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用于连续纤维素纸浆蒸煮器的蒸煮器筛制作方法

  • 专利名称
    用于连续纤维素纸浆蒸煮器的蒸煮器筛制作方法
  • 发明者
    乔纳·赛特拉森
  • 公开日
    2010年11月10日
  • 申请日期
    2008年11月27日
  • 优先权日
    2007年11月30日
  • 申请人
    美卓制浆卡尔斯塔德公司
  • 文档编号
    D21C7/14GK101883892SQ200880118505
  • 关键字
  • 权利要求
    一种用于连续蒸煮器(1)的蒸煮器筛(4a,4b,4c),在所述连续蒸煮器中生产蒸煮的纤维素纸浆,所述蒸煮器筛包括多个筛棒条(41a,42c,42a),所述筛棒条固定在所述连续蒸煮器的壁中并在所述连续蒸煮器中竖直设置,在固定的筛棒条之间具有回收槽(S),通过所述回收槽能够自所述蒸煮器的纸浆柱(P)回收蒸煮液,其特征在于,所述蒸煮器筛中的至少一个筛棒条(42a,42c)被固定设置在所述蒸煮器的壁中,并相对于固定在所述蒸煮器的壁中的相邻筛棒条(41a)凹入一距离(D)2.根据权利要求1所述的蒸煮器筛,其特征在于,在所述蒸煮器筛中的若干个固定的 筛棒条相对于相邻的固定的筛棒条是凹入的,其优选为各第二筛棒条3.根据权利要求2所述的蒸煮器筛,其特征在于,凹入的筛棒条所凹入的距离(D)至少 同相邻的固定的筛棒条之间的回收槽宽度一样大4.根据权利要求3所述的蒸煮器筛,其特征在于,凹入的固定的筛棒条沿着其整个的 竖直距离凹入所述距离(D)5.根据权利要求4所述的蒸煮器筛,其特征在于,凹入的固定的筛棒条的宽度(W)不超 过相邻筛棒条的宽度,其中凹入的固定的筛棒条的宽度(W)在所述蒸煮器的周向方向上延 伸6.根据权利要求5所述的蒸煮器筛,其特征在于,所有的固定的筛棒条在所述蒸煮器 的径向方向上的抗挠刚度大于在所述蒸煮器的周向方向上的抗挠刚度,其中所述筛棒条在 所述蒸煮器的径向方向上的尺寸比所述筛棒条在所述蒸煮器的周向方向上的尺寸至少大 100%7.根据前述权利要求中任一项所述的蒸煮器筛,其特征在于,至少未凹入的固定的筛 棒条具有T形截面,并具有滑动表面(41a)和较窄的径向指向的腹板部(41b),所述滑动表 面(41a)的第一宽滑动表面面向所述蒸煮器的木片柱8.根据前述权利要求中任一项所述的蒸煮器筛,其特征在于,所述回收槽(S)的尺寸 在2mm-10mm的区间内9.根据前述权利要求中任一项所述的蒸煮器筛,其特征在于,凹入的固定的筛棒条相 对于相邻的固定的筛棒条(41a)凹入的所述距离(D)处于2mm-10mm的区间内10.根据前述权利要求中任一项所述的蒸煮器筛,其特征在于,凹入的固定的筛棒条相 对于相邻的固定的筛棒条(41a)凹入的所述距离(D)与所述回收槽的尺寸(S)的关系如 下D = 1. OXS 至Ij 2. OXS11.根据前述权利要求中任一项所述的蒸煮器筛,其特征在于,未凹入的固定的筛棒条 (41a)的、面向所述蒸煮器的纸浆柱(P)的表面,位于与具有相关筛棒条(41a)的筛部(4a, 4b,4c)正上方的所述蒸煮器的壁(7)距所述纸浆柱的中心的距离相同的位置处12.根据前述权利要求中任一项所述的蒸煮器筛,其特征在于,所述蒸煮器筛被设置于 所述蒸煮器的下部,在所述蒸煮器的一半高度以下的位置,在此位置,所述纸浆柱受到高度 堆挤;或者所述蒸煮器筛被设置于所述蒸煮器中已被消耗的被称为黑液的蒸煮液被回收的 筛部的最早位置处
  • 技术领域
    本发明涉及一种根据权利要求1前序部分所述的用于生产纤维素纸浆的连续蒸 煮器的蒸煮器筛
  • 背景技术
  • 具体实施例方式
    图1示出了在其中生产蒸煮的纤维素纸浆的连续蒸煮器1该连续蒸煮器具有添 加木片2的顶部,木片可被蒸汽预处理和浸渍该蒸煮过程随着木片下沉通过蒸煮器且蒸 煮液被循环来进行该蒸煮液可以在几个蒸煮器筛4a,4b,4c处被回收最后的蒸煮纸浆3 随后自蒸煮器的底部被供应出木片经历有逐步的溶解,并且大比率(在牛皮纸浆制造过 程(Kraft process)中通常近似为50%)的原木被溶解在金属以及例如松节油、妥尔油和 半纤维素的有机材料形式的蒸煮液中,且到蒸发过程消失留下黑液这意味着在蒸煮过程 期间蒸煮器中的堆挤程度增加,并且变得始终难以取出足够量的液体,以便在蒸煮过程期 间调节蒸煮液并同时回收已经被溶解的有机材料图2示意性示出了蒸煮器中筛部的可能的外形常规地,筛表面40位于蒸煮器壁 的展开部(“阶状向外(St印-out)”),在此处筛的上边缘位于与筛之上的蒸煮器壁7距蒸 煮器中心的距离相同的位置处筛表面可具有高度H,但是也可延伸为与筛上的蒸煮器壁相 接触,筛以此高度延伸的长度用“He”表示用于回收蒸煮液的室位于筛表面外,该室常常 将蒸煮液排到下面的收集室(“集管(header)”)6,蒸煮液从此经由管回收图3示出了根据本发明的蒸煮器筛的第一实施例,该蒸煮器筛包括在连续蒸煮器 中竖直设置的多个固定的筛棒条41a,42a,并在固定的筛棒条间具有回收槽S蒸煮液自蒸 煮器中的纸浆柱通过回收槽S被抽出根据本发明,一个筛棒条42a被固定地设置,并相对 于相邻的筛棒条41a凹入一距离D在多个筛棒条的内表面的表面之间已形成该距离D,其 中所述内表面指向纸浆柱图中示出的蒸煮器筛中的多个筛棒条是凹入的,且在本实施例 中这些棒条对应于各第二棒条可替换地,筛表面中可以有较少的筛棒条是凹入的,例如各 第三棒条、各第四棒条等等为了获得最佳的效果,凹入的筛棒条42a的凹入距离D至少与相邻筛棒条之间的 回收槽S的宽度一样大,并且凹入的筛棒条优选沿着它们的整个竖直长度都以距离D凹入图3所示的此第一实施例的凹入的筛棒条42a的宽度W等于未凹入的筛棒条41a的宽度,但是,有利的是,凹入的筛棒条42a的宽度不超过相邻的筛棒条41a的宽度,其中, 宽度W沿蒸煮器的外周方向延伸图4中显示了本发明的变型,其中,凹入的筛棒条42c的 宽度W小于相邻的筛棒条41a的宽度为了使蒸煮器筛具有高耐用性并避免棒条筛侧弯的风险,有利的是,所有的筛棒 条在蒸煮器径向方向上的抗挠刚度大于蒸煮器周向方向上的抗挠刚度其可以这样被构 建筛棒条在径向方向上的尺寸至少比筛棒条在蒸煮器周向方向上的尺寸大100%根据一种行之有效的筛棒条设计,至少使未凹入的筛棒条具有T形截面,该T形截 面具有滑动部41a和较窄的径向指向的腹板部(web section)41b,滑动部41a的第一宽滑 动表面面向蒸煮器的木片柱图3和图4中的未凹入的筛棒条都具有T形截面,因为这些筛 棒条要吸收来自纸浆柱P的径向指向的力的大部分这些棒条筛优选通过挤压成型制造, 以使滑动部41a和腹板41b被制成为一件单独的成型杆回收槽S通常具有在2mm-10mm区间内的尺寸,以使槽适合于蒸煮过程中使用的木 片品质(quality)被更好限定并被切好的细碎材料含量低的木片在具有较大回收槽的蒸 煮器中蒸煮,而细碎材料含量较高的木片则需要较小的回收槽 根据本发明,凹入的筛棒条优选相对于相邻的筛棒条41a凹入一距离D,其中D的 尺寸处于2mm-10mm的区间内,更优选的是,凹入的筛棒条相对于相邻的筛棒条41a凹入一 距离D,其中D的尺寸根据回收槽S的尺寸给出D = 1. OXS 至Ij 2. OXS图5示出了这个设计是如何允许纸浆柱P在凹入的筛棒条42c上扩展如果蒸 煮器按既定方式操作,向各处延伸并表现为相干木片柱的纸浆柱通过木片柱的平稳运动 (even motion)而下沉木片在蒸煮器的顶部已经被堆挤,就像被扔在地板上的扑克牌,即 它们的平坦表面彼此堆叠这样的堆挤能在气相蒸煮器中获得木片在液面之上形成尖形堆 的略微锥形的形状,这个圆锥从蒸煮器的中心向下并朝向蒸煮器的壁向外倾斜木片纠结 到一起,随着蒸煮过程的进行,因为50%的有机材料会被溶解在蒸煮液中,所以木片变软并 向内塌堆挤的程度和碎木片之间彼此纠结的力(locking force)随着蒸煮过程持续时间 的增加而增大图5示出了碎木片在纸浆柱中如何彼此纠结在一起,以及在凹入的筛棒条 区域中纸浆柱如何进行扩展以便按所示方式向凹入的筛棒条的接触表面鼓出该鼓起部分 使得在鼓起部分中产生了平缓的曲率Pc在此清楚的是,面向木片柱P的吸入间隙实际上由S扩大了,使得其数量级为 S X ,即实际上吸入间隙的增加稍微超过40 %在蒸煮器中,木片柱被堆挤好的位置处的鼓起程度较小,优选在蒸煮器中靠下的 位置处如果木片柱被堆挤好,并且筛表面上的通道不出现鼓起,则自底部(bed)起的吸入 间隙可达到2XS+W的量级这样根据S的大小,导致吸入间隙增加100% -250%图6示意性地示出了蒸煮器筛如何安装在蒸煮器壁中这里能够看到具有内滑动 表面的未凹入的棒条筛41a以及支撑腹板部41b,滑动表面以41a_s标识凹入的棒条筛 的滑动表面虚线绘制(以表示由此处观察时其是隐藏的)并标为42a-S/42c-S从图中可 清楚看到,面向蒸煮器的纸浆柱的未凹入的筛棒条的表面41a_s位于与具有相应的筛棒条 41a的筛部(图1中的4a,4b,4c)正上方的蒸煮器壁7距纸浆柱中心的距离相同的位置处 各第二筛棒条(即凹入的筛棒条42a/42c)的滑动表面相对于未凹入的筛棒条的滑动表面4la-c凹入距离D水平放置的支撑梁49优选设置在筛棒条之后,抵靠蒸煮器壳的内壁支撑梁优选 具有如图所示的多个开口部,以使回收的蒸煮液可以被排放到收集室(见图2的附图标记 6)中根据本发明的蒸煮器筛优选被设置于蒸煮器的下部,在蒸煮器一半高度以下,在 此处纸浆柱受到高度堆挤,或者被设置于在蒸煮器中已经消耗的被称为黑液的蒸煮液被回 收的筛部的最早位置处在专利权利要求的架构内,本发明可被设计为许多方式 例如,凹入的筛棒条可具 有圆形截面(如US 6,889,851中的情况),或者它们可呈尖形(相当于在US 5,234,550中 所示,图1)其基本原理在于,未凹入的筛棒条吸收筛部上径向指向的力的大部分,而凹入 的筛棒条则更多地用于支撑凹入的筛棒条上出现的鼓出部分通过受控鼓出的形式,在筛 的设计中形成了被实质增大的吸入间隙
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专利名称:用于连续纤维素纸浆蒸煮器的蒸煮器筛的制作方法在过去五十年间,已经开发了一些不同的蒸煮器筛,这些蒸煮器筛能够被用于从 连续蒸煮器回收蒸煮液。对功能优异的蒸煮器筛而言,逐渐增加有如下需求现有蒸煮器的装载量远远高于它们原有的生产能力,其中需要增加在蒸煮器流体 中回收的蒸煮液的量;以及更大的蒸煮器,该蒸煮器的生产能力为每天4,000吨纸浆以上,并且其中蒸煮器 的直径大于8米。通常,已使用有多种筛的设计,如“化学制浆书6A (Chemical PulpingBook 6A)”(ISBN 952-5216-06-3),第A537页所显示的那些内容。这些筛被制造成开槽(“铣削 开槽”)筛板或被制造成具有棒条(“成型棒条”)的筛,并且“化学制浆”中的示例取自奥 斯龙(Ahlstrom)机械(卡米尔(Kamyr)公司)。这些筛结构以方形筛表面的形式位于蒸煮 器壁内,其或者形成为由多个方形筛表面组成的围绕蒸煮器壁的整个圆周连续排成一行的 筛;或者在期望回收大量蒸煮液的情况下,形成为互相交叠设置的多行筛。在实践中已经证 明了,这些筛表面无需具有紧密设置的回收槽,因为一个回收槽就具有允许在水平方向上 回收蒸煮液的能力。这里应正视的是,这些筛还从纸浆柱的中心回收蒸煮液,在具有8-10 米直径的蒸煮器中这可对应于4-5米的距离。因此,通常足以将多个筛表面按照所谓的“方 形”图案放置到蒸煮器的壁内,各筛表面之间有一空白处,具有相应的面积。当两行筛被堆 叠地设置时,在蒸煮器的筛部中就会形成具有棋盘图案的筛表面。对筛的设计至关重要的是,筛不能被阻塞,因此具有竖直的回收狭缝的筛是优选 的,这样就允许下沉的纸浆柱沿回收槽上的方向下“滑”过筛表面,提供研磨作用,并因此保 持这些槽畅通。Kamyr AB于1990年申请了关于改进的回收筛的专利,即US 5,234,550。在这个 筛中展示有两种不同的筛棒条设计。一种设计(图1)具有多个面朝木片柱的尖的筛棒条, 在这些尖的棒条之间具有凹入的回收槽;而另一种设计(图2)具有类似于梯形波纹表面的 筛表面,并且在梯形波纹表面的底部具有回收槽。这些设计的目的是要防止木片柱在筛表 面上转动,以及要形成凹入的回收槽。改进筛的能力的一种构思在Kamyr AB提交的专利SE 501243 (对应于WO 9516817)中展现,其中筛棒条被水平设置,由此回收槽也被水平设置。这个设计的最大问题 在于制造困难且昂贵,因为每个筛棒条都必须被弯曲成具有适合于蒸煮器的直径的曲率。为了试图获得改进的筛功能,Kamyr公司已提交了对应为US 6,039,841和 US 6,344,112的几项专利,其中筛的回收槽相对于纸浆柱下沉到蒸煮器中的方向倾斜 30° -60°地被设置。Kamyr AB的专利SE 501243 (对应于W09516817)的这个方案的一个确定的优点是,对已经被收集的脱离纤维的回收(如同蒸煮器壁上的球轴承)是不存在风 险的。在此情况下,进一步的想法是改变朝向纸浆柱的吸入位置,以便不在相同的位置处进 行吸入,可使随后可能会阻塞槽的同一碎木片越过。尚未被意识到的是,个别碎木片可能仅 局部地堵住槽,并且位于具有竖直回收槽的筛中的上方和下方的回收槽通过回收功能来取 代位置堵塞。由于当纸浆柱经过时纸浆柱会对槽产生冲击,因此倾斜槽还必然承受筛棒条 上的重载。如果在槽的下游侧具有朝向上方的边缘,那么会增加纸浆柱被挂浆的风险,在US 6,344,112中通过将槽的下游边缘以Kamyr AB的专利SE 501243所展示的方式设置成凹入 状来试图解决某问题及其他方面,尽管所有的棒条筛在那里都被设置在同一竖直平面内。Kamyr AB的专利SE 525611展示了一种改进的变型,其中筛棒条上的竖直负载已 经通过将槽倾斜设置的角度替换为10° -25°的范围而被大幅地减小。另一种方案已经在蒸煮器上进行了测试,并且已经以美卓造纸(MetsoPaper)公 司的申请WO 01/31117(对应于US 6,889,851)被授予专利权,该方案展示了一种筛的设 计,其中筛棒条由圆杆构成。这里提出了,面向木片柱的圆形形式有助于与回收槽成一直线 的个别碎木片进行有利的运动。然而,个别碎木片在相干(coherent)木片柱中的移动可能 性是受限的,特别是在木片已经达到高度软化同时 又受到高度堆挤的蒸煮器的下部位置, 出于此原因碎木片会彼此纠缠在一起。在Kamyr AB 的 US 3,752,319 和 Metso Paper 公司的 US 6,312,590 中示出了多 种变型,其中为了防止阻塞,各第二筛棒条是活动的。该方案复杂且昂贵,并且,在具有高比 率黑液的不良碱性环境中会变得具有被阻塞的风险。在此情况下各第二杆的一端以一接头 悬置,使得其能够围绕筛棒条一端的枢转销相对于静止的筛棒条枢转。Kamyr AB首先开发了连续蒸煮器,且目前已经被Metso Paper公司获得,其在后来 的中间时期曾以克瓦纳纸浆(Kvaerner Pulping)这个名字使用。Kamyr AB、Kamyr公司和 Ahlstrom Machinery OY的美国和芬兰的销售公司目前分别以Andritz公司和Andritz OY 而为人所知。连续蒸煮器的开发的主要部分是在之前称为Kamyr公司的范围内并且在过去 的10年间是在MetsoPaper公司中进行的。如以上所述,已经亟待发展主要来自这些行动 者的一些改进的筛设计的几项不同提议。
本发明的第一个目的是提供一种改进的筛设计,其能够减小阻塞的风险,但是其 具有被实质(virtually)增加的回收槽的宽度,因此还提高了回收能力。第二个目的是在原理不同的其他构思的那些缺点不出现的情况下,就能获得这些 优点,其中还需要保持已知的回收槽的自洁效果。第三个目的是增强特别难回收的位置处的回收效果,在这些位置纸浆柱受到高 度堆挤,尤其是在压力处于最大值且木片处于其最柔软状态下的蒸煮器的底部。通过利 用高度堆挤时相干纸浆柱所产生的作用,可以在这些位置形成其功能测定量(functional measure)比自然的(physical)回收槽大40%的回收槽。通过根据本发明的构思所给出的优选设计,能获得如下效果 筛的自洁效果;·朝向纸浆柱的大的实质吸槽;·不管怎样,如果有过大的纤维颗粒从纸浆柱中脱离,吸槽中狭窄凹入的最小间隙 不允许这些来自纸浆柱的过大的纤维颗粒通过;以及 针对一些部件鼓出的高抗弯曲性。上述目的由根据权利要求1的特征部分的原理性筛设计来实现,从属权利要求用 于解释本原理的优选实施例。下面将参考附图对实施例进行描述。图1示意性示出了具有多个筛部的连续蒸煮器; 图2示出了通过蒸煮器的筛部的截面图;图3示出了根据本发明第一实施例的筛;图4示出了根据本发明第二实施例的筛;图5示出了蒸煮器中的纸浆柱如何在凹入的筛棒条上扩展开;以及图6从侧面示出了蒸煮器中的筛部中的筛设置。


本发明涉及一种连续蒸煮器的蒸煮器筛,在该蒸煮器中生产蒸煮的纤维素纸浆。该蒸煮器筛包括多个筛棒条(41a,42c,42a),所述筛棒条竖直设置在连续蒸煮器中,并且在固定的筛棒条之间具有回收槽(S),能够通过回收槽自蒸煮器的纸浆柱(P)回收蒸煮液。通过所具有的被固定设置且相对于相邻筛棒条(41a)凹入一距离(D)的各第二筛棒条(42a,42c),能够增强该筛的回收能力。



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