine eingewogene Stoffprobe - beispielsweise 500 g - mit 12.500 cnr⁵ V/asser in den Stoffauflöser 30 gegeben. Der Antriebsmotor 33 wird eingeschaltet und setzt über die Ausgleichskupplung 32 das Rührwerk 31 in Bewegung. Hierbei muss selbstverständlich der Ausfluss 35 verschlossen sein, damit der Stoff nicht in das Umlaufgefäss 12 gelangen kann.

Während die zu untersuchende Stoffsuspension im Stoff auf-

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löser J)O vorbereitet wird, wird die Gesamtvorrichtung über das Umlaufgefäss 12 mit Wasser gefüllt. Mittels des Handrades 21 wird der Arbeltsspalt 20 auf den gewünschten V/ert angenähert eingestellt und nun die Maschine durch Betätigung des Kupplungshebels 26 eingeschaltet. Der Arbeitszähler 2£ misst hierbei die nun aufgewendete Leerlaufarbelt, die entweder notiert wird oder - in dem Falle, dass es sich bei 28 um einen Netto-Verbrauchszähler handelt - durch Betätigung der !Compensationsvorrichtung derart kompensiert wird, dass der Zähler nun stillsteht.

Nach dieser vorbereitenden Arbeit wird die Vorrichtung entleert und die Inzwischen vorbereitete Feststoff-Waosersuspension aus dem Stoffauflösir 30 durch öffnen des Auslasses in das Umlaufgefäss 12 gebracht. Nachdem der Verschluss l4 mitteln des Hebels 13 geöffnet ist, wird mit Hilfe das Handrades 21 der Kahlspalt 20 so eingestellt, dass die Vorrichtung angenähert die gewünschte Leistung aufnimmt. Diese Leistung ist so bemessen, dass sich unter den vorliegenen Bedingungen eine technisch realisierbare Mahldauer ergibt. Nun wird die Kupplung 25 durch Umlegen des Hebels 26 betätigt. Hierdurch wird gleichzeitig der Schalter 27 betätigt, der jetzt den Arbeitszähler 26 einschaltet. Die Regelvorrichtung 29 regelt den Stellmotor 2k derart, dass vor der Vorrichtung eine stets konstant bleibende Leistung aufgenommen wird, so dass an den zu untersuchenden Proben stets die gleiche Arbeit geleistet wird. Diese Arbeit ist natürlich grosser als die beim Vorversuch vom Arbeitsmesser 28 registrierte Leerlaufarbeit, da sich im Kreislauf der Vorrichtung nun nicht reines V/asser befindet, sondern eine Feststoff-Wassersuspension.

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Im Abstand von einigen Minuten - besser nach konstanten Arbeitsverbräuchen - werden aus dem Umlaufgefäss 12 mehrmals nacheinander proben entnommen, an denen - gegebenenfalls nach Formung eines Papierblattes - die gewünschten physikalischen Eigenschaften auf bekannte Weise ermittelt werden. Hierbei wird das Gewicht der entnommenen Proben ermittelt, sowie die Menge des in ihnen enthaltenen Peststoffee, damit die noch in der Vorrichtung kreisende FeststoiTmonEe stets bekannt 1st.

Die erfindungsgemässe Laboi'vorrichtung zeichnet fiich durch Betriebssicherheit und Einfachheit der Bedienung aus. Sie gestattet es, eine komplette Untersuchung des Mahlverh&ltens in etwa 30 Minuten durchzuführen.

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Claims

Patentansprüche

1. Laborvorrichtung zum Bestimmen des betrieblichen Mahlverhaltens von Zellstoff oder Papierstoff, bestehend aus Refiner, Antriebsmotor, Umlaufgefäss und ein in dieses einmündendes Ausflussrohr für die zu untersuchende Stoffsuspension,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Refiner (2) mit einer Einstellvorrichtung für die Mahlspaltweite verbunden ist, die zur Grobeinstellung ein Handrad (21) und zur Feineinstellung und/oder Nachregelung einen über an sich bekannte Regelvorrichtungen (29) in Abhängigkeit von der aufgenommenen elektrischen Leistung gesteuerten Stellmotor (2k) aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

dass zwischen dem Rotor (7) und dem Stellmotor (24) eine über einen Schalthebel (26) ein- und auskuppelbarer Kupplung (25) und ein durch denselben Schalthebel (26) bedienbarer Schalter (27) vorhanden ist, der beim Einbzw. Auskuppeln des Stellmotors (2k) einen im Stromkreis des Antriebsmotors (H) angeordneten Arbeitszghler (26) ein-bzw. ausschaltet.

J5. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kupplung (25) eine Reibungskupplung ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Arbeitszähler (28) ein Netto-Verbrauchszähler ist,

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5* Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Rotorwelle (9) wenigstens ein Förderorc^n (1O) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass unter dem Auslass (Ib) des Stoffausflussrohrec (IC) ein vorzugsweise kegelförmiger Stoffverteiler (19; angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb des Umlaufgefässes (l2) ein Stoffauflöser (j50) angeordnet ist.

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