DE446025C - Verfahren und Vorrichtung zur Zerkleinerung, Vermahlung, Auffaserung, Mischung oder Verfilzung von feuchten oder trockenen Stoffen - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 22. JUNI 1927

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

JVi 446 025 KLASSE 50 c GRVPPEJf y/i/j0

St 41442 ΠΙΙ50 c Tag der Bekanntmachung über die Erteilung des Patents: 2. Juni ig2j.

Eduard Sterzl in Prag.

Verfahren und Vorrichtung zur Zerkleinerung, Vermahlung, Auffaserung, Mischung oder Verfilzung von feuchten oder trockenen Stoffen.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 21. August 1926 ab.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Zerkleinerung, Vermahlung, Auffaserung, Mischung oder Verfilzung von feuchten oder trockenen Stoffen, und zwar auf ein Verfahren und eine Vorrichtung derjenigen Art, bei welcher das Gut durch auf einer Trommel angebrachte,

zwischen feststehenden Gegenzähnen des Gehäuses umlaufende Zähne bearbeitet und an einer von der Zuführungsstelle in achsialer Richtung entfernt liegenden Stelle abgeführt wird.

Bei den bekannten Maschinen dieser Art, bei welchen Stoffe zwischen Zähnen, Stiften

oder Zapfen zerkleinert, vermählen, aufgefasert, aufgeschlossen oder gemischt werden sollen, ist es nicht möglich, in einem Arbeitsgange das gesamte Gut in allen seinen Teilen in die gewünschte Endform zu bringen. Man muß daher entweder das ganze Gut oder die noch nicht genügend verarbeiteten Teile des Gutes mehrere Male durch die Maschine gehen lassen, oder man muß kleinere Mengen ίο des Gutes so lange Zeit in der Maschine der Bearbeitung aussetzen, bis der gewünschte Zustand erreicht ist. Viele Stoffe, wie z. B. Holzspäne, können mit keiner der bisher bekannten Maschinen auf dem mechanischen Wege wirtschaftlich aufgefasert werden.

Die Erfindung ermöglicht, das Gut wahrend eines Arbeitsganges einer zwangläufig in steter Folge sich wiederholenden Behandlung aller Teile und Teilchen auszusetzen und dadurch in allen seinen Teilen in die gewünschte Endform überzuführen.

Das neue Verfahren ist den älteren Verfahren auch wirtschaftlich überlegen. Es eignet sich für die Zerkleinerung, Vermahlung, Zeri'aserung, Aufschließung, Verfilzung wie auch Mischung der verschiedensten organischen als anorganischen Stoffe, und zwar je nach deren Beschaffenheit oder Verwendungsbestimmung in trockenem, nassem Oder öligem Zustande. Organische Faserstoffe können bis zur völligen Öffnung sämtlicher Zellen so aufgeschlossen werden, daß die Fasern erhalten bleiben. Mittels des neuen Verfahrens und der neuen Vorrichtung können z. B. die verschiedensten Hartstoffe, wie Kohle, Erdfarbe u. dgl., trokken, ölig oder auch mit großer Feuchtigkeit vermählen werden. Die Feuchtigkeit wird nötigenfalls beim Absaugen des Mahlerzeugnisses dem Gut durch die Saugluft entzogen. Hartfrüchte, wie z. B. Mais, Erbsen, Hafer, Linsen, Gerste usw., allein oder auch gemischt mit gehäckseltem Stroh, Heu, Blättern, Kräutern u. dgl. können teilweise vermählen und teilweise zerfasert werden. Lederabfälle, Hadern und ähnliche faserige Stoffabfälle — je nach der Verwendungsbestimmung naß oder trocken — können zu einem faserigen, gut verfilzbaren oder zu einem schleimigen, für verschiedene Industrien sehr wertvollen Rohstoff zubereitet werden. Rohhaut, Darmund andere ähnliche Abfälle, wenn nötig in Wasser aufgeweicht, lassen sich zu einem schleimigen und faserigen Brei so verarbeiten, daß nachträglich die Schleim- und Klebstoffe von den Faserstoffen leicht abgesondert werden können zwecks Erzeugung von Leim, Kunstleder und anderen für die Volkswirtschaft sehr wertvollen Stoffen. Holzabfälle jeder Art können trocken zu Holzmehl vermahlen oder naß·' zu einem sehr gut verfilzbaren Faserstoff aufgefasert werden, welcher den besten Rohstoff für die Linoleum-, Papier-, Bau-, Isoliermassen-, Kunstleder- und andere Industrien bildet. Altpapier^ kann, nachdem es in bekannter Weise teilweise vorzerkleinert und aufgeweicht ist, unter gleichzeitiger Abscheidung der Druckerschwärze so vollkommen zerfasert werden, daß sich die Druckerschwärze vom Papier löst und abgeschöpft werden kann. Auf diese Weise kann ein vollwertiger Papierstoff wieder gewonnen werden. Aussortiertes Astkochgut, wie es bei der Zellstofferzeugung anfällt, kann — besser als bisher im Kollergang — zu Papierstoff vermählen werden. Cellulose kann — ahn-Hch, jedoch zweckmäßiger wie im Holländer — auch schon vereint mit allen Füll- und Leimstoffen in einem Arbeitsgang bei einer vielfach größeren Leistung vermählen oder durchgemischt werden.

Gemäß der Erfindung erfahren alle Teile des in der Vorrichtung befindlichen Gutes, während es durch die umlaufenden Zähne in der Drehrichtung beschleunigenden Kräften und durch die feststehenden Zähne entgegengesetzt zur Drehrichtung verzögernden Kräften ausgesetzt ist, eine stetige achsiale Verschiebung in Richtung nach der Austrittsstelle durch die in der Achsrichtung liegende Komponente der Beschleunigungskräfte, go welche von den in der Drehrichtung vorn liegenden, mit der Achsialebene einen nach der Austrittsseite offenen Winkel bildenden Flächen der umlaufenden Zähne ausgeübt werden. Die stetige achsiale Verschiebung aller Teile des Gutes wird in gleicher Weise auch durch die in der Achsrichtung liegende Komponente der Verzögerungskräfte erzielt, welche von den der Drehrichtung der Trommel entgegenstehenden und mit der Achsialebene einen nach der Austrittsseite offenen Winkel bildenden Flächen der feststehenden Zähne auf das Gut ausgeübt werden.

Es werden hierdurch alle Teile des Gutes zwangläufig in schneller stetiger Folge teilweise der Zerreißwirkung zwischen der Kante des umlaufenden Zahnes und der Kante des festen Zahnes ausgesetzt, teilweise in den dem gewünschten Grad der Zermahlung entsprechend breit gewählten Spalt zwischen dem umlaufenden Zahn und dem benachbarten festen Zahn hineingedrückt und teilweise in die zwischen den benachbarten festen Zähnen liegende Zahnlücke befördert.

Die umlaufenden Zähne haben zweckmäßig trapezförmigen Querschnitt. Die der Umlaufbewegung entgegen gerichteten Flächen der feststehenden Zahne bilden zweckmäßig gleichfalls mit der Achsialebene einen nach der Ausführungsseite offenen Winkel —· von z. B. 23 ° —. Die Seitenflächen der rotierenden und die Seitenflächen der festen Zähne

liegen in zur Drehachse senkrechten Ebenen und sind zweckmäßig angerauht. Auch die den zylindrischen Außenflächen der rotierenden Zähne gegenüberliegenden zylindrischen Innenflächen des Gehäuses sind gleichfalls zweckmäßig angerauht. Die Zuführung des Gutes erfolgt zweckmäßig in der Mitte der Länge der Trommel und die Abführung an beiden Endflächen der Trommel. Hierdurch ίο entfällt die Notwendigkeit der Abdichtung einer Endfläche und gleichen sich die auf die Trommehvelle ausgeübten achsialen Drucke aus. Die Zähne der rotierenden Zahnkränze und die Zähne der festen Zahnkränze können in zur Achse parallelen Reihen angeordnet sein. Die Längen der rotierenden und der festen Zähne und die Längen der Zahnlücken können annähernd gleich sein.

Die Wirkung des neuen Verfahrens und der neuen Vorrichtung beruht auf Folgendem:

Einmal wird das zwischen je zwei rotierenden Zähnen befindliche und mit der Umfangsgeschwindigkeit der Zähne umlaufende Mahlgut durch seine Reibung an der zylindrischen Innenfläche des Gehäuses und an den Zähnen der benachbarten feststehenden Zahnkränze und an dem zwischen den feststehenden Zähnen in den Zahnlücken festgehaltenen Mahlgut gebremst. Es muß daher auf dieses Mahlgut von dem umlaufenden Zahn eine dem Bremswiderstand gleiche, aber,entgegengesetzt gerichtete Kraft übertragen werden, welche sich in eine senkrecht zur schrägen Zahnfläche gerichtete Komponente und eine parallel zur Zahnfläche gerichtete Komponente zerlegt. Durch letztere wird das Mahlgut seitlich nach der Abführungsseite verschoben. Andererseits wird das zwischen zwei feststehenden Zähnen befindliche Material durch die Reibung an seinen Seitenflächen zu beschleunigen versucht, übt einen Druck gegen die schräge Stirnfläche des feststehenden Zahnes aus und wird durch diesen Druck gleichfalls, und zwar im selben Sinne verschoben. Die seitliche Verschiebung des Materials von der Ebene der Zuführungsstelle zur Ebene der Abführung wird also durch die Stirnfläche aller Zähne sämtlicher umlaufender und sämtlicher feststehender Zahnkränze, also durch eine sehr große Zahl kleiner, in dem ganzen von den umlaufenden Zähnen und den feststehenden Zähnen eingenommenen hohlzylindrischen Raum gleichmäßig verteilter und eng benachbarter Flächen bewirkt und kann noch durch die Strömung der beim Absaugen des Gutes angesaugten Luftmenge gefördert werden. Infolgedessen wird das ganze Gut in eine sehr große Zahl kleiner nicht zusammenhängender Teilmassen zerlegt und braucht nicht, wie das bei den bekannten derartigen- Maschinen der Fall ist, in mehr oder minder zusammenhängenden größeren Massen durch äußeren Druck durchgepreßt zu werden. Die Teilmassen werden in steter schneller Folge an einer sehr großen Zahl von zerreißenden Kanten und zwischen zerfasernden bzw. mahlenden Flächen vorbeigeführt und so gleichmäßig zerkleinert. Die einzelnen zwischen .je zwei aufeinanderfolgenden rotierenden Zähnen und die einzelnen zwischen je zwei aufeinanderfolgenden feststehenden Zähnen befindlichen Zahnlücken oder Kammern werden hierbei nur zum kleinen Teil von dem Mahlgut ausgefüllt.. Wird das aufgeschlossene Gut abgesaugt, so bewirkt auch der Luftstrom eine Verschiebung der Teilmassen im gleichen Sinne. Die Einwirkung des Luftstromes wird noch wesentlich gefördert dadurch, daß periodisch in steter schneller Folge gleichzeitig sämtliche Kammern abwechselnd geöffnet und abgeschlossen werden.

Eine zur Ausübung des neuen Verfahrens dienende Maschine ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt.

Abb. ι ist ein Längsschnitt durch eine Zerkleinerungsmaschine, welcher im oberen Teil durch die Zahnlücken des Gehäuses und die Zähne der Trommel und im unteren Teil durch die Zahnlücken der Trommel und die Zähne des Gehäuses geführt ist;

in Abb. 2 ist der gleiche Längsschnitt durch den oberen Teil des Gehäuses und der Trommel im größeren Maßstabe gezeichnet.. Der Schnitt ist durch die Zähne der Trommel geführt;

in Abb. 3 ist eine Abwickelung eines Viertels der Trommeloberfläche schematisch dargestellt. Die zwischen den Reihen der Trommelzähne liegenden Zähne des Gehäuses sind im Schnitt gezeichnet.

Auf einer in Lagern 4 gelagerten Welle 5 ist eine zylindrische Trommel 6 befestigt, welche in Richtung des Pfeiles I der Abb. 3 umläuft. Auf der Außenfläche der Trommel sitzen trapezförmige Zähne 7, deren in der Drehrichtung vorn liegende Flächen mit der Achsialebene einen Winkel α von etwa 23° bilden. Die Seitenflächen der Zähne 7 liegen in zur Achse senkrechten Ebenen. Die Zähne7 bilden eine Anzahl von in Abständen nebeneinander liegenden Zahnkränzen. Ein die Trommel 6 umhüllender Mantel 8 ist auf seiner Innenfläche mit trapezförmigen Zähnen 9 versehen, welche in den Zwischenräumen zwischen den Zahnkränzen 7 eingreifen und bis dicht an die Trommeloberfläche reichen.

Die der Drehrichtung der Trommel entgegenstehenden Flächen der Zähne 9 bilden mit der Achsialebene einen Winkel β von etwa 23°. Auch die Seitenflächen der Zähne liegen

in zur Achse senkrechten Ebenen und bilden eine Anzahl von in Abständen nebeneinander liegenden Zahnkränzen. Die Zähne 7 treten bei ihrem Umlauf zwischen den Reihen der Zahnkränze 9 hindurch. Der Spielraum zwischen den Seitenflächen der Zähne 7 und 9 ■-. ist so groß, wie es der beabsichtigten Mahloder Auffaserwirkung entspricht. Die Ausmaße der Zähne sind ungefähr gleich jenen der Zahnlücken, so daß sich diese beim Vorbeistreichen der umlaufenden Zahnreihen der Trommel an den ruhenden des Mantels wie Kammern öffnen und schließen.

Die Zuführung des Gutes erfolgt in der Mitte durch das Rohr 10, die Abführung des bearbeiteten Gutes an beiden Stirnseiten in die Kammern 11 und 12 und den Abflußkanal 13.

Die in der Abb. 3 eingezeichneten Pfeile ao versinnlichen den Weg des Mahl- oder Fasergutes während des Arbeitsganges.

Claims (8)

1. Patentansprüche:
2. S5 i. Verfahren zur Zerkleinerung, Vermahlung, Auffaserung, Mischung oder Verfilzung von feuchten oder trockenen Stoffen, währenddessen das Gut durch auf einer Trommel angebrachte und zwisehen den feststehenden Gegenzähnen des Gehäuses umlaufende Zähne' bearbeitet und an einer von der Zuführungsstelle in achsialer Richtung entfernt liegenden Stelle abgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß alle Teile des in der Vorrichtung befindlichen Gutes, während es durch die umlaufenden Zähne in der Drehrichtung beschleunigenden Kräften und durch die feststehenden Zähne entgegengesetzt zur Drehrichtung verzögernden Kräften ausgesetzt ist, eine stetige achsiale Verschiebung in Richtung nach der Austrittsstelle durch die in der Achsrichtung liegende Komponente der Beschleunigungskräfte erfahren, welche von den in der Drehrichtung vorn liegenden, mit der Achsialebene einen nach der Austrittsseite offenen Winkel (α — von z. B. 23 ° —) bildenden Flächen der umlauf enden Zähne auf das Gut ausgeübt werden. 2. Ausführungsart des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Teile des Gutes neben der stetigen achsialen Verschiebung durch die Beschleunigungskräfte noch eine stetige achsiale Verschiebung in Richtung nach der Austrittsstelle durch die in der Achsrichtung liegende Komponente der Verzögerungskräfte erfahren, welche von den der Drehrichtung der Trommel entgegenstehenden und mit der Achsialebene einen nach der Austrittsseite offenen Winkel (ß — von z. B. 23° —) bildenden Flächen der feststehenden Zähne auf das Gut ausgeübt werden.
3. 3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, in welcher das Gut durch auf einer Trommel angebrachte und zwischen den feststehenden Gegenzähnen des Gehäuses umlaufende Zähne bearbeitet und an einer von der Zuführungsstelle in achsialer Richtung entfernt liegenden Stelle abgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Drehrichtung vorn liegenden Flächen der umlaufenden Zähne mit der Achsialebene einen nach der Ausführungsseite offenen Winkel (α — von z. B. 23 ° —) bilden.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die der Drehrichtung der Trommel entgegenstehenden Flächen der feststehenden Zähne gleichfalls mit der Achsialebene einen nach der Ausführungsseite offenen Winkel (ß — von z. B. 23 ° —) bilden.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der umlaufenden Zähne annähernd gleich der Länge der Zahnlücken zwischen den feststehenden Zähnen und die Länge der Zahnlücken zwischen den umlaufenden Zähnen annähernd gleich der Länge der festen Zähne ist, so daß die Zahnlücken in steter Folge abwechselnd geöffnet und geschlossen werden.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in zur Drehachse senkrechten Ebenen liegenden Seitenflächen der umlaufenden und der feststehenden Zähne angerauht sind.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopf flächen der umlaufenden Zähne und die ihnen gegenüberliegenden zylindrischen Innenflächen des Gehäuses angerauht sind.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mahlgutzuführung in der Mitte, die Mahlgutabführung an den beiden Stirnseiten der Trommel angeordnet ist, und daß in den beiden hierdurch geschaffenen Trommelhälften die schrägen Stirnflächen der umlaufenden und der feststehenden Zähne nach außen zeigen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.