在傾斜篩孔上具有彎曲入口的蒸煮器用篩板的製作方法

2023-07-27 18:14:26

專利名稱：在傾斜篩孔上具有彎曲入口的蒸煮器用篩板的製作方法
技術領域：
0002本申請涉及紙漿的製備，特別涉及用於紙漿蒸煮器的篩 板組件。
背景技術：
0003木片和其它的纖維素纖維材料在蒸煮器中進行處理，以 便用化學方法從木片和纖維材料中分離出纖維，例如通過去除木素的 方式。蒸煮器是一種容器，木片在該容器中通過熱量、液體和化學藥 品處理而轉化成紙漿。典型的連續蒸煮容器是直立式圓筒，其具有連 續地接收木片進料的上部入口。木片慢慢地流過蒸煮容器，通常從 100-300英尺(30-100米)高向下。
0004隨著木片在連續蒸煮器中的移動，木片中粘接著纖維素 的木素釋放纖維素，木片轉化為紙漿。紙漿從蒸煮器底部的出口中排 出。當已經存在於蒸煮器中的木片被加工且紙漿從容器底部被移出 時，木片被不斷地添加到連續蒸煮器中。在間歇式蒸煮器中，木片首先被加入容器中，然後對裝入的一批木片進行處理，之後，最後再將 加工好的木片從容器中移出，將容器騰空。在間歇式蒸煮器中，木片 往往逗留在容器中大體相同位置。0005蒸煮器中的化學藥品，例如，蒸煮液，在木片的蒸煮過 程中可以使木素脫離纖維素，從而將木片轉化為紙漿。化學藥品包含 於連續地泵入和泵出間歇式和連續式蒸煮器中的蒸煮液中。傳統的生 產化學纖維紙漿，例如，硫酸鹽漿的蒸煮器中使用篩板，無論連續式 還是間歇式蒸煮器。篩板是允許液體從蒸煮器中抽提出而阻止纖維抽 提出的過濾器。篩板通常設置為環繞在蒸煮器的內部圓周中。篩板的 內部表面暴露於蒸煮器的木片漿中，而外部表面形成排液區的壁。篩 板可以具有多排篩孔，通過這些篩孔，液體(而不是纖維)從木片漿 中抽提出而流入排液區。0006篩板上的篩孔往往會被纖維堵塞或阻塞，並且已成為紙 漿加工質量下降的源頭。人們開發出不同類型的篩孔設計，目的是減 少堵塞和阻塞的趨勢。例如，人們發現，使篩孔與蒸煮器的垂直軸和 水平面成傾斜的方向，可以減少篩孔的堵塞和阻塞。參見美國專利 US6165323。然而，傾斜篩孔的堵塞和阻塞依然會發生，並且持續需 要長的、用於設備上的毛毯，以進一步降低篩孔堵塞和阻塞的趨勢。0007對於蒸煮器中木片阻塞蒸煮器篩板篩孔的關注已經上 升。篩孔是狹窄的，以防止木片隨蒸煮液一起流出蒸煮器。由於很窄， 存在木片堵塞篩孔的風險。連續蒸煮器中的垂直篩孔的這種風險相對 較大，在這種蒸煮器中，木片在篩孔的同一方向上移動。傾斜篩孔中的這種風險會降低，在這種篩孔中，木片垂直移動並且與篩孔成一定 角度。當木片通過傾斜篩孔時，木片會掛在篩孔中並堵塞篩孔。0008篩板中的篩孔，尤其是傾斜篩孔，需要使用長的毛毯， 以降低木片堵塞或阻塞篩孔的風險。這種需要由木片阻塞篩孔、阻止 蒸煮液從篩板處濾出並流出蒸煮器的過程中產生的困難而引起。雖然 對於連續蒸煮器而言這種需要最大，然而間歇蒸煮器用的篩板也有這 種需要以不堵塞篩孔，尤其是傾斜篩板。 發明概述0009已經研發出一種新型的篩板，其包括具有彎曲入口邊緣 的篩孔，以將開始掛在該邊緣上的木片減到最少，並使木片偏轉進入 紙漿流中。該彎曲的入口篩孔邊緣與篩板的內表面相鄰，並面向紙漿 流。彎曲入口篩孔邊緣可以是圓的、傾斜的或斜面的。例如，入口可 以具有大的曲率半徑，該半徑等於篩板厚度的1/3至2/3。彎曲入口 可以僅設在篩孔的下側表面上，或者設在上側和下側的篩孔表面上。 僅設在下側表面上的彎曲入口適用於連續蒸煮器，在這種蒸煮器中， 漿流通常是向下的，木片往往衝擊篩孔下側的入口邊緣。設在篩孔上 側和下側表面的彎曲入口適用於連續式和間歇式蒸煮器。另外，篩孔 下側表面的橫截面可以是水平的，或者從篩板內表面至外表面傾斜向 上。這種水平的或向上傾斜的下側篩孔表面往往使篩孔中的木片偏轉 出篩孔並進入漿流中。0010
一種用於纖維素材料製漿容器的篩板，該篩板包括具 有彎曲入口角邊緣的篩孔，該邊緣與篩板內表面相鄰並朝向漿流。0011已經研發了一種用於纖維素材料製漿的連續蒸煮器用篩 板組件，該組件包括多個用於纖維素材料製漿容器的篩板，每個篩 板在橫截面上具有一彎曲，所述篩板組裝後形成附於蒸煮器內表面的 環面，並且每一個篩板包括具有彎曲入口角邊緣的篩孔，該邊緣與篩 板的內表面相鄰並面向漿流。0012已經研發出一種用於從連續蒸煮器中抽提液體的方法， 該方法包括在容器中處理纖維素材料和液體，其中，纖維素材料流 過蒸煮器，從容器的排出口排出；經篩板組件抽提出一部分液體，其 中篩板組裝後形成附於蒸煮器內表面的環面，每一個篩板包括具有彎 曲的入口角邊緣的篩孔，該邊緣與篩板的內表面相鄰並面向紙漿流， 通過彎曲入口角邊緣使纖維素材料在流過容器時發生偏轉，以避免材 料掛在篩孔中。 附圖概述

圖1是傳統連續蒸煮器部分剖開的示意性正視圖。圖2是傳統的蒸煮器內部篩板組件和蒸煮器壁的示意性正視圖。 圖3是傳統篩板組件中的幾個組裝好的篩板的正視圖。 圖4和圖5分別是傳統篩板一部分的正視圖和後視圖。 圖6是圖5中的傳統篩板沿線6-6截取的的局部橫截面圖。 圖7是具有傾斜篩孔的篩板的第一實施例的正視圖，該篩孔帶有 彎曲的，例如，圓的入口邊緣。圖8是篩板的第一實施例沿圖7中線8-8線截取的橫截面側視圖。 圖9是具有傾斜篩孔的篩板的第二實施例的正視圖，在此，篩孔具有圓形入口邊緣。圖10是篩板的第二實施方式沿圖9中線10-10截取的的橫截面發明詳述0022圖1是用於處理纖維素纖維材料，例如木片，使其成為 纖維素紙漿的連續立式蒸煮器10的側視圖。儘管只示出了立式連續 式蒸煮器，但是此處所描述的篩板和篩孔同樣適用於其它類型的圓筒 狀連續式和間歇式蒸煮器。雖然此處所公開的新型篩板被展示於上下 文中的連續蒸煮器中，但其同樣適用於間歇式蒸煮器。0023粉碎的纖維素纖維材料的漿料和蒸煮化學品從蒸煮器的 上部12引入蒸煮器，全蒸煮紙漿和廢的蒸煮液從底部14排出。蒸煮 器10包括圓筒外殼16，其實際上形成，例如，IOO英尺GO米)高 的圓柱體。在圓筒外殼內部是幾個圓筒狀的篩板組件18。0024圖2是篩板組件18的內部視圖，其具有多個圓筒篩板 部件20的立面圖。該篩面可包括組合後形成圓筒篩板部件的篩板22。 該篩板附於外殼16內壁上的構架24上。構架24，例如，包括與蒸 煮器的外殼16直接相連的金屬條、角鋼或者類似的結構元素，儘管 構架24與蒸煮器是明顯不同且可分離的。通常，每一個篩板部件形 成一個環形物，其環繞在蒸煮器10圓筒狀外殼16的內壁上。0025圖3是篩板組件18中的部分篩板部件20的示意圖。該 部件包括一列金屬篩板26。每一個篩板具有數排梯形篩孔區域34(示 意性地示於圖3中)。這些篩孔區域確定了數排篩孔，例如圖4和圖5中所示的篩孔排34。在篩板上的篩孔區域34之間的是平行於篩孔 區域的陸地區域38。
0026在圖3中所示的篩孔區域34為水平排列，圖2中的為 垂直柱狀物。篩孔區域可以在不同的蒸煮器中、同一蒸煮器的不同篩 板組件中、不同篩板部件中和同一篩板部件或篩板的不同篩孔區域中 有不同的排列方向。儘管篩孔區域34通常被排列為垂直或水平方向， 但是它們也可以根據蒸煮器的特點被排列成傾斜的。
0027篩板具有延伸於篩板26厚度方向上的狹窄的篩孔或縫 隙(全都歸於篩孔)，並且允許液體，但非纖維，通過篩板。篩孔可 以沿不同的方向排列，例如垂直地、水平地或者以某一斜角，例如與 垂直方向成45度角。已發現，傾斜篩孔比垂直的或者水平的篩孔更 不容易被纖維堵塞或阻塞。
0028收集液體的環狀室28通常處於每一個篩板組件18的後 方。液體通過每一個篩板從通常在蒸煮器中向下移動的紙漿流(F) 中分離出來。在每一個環狀室28的下面通常是較小的環形腔30， 一 般將其稱為"內部箱體"，用於收集室28中的液體。在腔30中收集 的液體通過液體輸送管道32排出。儘管展示的這些室和腔是裝在外 殼16內部的，但它們也可以安裝在外殼的外部，也就是可以用"外 部箱體"。
0029展示的篩板組件18具有由篩板26形成的連續圓筒狀篩 板表面，該篩板具有部分，如，數排的篩孔。但是，篩板表面可以不 是連續的或圓筒狀的。例如，篩板表面可以包括多個單獨的圓形篩面，或者篩板表面可以包含交替的篩板表面和空白板， 一般叫做"棋盤式 圖案"。在同一個蒸煮器10中可以使用多於一個的這種篩板組件18。 此外，篩板組件可以是錐形的，這樣，篩板組件的底部直徑可以大於 頂部直徑。錐形篩板組件可以用於跨越蒸煮器中逐漸增加的直徑區 域。
0030展示的每一個篩板組件18具有一個篩板部件，該篩板
部件具有多個篩板，例如三個高度，如上部、中部和底部。在每一個
部件20和組件18中的篩板26的數量在同一個蒸煮器的不同組件中 或者不同蒸煮器中可以是不同的。篩板中篩孔的寬度，例如，可以是 3mm至9mm的範圍。此外，篩孔的形狀、尺寸和方向在每一個篩板 部件20中可以是不同的。例如，上部部件中篩孔的寬度大約為 3mm-4mm，比中部部件的篩孔寬度窄，例如其寬度大約為4-5mm。 類似地，中部部件的篩孔寬度比底部部件的寬度窄，例如其寬度大約 為5-6mm。通過在篩板組件18的底部篩板中使用寬度漸增的篩孔， 可以降低篩孔被紙漿中的纖維堵塞的趨勢。此外，同一篩板中篩孔的 長度可以是一致的，甚至在不同的部件中。
0031如圖4所示，篩板38中所示的篩孔區域34是傾斜的， 並且與水平方向形成一個角度(a0。篩孔的方向在不同的蒸煮器中， 在同一蒸煮器的不同篩板組件中，在不同篩板組件中和在同一篩面或 篩板的不同排的篩孔中，可以是不同的。
0032單獨的機械加工的篩孔40通常形成包括篩孔區域34的 水平排。圖4展示了篩板26的外部表面42，該外部表面面向液體室30。圖5展示了篩板26的內部表面44，該內部表面面向蒸煮器的木 片漿。篩板通過銷46安全固定在構架28上，該銷在篩板中的銷孔 48中延伸。也許需要使用幾個銷和銷孔以將每一個篩板26安全固定 到構架28上。
0033示意性圖示的每一個篩孔40都是傾斜的，並且被排布 成與蒸煮器的垂直軸或者水平板面成角度a。當篩孔被排布成與漿流 (F)的方向成垂直或水平方向時，傾斜篩孔被堵塞/阻塞的趨勢減小。 篩孔角度o;(圖4)可以在30-60度之間，並且優選大約45度。篩孔 角度是平行於篩面的篩孔軸與容器的垂直軸之間的夾角。
0034每一個篩孔40與鄰近的篩孔通過水平距離50間隔開， 該水平距離大約為l英尺，例如，在0.75-1.5英尺之間。每一個篩孔 區域34都具有垂直尺寸52，該垂直尺寸是相鄰篩孔40之間的距離 50的1.5倍至3倍之間。
0035陸地區域38具有垂直尺寸54，其優選大約等於篩孔40 的垂直尺寸52，例如，大約2英尺。優選地，每一篩孔區域(排) 34的篩孔垂直(或水平)尺寸52和陸地區域38的垂直(或水平) 尺寸54在任何特殊的篩板中大體上相同，雖然在某些情況下它們也 可以不同。同樣，優選地，在一個篩板中，從一個篩孔區域34到下 一個篩孔區域的所有篩孔的篩孔角度a都是相同的，雖然在區域和區 域之間也存在不同。同樣，優選地，在特定的篩板26之內的所有篩 孔區域34具有同樣的方向，但是，從一個篩板26到另一個篩板，在 垂直方向上，篩孔40可以具有相反的方向(也就是說，在一個篩板中，篩孔40從頂部到底部由左向右傾斜，而在另一個篩板中，其從 頂部到底部由右向左傾斜)。
0036如圖6所示，每一個篩孔區域34的篩孔40具有在篩板 36的內表面44上的狹窄開口和篩板外部表面42上的寬大開口。與 篩孔的長度(L)相比(如圖4所示)，篩孔的寬度(W)可以為狹窄 的尺寸。篩孔的厚度(T)是篩板36的厚度。如果篩孔沿它的厚度(T) 方向是錐形的，那麼該圓錐角為P (圖6)，例如，30度。在一個特 殊的實施方式中，該寬度可以在篩孔的最窄開口處進行測量，例如在 篩板36的外表面42上。通常，篩孔區域34 (甚至是篩板中)中的 所有篩孔40具有相同的寬度(W)、長度(L)、厚度(T)和角度(P )。 但是，篩孔寬度(W)在不同的篩孔區域中、不同的篩板中和/或同 一個篩板組件的不同篩板部件中可以是不同的。
0037圖7和圖8分別是第1種具體實施方式
的具有傾斜篩孔 的篩板50的正視圖和橫截面側視圖，該傾斜篩孔具有圓形的入口邊 緣。圖7和圖8所示的篩板最適用於連續蒸煮器，在這種蒸煮器中， 紙槳料以一種向下的方向移動通過篩孔。篩板50也可以用於間歇式 蒸煮器中。篩孔52是傾斜的，並且排列成成排的篩孔區域54。紙漿 料中的木片56在連續蒸煮器中通常以一種向下的方向(F)流動，而 在間歇式蒸煮器中通常是固定的。篩板的內表面58面向木片的流動 (F)，外表面60面向液體收集室。篩孔喉部的寬度(X)是篩孔中 最窄的部分。該寬度(X)也許是，例如，2-9mm。
0038篩孔的下側邊62在篩孔長度方向上延伸，並處在與漿流(F)流動方向有關的篩孔的下遊側。該下側具有彎曲入口64，其 可以是，例如，圓形的、角形的、傾斜的、倒角形的、錐形的和斜條
形的。彎曲入口 64不容易掛住漿流(F)中的木片56。現有篩孔的 尖銳的入口邊緣，尤其是篩孔下側的邊緣比較容易掛住木片而使木片 堵塞篩孔。圖7和圖8所示的篩孔上的彎曲入口64，尤其是處在篩 孔下側的入口，往往使木片偏轉並回到槳流(F)中，從而遠離篩孔。
0039篩孔入口的弧度可以由曲率半徑來定義。例如，該半徑 可以是篩板厚度(T)的1/3至2/3。考慮到該彎曲入口，篩孔(X) 的最窄部分可以處在入口 64的內部。該最窄部分可以是超過入口的 喉部，並處在篩板的內表面58和外表面60之間。
0040篩孔52的下側表面64與水平面可以形成在0 — 15度之 間的傾角(")，優選5 — 15度。該傾角使得下側表面的橫截面與水 平面平行或與篩板的內表面58相較呈一個向上的斜面。具有水平的 或傾斜斜面的下側表面往往使進入篩孔的木片發生偏轉，回到漿流 (F)中並離開篩孔。下側表面的斜面處在篩板上的彎曲入口64內。 彎曲入口和水平的或傾斜的下側表面的結合提高了篩孔52偏轉木片 並使其進入漿流的能力，並避免了堵塞。
0041篩板50中的篩孔52具有帶開度角(e)的擴大開口， 該開口促進了液體(FL)通過篩孔和篩板的流動。考慮到下側表面 62的斜面，該開度角(如箭頭FL所示)在傾斜向上的方向上偏轉， 其等於開度角(e)的1/2和篩孔下側傾角(co)的總和。該偏轉向 上的開度角使得液體流(FL)以與傳統篩孔相比更大的向上角度通過篩孔。另外，篩孔的上側面66具有一個角度，以選擇來提供需要的
開度角(P )。例如，上側面66的橫截面的45度角和下惻面62的 15度角提供了一個30度的開度角(P )和一個30度的偏轉角度， 其中偏轉角由通過篩孔的通常液體流向(FL)闡明。
0042圖9和圖10分別是第2種具體實施方式
的具有傾斜篩 孔72和圓形入口邊緣74的篩板70的正視圖和橫截面側視圖。篩板 70比較適用於間歇式蒸煮器，在這種蒸煮器中紙漿料就篩板而言相 對固定，但是也可以用於連續蒸煮器中。篩板70具有類似於圖8中 所示的彎曲入口邊緣64的彎曲入口邊緣74。篩板70的彎曲入口 74 處於篩孔的上側壁76和下側壁78上，與圖8中所示的只處於篩板篩 孔的下側壁上的彎曲入口邊緣形成對比。篩孔上側壁和下側壁78上 的彎曲入口74可以是，例如，圓形的、角形的、傾斜的、倒角形的、 錐形的和斜條形的。篩孔74的弧度可以由曲率半徑來定義。該半徑 可以是，例如，篩板厚度(T)的1/3—2/3。考慮到彎曲入口，篩孔 (X)的最窄區域可以在篩孔入口的內部。該最窄區域可以是僅超過 入口的喉部，並處在篩板的內部表面58和外部表面60之間。
0043篩孔的上側壁和下側壁可以是斜條形的，以形成30度 的擴大的開度角(|3)。圖7至圖IO所示的篩孔的開度角可以不同， 優選在10-30度範圍內。篩孔72的開度角不像圖8中篩孔52的開度 角，其不是偏轉的。篩孔72的開度角是以水平線為軸對稱的。
0044雖然已經描述了與目前被認為是最典型和最佳的實施方 式有關的本發明，但是應當理解為本發明並不限於這些公幵的實施方式，但相反的是，該發明覆蓋了包含在附加的權利要求的精神和範圍 內的不同的改進和與之等效的排列。
權利要求
1、一種用於纖維素材料製漿設備的篩板，所述篩板包括篩孔，其通過篩板延伸並具有與篩板內部表面相鄰的彎曲入口角邊緣，當安裝在製漿設備中時，所述篩孔面向紙漿流。
2、 如權利要求1所述的篩板，其中所述的彎曲角入口篩孔邊緣 至少是圓形的、傾斜的或斜面的中的一種。
3、 如權利要求l所述的篩板，其中所述的彎曲入口角邊緣的曲率半徑在篩板厚度1/3-2/3的範圍內。
4、 如權利要求1所述的篩板，其中所述的彎曲入口僅位於篩孔 的下側，並且篩孔的下側沿篩板的內部表面至外部表面以5-15度的 角度傾斜。
5、 如權利要求1所述的篩板，其中所述的彎曲入口角邊緣位於 篩孔的上側和下側。
6、 如權利要求1所述的篩板，其中平行於篩板的篩孔與容器的 垂直軸形成銳角。
7、 如權利要求l所述的篩板，其中所述篩孔具有偏轉角，相對 於水平面而言，其以15-30度的角與篩板正交。
8、 如權利要求1所述的篩板，其中所述篩孔在篩板上被排列成 成排的部件，並且所述部件在篩板上被排列成排狀和圓柱狀。
9、 如權利要求1所述的篩板，其中每一個篩孔在相對邊緣之間 具有縫隙，所述縫隙的寬度為3毫米(mm) -9mm。
10、 一種用在纖維素材料製漿用的連續蒸煮器上的篩板組件，所述組件包括多個用於纖維素材料製漿設備的篩板，每一個篩板在橫切面上成 彎曲，並且所述篩板組合後形成連接於蒸煮器內表面上的環面，並且 每一個篩板包括具有彎曲入口角邊緣並面向紙漿流的篩孔，所述 邊緣與篩板內表面相鄰。
11、 如權利要求IO所述的篩板，其中所述的彎曲角入口篩孔邊 緣至少是圓形的、傾斜的或斜面的中的一種。
12、 權利要求10所述的篩板，其中所述的彎曲入口角邊緣的曲率半徑在篩板厚度的1/3-2/3範圍內。
13、 權利要求IO所述的篩板，其中所述的彎曲入口僅位於每一個篩孔的下側。
14、 權利要求10所述的篩板，其中所述的彎曲入口角邊緣位於 篩孔的上側和下側。
15、 權利要求10所述的篩板，其中所述篩孔相對於垂直直線而 言形成銳角。
16、 權利要求10所述的篩板，其中所述篩板具有適合於安裝在 連續蒸煮器內的弧度。
17、 權利要求10所述的篩板，其中所述篩孔在篩板上排列成排。
18、 權利要求10所述的篩板，其中所述篩孔在相對的邊緣之間 具有縫隙，並且所述縫隙的寬度為3毫米(mm) -9mm。
19、 一種從連續蒸煮器中抽提出液體的方法，所述方法包括 在容器中處理纖維素材料和液體，其中所述纖維素材料流動通過容器，直到所述材料從容器的排出口排出；通過篩板組件抽提出部分液體，其中所述篩板組合後形成與煮器 內表面相鄰的環面，並且每一個篩板包括具有彎曲入口角邊緣並面向 紙漿流的篩孔，所述邊緣於篩板的內表面相鄰，並且 使纖維素材料通過彎曲入口角邊緣偏轉流過容器，以避免所述材料掛 在所述篩孔上。
20、 權利要求19所述的方法，其中彎曲入口角邊緣的曲率半徑 在篩板厚度的1/3-2/3的範圍內。
21、 權利要求10所述的篩板，其中所述彎曲角入口篩孔邊緣至 少是圓形的、傾斜的或斜面的中的一種。
22、 權利要求20所述的篩板，其中所述的彎曲入口僅位於每一個 篩孔的下側。
23、 權利要求20所述的篩板，其中所述的彎曲入口角邊緣位於篩 孔的上側和下側。
24、 權利要求20所述的篩板，其中所述的篩孔相對於垂直直線 而言形成銳角。
25、 權利要求209所述的篩板，其中所述的篩孔在篩板上被排列 成排。
26、 權利要求20所述的篩板，其中每一所述篩孔在相對邊緣之 間具有縫隙並且縫隙的寬度為3毫米(mm) -9mm。
全文摘要
在傾斜篩孔上具有彎曲入口的蒸煮器用篩板，用於纖維素材料製漿設備的篩板，該篩板包括具有彎曲入口角邊緣，所述邊緣與篩板的內表面相鄰並面向紙漿流的篩孔。
文檔編號D21C7/00GK101532262SQ20081000270
公開日2009年9月16日 申請日期2008年1月9日 優先權日2007年1月18日
發明者卡爾·呂爾曼, 傑伊·K·習勒 申請人:安德裡茲有限公司