用于填充和清潔漿塔的方法和設備的制作方法

專利名稱：用于填充和清潔漿塔的方法和設備的制作方法
用于填充和清潔漿塔的方法和設備
本發明涉及用于填充和清潔漿塔的方法和設備。本發明最適用于 在木材加工工業中填充和清潔高濃度漿塔、漂白塔、存儲罐和容納有
纖維懸浮體的類似塔。
在大部分情況下，木材加工工業中的漿塔是容納有濃度約為
10%-20%的高濃度漿料的罐，有時也容納低濃度漿料，并且用于例如 漿料存儲或加工。此外，漿塔作為一些裝置的泄料罐而使用，或者用 于存儲例如周期性地來自成批蒸煮器的、在隨后的加工裝置中作為穩 定流而使用的漿料。換句話說，本發明的塔的特征在于它們基本上是 大型的(直徑通常在4-12米的量級，且它們的高度約為20-30米，但 是還存在更小和更大的塔)，并且它們的表面高度變化很大，即使在大 部分情況下它們都具有最佳的表面高度，并且通常要求將漿料表面保 持在那個高度。
已經發現關于使用這些塔或罐的很多問題。這些問題主要涉及這 些塔的填充或倒空、或者由于被存儲或處理的材料粘附到塔壁上而產 生的塔內部污祐。在下文中，將重點討論如何填充塔并防止塔污垢， 這些是本發明的主題。
用于填充上述類型塔的很多不同解決方案以前已為公眾所知。最 早的已知方法在于將漿料抽吸到塔的頂部并且容許漿料或多或少地 直接向下落。如果容許漿料直接向下落到已存在的漿料的頂部，顯然 從高處落下的漿料將會穿過塔中漿料層的表面并且深深地穿透入舊 漿料中。這會引起很多缺點。首先，如果在塔底部進行漿料稀釋(這是 通常的情況)，供給到塔中的漿料可以穿透直至稀釋區。所以漿料被無 法控制地排出到稀釋區，并且稀釋均勻性不再符合塔下游的設備的要求。另一個問題是，穿透入舊漿料中的漿料比已經處在塔中的漿料漂 移到離塔的排出開口更近，使得塔中的內容物將不會均勻地改變，而 是漿料的一部分在幾分鐘內被運送出塔，而漿料的一部分卻停留在塔 中，在最壞的情況下甚至停留數天或數星期。更多問題又會隨之而產 生。首先，無法想象停留在塔中數天或甚至數星期的漿料可以保持與 新鮮漿料類似的質量。其次，在這些塔中進行等級的完全改變可能花 費數天，或者至少若干小時，因此在改變期間從塔排出的漿料是新舊 漿料等級的混和物。根據隨后的漿料使用，這種所謂的中間漿料在最 壞的情況下可能是完全無用的。此外，在塔中的同一地方停留較長時 期的舊漿料和流過塔并更深地流入其中的新漿料逐漸地容許液體從 漿料層的表面滲出，因此表面層變硬且可能變得更容易腐爛。同時， 舊漿料也更容易地粘附到塔壁上，該粘附的舊漿料可作為大的固體塊 從塔壁脫離，該固體塊不再在塔的稀釋區適當地分散開。
當然，也可以將漿料排出到使漿料更均勻地分布到塔的整個截面
的分配器，例如布置在塔頂部的旋轉盤(例如SE-B-463 030)。雖然分 配器將漿料流分散成小滴或至少相對小尺寸的顆粒，但當漿料下降時
非常大量的空氣粘附到漿料上，在加工的后期階^a必須通過真空泵或
通過消耗大量能量的類似系統來將這些空氣去除。在一些塔中，漿料 被從下方攜帶到設有葉片的旋轉盤的底部(SE-C-502, 971)，以使得葉 片將漿料散布到塔的截面上。該公開表明，不管意味著什么，都可以 改變用來旋轉該盤的電動機的旋轉速度，以獲得各種散布度。該程序 受到與旋轉盤相同問題的影響，也就是漿料形成小滴且大量空氣粘附 到漿料上。可以提及的另外一個問題是，在我們看來，在現有技術中 描迷的旋轉盤等不容許塔中的表面高度改變，反而僅在一些恒定的表 面高度處是合適的，這實際上在大部分情況下尤其意味著全塔，從而 盤等只布置在塔中略高于漿料表面處。在抽空塔中，旋轉盤將漿料拋 向塔壁，因此，漿料最后下落成為點滴并且吸收大量空氣。
美國專利4,278,496公開了用于漿料工業中的漂白塔的填充設備，其中通過旋轉管路裝備將漿料輸送到塔，以使得漿料在塔里以層狀散 布。然而，這是連續的過程，在該過程中塔里的表面高度實際上保持 恒定，并且以我們看來，漿料完全均勻地散布到塔里并不重要，因為 輸送到塔里的漿料的濃度在HC(高濃度)區，換句話說，根據該公開，
濃度在35%至50%之間。由于這樣高的濃度，當漿料供給方向不是完 全豎直時，沒有使漿料深滲透入已存在塔里的漿料層中的實質危險。 由于高濃度漿料固有地容納有大量空氣，空氣混入漿料也沒有任何意 義。
沒有解決的另一個問題涉及漂白漿料的存儲。在一些情況下，即 極為重要的是，從漂白塔和可能的下面的存儲罐或排料罐排出漿料， 以保證漿料停留在塔或罐中的時間保持恒定。換句話說，漿料中的任
一部分都將不會停留在塔中，因為這將會以一種方式或其它方式危及 漿料的質量。發現尤其是當塔中的表面降低時，漿料的亮度下降。實 際上這意味著漿料停留在塔中越久，它的亮度越低，或者在理想的情 況下，目的將會是以與漿料被供給的完全相同的順序將漿料從塔中排 出，或者使漿料停留在塔中的時間保持恒定。還發現，根據現有技術 的方法(通過塔頂部直接吹風)來重新開始填充塔再次提高了非常快速 地從塔去除的漿料的亮度。對此的唯一解釋是，從塔進來的風繼續幾 乎直接地持續到塔的排出口 ，從而保持在塔中的漿料將會停留在離塔 壁更近的區域且沒有及時到達塔的排出口以被去除。
芬蘭專利申請971330涉及其目的是盡可能高效地解決前述現有 技術裝置的問題的供料裝置。討論中的設備包括布置成與漿塔的上 部相連接的旋轉供料器件、優選是其頂部或蓋、優選是相對于塔的中 心軸，用于其旋轉的裝置，用于將漿料輸送到供料器件的裝置和用于 控制供料器件運行的裝置。除了引導通過蓋的管路外，用于將漿料傳 送到塔的裝置也可包括通過塔的側壁大體上延伸至塔的中心軸的管 路等。根據本公開中討論發明的優選實施例的漿料供料器件包括布置 在豎直漿料管路底端的彎管或從上方進入塔的類似管路，彎管的排出
7開口大體上直接朝向罐或漿塔的壁。上述優選實施例的供料器件的重 要特征是其形式不能使漿料流散開，也就是產生噴撒，相反其目的是 保持漿料流均勻，盡可能地防止在漿料中結合空氣。對于本公開中所 描述的發明而言，關^fc的不是彎管的排出開口在水平方向上或者略向 上或向下傾斜，而是漿料隨著所述供料器件的旋轉速度從排出開口排
一特征。用于供料器件的旋轉裝置優選是具有可調節的旋轉速度且選 擇性地設有減速齒輪的電動機。作為用于各個塔的標準裝置，用于操 作供料器件的所述控制裝置包括高度傳感器和控制單元。
因此，至少一個或者也許多個上述裝置將漿料供給到塔中是可行 的，以使得從上方均勻地填充塔，并且供給到塔的漿料不能從供給直 接穿透入稀釋區。
正如先前指出的那樣，塔的另一問題是漿料粘附到塔壁上。在實 踐中，這總是發生，也就是不管使用哪種裝置來將漿料供給到塔里。 當漿料已經粘附到塔壁上時，漿料會逐漸變干和變硬，因此漿料會成 為硬的薄片結塊脫離。這些結塊不一定在稀釋區中充分地分散，而是 是被向前運送到泵且經過泵后被進一步運送到加工處，在加工處這些 結塊自然妨礙了力口工。這些粘附到塔壁的漿料塊可引起的另 一個缺點 是漿料變質。如果漿料保持在塔里足夠長的時期，那么塔里的有利條 件，也就是溫度和濕度，由于各種微生物的影響而促進了漿料變質。 漿料變質可導致更多漿料變質并且還危及終端產品的質量，除非該問 題引起注意并且及時得到糾正。
由于上述原因，尤其要定期檢查漿塔的清潔，可以手動地或者通 過布置在漿塔中的各種清洗裝置來清洗塔，清洗操作是連續的或間歇 的。在使用的清洗方法當中，通常用壓力洗滌器來進行的手動清洗自 然是處理清洗的傳統方式。然而，該方法存在其自身的問題。首先， 當加工正在進行時，執行清洗幾乎是不可能的，所以在實踐中清洗僅 限于在任何停工期。此外，由于清洗是手動的，其昂貴并且是有點危險的工作。
因此，為了清洗塔，提出了各種機械裝置，這些機械裝置中的大 部分是基于使用加壓水，或者更廣泛地，在塔清洗中的加壓洗液。大 體上，這些裝置歸納為三種基本類型。存在固定噴嘴和噴管，洗液從 該固定噴嘴和噴管噴灑到塔壁的期望部分上。此外，存在與塔的蓋相 連接的、優選布置在塔的中心軸處的旋轉噴嘴裝置，在旋轉噴嘴裝置 上有固定在一個或多個桿上的、在塔中產生期望的清洗動作的大量加 壓液體噴嘴。此外，固定的清洗裝置是已知，其包括或多或少的圓形 分配室，在其壁上以這樣的方式設有大量的噴嘴，使得它們將覆蓋塔 的內表面中有待被清洗的區域。
然而，從現有技術得知的解決方案有它們自身的問題。首先，布 置在塔的獨立側上的固定噴嘴具有相對復雜的設計，該設計需要分支 液體管路和大量附件，或者在某些情況下甚至需要通過塔蓋的大量進 口。同樣，當使用從上述專利公開中獲知的旋轉供料裝置時，存在從 供料裝置排出的漿料噴射流將噴嘴破壞或者至少將噴嘴堵塞的危險。 類似問題自然也涉及其中噴嘴裝置暴露于漿料噴射流的其它解決方 案。因此，不管根據現有技術的清洗裝置是如何布置在塔中的，都會 存在由于供給到塔中的漿料的行為而使該清洗裝置堵塞和/或被破壞 的巨大風險。此外，當塔填充裝置設置在塔中心線時，將以同樣方式 布置在塔中心線的現有技術噴嘴解決方案，不管是旋轉的還是固定 的，都不能布置在同一點，而是它們需要安裝在塔中心線的一側，從 而又暴露于漿料噴射流。
可以通過根據我們的發明的方法和設備來解決前述現有技術解 決方案的各種問題，根據所附的權利要求，本發明的區別特征將變得 清楚。
使用根據本發明的方法和設備，可以進行漿塔的填充和清潔而幾 乎根本不需要任何監控。將清洗設備布置成使得漿料噴射流可以既不
9破壞也不堵塞清洗裝置或它的噴嘴。根據本發明的設備是簡單的，因 為它盡可能地利用了現有結構。所以，如果塔已經具有旋轉供料裝置， 則當安裝根據本發明的裝置時，也可以使用該旋轉供料裝置的驅動機 構和在塔蓋處為其提供的附件、密封和軸承。
下面將會參考顯示了根據本發明優選實施例的設備的附圖
對本 發明作更詳細的描述。
根據附圖，根據本發明的設備包括填充單元12，填充單元12設
于漿塔的頂部，優選在塔10的蓋上，優選中心地布置在該塔的軸上， 該填充單元提供有蓋14和一個或多個連接件16，連接件16設置在該 單元的側部，以用于將漿料輸送到塔的管路。在單元12內、這些連 接件的下方優選但不是必須地設置有擋板18或引導漿料沿著塔軸的 方向從連接件16進入該塔的漏斗。填充單元的蓋14在軸22上設有 密封件和軸承20,在軸承20的下方固定有伊(scoop)式供料器件24， 伊式供料器件24可以是例如其排出開口或邊緣大體上導向罐或漿塔 的壁的彎管。結合本發明而使用的供料器的 一個重要特征在于其形 式，它不會分散也就是噴撒漿料流，相反其目的在于使漿料流保持均 勻并且盡可能地避免在漿料中結合空氣。對于才艮據本發明的供料器件 24而言，關鍵的不是供料器件24的供給方向是否水平或者略向上或 向下傾斜，而是漿料隨著所述供料器件24的旋轉速度從排出開口排 出的方向保證了在塔的所有運行情況下漿料都能被排出到塔壁附近 這一事實。根據本發明的優選實施例的供料器件的旋轉裝置26優選 為可選擇性地設有減速齒輪的速度可調節的電動機，其自然地布置在 塔的外部，或者與單元12連接，或者距離其一段距離(如圖中所示)。
根據本發明優選實施例的供料器件26是旋轉的，例如以使得供 料器件的旋轉速度關于塔的直徑和根據塔中的表面高度兩者來改變。
因此，根據塔中各漿料表面高度來改變供料器件的旋轉速度，以使得 漿料到塔的供給發生在向塔壁附近的最大距離處，漿料噴射流沒有碰 撞塔壁，并且發生最不靠近塔軸的距離處。當表面高度從上述一個高度降低時，供料器件的旋轉速度減小，因為已經具有較低的旋轉速度， 從供料器件排出的漿料噴射流延伸到塔壁附近。類似地，當表面高度 升高時，自然增大旋轉速度。
根據本發明的設備還包括布置在供料器件24的軸22中的軸向通 道28，在該通道的上端部處有用于將洗液輸送到通道28的旋轉4關接 設備30。如附圖所示，該聯接設備可以使得在沿著軸的長度的適當點 處，在軸上布置有大體上沿徑向的開口，以用于將洗液運送到優選但 不是必須的軸的中心洗液通道，或者聯接設備可以選擇性地布置在軸 的上端。當然，即使技術實施明顯更加復雜，但將該通道布置在軸的 外側也是可行的。類似地，軸22在其下部部分設有用于將洗液從軸 通道28運送到噴嘴的裝置32;通過從噴嘴排出洗液噴射流，可以使 塔壁或塔頂板或其二者保持清潔。運送洗液的這些裝置32由永久性 地固定到軸或供料器件24上的一個或多個管路形成，這個/這些管路 優選設有噴嘴，以使得它們不會直接地接觸被供給到塔里的漿料。所 以如附圖所示， 一種可能性是將運送洗液的裝置32和噴嘴布置在后 面，以使得在實踐中供料器件24在相對于清洗噴嘴的相反的方向上 供給漿料。
根據塔的尺寸，除了顯示在附圖中的、與噴嘴設備相連接的噴嘴 管路32外，根據本發明的塔的清洗設備也可以包括這樣的解決方案 其中， 一個或多個管路固定在軸22或供料器件上(自然地，當管路固 定在供料器件24上時，需要用于將洗液從軸22的通道28運送到管 路的裝置)，該管路用于將洗液運送到位于離軸更遠處的適當的噴嘴系 統，并且與此同時用作用于所述噴嘴系統的支承件；或者包括這樣的 解決方案，其中， 一個或多個噴嘴布置成與供料器件24直接連接， 并且可通過噴嘴使塔的壁和頂板二者或二者之一保持清潔。上述噴嘴 設備例如可以是設置在運送洗液的一個或多個管路的端部處的較大 腔室，其中若干噴嘴已固定在該腔室的壁上；或者是"i殳有一個或多個 噴嘴的一個或多個橫向管路，該/這些管路已在其關于軸22的相對的一端/各端處固定到一個或多個管路上，或者在其附近。
作為本發明的另一個實施例，可以設計這樣一種設備，其中，與 塔頂部相結合，不管塔是否設有頂板或蓋或者塔在其頂部是否打開， 都設置了或連續或間歇地旋轉的供給和清洗裝置。該裝置可以優選但 不一定包括例如設置在塔中央的豎直管路，除了相對于管路的周邊以 規則的間隔而布置的一些(例如三個或四個)供給管路以外，管路的底 部被密封，漿料以合乎需要的距離從這些供給管路朝向塔的側壁排 出。在或直接與豎直管路接觸或經由桿而布置在距其一段距離處的相 應供給管路之間布置有合適的噴嘴設備，利用該噴嘴設備來清洗圍繞 塔的供給和清洗設備的空間。該空間指塔壁、供給和清洗設備的懸掛 裝置、塔的頂板、或塔內部的任何其它結構，或者它們的某些組合。 相應的供給和清洗設備可以連續地旋轉，并且以可變的速度旋轉，因 此該裝置本質上以與前面的實施例一樣的方式來操作，即供給漿料的 距離取決于供料裝置的旋轉速度。
該實施例還提供了暫時保持供料裝置穩定性的可能性，當然，對 于示于附圖中的前述實施例，這也是可行的。現在的構思是，每次填 充塔的一小部分，同時從剩余部分的區域中清洗圍繞供給和清洗裝置 的空間。本發明的該實施例和前面實施例的特征在于清洗過程不必是 連續的，而是清洗可以是預先設定的以便以期望的方式發生，例如根 據塔的污垢的程度發生。
然而如附圖所示，除了前述的密封管路，在若干方向供給的供料 裝置也是在其中存在若干4產的開口伊的類型。因此，清洗設備布置在
還應該注意的是，根據本發明的清洗設備可懸掛在塔中而沒有任 何頂板和蓋。這意味著漿料供料器布置和塔壁清洗設備或者懸掛在塔 壁上，或者懸掛在布置成或與其相連接或在其外側的特殊支承結構 上。
根據上面的描述能夠理解的是，設計了用于填充/清洗漿塔的、改正了現有技術設備和方法的許多缺點的新方法和設備。然而，以上僅 僅描述了本發明的一些有利實施例，其不限制由所附的專利權利要求 所限定的本發明范圍。
權利要求
1. 一種用于填充和清潔漿塔的方法，根據所述方法將漿料或者通過所述漿塔的蓋(10)、或者至少通過設置在所述漿塔頂部處的旋轉供料裝置(24)而供給到所述漿塔中，其特征在于，在所述漿料被供給到所述塔中的同時，圍繞所述供料裝置(24)的空間是可清洗的。
2. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，通過設置成與所述 旋轉供料器(24)相連接的清洗設備(22, 28, 30, 32)，圍繞所述供料裝置 (24)的所述空間是可清洗的。
3. 根據權利要求2所述的方法，其特征在于，將所述供料器件(24) 和所述清洗設備(22, 28, 30， 32)布置成使得大體在不同方向上將洗液 和漿料供給到所述塔中。
4. 根據前述權利要求中任一項權利要求所述的方法，其特征在 于，改變從所述供料裝置(24)排出的一個或多個漿料噴射流的范圍， 以均勻地填充所述塔。
5. 根據前述權利要求中任一項權利要求所述的方法，其特征在 于，改變從所述供料裝置(24)排出的一個或多個漿料噴射流在所述塔 內的路徑，以均勻地填充所述;荅。
6. 根據前述權利要求中任一項權利要求所述的方法，其特征在 于，根據所述塔的不同填充程度，將漿料均勻地排出到所述塔中、當 前已處于所述塔中的漿料層的頂部上。
7. 根據前述權利要求中任一項權利要求所述的方法，其特征在 于，通過調節所述供料器件(24)的旋轉速度來改變所述漿料噴射流中 的一個或多個噴射流的范圍。
8. 根據前述權利要求中任一項權利要求所述的方法，其特征在 于，所述供料器件(24)的操作作為塔直徑和漿料表面高度的函數來控 制。
9. 一種用于填充和清潔漿塔的設備，其特征在于，所述設備包括用于將漿料供給到所述塔中的裝置(16, 18, 22， 24， 26)和設置成與所述 供料裝置(16, 18, 22, 24, 26)相連接、以便清洗圍繞所述裝置的空間的 裝置(28， 30, 32)。
10. 根據權利要求9所述的設備，其特征在于，所述供料裝置至 少包括軸(22)和設置在所述軸(22)的下端處的漿料供料器件(24)，且用 于清潔所述周圍空間的所述裝置至少包括設置成與所述軸(22)相連接 的洗液通道(28)，以及用于將洗液從所述軸(20)的所述通道(28)運送到 清洗噴嘴的裝置(32)。
11. 根據權利要求IO所述的方法，其特征在于，將所述供料器件 (24)和清洗設備(22, 28， 30， 32)布置成使得所述洗液和漿料到所述塔中 的供給大體在不同方向上發生。
12. 根據權利要求10所述的設備，其特征在于，所述通道(28)沿 著所述軸(22)延伸到所述塔的外部，此處設置有旋轉連接器(30),以將 洗液運送到所述通道(28)。
13. 根據權利要求IO或權利要求11所述的設備，其特征在于， 所述通道(28)是在所述軸(22)內的通道(28)。
14. 根據權利要求11和權利要求12所述的設備，其特征在于， 用于將洗液從所述通道(28)運送到所述清洗噴嘴的所述裝置(32)包括 固定在所述軸(22)上的一個或多個管路(32)，所述一個或多個管路(32) 設有所述清洗噴嘴。
15. 根據權利要求11和權利要求12所述的設備，其特征在于， 用于將洗液從所述通道(28)運送到所述清洗噴嘴的所述裝置(32)包括 固定在所述軸(22)或所述供料器件(24)上的一個或多個管路(32),所述 一個或多個管路(32)將所述洗液運送到位于遠離所述軸處的適當的噴 嘴系統，且同時用作用于所述噴嘴系統的支岸"牛。
16. 根據權利要求9和權利要求11所述的設備，其特征在于，存 在布置成與所述供料器件(24)相連接的、用于清洗所述塔的內壁或頂 板的一個或多個噴嘴。
17. 根據前述權利要求9至16中任一權項所述的設備，其特征在于，所述噴嘴設置成使得它們不會與從所述供料器排出的漿料噴射流相4妄觸。
18. 根據權利要求9所述的設備，其特征在于，所述供料裝置包 括所述供料器(24)的驅動機構(26),所述驅動機構(26)的旋轉速度由控 制單元控制。
19. 根據權利要求9所述的設備，其特征在于，所述供料裝置包 括具有可調節的旋轉速度的供料器件(24)。
20. 根據權利要求9所述的設備，其特征在于，所述供料裝置還 包括塔高度傳感器和控制單元。
21. 根據權利要求9至20中任一權項所述的設備，其特征在于， 所述供料器件和清洗設備(16, 18, 22， 24, 26, 28, 30, 32)間歇地旋轉。
全文摘要
本發明涉及用于填充和清潔漿塔的方法和設備。本發明最適用于填充和清潔木材加工工業的高濃度漿塔、漂白塔、存儲罐和容納有纖維懸浮體的類似塔。根據本發明的用于填充和清潔漿塔的設備和方法，在該方法中通過塔的蓋(10)或至少通過設置在塔的頂部處的供料裝置(24)將漿料供給到漿塔中，其特征在于，在將漿料供給到塔中的同時，可以通過設置成與供料裝置相連接的清洗裝置(28，30，32)來清洗圍繞供料裝置(24)的空間。
文檔編號D21D5/28GK101512067SQ200780032903
公開日2009年8月19日 申請日期2007年8月15日 優先權日2006年9月7日
發明者J·奧特林 申請人:蘇舍泵有限公司