用于分離紙漿懸浮液中顆粒的設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用于分離紙漿懸浮液中顆粒的設備。
【背景技術】
[0002]造紙中的篩選意思是將異物或不同顆粒與紙漿懸浮液分離并可在纖維生產線中不同的工藝步驟中進行。
[0003]紙漿不可避免地含有不想要的固體材料。某些木肩可能未被適當蒸煮，而有些纖維材料可能未完全成為單獨纖維的形式。木材缺陷可能顯示為無纖維固體。除木材外的污染物也可能隨木肩進入系統。篩選的目的是從主紙漿流去除這些雜質以盡可能高效地進行丟棄處理并洗出良好纖維，將這些良好纖維返回到主紙漿流并準備丟棄處理。
[0004]篩選設備(參見例如EPO 444 051)可包括封圍稱為篩選件或篩框的圓筒形屏障的篩選殼體，具有例如孔洞或狹槽形式的孔用于實際篩選。篩選設備可還包括:通向篩選件的用于紙漿懸浮液的入口 ；用于良漿、即具有已從內側穿過篩選件并出去的小顆粒的材料的良漿出口；以及用于漿渣、即具有未穿過篩選件的大顆粒的材料的漿渣出口。
[0005]為了改進篩選過程，篩選設備可例如設有具有例如葉片或突起的某種轉子，在篩選件中轉動或者篩選件可轉動。此外，篩選件可在其內表面上設有突起的不同變型。
[0006]例如移動轉子葉片的端部從篩選件的內表面移動較短距離，從而防止在篩選件的表面上形成紙漿層并防止各孔堵塞。篩選件的各移動轉子葉片與各突起之間的相互作用導致可將紙漿液化的壓力脈沖和/或剪切力和紊流。這使得某些液化紙漿穿過篩選件作為良漿到達良漿出口，而這使得較重的顆粒、污物和類似漿渣材料徑向向外穿到漿渣出口。
[0007]稱為結篩(knotting)的現有粗篩方案基于約3_4%的紙漿濃度水平。由于篩選設備之前的濃度通常為篩選設備之前的10-12%，從而在實踐中能夠進行篩選，現在通常需要在篩選之前通過稀釋來降低紙漿濃度并通過在篩選之后和洗滌之前通過脫水或增稠來增加紙漿濃度。
[0008]紙漿濃度的增加意味著流體化所需的能量強度的增加。濃度因此限定用于有效利用篩選的極限。太高的濃度導致纖維懸浮液中的結塊不會破裂，這暗示著篩選過程不能繼續進行。
[0009]在用于紙漿的常規篩選設備中，沿篩選區域的長度從未篩選紙漿的入口到排出濃縮雜質的出口的增稠是實際問題，這限制篩選效率，關系到生產能力和效率。增稠實際上意味著纖維懸浮液的濃度沿篩選件的表面從入口向丟棄出口增加，即脫水。雜質還從入口向丟棄出口濃縮。增加的濃度暗示著纖維網的強度顯著增加。
[0010]隨著篩選設備的轉子沿篩選區域的整個長度等速轉動，能量供給從篩選件的饋送或注入側至丟棄側是大致恒定的。這暗示著篩選必須在篩選區域開始處以過低濃度開始，從而防止紙漿濃度快速變高，以致篩選區域的大部分用作增稠器。相對于紙漿濃度過高的能量強度暗示著篩選區域開始處紙漿懸浮液具有不必要的高紊流值，且因此具有變差的分離選擇性。在具有理想條件的短區域之后，紙漿濃度太高，能量不再足以打破纖維網，且篩選區域的最終部分并未起作用。高程度的增稠還會由于篩選件與轉動裝置之間機械傳遞的力而產生制動效應。換言之，增稠暗示著篩選件喪失效率和生產能力，且可能受損。
[0011]在纖維生產線的不同步驟中，還必須在脫水設備或增稠器內濃縮，即脫水或增稠紙漿懸浮液。有不同的方法且還可使用屏障件以不同方式完成，例如用在以上篩選設備中的對應方式完成。與篩選的不同在于在脫水設備或增稠器中，增稠效應是期望的，且想要保留的是具有尚未穿過屏障件的大顆粒的材料，且不想保留的是已經穿過屏障件的具有小顆粒的材料(液體，稱為濾出液)。
[0012]脫水設備或增稠器內的屏障件因此用作過濾器。脫水可通過簡單使用重力來實現或通過使在屏障件下受壓將濾出液抽過屏障件或替代地在紙漿懸浮液上加壓并將濾出液擠壓穿過屏障件來更高效地實現。
[0013]除了使用篩選類方案，另一替代方式是使用輥式壓榨，其包括兩個協配且相反轉動的壓榨輥，每個壓榨輥具有屏障件，屏障件具有對于擠出紙漿的濾出液可滲透的外表面的形式。紙漿沉積在可滲透外表面上，并在壓榨輥之間的輥隙或壓隙中壓榨，由此將濾出液從紙漿中壓榨出來。通常，壓榨輥還包括在壓隙之前的一個或多個洗滌區域。在US3，980，518中披露了這種輥式壓榨機的一個例子，其中，壓榨輥的旋轉軸線位于基本相同的水平面上，紙漿沿著垂直方向從下到上地穿過壓榨輥之間的壓隙。
[0014]另一已知的洗滌設備是筒式洗滌機，其中，紙漿在單個轉動過濾筒上沉積并進行脫水，該轉動過濾筒具有可滲透的外表面形式的屏障件，在添加洗滌液之后，該轉動過濾筒移置在前述處理步驟之后殘留在紙幅上的液體。靜壓致使濾出液通過可滲透液體的外表面。原始筒式洗滌機的另一發展形式是加壓置換式洗滌機，其中，在過壓下迫使濾出液通過可滲透的外表面。
[0015]已知脫水設備和洗滌設備的問題在于它們由于低流速且因此低表面效率而需要大型且昂貴的機器。機器的屏障件未被高效利用且因此有來流紙漿濃度約5-6%的最大極限。但洗滌壓棒可達到10-12%。
【發明內容】
[0016]本發明的目的是用權利要求1的發明解決上述問題，其建立可在不同類型設備中實施的新思路。
[0017]通過確保紙漿懸浮液不在流體化區域停留太久，分離變得高效得多，且堵塞屏障件中孔的風險顯著降低。該設備可做得更小且能夠具有更高濃度的來流紙漿懸浮液。在篩選設備中，后者降低篩選前對稀釋的需求，以及篩選后和洗滌前對增稠的需求。
[0018]本發明總體涉及用于分離紙漿懸浮液中顆粒的設備，該設備包括:殼體；帶孔的屏障件；用于紙漿懸浮液的入口 ；用于具有未穿過屏障件的大顆粒的材料的第一出口 ；用于具有穿過屏障件的小顆粒的材料的第二出口 ；以及軸線上的轉子，該轉子布置成在屏障件附近形成流體化區域。本發明設備包括成形為像環形，且較佳地為環面或環面的各部分的分離室，屏障件布置成環形分離室的內壁的一部分，以及轉子布置成在環形分離室內形成來流紙漿懸浮液的循環流并從紙漿懸浮液清除屏障件。通過設計本身呈環形的分離室，屏障件上懸浮液的速度可通過建立的循環保持較高，流速降低更少。環形室應具有所產生渦流的均勻和連續偏轉，并可具有任何圓形或橢圓形狀。在環形分離室的具體實施例中，分離室的形狀可形成環面。
[0019]在設備的較佳實施中，用于紙漿懸浮液的入口切向地連接到環形分離室，所述入口垂直于環形分離室定向。該切向連接將加強分離室內和屏障件上產生的渦流。
[0020]在設備的另一實施例中，入口連接到環面形分離室的內徑，從而進一步增強渦流。
[0021]在設備的又一實施例中，屏障件緊接著入口之后布置且布置在環形分離室的壁上，使得紙漿懸浮液的來流在環形分離室的入口處暴露于屏障件。這將使在進入分離室處供給的新鮮懸浮液能夠立即脫水，該新鮮懸浮液處于最低濃度。
[0022]在設備的另一替代實施例中，轉子還布置成在分離室內形成來流紙漿懸浮液的循環流，使得在流體化區域內小部分循環流切向于屏障件或跟隨屏障件，而大部分循環流跟隨環形或環形分離室。
[0023]在設備的另一替代實施例中，屏障件上的流體化區域比分離室內建立的循環流的總面積小。此外，屏障件僅是回轉形成環形分離室的圓的總周長的一部分，且該部分小于40%，且較佳地小于25%。這將使用新鮮紙漿懸浮液的來流速度和局部受限區域處轉子的流體化效應以最佳條件產生局部脫水區域。
[0024]在較佳實施例中，設備還布置成給予循環流以沿屏障件的切向速度，該切向速度等于或高于該流朝向屏障件的法向速度。這將使用橫向流過濾技術增加屏障件上的脫水效果O
[0025]此外，在較佳實施例中，設備布置成將在環形分離室內循環的紙漿懸浮液暴露于屏障件多于一次。由于更致密部分將被扔到分離室的壁，這具有多重效果，且可以最高濃度通向出口，同時新鮮懸浮液在屏障件上的脫水效果保持較高。
[0026]在較佳實施例中，環形分離室成形為在流動中引起兩個同時的圓周運動，其中一個運動跟隨在屏障件周圍，且另一運動是環形分離室內的循環流，使得僅小部分循環流切向于屏障件或跟隨屏障件，而大部分循環流跟隨環形分離室。轉子將增加跟隨屏障件的該圓周運動，但將通過新鮮紙漿懸浮液的饋入補充跟隨環形分離室的圓周運動。
[0027]分離室可具有幾種形狀的環形分離室，且屏障件可具有成形為環面的一部分的互補形式。替代地，屏障件由于僅是環形分離室的小部分，而可成形為像錐形或截頭錐形，這將使得制造更容易且更廉價。屏障件還可以是平坦的或者甚至形狀像圓柱形。
[0028]在本發明的替代變型中，屏障件可最靠近軸線(9)設有不帶孔的區域。這是為了減少饋入分離室的新鮮紙漿的立即脫水，和與分離室內循環的懸浮液的某些混合。該區域相對于屏障件沿懸浮液流動方向的延伸部相對短，且較佳地小于所述延伸部的50%。
[0029]本發明設備的轉子較佳地包括上游葉片。且這些上游葉片可較佳地設有