DE2714993A1

DE2714993A1 - Verfahren zum zufuehren faserigen lignozellulose-rohmaterials zu einem druckbehaelter

Info

Publication number: DE2714993A1
Application number: DE19772714993
Authority: DE
Inventors: Robert Bender; Douglas B Brown
Original assignee: Stake Technology Ltd
Current assignee: Sunopta Inc
Priority date: 1977-01-24
Filing date: 1977-04-04
Publication date: 1978-07-27
Also published as: DE2714993B2; ES466296A1; GB1599092A; JPS53111102A; SE7800730L; FR2378125A1; DE2714993C3; CA1070537A; AU3269278A; DK33078A; BE863159A

Description

4. April 1977

Verfahren zum Zuführen fasex-igen Lignozellulose-Rohmaterials

zu einem Druckbehälter

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Zuführen faserigen Lignozellulose-Rohmaterials der 7\rt, die in der Lage ist, in einem Schneckenförderer in einen Druckbehälter gefördert zu werden, wie beispielsweise einen unter Druck gesetzten Zellstoffkocher bzw. Autoklaven (im folgenden Kocher genannt), der bei der Herstellung von Tierfutter verwendet wird,wie einen HoIz- bzw. Papicrkochkessel, oder dergleichen, der mit einem Druck des Dampfmediums bis zu 21,1 kg/cm² arbeitet. Es wurde seit langem erkannt, daß es von Vorteil ist, wenn Kocher der oben erwähnten Art auf kontinuierliche Weise arbeiten. Kontinuierliche Kocher sind seit langem im technischen Bereich der Zellstoffherstellung bekannt.

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Εΰ kann Bezug genommen werden auf CD-PS 610 4 84 vom 13.12.1960 (H.S. Messing); CD-PS 636 473 vom 13.2.1962 (H.H. Sandberg); CD-PS 6-39 307 vom 27.8.1963 (F.B.K. Green); CD-PS 766 039 vom 29.8.1967 (J.C.F.C. Richter); und CD-PS 788 204 vom 25.6.1968 (A.J.Roerig).

Eine der Schwierigkeiten beim Betreiben kontinuierlicher Kocher besteht darin, daß das untsr Druck stehende Innere des Kochers sicher gegenüber der Umgebungsluft abisoliert werden muß. Im bekannten Stand der Technik wird diese Schwierigkeit dadurch gelöst, daß man im Beschickungsabschnitt eines Kochers ein spezielles Ventil vorsieht, das an einer geeigneten Stelle der Beschickungsanlage angeordnet ist. Das Ventil muß insbesondere dann eine schwere Bauausführung aufweisen, wenn der Kocher mit einem verhältnismäßig hohen Druck von beispielsweise 21,1 kg/cm² arbeitet. Das Ventil ist verhältnismäßig teuer herzustellen. Es muß in einem perfekt betriebsfähigen Zustand erhalten werden, um mögliche ernste Folgen eines Ausfalls zu vermeiden, der zu einem Zurückblasen durch die Beschickungsanlage führen kann. Ein anderer bekannter Weg, das oben erwähnte Problem zu lösen, ist in CD-PS 636 473 vom 13.2.1962 (Sandberg) geoffenbart. Bei dieser Anordnung ist der Einlaßbereich einer Vorrichtung zum Vorweichen von Holzschnipseln mit einer Einlaßanordnung versehen, in der ein Trichter für trockene Schnipsel von einem Drehventil bzw. einer Rotationsschleuse von einer Vor-Einweichvorrichtung getrennt ist, die der Art nach ein Schneckenförderer ist, dessen Ausgang sich verjüngend ausgebildet ist, um die vorgeweichten Schnipsel bis zur Dichte von etwa 0,72 g/cm³ zu komprimieren, um einen "Pfropfen" zu bilden, der anschließend in eine Imprägnierkammer weitergführt wird, die bei etwa 11,95 kg/cm² arbeitet, wobei der sich voranbewegende Pfropfen eine Sperre bildet, die die Vor-Einweichkammer

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von der Imprägnierkammer trennt. Obwohl die letztgenannte Anordnung auf dem Erkennen der Wirkung eines verdichteten "Pfropfens" aus Holzschnipseln beruht, erfordert sie noch immer das Ventil stromaufwärts vom Schneckenförderer, da der Pfropfen aus voreingciweichten Schnipseln verhältnismäßig unstabil ist und dazu neigt, nach hinten auszublasen, insbesondere wenn die Weiterförderung weiterer Schnipsel vom stromaufwärts gelegenen Ende des Pfropfens aus irgendeinem Grund unterbrochen ist.

Faseriges Lignozellulose-Rohmaterial wie etwa Holzschnipsel, Stroh oder Bagasse werden in einen kontinuierlichen Kocher von einem Schneckenförderer eingespeist, der nur in der Lage ist, das Material bis zu einem Maße zu verdichten, das den Wert nicht überschreitet, bei dem die Fasern des Materials zwischen dem Umfang der Schnecke des Schneckenförderers und Längsrippen abgeschert werden, die im Gehäuse des Schneckenförderers vorgesehen sind.

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die oben erwähnten Nachteile durch ein neues und zweckmäßiges Verfahren des Zuführens des obengenannten Materials in einen Druckbehälter zu überwinden.

Gemäß der Erfindung und allgemein ausgedrückt wird das Material zunächst in einer im allgemeinen frei fallenden Schüttgutform in einen Einlaßbereich eines Schneckenförderers eingebracht, worauf es vom Schneckenförderer zu einem Auslaßbereich dieses Förderers vorangebracht und bis zu einem ersten Verdichtungsgrad vorverdichtet wird. Das Material wird dann weiter im vorverdichteten Zustand in eine längliche, rohrförmige Leitung vorangebracht, die im allgemeinen koaxial mit der Mittellinie des Schneckenförderers verläuft, so daß das Material den gesamten Querschnitt eines ersten Längenabschnittes der genannten

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Leitung einnimmt, um die Innenwände der Leitung zu veranlassen, durch Reibungseinv irkung einen "Strömungswiderstand" auf das sich vorwärtsbewegende Material auszuüben, wobei das Material schließlich zu einer Fülldichte von mindestens 0/72 g/cm² ofentrockenen Materials verdichtet wird, um innerhalb der Leitung einen trockenen Pfropfen zu bilden, der sich durch einen zweiten Längenabschnitt der Leitung vorwärtsbewegt. Während des Verfahrensschritts des Vorvordichtens und des Verdichtens wird das Material bei seinem natürlichen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 10 bis 50 Gew.-% gehalten. Schließlich wird das vordere Ende des sich vorwärtsbewegenden Materialpfropfens in den Druckbehälter hinein abgegeben. Die Erfindung vervollständigt somit das Beschicken eines kontinuierlichen Kochers mit dem Material in der Form eines verhältnismäßig massiven bzw. fenten, trockenen Pfropfens, bezüglich dessen herausgefunden wurde, daß er der Druchdringung von Dampf bis zu 21,8 kg/cm² widersteht, um wirksam das unter Druck stehende Innere des Kochers von der Umgebungsluft abzutrennen. Dementsprechend sind an keinem Abschnitt des Einlaßendes des Kochers irgendwelche Ventile oder dergleichen erforderlich.

Das Vorverdichten des Materials wird lediglich bis zu einer Dichte durchgeführt, die nicht dazu führt, daß die Faserschergrenze innerhalb des Schneckenfördererbereiches überschritten wird. Die Faserschergrenze ist natürlich in Abhängigkeit von der Art des Materials unterschiedlich. Ein weiteres Verdichten des Materials bis zum "Pfropfen"-Zustand wird vorzugsweise durch eine Hin- und Her--Schubbewe'gung an einer Stelle, die stromabwärts vom Schraubenförderer liegt, in Zusammenwirkung mit einem Reibwiderstand an den Wänden der Leitung, durch die das Material währenddessen vorwärtsbewegt wird ,erwirkt. Die Hin- und Her-Schubb^wegung ist insbesondere geeignet,wenn das Material eine verhältnismäßig niedrige Schergrenze aufweist (beispielsweise

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Stroh, Bagasse usv/.) .

Es ist herausgefunden worden, daß es vorzuziehen ist, die Hin- und Her-Schubbewegung längs eines ringförmigen geometrischen Ortes durchzuführen, dessen äußerer Durchmesser im wesentlichen mit dem inneren Durchmesser der Leitung zusammenfällt, da eine derartige Tätigkeit das Material derart verdichtet, daß die Spannungslinien im verdichteten Material im allgemeinen bogenförmige Ausbildung annehmen, deren Scheitel zum Auslaß der Leitung in den Behälter "zeigen". Somit beeinflußt die innerhalb des verdichteten Materials erzeugte Spannung die Strany-Festigkeit des verdichteten Materials, um die Gefahr eines Rückblasens bzw. Rückschiagens des verdichteten "Pfropfens" innerhalb der Leitung aufgrund des Druckes im Behälter zu verringern.

Ein besonderer Gedanke der Erfindung liegt in einem Verfahren zum Beschicken faserigen Lignozellulose-Rohmaterials in einen Druckbehälter wie etwa einen Kocher, der bei einem Druck von etwa 21,1 kg/cm² arbeitet. Das Rohmaterial wird zunächst von einem Schneckenförderer yorverdichtet und nachfolgend bis zu einer Dichte von mindestens 0,72 g/cm² eines ofentrockenen Materials verdichtet, um einen Pfropfen in einer Beschickungsleitung zu bilden, die mit dem Kocher in Verbindung steht. Während des Stadiums des Vorverdichtens und des Verdichtens wird die Feuchtigkeit des Materials bei einem natürlichen Niveau von etwa 10 bis 50 Gew.-% gehalten. Der Pfropfen bildet somit eine sich kontinuierlich vorwärtsbewegende Materialmasse, die das Innere des Kochers von der ümgebungsluft abtrennt, ohne daß eine spezielle Ventileinrichtung erforderlich wäre, die normalerweise im Stand der Technik verwendet wird. Die Vorwärtsbewegung des Pforpfens findet längs einer geraden Linie statt, die im wesentlichen mit der Mittellinie des Schneckenförderers zusammenfällt, aber diesem

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gegenüber einen Abstand in Axialrichtung auf v/eist.

Die Erfindung wird nun anhand von Beispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, die zwei Grundcirten von Vorrichtungen zeigen, die in der Lage sind, das Verfahren auszuführen.

In den Zeichnungen ist

Fig. 1 ein vereinfachtes Schema einer Anlage zum Verarbeiten bzw. Behandeln eines faserigen Lignozellulose-Materials zu Viehfutter, wobei die Einrichtung ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung umfaßt, die in der Lage ist, gemäß des Verfahrens der vorliegenden Erfindung zu arbeiten,

Fig. 2 eine vereinfachte, teilweise Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels der Vorrichtung, die in der Lage ist, gemäß des Verfahrens der vorliegenden Erfindung zu arbeiten,

Fig. 3 eine vereinfachte Draufsicht auf die in Fig.

gezeigte Vorrichtung inklusive Zusatzeinrichtungen wie Antriebsmotor usw., die in Fig. 2 nicht gezeigt sind,

Fig." 4 eine Seitenansicht der in Fig. 3 gezeigten Vorrichtung,

Fig. 5 eine vereinfachte, teilweise Schnittansicht ähnlich Fig. 2, die jedoch ein anderes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zeigt, die j in der Lage ist, das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung durchzuführen,

Fig. 6 eine vereinfachte Draufsicht auf die Vorrichtung, wie sie in Fig. 5 gezeigt ist,

Fig. 7 eine Seitenansicht der in Fig. 6 gezeigten Vorrichtung,

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Fig. 8 eine Variante der Einzelheit VIII in Fig. 2,

Fig. 9 ein vereinfachtes Strömungsdiagramm einer

Hydraulischen Anlage, die verwendet ist, um die Verdichtungseinrichtung der Vorrichtung anzutreieben,wie sie in Fig. 2 bis 4 oder in Fig. 5 bis 7 gezeigt ist.

Fig. 1 zeigt ein Anwendungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einer Einrichtung zum Umwandeln Zellulosen Materials wie beispielsweise Pappelholzschnipsel, Stroh, Bagasse oder derlei Material in nahrhaftes Futter. Das Lignozellulose-Rohmaterial ist eine Masse in einer Form, die der Art nach in der Lage ist, in einem Schneckenförderer gefördert zu werden. Fachleute werden wissen, daß das Material dieser Art mehrere unterschiedliche Längen der Partikel umfassen kann, d.h. von einer vollständigen Länge von Strohhalmen oder Stielen bis zu gehacktem Stroh, wobei ^;.das Material Holzschnipsel umfaßt, aber auch verschiedene Arten von Sägemühlenabfällen, wobei darauf hingewiesen wird, daß beispielsweise der Sägestaub sogenannter Sägemehlarten in Wirklichkeit von kleinen Holzteilen zusammengesetzt ist, deren Fasern zu kurz sind, um unter den Begriff "Fasermaterial" zu fallen.

Das Rohmaterial wird in einer im allgemeinen freifallenden Mengenform von einem Trichter A durch einen Auslaß B in einen Einlaßbereich eines Schraubenförderers C eingebracht. Der Förderer C bringt das Material zu einem Auslaßbereich D (Fig. 2) des Förderers voran, in dem das Material einen vorverdichteten Zustand mit einem ersten Verdichtungsniveau erreicht, das unter dem Wert liegt, der die minimale Schergrenze der Fasern überschreiten würde, die im Material

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enthalten sind. Die Schergrenze ist für unterschiedliche Materialien verschieden und, falls sie überschritten würde, wäre der Schneckenförderer nicht länger in der Lage, das Material voranzubringen, da sich das Material auf der Außenseite der Peripherie des Schneckenförderers von dem Material innerhalb der Spirale der Schnecke trennen würde. Der Fachmann wird wissen, daß das erforderliche Niveau des Vorverdichtens des Materials durch eine Mehrzahl an Faktoren beeinflußt werden kann, wie beispielsweise die Steigung und die Tiefe des Schneckenförderers, das Volumen und die Ausbildung des Auslaßbereiches, die Geschwindigkeit, mit der das vorverdichtete Material weiter aus dem Auslaßbereich abgegeben wird usw. Das Einstellen eines oder mehrerer der bestimmenden Faktoren wird höchst zuverlässig empirisch durchgeführt.

Vom Auslaßbereich D wird das vorverdichtete Material weiter in eine längliche rohrartige Leitung vorangeführt, die im allgemeinen koaxial zum Schneckenförderer angeordnet ist, so daß das Material die gesamte Querschnittsfläche eines ersten Längenabschnitts F (Fig. 2) der Leitung E einnimmt. In der Nähe des Endes des Längenabschnittes F wird das Material zu einer Fülldichte von mindestens 0,72 g/cm² des ofentrockenen Materials verdichtet und bewegt sich durch einen zweiten Längenabschnitt G der Leitung E voran, um schließlich in einen unter Druck gesetzten Behälter H abgegeben zu werden, der betrieblich mit einem Dampferzeuger I verbunden ist, der normalerweise den Druck innerhalb des Behälters K bei einem Wert von bis zu 21,1 kg/cm² hält, wobei der Behälter H ferner mit einer Kolonne J wie in Fig. 1 zur Gewinnung bzw. Rückgewinnung eines Nebenproduktes in Verbindung steht. Das am Auslaß der Leitung E abgegebene Material kehrt, bedingt durch den Druckunterschied, zurück zu einem Zustand mit einem im allgemeinen

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frei geschütteten Volumen. Der Behälter H ist mit einem weiteren Förderer L zum kontinuierlichen Voranbeweyen des behandelten Materials zu einem Auslaß L¹ hin versehen, von dem das behandelte Material über ein Abblasventil (nicht gezeigt) in einen Blasbunker M abgegeben wird. Das Bezugszeichen N bezeichnet eine Antreibseinheit für den Förderer K.

Wie oben erwähnt, bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein neues und zweckmäßige Verfahren zum Beschicken eines unter Druck stehenden Behälters wie beispielsweise eines Behälters H, auf den oben Bezug genommen wurde, mit der oben erwähnten Art Rohmaterials, um ein kontinuierliches Beschicken mit Material und ein wirksames Verhindern zu ermöglichen, daß das unter Druck gesetzte Medium innerhalb des Behälters H in dem Bereich des Schneckenförderers B durchschlägt bzw. zurückbläst. Es wurde herausgefunden, daß die "Pfropfendichte" in der Höhe von 0,72 g/cm³ des ofentrockenen Materials über eine gewisse Länge des Abschnitts G gegenüber Druck und Dampfdurchdringung vom unter Druck stehenden Behälter bis zu einem Niveau hin resistent ist, das ausreichend ist, um die Leitung in der Nähe des Auslasses zum unter Druck stehenden Behälter hin zu verschließen, selbst wenn die Vorwärtsbewegung des Pfropfens aus irgendeinem besonderen Grund unterbrochen ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann am besten in einer Vorrichtung ausgeführt werden, die faktisch identisch ist mit der Vorrichtung, die in der noch anhängigen US-Patentanmeldung geoffenbart ist (Anmeldungs-Nr ,

angemeldet am. 1976, mit dem Titel

Zwei Ausführungsbeispiele der Vorrichtung werden nun detaillierter beschrieben.

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Die Fig. 2 bis 4 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung.

Ein Grundrahmen 1 der Vorrichtung trägt ein Lagergehäuse 2, durch das eine Welle 3 hindurchtritt, die aus einem Getriebe 4 (in Fig. 2 nicht gezeigt) austritt, das, v/ie in Fig. 4 gezeigt, von einem Antriebsmotor 5 über einen Keilriemenantrieb 6 angetrieben wird. Das freie Ende 7 (Fig. 2) der Welle 3 ist starr auf der Innenseite eines rohrförmigen Mittelstücks 8 einer Förderschnecke 9 befestigt, die mit einer kontinuierlichen Schnecke 10 vorher festgelegter Tiefe 11 (Fig. 2) versehen ist. Die Schnecke 10 ist so angeordnet, daß sie in Berührung mit sich in Achsrichtung länglich erstreckenden, jeweils mit gleichem Raidalabstand angeordneten Rippen 12 umläuft, die auf der Innenseite einer Röhre

13 befestigt sind, die einen Teil der Förderbahn des Schneckenförderers bildet. Die Röhre 13 wird von einem hohlen Kolben 14 umgeben, der axial zum Schneckenförderer hin- und herbeweglich ist. Der äußere Durchmesser des Kolbens

14 wird verschieblich zur hin- und hergehenden, teleskopischen Bewegung innerhalb eines Einlaßendes einer rohrförmigen Leitung 15 aufgenommen. Die Stirnfläche des Kolbens 14, die dem Auslaß B des Trichters A abgewandt ist, ist mit einem Kompressionsring 16 versehen, dessen außenseitiger Durchmesser mit dem des Kolbens 14 übereinstimmt, und dessen innenseitiger Durchmesser im wesentlichen der gleiche ist wie der innenseitige Durchmesser des Rohres 13.

Die Leitung 15 ist mit Schlitzen 17, 18 versehen, durch die in' Radialrichtung bezüglich des Kolbens 14 Verbindungsteile 19, 20 hervorragen, die fest am Kolben 14 befestigt sind, wobei die außenseitigen Enden der Teile 19, 20 fest an den Schiebestangen 21, 22 befestigt sind, die für die gleitende Bewegung im allgemeinen parallel zur Achse des Schnecken-

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förderers jeweils innerhalb einer geschlitzten Manschutto 23, 24 angebracht nind.

Ein Ende einer jeden der Stangen 21, 22 ist scharnierartig an einem entsprachenden Anlenkte.il 25, 26 -befestigt, die dem freien Ende einer entsprechenden Kolbenstange 27, 28 eines hydraulischen Zylinders 29, 30 zugeordnet sind, wobei das entsprechende Ende eines jeden Zylinclers an einrir. Arm 31, 32 angebracht ist, der starr am Rahmen 1 angebracht ist, wie am besten in Fig. 3 und 4 ersichtlich ist.

Die Antriebsanlage eines jeden der Zylinder 29 und 30 ir<t in den Fig. 2 bis 4 nicht gezeigt, aber ist mittels eines Flußdiagramms in Fig. 9 angezeigt.

Die Anlage umfaßt eine Pumpe 33 mit hohem Volumen, deren Förderseite über ein Rückschlagventil 34 mit der Leitung 35 in Verbindung steht, die mit der einen Seite eines Durchsatzsteuerventils 36 in Verbindung steht, dessen andere Seite in Verbindung mit den Kolbenbetätigungsleitungen 37, 38 in Verbindung steht. Mit der Pumpe 33 für großes Volumen ist eine Hochdruckpumpe 39 für niederes Volumen gekoppelt, die unter einen! Druck von 77,5 bis 155 kg/cm² arbeitet. Die Hochdruckpumpe 39 mit niedrigem Volumen steht ebenfalls mit der Leitung 35 und mit den beigeordneten Abschnitten, wie sie oben erwähnt wurden, in Verbindung. Eine Zweigleitung 40 ist zwischen der Pumpe 33 mit hohem Volumen und dem Rückschlagventil 34 angeordnet, um über ein Steuer.- bzw. Überwachungsventil 41 eine Verbindung mit dem Sumpf 42 der Anlage herzustellen. Abgezweigt von der Leitung 35 ist eine Steuerleitung 43, deren eines Ende mit dem Steuerventil 41 in Verbindung steht.

Wenn die Pumpen 33 und 39 angetrieben werden und wenn man unterstellt, daß praktisch kein Widerstand vorliegt, der

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vom hydraulischen Zylinder 29 oder 30 überwunden werden muß, dann ist der Druck, der von der Pumpe mit hohem Volumen erzeugt wird, hinlänglich, um das Rückschlagventil 34 zu öffnen und um das unter Druck gesetzte Strömungsmittel dem Strömungsmittelsteuerventil ?.6 zuzuführen. Das Steuer- bzw. überwachumjsventil 41 int dann geschlossen, und das hydraulische Strömungsmittel wird in der Stellung,. die in Fig. 9 gezeigt ist, durch das Ventil 36 zum Sumpf abgegeben. Beim Anschalten des Strömungssteuerventils 36 in eine "EIN"-Stellung strömt das hydraulische Strömungsmittel durch die Kolbenbetätigungsleitung 37 zur linken Seite des Kolbens P, während die Leitung 38 jetzt über dar Ventil 36 mit dem Sumpf 42 in Verbindung steht. Der Kolben B wird zur rechten Seite des Zylinders 29, 30 bewegt und treibt somit die Kolbenstange 27, 28. Wenn der Kolben B seine rechte Begrenzung erreicht, wird das Steuerventil 36 betätigt, um die Strömung in den Leitungen 37 und 38 umzukehren und um somit die Bewegung des Kolbens P zurück zur linken Seite zu verursachen. Wenn sich faseriges Lignozellulose-Rohmaterial in der Leitung E ansammelt, dann nimmt der Druck, der gegen die komprimierende 3ewegung der Kolbenstange 27, 28 wirkt, zu, bis er einen Punkt erreicht, an dem der von der Pumpe 33 mit großem Volumen entwickelte Druck nicht länger in der Lage ist, das Rückschlagventil 34 zu öffnen. An dieser Stelle überträgt die Überwachungsleitung 43 ein Drucksignal zum überwachungsventil 41, um dieses derart zu betätigen, daß das Strömungsmittel, das von der Pumpe 33 mit hohem Volumen abgegeben wird, über die Leitung 40 dem Sumpf 42 zugeführt wird. An dieser Stelle ist es nur die Hochdruckpumpe 39 mit kleinem Volumen, die die Anlage der Zylinder 29, 30 betätigt. Normalerweise wird ein abgeschlossener Rückwärts- und Vorwärts-Hub des Kolbens P innerhalb etwa einer Sekunda durchgeführt. Die Anlage ist mit einer Entlastungsleitung 44

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versehen, die ihrerseits mit einem Entlastungsventil (nicht gezeigt), versehen ist.

Die oben beschriebene hydraulische Anlage ist in geeigneter Weise der Schaltung (nicht gezeigt) des Antriebsmotors 5 in bekannter Weise zugeordnet, so daß beide Anlagen simultan cirbeiten.

Die Tätigkeit der Vorrichtung, die in Fig. 2 bis 4 gezeigt ist, wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 2 und insbesondere auf deren Diagrammabschnitt beschrieben, der das Verdichten des Materials zeigt. Das Lignozellulose-Rohmaterial tritt in Form einer im allgemeinen lose geschütteten Masse in den Einlaßbereich B des Schneckenförderers 9 ein. Wenn der Schneckenförderer das Material durch das Rohr 13 vorwärtsbewegt, und wenn angenommen wird, daß der Kolben 14 sich in seiner ausgestreckten Lage befindet (gestrichelte Linien in Fig. 2) , dann wird das Material durch die Wix-kung des Schneckenförderers und auch aufgrund des Anhäufens des Materials am Auslaßbereich D des Schneckenförderers gefördert und schrittweise verdichtet, um eine erhöhte Dichte am Punkt 4 6 zu erreichen. Wenn sich der Kolben 14 rückwärts bewegt, dann tritt eine plötzliche Zunahme der Dichte beim Anfang der Bewegung (Punkte 46 - 47) ein, die gefolgt wird vfon einer weiteren schrittweisen bzw. allmählichen Zunahme, die zwischen Punkt 47 und 48 des Diagramms gezeigt ist. Wenn das Material den Bereich der Innenseite des Ringes 16 an der Stirnfläche des Kolbens 14 verläßt, dann tritt eine Dekompression (48 - 49) aufgrund der Tatsache ein, daß das Material in den ersten Längenabschnitt F der Leitung 15 eintritt. Die Dekompression führt zu einem leichten Anstieg in der Dichte des vorverdichteten Materials, wie durch die Linie zwischen den Punkten 48 und 49 gezeigt ist. Die nachfolgende Vorwärtsbewegung des Kolbens 14 führt das Material durch den Längenabschnitt F der Leitung 15 weiter voran.

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Aufgrund der Reibung an der Wand der Leitung 15 wird das Material schrittweise bzw. allmählich bis zu einem hohen Maß verdichtet. Die Reibungswirkung der Wand der Leitung 15 wird weiter erhöht durch Reibschaufeln 53, die die Querschnittsflache der Leitung einschnüren, um zum Regulieren des Verdichtens des Materials bei unterschiedlichen Materialbeschickungsbereichen beizutragen. Tatsächlich erreicht die Verdichtung des Materials den Wert, der dem Punkt 50 des Diagramms entspricht. Die Linie 50-51 verzeichnet eine leichte Abnahme der Dichte und wird auch als "Dekompression" bezeichnet, die eintritt, wenn sich der Kolben

14 zurückzieht. Das Material bewegt sich durch den verbleibenden Längenabschnitt G der Leitung 15 mit einer gleichförmigen Verdichtung voran, wie von der Linie gezeigt ist, die die Punkt 51 und 52 verbindet.

Allgemein ausgedrückt, ist die Menge am Punkt 4 5 in der Form einer im allgemeinen frei aufgeschütteten Menge. Der Punkt 48 bezeichnet die Dichte, an der ein Abscheren der Fasern an der Förderschnecke auftritt, während das Niveau des Punktes 51 einer Dichte entspricht, in der das Material mindestens 0,72 g/cnf bei ofentrockenem Material aufweist. Es wurde herausgefunden, daß die letztgenannte Verdichtungsstufe hinlänglich ist, um zu verhindern, daß der unter Druck stehende Dampf aus dem Behälter H in die Leitung 15 eintritt. Somit bildet der sich vorwärtsbewegende "Pfropfen" innerhalb des Bereiches G der Leitung

15 eine kontinuierliche Absperreinrichtung und macht somit jedes zusätzliche Ventil oder dergleichen überflüssig.

Am Auslaß der Leitung 15 in den Behälter H kehrt das Material sprungartig aufgrund des Druckunterschiedes zu seinem freien Schüttvolumen zurück.

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Das erfindungsgemäße Verfahren wurde mit einer Vorrichtung ahnlich der, die in Fig. 2 bis 4 gezeigt, ist, getestet.

Die Betriebsbedingungen wurden herausgefunden wie folgt:

Behandeltes Material

Stroh Pappe 1 ho 1 vsnchnipsel

Außendurchtnesser des Schneckenförderers

Kern-Außendurchmesser des Schneckenförderers

Innendurchmesser der Leitung 15

Länge des Abschnitts F der Leitung

Länge des Abschnitts G der Leitung Steigung der Schnecke Innendurchmesser des Rings Hublänge des Kolbens

Dichte am Punkt 48 (in kg/cm³ von ofentrockenem Material)

Dichte am Punkt 51 (in kg/cm³ von ofentrockenem Material) Hubzahl des Kolbens Geschwindigkeit des Förderers Länge des Kolbens 14

127	,2	ma	737	mn
50,	,2	mn	—1 min
203,	4	mn	5
457,	,5	mn
152,	7	mn
63,	2	mn
139,	16	mn
76,	mn
0,
0,
250
190,

127 mm

50,8 mm

203,2 mu

457,2 imi

152.4 mm 63,5 mm

139,7 mm

76,2 mm

0,24

0,965

is"¹
150 min"¹

190.5 mm

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Es kann von dem Obenstehenden beobachtet werden, daß nur einige der Betriebsgrößen der Vorrichtung in Abhängigkeit von der Art des geförderten Materials angepaßt werden müssen. Es wird lerner darauf hingewiesen, daß der Punkt 51 der Verdichtung vorzugsweise allein durch die hin- und hergehende Wirk ung des Kolbens 14 erzielt wird, insbesondere wenn ein Faserinaterial geringer Festigkeit wie beispielsweise Stroh dem untex' Druck stehenden Behälter zugeführt wird. Zvndererseits wurde herausgefunden, daß bestimmte Materialien, wie beispielsweise Hartholz, ninen hinlänglich hohen Faserschergrenzwert aufweisen, um es zu ermöglichen, die "Pfropfen"-Verdichtung nur durch die Wirkung des Schnekkenförderers ohne die Notwendigkeit eines hin- und hergehenden Kolbens zu erreichen. Eine derartige Anordnung der Vorrichtung erfordert natürlich eine viel stärkere allgemeine Auslegung der Schneckenverdichteranordnung. Deshalb wird bevorzugt, den Druck zum Verdichten des 'Pfropfens" dadurch zu erzeugen, daß man das Material innerhalb der Leitung einer intermittierenden, wiederholten, komprimierenden Kraft aussetzt, die in Achsrichtung zum Behälter H hin gerichtet ist, wobei die komprimierende Kraft dem Material in der Nähe des Endes der Leitung 15 und dem Behälter H abgewandt aufgebracht wird.

Eine andere Art von Vorrichtung, die geeignet ist zura Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens, ist in Fig. 5 bis 7 gezeigt. Sie weist einen Grundrahmen 60 auf, an dessen linker Seite ein Arm 61 starr befestigt ist, der mittels eines Schwenkzapfens 62 ein Ende eines hydraulischen Zylinders 63 trägt, dessen Kolbenstangenmechanismus ein Verbindungsteil 64 aufweist, das mit einer hin- und hergehenden Stange 65 verbunden ist, die verschieblich in einem Gehäuse 66 gehalten wird, das vom Rahmen 60 abgestützt ist. Wie am besten aus Fig. 5 ersichtlich ist, durchdringt die Stange 65 ein rohrförmiges Kolbengehäuse

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67. Das freie Ende der Stange 65 ist an einem zylindrischen Kolben 68 befestigt. Es kann dementsprechend mit der Tätigkeit des Zlinyders 63 auch der Kolben 68 zurück und vorwärts bewegt werden, vjobei der Kolben von einer Ausnehmung mit vergrößertem Durchmesser im Kolbengehäuse 67 geführt wird, wie in Fig. 5 gezeigt ist. Dieselbe Figur zeigt, daß die Stirnfläche des Kolbens 68 eine zentrale Vertiefung aufweist. Dementsprechend ist der vorderste Abschnitt des Kolbens 68 ringförmig ausgebildet.

Ein Abschnitt des Kolbengehäuses 67 wird von einer Manschette 69 umgeben, die um das Kolbengehäuse 67 drehbar ist und die von einer Kugellageranordnung gestützt wird, die fest am einen Ende der Manschette 69 in einen Kettenrad 71 zum drehbaren Antreiben der Manschette 69 befestigtist. Die Manschette 69 bildet den Kern einer Förderschnecke 72, die mit einer Schneckenwindung 73, wie gezeigt, versehen ist. Das freie Ende des Förderers 72 wird von einem rohrförmigen Gehäuse 74 umgeben, das ein AuslaSende in der Gestalt einer kegelstumpfförmigen Kammer 75 aufweist, deren Ende mit der kleineren Grundfläche mit einer Leitung E in Verbindung steht, die im wesentlichen dieselbe Ausbildung wie die Leitung des in Fig. 2 bis 4 gezeigten Ausführungsbeispiels aufweist. Die Leitung E ist mit Reibschaufeln ähnlich den Schaufeln versehen, die in Fig. 2 oder in Fig. 8 gezeigt sind.

Es wird darauf hingewiesen, daß die Vorrichtung im allgemeinen auf die gleiche Weise wie das vorher beschriebene Ausführungsbeispiel arbeitet, indem der Schneckenförderer im allgemeinen loses Material aufnimmt, das Material vorverdichtet und es in die Kammer 75 vorantreibt, aus der das Material durch die hin- und hergehende Tätigkeit des Kolbens 68 weiter gefördert und verdichtet wird. Die Stirnfläche des Kolbens 68 verschiebt sich bis zu einer

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ORIGINAL INSPECTED

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Strecke, die einen engen Abstand gegenüber dem Fin laß dor rohrförmigen Leitung E aufweist, wie in Fig. 5 gestrichelt gezeigt ist.

Es wird nun auf Fig. 8 übergegangen und auf Fig. 2 Bezug genommen; Fig. 8 zeigt ein Ausführungsbeispiel einstellbarer Reibschaufeln 53 in den schematischen Einzelheiten eines bevorzugten Ausführungsbeispiels. Die Leitung 15 ist mit mehreren länglichen Schlitzen 80 versehen, die mit gleichem Abstand voneinander in Umfengsrichtung angeordnet sind. Jeder Schlitz 80 nimmt eine flache, segmentartige Platte 81 auf, die eng in den Schlitz 80 zu einer Verschiebebewegung hierin paßt. Der obere Abschnitt der Platte 81 wird in einem Gehäuse 82 geführt, dessen Oberseite eine Einstellschraube 83 aufnimmt, die mit der oberen Kante der Platte 31 in Eingriff steht und die Eindringtiefe der zurückhaltenden Kante 84 des Segmentes 81 in das Innere der Leitung 15 bestimmt. Das ringförmige Gehäuse 82 ist fest an der Außenseite der Leitung 15 durch eine Schweißstelle angebracht.

Ausgehend von der obenstehenden Beschreibung der Fig. 8 wird darauf hingewiesen, daß ein einfaches Betätigen der Einstellschrauben 83 zu einem tieferen oder flacheren Eindringen der Kante 84 in die Leitung 15 führen .wird, mit dem Ergebnis, daß die Reibkraft mehr oder weniger zunimmt, die dem sich voranbewegenden Material mitgeteilt wird, das sich von der linken zur rechten Seite der Fig. 8 voranbewegt.

Der Fachmann wird ohne weiteres weitere Wege absehen, um das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen, die von der oben erwähnten Offenbarung abweichen, aber noch in den Bereich der Erfindung fallen.

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Die Erfindung bezieht sich nicht nur auf das oben beschriebene Verfahren, sondern in gleicher Weise auch ausdrücklich auf die oben beschriebenen Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens.

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Claims

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8 MÜNCHEN

P 11 457 Ansprüche

1J Verfahren zum Zuführen faserigen Lignozcilulose-

Rohmaterials durch eine rohrförmige Leitung in einen Behälter, dessen Inneres Dampf enthält, der in einem Bereich von bis zu 21,1 kg/cm² unter Druck gesetzt ist, dadurch gekennzeichnet , daß man das Material innerhalb eines vorher festgelegten Längenabschnitts (E) der Leitung

(15) angrenzend an den Behälter (H) auf eine Dichte von mindestens 0,72 g/cm³ ofentrockenen Materials verdichtet, während man dessen Feuchtigkeit bei etwa 10 bis 50 Gew.-% hält, und daß man gleichzeitig das verdichtete Material durch den genannten Längenabschnitt der genannten Leitung zur Abgabe dessen vorderen Endes in den Behälter voranbewegt, wobei das verdichtete Material, das innerhalb des vorbestimmten Längenabschnitts der Leitung angeordnet ist, einen Verschlußpfropfen zum Verhindern des Entweichens unter Druck stehenden Mediums aus dem Behälter in die Leitung bildet.

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TRLEFON (OM) 8fl98t»a TCLCX 00-96 300 TELECÜ'AMME MONAPAT TtIl EKOPIEPER

ORIGINAL INSPECTED

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2. Verfahren zum Zubringen faserigem Ligno-

zellulose-Rohmaterials, das der Art nach in der Lage* irt, in einem Schneckonfordaror in einen unter Druck stehenden Behälter gefördert zu werden, wobei der Behälter ein Dampfmedium enthält, das auf einen Druck von etwa 21,1 kg/cm² gebracht ist, gekennzeichnet durch die folgenden Verfehrensschritte:

a) Zuführen des Materials in Form einer im allgemeinen frei geschütteten Menge in einen Einlaßbereich (D) eines Schneckenförderers (C),

b) Voranbewegen des Materials durch den Schneckenförderer zu einem Auslaßbereich (75) des Schneckenförderers, während man gleichzeitig das Material am Auslaßbereich zu einem ersten Verdichtungsgrad verdichtet,

c) weiterer- Voranbewegen des vorverdichteten Materials

in einer im wesentlichen zum Schneckenförderer koaxialen Richtung in eine längliche, rohrförmige Leitung (15), so daß das Material die gesamte Querschnittsfläche eines ersten Längenabschnittes (E) der genannten Leitung einnimmt,

d) Weiterverdichten des Materials, das im Längenabschnitt der Leitung angeordnet ist, bis auf eine Materialdichte von mindestens 0,72 g/cm³ ofentrockenen Materials,

e) Aufrechterhalten des Feuchtigkeitsinhaltes des Materials während der Vorverdichtungs- und der Verdichtungsstufe auf einem natürlichen Niveau von etwa 10 bis 50 Gew.-%,

f) weiteres Voranbewegen des Materials durch die Leitung zum Behälter (H) hin, bei der genannten Materialdichte von mindestens 0,72 g/cm³ ofentrockenen Materials, um aus dem Material einen Pfropfen zu bilden, der sich durch einen zweiten Längenabschnitt der Leitung hindurch voranbewegt, und

g) Entladen des vorderen Endes des Pfropfens in der; unter Druck stehenden Behälter,

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wobei der Pfropfen in der Leitung einen Verschluß bildet, dor druckdicht die Innenseite des Behälters vom ersten Längenabschnitt, der Leitung trennt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verdichtungsdrucknivaau, das auf das * Material während dec Vorverdichtungsschrittes einwirkt, allmählich vom Druck einer freien Schüttmenge bis zu einem Druck unterhalb dos Wertes der untersten Schergrenze der Fasern erhöht wird, die im Material enthalten sind, wobei das Vorverdichten von einer Schneckenfördereinrichtung (C; 72) bewirkt werden kann.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdichtungsdruck dadurch erzeugt wird, daß man das Material innerhalb der Leitung (15) einer widerholten intermittierenden Kompressionskraft aussetzt, die koaxial zum Schneckenförderer in Richtung zum Behälter (H) hin ausgerichtet ist, während man das Material der Verzögerungswirkung aufgrund der Reibung nahe der Wände der Leitung aussetzt, wobei die intermittierende Kompressionskraft auf das Material in der Nähe des Endes der Leitung aufgebracht wird, das vom Behälter abgewandt ist, sowie längs eines ringförmigen Ortes, dessen äußerer Durchmesser im wesentlichen übereinstimmt mit dem inneren Durchmesser der Leitung.

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