CN115839039A - 具有用于加热浆幅材的装置的制浆机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有用于加热浆幅材的装置的制浆机。该装置包括用于热水的水分配装置(19)和用于蒸汽的蒸汽分配装置(20)，两者都布置在浆幅材(16)的上方。该装置还包括布置在浆幅材(16)的下方的抽吸装置(21)。水分配装置(19)包括水箱(22)，蒸汽分配装置(20)包括蒸汽箱(23)。水箱(22)与蒸汽箱(23)是分开的且布置在蒸汽箱(23)之前。此外，抽吸装置(21)包括抽吸箱(24)。

Description

具有用于加热浆幅材的装置的制浆机

技术领域

本发明涉及一种制浆机，其具有用于加热浆幅材的装置，该装置包括：用于热水的水分配装置和用于蒸汽的蒸汽分配装置，水分配装置和蒸汽分配装置都布置在浆幅材的上方；以及布置在浆幅材下方的抽吸装置。

背景技术

WO 9955958A1公开了一种用于加热纤维材料带(实际上是浆幅材)的设备。基本上，在浆干燥机中用热空气对浆幅材进行干燥。在此之前，浆幅材被压榨以去除水。为了加强压榨过程中的排水，浆幅材被预先加热。在已知的技术中，热水和蒸汽被分配在浆幅材上以提高温度。浆幅材的温度越高，水的粘度越低，从而改善压榨过程中的排水。此外，水可以通过抽吸被去除。

已知技术存在许多问题。热水与蒸汽和空气同时分配。这干扰了每种介质的流动，从而降低了整个设备的效率。另外，还存在一个大型罩，该大型罩需要大量空间并且将热量传导出去。大型罩是具有长边的箱，在定位和密封(会造成泄漏)方面具有挑战性。其次，蒸汽分配远离浆幅材，并且蒸汽充满了罩内的整个开放空间。因此，蒸汽与空气和水混合，这干扰了有效的热传递。同时，蒸汽从罩内逸出，也降低了效率。更重要的是，下方的抽吸弱，并且由于其一直在罩的下方导致缺乏置换空气而产生影响。除了设备的低效率之外，由于浆幅材布置得远离第一压榨机，所以浆幅材在压榨前有时间冷却下来。

发明内容

本发明的目的是提供一种新颖的制浆机，该制浆机具有用于加热浆幅材的装置，该装置比以前的装置效率更高，并且调整起来更容易且更精确。根据本发明的制浆机的特点如下所述。本发明的制浆机具有用于加热浆幅材的装置，所述装置包括：用于热水的水分配装置和用于蒸汽的蒸汽分配装置，所述水分配装置和所述蒸汽分配装置都布置在所述浆幅材的上方；以及抽吸装置，布置在所述浆幅材的下方，所述水分配装置包括水箱，所述蒸汽分配装置包括蒸汽箱，其中所述水箱与所述蒸汽箱分开且布置在所述蒸汽箱之前，并且所述抽吸装置包括抽吸箱。进一步地，所述水箱和所述蒸汽箱在机器方向上定位于所述抽吸箱的区域上。进一步地，所述制浆机具有顶部成形单元，所述水箱布置在所述顶部成形单元之后。进一步地，在机器方向上，所述顶部成形单元和所述水箱之间的距离为15mm-2500mm，优选为200mm-1000mm。进一步地，所述水箱的供给流量为1l/m/s-4l/m/s，优选为1.5l/m/s-2.5l/m/s。进一步地，所述水箱是分布水箱。进一步地，所述抽吸箱在机器方向上的长度为1000mm-4000mm，优选为1500mm-2500mm。进一步地，所述抽吸箱在机器方向上包括若干连续的室，每个室具有其自己的抽吸连接部。进一步地，所述室与前一室相比具有不同的上升的真空度。进一步地，第一个真空度从-20kPa开始，最后一个真空度以-50kPa结束。进一步地，在机器方向上所述水箱和所述蒸汽箱之间的距离是200mm-1500mm，优选为400mm-1200mm。进一步地，所述蒸汽箱在机器方向上的长度为500mm-2000mm，优选为1000mm-1600mm。进一步地，所述蒸汽箱具有平面扩散板，所述平面扩散板定位于所述浆幅材上方的1mm-20mm处，优选10mm-15mm处。进一步地，在所述装置之后具有与抽吸辊接触的块料破碎机。进一步地，在分配过程中所述热水的温度为70℃-99℃，优选为85℃-95℃。。通过这种装置，可以有效地利用每个加热装置的优点。另外，环境的影响也可以最小化。因此，可以用更少的能源使浆幅材比以前被更多地加热。该装置具有若干种调整方式。因此，一种装置可以布置在不同种类的制浆机中。而且，该装置的效率可以通过多种方式提高。

附图说明

下面将参照附图对本发明进行详细描述，附图示出了本发明的一些实施例，其中：

图1示出了根据本发明的制浆机的一部分的侧视图，

图2示出了根据本发明的制浆机的变型。

图3示出了图1的装置的局部放大图。

图4示出了从浆幅材的顶部上方看到的装置。

具体实施方式

图1作为示意图示出了制浆机的开始。首先是成形部10，接着是压榨部11，然后是浆干燥机12(仅部分示出)。成形部10包括布置成环的网13。浆悬浮液通过流浆箱14被供给到网13上。在网13的下方具有多个箔或抽吸箱15，用于去除水，从而形成浆幅材16。大部分的水是在成形部去除的。

这里，压榨部11首先包括组合压榨机(combi press，组合压榨)17，然后是靴式压榨机(shoe press，靴压)18。两种压榨机都具有两个压榨毯。在第一个靴式压榨机之后，还可以有另一个靴式压榨机。大多数时间，浆幅材由网或压榨毯支撑。然而，在压榨机之间具有开放式牵引，以及在靴式压榨机18和浆干燥机12之间也具有开放式牵引。在靴式压榨机之后，浆幅材16的干度足够高，大约为50％或更高，并且其余的水在浆干燥机12中蒸发。

这里，成形部10包括用于加热浆幅材16的装置。该装置包括用于热水的水分配装置19和用于蒸汽的蒸汽分配装置20，两者都布置在浆幅材16的上方。此外，该装置还包括布置在浆幅材16的下方的抽吸装置21。在本发明中，水分配装置19包括水箱22，蒸汽分配装置20包括蒸汽箱23，其中水箱22与蒸汽箱23分开并且布置在蒸汽箱23之前。换句话说，存在间隔开的两个独立设备或箱，水箱在前，蒸汽箱在后。此外，抽吸装置21包括抽吸箱24。

通过上述箱的组合，可以实现许多优点。每个箱都可以独立地被调整和优化。此外，每种介质的流动也都不受干扰。当首先供给热水时，水流入到浆幅材中。热水在整个过程中有效地提高了浆幅材的温度。在此之后，蒸汽促进了浆幅材表面处的加热。换句话说，首先热水通过抽吸而渗透通过浆幅材。同时，至少在浆幅材的顶表面中一些空气被抽吸，然后蒸汽被供给，蒸汽在浆幅材的表面中更深处凝结。令人惊讶的是，网下方的抽吸箱连续跨过所述水箱和蒸汽箱之间的间隙。这改善了水和蒸汽渗透到浆幅材中，当浆幅材包括中间层和底部时，这使得总热量在纤维垫的整个厚度上更高效地传递到浆幅材。因此，最大量的分配热量被带到浆幅材，从而有效地加热浆幅材。

有利地，水箱22和蒸汽箱23在机器方向上被定位在抽吸箱24的区域上。然后，每种介质的流动都得到了促进。此外，水箱和蒸汽箱之间的周围潮湿的暖空气成为渗透到幅材结构中的重要的置换空气。这能够更有效地去除水，并使浆幅材准备好将蒸汽更深地吸收并凝结到浆幅材中，从而提供更好的整体热传递。优选地，抽吸箱比水箱稍早些启动。因此，当在热水被分配之前浆幅材处于真空状态时，热水被立即吸入浆幅材中。同时，水被有效地从浆幅材中除去。

除了向下去除水之外，使用前面的顶部成形单元25是有利的。然后水也从上方被去除，这加强了水的去除。因此，在压榨前，浆幅材的干度增加，成形部变得更短。在本发明中，水箱22被布置在顶部成形单元25的正后方。然后浆幅材的顶表面处于开放状态，辅助热水浸渍浆幅材。换句话说，热水容易地流入浆幅材。有利地，水箱尽量靠近地位于顶部成形单元后面。通过这种方式，可以防止外部空气流入浆幅材。不仅如此，热水在抽吸的帮助下自由流动。在本发明中，在机器方向上，顶部成形单元25和水箱22之间的距离D是15mm-2500mm，优选为200mm-1000mm(图3)。实际上，水箱被定位成尽可能靠近顶部成形单元。通过这种方式，尽可能少的外部空气与浆幅材接触。取代空气，热水将浸入浆幅材中。在图2中，成形部10的起始被布置为夹网成形器(gap former)，与图1的混合成形器相比更短。

实际上，在水箱的前壁上设有水润滑(water lubrication)，以保持前壁的表面清洁。实际的热水沿着水箱后缘的分配表面以大约45度的角度溢出。该分配表面在其端部处优选具有更平缓的角度。因此热水更多地沿着浆幅材的方向流动并且使其速度与浆幅材的速度相对应。分配表面优选经过机加工成型。这有助于将水膜尽可能均匀地分配在浆幅材上。可以仅在一个选定侧供水。另一方面，在具有较宽的机器或具有大量水的情况下，也可以进行双侧供水。

热水的量取决于浆幅材的克重。原则上，水箱22的供给流量为1l/m/s-4l/m/s，优选为1.5l/m/s-2.5l/m/s。这个单位是指每秒对于每米宽度的浆幅材供给多少升热水。在这种流量下，整个浆幅材被加热约5度，而不会不必要地再润湿浆幅材。通过长且高效的抽吸箱，添加的水在压榨前大部分从浆幅材被去除。因此，只需少量的附加水，浆幅材被有效地加热。热水还洗掉粘性成分和细小纤维(fines)，这些粘性成分和细小纤维在工艺的后期阶段(例如除尘)中会引起问题和其他运行性问题。这有助于浆幅材的运行性能，降低滑石粉的消耗，并提高浆的质量。在分配过程中，热水的温度为70℃-99℃，优选为85℃-95℃。因此，热水有效地透过浆幅材的整个厚度真正地加热浆幅材。通过使用蒸汽加热水箱中的水可以很容易地达到上限温度。如果需要增加热水量，可以连续布置多于一个的水箱。

水箱的位置(situation)对水箱(尤其是分布水箱(profiling water box))是有利的。通过这种方式，可以在压榨前调整浆幅材的水分分布。同时，成形部可以尽可能高效地运行，然后在紧邻压榨部之前可以调整水分分布。然后最终的产品是统一的，不需要额外的调整。

实际上，抽吸箱24在机器方向上的长度为1000mm-4000mm，优选为1500mm-2500mm。通过如此长的抽吸箱，水去除效率高，热水将流入浆幅材，从而提高温度。另外，在热水被分配到浆幅材上之前，浆幅材也处于真空状态下。有利地，抽吸箱24包括沿机器方向的若干连续的室26a、......26n，每个室都有其自己的抽吸连接部27a、......27n。通过这种方式，可以根据需要调整水的去除。根据本发明，室26a、......26n与前一个室相比，具有不同的上升的真空度。例如，第一个真空度从-20kPa开始，而最后一个真空度以-50kPa结束。例如，如果有五个室，则真空度可以是-20kPa、-25kPa、-30kPa、-40kPa和-50kPa。也可以有大的单室抽吸箱，在至少两个室或箱中具有相同的真空度或完全相同的真空度。通过这种方式，真空度逐级增加，不会损坏浆幅材，而是有效地抽吸水和蒸汽。

在图4中，有并排布置的五个室26a-26e。这里仅示出了驱动侧的网13的部分宽度。浆幅材16位于网13上，抽吸箱24位于网13的下方。网13和浆幅材16被部分切除，同时示出脱水元件28是抽吸箱24的一部分。首先每个抽吸连接部27a-27e直接从制浆机中伸出，然后向下弯曲至例如真空系统。

抽吸箱延伸(reach)得比蒸汽箱稍长。这样可以防止蒸汽逸出，因为来自周围环境的置换空气进入抽吸箱。置换空气与真空一起将热量拉入浆幅材。

抽吸箱可以是具有若干室的单个单元。备选地，可以有并排布置的两个或更多个抽吸箱。例如，头两个抽吸箱中每个具有两个室，然后第三个抽吸箱具有三个室。有利地，抽吸箱具有狭缝盖，所述狭缝盖带有陶瓷脱水元件。这样的抽吸箱紧凑，且真空分布均匀。而且，即使网与陶瓷脱水元件发生摩擦，陶瓷脱水元件28的使用寿命也很长。申请人自己的抽吸箱中的室的宽度(即，在机器方向上的长度)是400mm。那么具有五个室的抽吸箱的长度是2000mm。

根据本发明，在机器方向上，水箱22和蒸汽箱23之间的距离P是200mm-1500mm，优选为400mm-1200mm。通过这样的短间隙，热水有时间在蒸汽箱之前浸渍到浆幅材中。此外，由于该间隙，抽吸箱的一部分是打开的，可以有效地使热水通过浆幅材。另外，外部的空气也会使浆幅材的表面稍稍冷却。这有助于蒸汽的凝结，从而加热浆幅材的表面。当假定热的液体和空气一起穿透浆幅材时，流向浆幅材的该置换空气对于提高水箱和蒸汽箱的效率具有重要作用。热水越多，间隙越长。另外，是蒸汽(而不是其中的水)加热浆幅材。

由于水箱与蒸汽箱是分开的，所以在浆幅材的顶部形成了间隙或自由空间，这带来了如前所述的优点。空气能自由流动，但可以存在用于分配具有调节热量和/或湿度的置换空气的装备。

水箱短而紧凑。相反，蒸汽箱23在机器方向上的长度T为500mm-2000mm，优选为1000mm-1600mm。通过这种方式，蒸汽可以充分地被分配，且蒸汽有时间加热浆幅材。热水加热整个浆幅材，而蒸汽主要加热浆幅材的顶表面。蒸汽将浆幅材加热约15度。因此，与热水一起，浆幅材的温度超过70℃，有利地超过75℃，而在此装置之前大约是50℃。实际上，这使压榨部之后的干度提高了0.5％-1％。此外，预热的浆幅材在浆干燥机中开始快速地干燥。此外，通过本发明，在浆干燥机中(以及同样在整个制浆机中)的汽耗率(specific steamconsumption)变低。

有利地，蒸汽箱23具有平面扩散板29，定位于浆幅材16上方的1mm-20mm处，优选10mm-15mm处。该平面板能均匀地分配蒸汽并且可以安装得非常靠近浆幅材。因此，蒸汽有效地加热，并且少量的外部空气从侧部流动，作为置换空气。这防止蒸汽逸出到周围环境中。当蒸汽释放了大部分的能量而从气相转化为液相(也就是所谓的凝结)时，可获得最佳的浆幅材温度提升。蒸汽从扩散板出来，并且最大程度地凝结，并将其潜热释放到浆幅材中。

最后，在此装置之后具有与抽吸辊31接触的块料破碎机30。浆幅材下方的抽吸辊也将热量传递给浆幅材，块料破碎机30将水带入顶部毯32，并在紧邻实际的组合压榨机17之前对其进行整修(refurbishment)且接下来转移到靴式压榨机18。块料破碎机30将过早形成和/或过大的浆块破碎。在这里，热量进一步扩散到浆幅材中，且温度下降几度。在组合压榨机17之后，浆幅材被充分干燥，因此足够耐用以被引导至靴式压榨机18。通过根据本发明的装置，浆幅材从顶表面被更有效地加热，但压榨机将热量均匀分配在整个浆幅材上。

Claims (15)

1.一种制浆机，具有用于加热浆幅材的装置，所述装置包括：用于热水的水分配装置(19)和用于蒸汽的蒸汽分配装置(20)，所述水分配装置和所述蒸汽分配装置都布置在所述浆幅材(16)的上方；以及抽吸装置(21)，布置在所述浆幅材(16)的下方，其特征在于，所述水分配装置(19)包括水箱(22)，所述蒸汽分配装置(20)包括蒸汽箱(23)，其中所述水箱(22)与所述蒸汽箱(23)分开且布置在所述蒸汽箱(23)之前，并且所述抽吸装置(21)包括抽吸箱(24)。

2.根据权利要求1所述的制浆机，其特征在于，所述水箱(22)和所述蒸汽箱(23)在机器方向上定位于所述抽吸箱(24)的区域上。

3.根据权利要求1或2所述的制浆机，其特征在于，具有顶部成形单元(25)，所述水箱(22)布置在所述顶部成形单元之后。

4.根据权利要求3所述的制浆机，其特征在于，在机器方向上，所述顶部成形单元(25)和所述水箱(22)之间的距离D为15mm-2500mm，优选为200mm-1000mm。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的制浆机，其特征在于，所述水箱(22)的供给流量为1l/m/s-4l/m/s，优选为1.5l/m/s-2.5l/m/s。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的制浆机，其特征在于，所述水箱(22)是分布水箱。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的制浆机，其特征在于，所述抽吸箱(24)在机器方向上的长度L为1000mm-4000mm，优选为1500mm-2500mm。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的制浆机，其特征在于，所述抽吸箱(24)在机器方向上包括若干连续的室(26a、......26n)，每个室具有其自己的抽吸连接部(27a、......27n)。

9.根据权利要求8所述的制浆机，其特征在于，所述室(26a、......26n)与前一室相比具有不同的上升的真空度。

10.根据权利要求8或9所述的制浆机，其特征在于，第一个真空度从-20kPa开始，最后一个真空度以-50kPa结束。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的制浆机，其特征在于，在机器方向上所述水箱(22)和所述蒸汽箱(23)之间的距离P是200mm-1500mm，优选为400mm-1200mm。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的制浆机，其特征在于，所述蒸汽箱(23)在机器方向上的长度T为500mm-2000mm，优选为1000mm-1600mm。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的制浆机，其特征在于，所述蒸汽箱(23)具有平面扩散板(BP)，所述平面扩散板定位于所述浆幅材(16)上方的1mm-20mm处，优选10mm-15mm处。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的制浆机，其特征在于，在所述装置之后具有与抽吸辊(31)接触的块料破碎机(30)。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的制浆机，其特征在于，在分配过程中所述热水的温度为70C°-99C°，优选为85C°-95C°。

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