CN1222208A - 纸浆塔的装料方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种纸浆塔的装料方法和装置,根据本发明纸浆按下述方式被泵至纸浆塔(10)中,即纸浆可以在不同高度从设置在塔(10)中的至少一根竖直供料管被供入塔(10)中。

Description

纸浆塔的装料方法和装置
本发明涉及纸浆塔的装料方法和装置。本发明尤其可用在木材加工业，用于装满高稠度的纸浆塔和含有纤维悬浮液的贮存塔。
众所周知，木材加工业中所用的纸浆塔通常是具有高稠度纸浆的槽，稠度为10～20％，尽管偶然也使用低稠度的纸浆。这些槽例如被用来贮存纸浆或用作某些装置的受料槽，例如用于贮存纸浆，该纸浆分批来自分批蒸煮器并通常作为均匀的流量流入后续的处理装置。换言之，本发明的塔的特征是塔的高度变化范围很大，尽管通常具有一最佳高度。本发明将把纸浆的表面保持在这一高度。
从现有技术已知有用于上述类型的纸浆塔装料用的几种不同装置。已知最古老的一种方法是将纸浆泵至塔顶，从那里让纸浆或多或少地直接滴落。如果让纸浆直接滴落在下面的纸浆上，不待说从上面滴落的纸浆渗入塔中纸浆的表面并向下穿入老的纸浆很深。这存在几个缺点。第一，如果在塔的下部如通常情况那样，实行纸浆的稀释，则送入塔的纸浆可渗入远至稀释区。这导致纸浆不可控制地向稀释区的排放和稀释不象塔后装置所需要的均匀。另一问题是当纸浆渗入老纸浆时要比已存在塔中的纸浆漂移至更接近塔的排放孔，从而塔的内容物不改变均匀性，一部分纸浆在几分钟内流出塔，而另一部分可能要在塔内甚至停留几周。这本身又带来更多的问题。首先，不能想象在塔中停留几天或甚至几周的纸浆能与新鲜的纸浆有相同的质量。其次，象这样塔中原料的完全更换可能需要几天和至少几个小时，这样，从塔中排出的纸浆是一种在这一时间段老的和新的纸浆的混合物。根据纸浆使用的随后目标，该“中间纸浆”在最坏情况下可能完全不能用。此外，老的纸浆在塔中停留越久和新的纸浆渗入塔中越深，则液体逐渐从纸浆层的表面过滤出来，从而使表面变硬和更易损坏。最后，至少从本发明的观点看能量消耗也是一个问题，因为将纸浆粉碎机的全部产品容积即每天大约1000吨纸浆泵至20-30米的高度，向下只滴落至大约5～10米的高度可以被看作是泵能量的浪费。换句话说，实际需要的泵能量通常要少于现在所用能量的一半。
当然可以将纸浆排放至一分配装置，例如一设置在塔上部中的旋转板，借助于该旋转板纸浆更均匀地分布在塔的整个横截上。一部分所述的问题可按这一方式解决，但泵能量仍消耗至以前相同的程度。此外，在塔上部设置的纸浆分配装置使结构复杂和能量消耗增大。当分配装置将纸浆流分解成滴或至少相当小的颗粒时，大量的空气在下滴时粘附在纸浆上，这些空气将在工艺的后续阶段用消耗大量能量的真空泵或相应的装置被除去。
结合某些已考虑到极满的塔，通过将纸浆送料管从塔的侧面引至塔的内部可以减少能量的消耗。如果送料管在纸浆表面的上方，则通过供料孔供给的纸浆穿过塔中纸浆层的表面至纸浆柱至少一定距离，从而与不同时期的纸浆有关的问题仍然存在，即使这些问题不象从顶部装满塔那样复杂。
下一个替换方案是将送料管设置在纸浆表面以下的塔的侧面，以这样一种方式来引导，即纸浆大致供至塔中的纸浆层。该装置精确地工作，只要塔中的表面高度保持不变。如果表面高度改变几米，问题可能是例如供入塔中的纸浆保持在纸浆表面以下几米，从而使表面高度上的纸浆不能被排放，而供入的新的纸浆首先通过排放孔。相应地，如果表面高度下落至送料孔下方很多，则供入塔中的纸浆将穿入纸浆层很深，引起上述的严重问题。换言之，供料的这一方法只适用于塔的表面高度保持相对稳定的场合。
与纸浆塔装料有关的另一问题与分批蒸煮工艺有关，尤其是与受料塔的装料有关。通常已知当排空一蒸煮器时，被从蒸煮器中排放的纸浆稠度变化很大。因此，在受料塔中形成具有不同稠度的纸浆区域，不管采用现有技术中的哪种装料方法，这在大多数情况下将导致引入塔后工艺阶段中的纸浆稠度的改变。这本身例如引起漂前洗涤中的各种问题。如所周知，例如洗涤机被制成用于最佳的稠度而避免运行结果不可避免的变差。
由上述现有技术的装置导致的各种问题可以由本发明的方法和装置加以解决，从后附的权利要求可了解本发明的特征。
下面，参照附图更详细地描述本发明。其中：
图1表示在两种不同应用中的本发明第一优选实施例的装置；
图2表示在两种不同应用中的本发明的第二实施例的装置；
图3表示两种不同应用中的本发明第三实施例的装置；和
图4a-c表示本发明一些其它优选实施例的细节。
根据图1，本发明的装置包括一大体竖直的供料管12，通过塔的底部中心设置在纸浆塔10中。供料管12最好至少延伸至塔中纸浆高度在正常条件下变化的这一高度。换言之，管12的上端位于塔中正常表面高度的变化范围的上限上方少许。在图1的实施例中，管12由直径向上扩大的部分14、16和18组成。在各部分的连接点设置有纸浆供给孔20，这些孔或如图中所示在设置在较窄管部分的上部的导流板22控制下分别向侧向开启，或没有所述的导流板直接向下开启。
该装置作用如下：当纸浆通过供料管12泵入塔10内时，已经在塔10中的纸浆塞满供料孔20，新的纸浆流入供料管向上通过供料孔(图1中的右侧)，直至纸浆或通过第一不被塞满的供料孔排放，或更准确地通过第一孔排放。通过该孔时的流动阻力使纸浆的动能不足以克服该阻力，或从管的上端流至已在塔10中的纸浆的表面。供料管12中的供料孔20的间隙最好是可调节的，使得从孔20排出的纸浆没有时间产生一大的向下速度分量来促使纸浆很深入穿入“老的”纸浆。供料孔20在竖直方向上的间隙为1-2米数量级，其表面区域为(0.5-2)×供料管直径数量级。设置供料孔的一个最佳方式是将它们设置成位于其角上的正方形并使它们围绕供料管交替定位，这样实际地讲在纸浆的自由水位位置始终有一个或多个孔。还可借助于其它形状的孔例如用矩形或圆形孔或具有曲线边缘的孔实现相应的定位。供料管12的直径根据塔的容量确定，在普通的塔中最好通常在0.5～1米之间变化。图1的左侧表示塔10中的纸浆表面相当低的情况，由此纸浆从位于供料管12下部的供料孔20最好以下如方式排放到纸浆表面上，即由于导流板22的作用纸浆沿着塔中纸浆表面的方向形成扇形。在塔10的底部24中大多数情况下有纸浆的稀释区，并设有混合器26和排放孔28。塔10也可以设置其它类型的稀释和/或排放装置，该装置可以按另一种方式设置而不影响本发明的操作。
图2表示根据本发明第二优选实施例的装置，该装置经过改进以便使用底部支柱。该支柱的使用和操作已在芬兰专利942709中作了详细描述。虽然结合本发明纸浆也可以通过底部支柱104的下端引入，但在图2的实施例中纸浆从塔10的底部124的侧壁102引入塔10中(通常从一圆锥或圆柱形部分)。然而如果将底部支柱104作为所需的支撑结构，则纸浆供料管112可用作底部支柱104的支撑结构。在图示的实施例中，供料管112在底部支柱104的扩张位置沿竖直方向弯曲并且在具有大直径和向上延伸至底部支柱104的上端的管114内延伸。供料管112在这一实施例中延伸至接近大管114，即相对于塔的高度最好位于图1所示的供料管12的上端的同一高度，换言之，位于管12的最大部分的上端的同一高度。
根据图2的装置操作如下：当纸浆表面(图中的右侧)很高时，供入的纸浆从供料管112的上端流入大管114，并接着从该大管的上端流入塔10中的纸浆层上。另一方面，如果表面很低(图中的左侧)，纸浆从供料管112流入供料管112和大管114之间的环形间隙116中，并从那里通过一个或多个供料孔120流到塔中的纸浆层上。在这一实施例中，也有与供料管120结合的导流板122。用该导流板使纸浆沿大致径向水平方向排放到纸浆层上。
上述的供料方法当塔中的原料改变时尤其有利。在这种情况下重要的是能够从塔以下述方式排出先前的原料，即尽可能少地与新的原料混合。用本发明的方法可按下述方式简单地改变原料，即将纸浆高度移至最低位置，如图2左侧所示的供料孔120下方稍许。当开始向塔10供应新的原料时，可以利用供料管112和供料孔120之间的高度差以及供料孔的导流板122，使得从供料管112供入间隙116中的纸浆当从供料管112的上端向供料孔120落下时在间隙116内具有相当大的流速，从而纸浆通过导流板122的引导以相当大的水平速度通过供料孔120供入在塔10中的纸浆表面上。这样，当改变原料时，供入塔10的新的纸浆作为一均匀层降落在老的原料上，这意味着更换原料的时间段在最好情况下可以按几分钟来计算而不是与现有技术的纸浆塔有关的几小时、几天或几周。在图2中通常位于底部124中的稀释区如图所示具有一混合器26和一排放孔28。然而，塔10也可以设有其它类型的稀释和/或排放装置，该装置按其它的方式设置而不影响本发明的运作。
此外，值得提到的是不用具有不同直径的几个管子而采用这种管，即供料管12在图1的实施例中也可以是圆锥形向上扩大，在其壁上设有供料孔。相应地，图2中的供料管112可以是圆锥形向上扩大，而大管是圆柱形的，这两根管之间的间隙是向下扩大的环形间隙。用这种方法可以保证即使所用的纸浆很难处理也不会阻塞供料管。
至于通过使用本发明的装置来实现减少能量的消耗可以通过根据塔10的高度控制与进料管12、112相连的泵的杨程来最佳化。事实上，这首先意味着控制泵的旋转速度。
还要指出的是在某些情况中供料管还可以通过塔顶导入塔中，例如当纸浆从没有中间泵作用而具有向上流动的漂白塔(通过漂白塔的送料泵的压力)排放入贮存塔时；但是在这种情况下要注意不使从送料管排放的纸浆深深穿入老的纸浆。这可以通过图3的装置来保证，例如图3表示在这一实施例中塔10的顶210设有从塔底延伸出一定距离的纸桨中央供料管212。塔底设有底板213。在图3的实施例中，底板213设置成与底部支柱204相连，但事实上也可以用其它方法支撑。管214从同一底板213起与进料管212同心延伸。管214具有较大的直径并沿管214设有供料孔220。其运行原理与先前的实施例相同。换言之，纸浆通过供料管212供入塔10中。纸浆冲击到底板213上，改变其方向，开始在大的管214中向上流动，并通过未被阻塞的第一孔排放或通过流动阻力很低而使纸浆的动能足以克服该阻力的第一孔排放。
装满纸浆槽的另一种方法是在供料管中设置一可移动底，该可移动底根据供料管周围的纸浆高度移动，使得紧邻或在底上方定位的供料孔至少在纸浆表面的相同高度，从而使通过供料孔排放的纸浆流终是在已在塔中的纸浆层上终止。
图4a和4b表示按照本发明的一优选实施例的供料管或实际上是一可用来解决两个相反问题的供料管。通过较小的改变可以来改进供料管来解决一个问题或其它问题。图4a所示的供料管312按结合图1所述的方式使用。换言之，当纸浆从下部供入供料管时，纸浆开始通过第一未阻塞的供料孔320或通过具有足够低流动阻力的供料孔从供料管排放入塔中。实际上，纸浆大致终止在已存在在塔中的纸浆上。
在图4b所示的情况中，供料管412与图4a中的一样，所不同的是在图4b的实施例中供料管412的上端用盖板430封闭，盖板430防止纸浆通过管的上端排放。借助于这一应用可以解决上述问题，即在分批蒸煮器的受料塔中产生具有不同稠度的区域。这一解决方案是搅拌在受料塔的装料阶段的纸浆。其工作如下：因为要防止纸浆通过供料管412的上端排放，所以纸浆通过供料孔420在几个不同的高度排放入塔中，从而实际上说塔被均匀装满。当然，可以用许多方式改善装料的均匀性。一个替换方案是减少朝向供料管上端的供料管孔的尺寸。换句话说，通过减小孔的尺寸而在纸浆高度附近的下方产生流动阻力。另一种方法是在供料管412中设置一可移动的盖板系统，其中盖板根据纸浆高度的上升或直接地或延迟地移动(盖板要低于纸浆高度)。当然可以结合上述的替换方案，换言之，尺寸改变的供料孔可以与同一供料管内的可移动盖板一起使用。所使用的方法越接近这样一种组合，就越能获得接近的最佳状态，其中纸浆均匀供入已在塔中的纸浆中并通过纸浆层的整个高度延伸。
图4c表示另一种用于装满分批蒸煮器后面的受料塔的变型方案。在这一实施例中，供料管512基本上与图1中的管相同。换言之，供料管由具有不同直径的部分513～518形成。其唯一的区别是管512向上变窄。换言之，在直径变化的点上的每一孔520与部分供入塔中的纸浆相交，设置在孔520上的导流板522将到来的纸浆流导向侧面，以便混合入已在塔中的纸浆。
如果分批蒸煮器的受料塔是从上方装料的那一种，则根据图4a、4b和4c所示的所有结构都可以按前面已有的方式加以应用。为此，其中图4a、4b和4c标有两个参考号，换言之，层数为一12的参考号表示此管为供料管的情况，而尾数为一14的参考号表示此管为大的管的情况。在图4c中，例如所示的实施例可以被改进用来这样从上方供料，即管部分514的下端用例如可以按图3所示的方式支撑在底部支柱上的一块板封住。从而纸浆例如通过管部分518从上方引入；在这种情况下，管部分518延伸接近底板并对着底板排料，使纸浆流转向向上，之后运作如上所述地继续进行。
从以上的描述中了解到本发明提供了一种纸浆塔装料的新方法和装置，用这一装置和方法可以避免现有技术中的装置和方法的缺点。但是，以上只描述了本发明的一个优选实施例，而不是要缩小本发明的范围而是要根据所附权利要求来解释该范围。因此，例如如果需要可以在塔中设置一个以上的供料管，例如按芬兰专利94442中所述的方式并使用上述的分配装置，从而可以保证纸浆在塔的整个横截面上均匀分布。此外，还应注意的是，塔的形状不一定如同后附附图中所示的形状，即塔具有通过锥形中间部变窄的圆柱形底部，它也可以是整体圆柱形并配有一个平的或倾斜的底部或配有一个锥形的或半球形的底部。换言之，本发明的装料方法可用于任何形状的塔的装料。

Claims (20)

1．纸浆塔的装料方法，其中纸浆通过设置成与纸浆塔的顶、壁或底相连的供料管(12,112,212)泵入纸浆塔，其特征在于，纸浆在不同的高度被供入塔(10)中，所述的高度取决于塔(10)的表面高度。
2．如权利要求1所述的方法，其特征在于，纸浆被均匀地供入塔(10)中的纸浆层的上部，或作为均匀流供入纸浆层上，排料高度在每种情况中取决于塔中的纸浆高度。
3．如权利要求1所述的方法，其特征在于，纸浆通过将其均匀地分布在已在塔中的纸浆层的表面而供入塔(10)中，没有将其混入塔中的纸浆。
4．如权利要求1所述的方法，其特征在于，塔(10)装料所需的泵能量根据塔的高度调节，换言之使泵能量最小。
5．纸浆塔的装料装置，包括一设有壁和底部的纸浆塔(10)、一底部纸浆的排出装置和用于将纸浆供入塔(10)中的装置，其特征在于，所述供料装置至少包括位于塔(10)中的竖直供料管(12,112,212)。
6．如权利要求5所述的装置，其特征在于，与供料管(12,112,212)相连的是用于将纸浆在几个不同高度供入塔(10)中的装置。
7．如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述供料装置至少包括一个设置在供料管(12)壁上的供料孔(20)。
8．如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述供料装置包括一围绕着供料管(12,212)的大管(114,214)。
9．如权利要求8所述的装置，其特征在于，在大管(114,214)的壁上至少有一个纸浆供料孔(120,220)。
10．如权利要求7或9所述的装置，其特征在于，根据流动的实际方向，在供料孔(20,120,220,320,420,520)的上方或下方设有以下述方向引导纸浆排放的装置(22,122,522)，即基本上从竖直的方向最好偏转至大约水平的方向。
11．如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述引导装置是一导流板(22,122,522)。
12．如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述排放装置包括所述供料管(12,312,512)或大管(114,214,314,514)的一个上端。
13．如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述供料管(12,112,212,312,412,512)通过塔(10)的顶(210)、壁(102)或底部引入塔(10)中。
14．如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述供料管(112,312,412,512)通过设置在塔(10)底部的底部支柱(104)引入塔(10)中。
15．如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述大管(114,214,314,414,514)从底部支柱(104)的端部向上延伸。
16．如权利要求5或8所述的装置，其特征在于，至少一根供料管(12,112,212,312,412,512)和一根大管(114,214,314,414,514)是圆锥形的。
17．如权利要求7或9所述的装置，其特征在于，所述供料孔(20,120,220,320,240)交替设置在管(12,114,214,314,412,414)的壁上。
18．如权利要求17所述的装置，其特征在于，所述供料孔(20,120,220,320,420)被制成正方形或圆形孔。
19．纸浆塔的装料方法，其中纸浆通过设置成与塔的顶、壁或底部相连的供料管(12,112,212)被泵入纸浆塔(10)中，其特征在于，纸浆同时在几个不同高度被供入塔(10)中。
20．如权利要求19所述的方法，其特征在于，纸浆通过已在塔中的纸浆层被均匀地供入塔(10)中，其排放高度在每种情况下视塔的纸浆高度而定。
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