DE2714993B2

DE2714993B2 - Verfahren zum Einbringen eines Fasermaterials in einen Druckbehälter

Info

Publication number: DE2714993B2
Application number: DE2714993A
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: 1978-12-21
Also published as: BE863159A; AU3269278A; DE2714993A1; SE7800730L; JPS53111102A; GB1599092A; FR2378125A1; CA1070537A; DE2714993C3; DK33078A; ES466296A1

Description

a) Zuführen des Materials in Form einer im allgemeinen frei geschüü ten Menge in einen r, Einlaßbereich feines 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 Aferdichtungsgrad verdichtet,

c) weiteres Voranbewegen des vorverdichteten Materials in einer im wesentlichen zum Schneckenförderer koaxialen Richtung in eine längliche, rohrförmige Leitung (15), so daß das v, Materiail die gesamte Querschnittsfläche eines ersten Längenabschnittes (E) der genannten Leitung einnimmt,

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

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

f) weitere:s Voranbewegen des Materials durch die Leitung zum Behälter (H) hin, bei der genannten Materialdichte von mindestens 0,72 g/cm³ ofentrockenen Materials, um aus mi dem Material einen Pfropfen zu bilden, der sich durch einen zweiten Längenabschmitt der Leitung hindurchbewegt, und

g) Entladern des vorderen Endes des Pfropfens in den unter Druck stehenden Behälter, wobei der μ Pfropfen in der Leitung einen Verschluß bildet, der druckdicht die Innenseite des Behällers vom ersten I.ängenabschnitlder Leitung trennt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verdichtungsdruckniveau, das auf das Material während des Vorverdichtungsschrittes einwirkt, allmählich vom Druck einer freien Schüttmenge bis zu einem. Druck unterhalb des 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 wiederholten 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.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einbringen eines faserigen Lignosecellulose-Rohmaterials durch eine Rohrleitung in einen Dampf unter einem Druck von bis zu 21,1 kp/cm² enthaltenden Druckbehälter, bei welchem das Rohmaterial mit Hilfe einer Förderschnekke als vorverdichteter Pfropfen durch das Rohr transportiert, wird.

Ein Verfahren der vorstehend genannten Gattung ist, wenngleich zur Verarbeitung von Holzschnipseln bestimmt, aus der kanadischen Patentschrift 6 36 473 bekannt. Bei diesem Verfahren wird das Einsatzmaterial in eine trichterförmige Rohrleitung eingebracht und dort mit Hilfe eines Schneckenförderers zu einem Pfropfen vorverdichtet, der sodann in ein Druckgefäß transportiert wird. Der sich bewegende Pfropfen bildet eine Art von Abdichtung zwischen dem Druckgefäß und dem Einlaßtrichter aber wegen der mangelnden Stabilität dieses Pfropfens aus vorverdichtetem Material muß in der Zuführleitung eine Ventileinrichtung vorgesehen werden, um das Druckgefäß gegen den Einlaßtrichter abzuschließen.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Gattung so auszubilden, daß auf Ventileinrichtungen zwischen Druckgefäß und Einlaß verzichtet werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Rohmaterial in einem an den Behälter angrenzenden vorbestimmten Abschnitt der Rohrleitung auf eine Dichte von wenigstens 0,72 g/cm³ ofentrocknen Materials und nicht über die Faserschergrenze des Rohmaterials unter Erhalten eines Rohmaterial-Feuchtigkeitsgehaltes von etwa 10 bis 50 Gew.-°/o vorverdichtet wird und daß das verdichtete Rohmaterial gleichzeitig durch den Rohrleitungsabschnitt in den Druckbehälter gefördert wird, wobei das vorverdichtete Rohmaterial als sich bewegender Pfropfen dient, der ein Entweichen des unter Druck stehendes Dampfes aus dem Druckbshältter in die Rohrleitung verhindert.

Fasriges Lignosecellulose-Rohmaterial, wie etwa Holzschnipsel, Stroh oder Bagasse werden mit Hilfe

einer Förderschnecke in einen Druckbehälter gefördert, wobei dieser Schneckenförderer lediglich imstande ist, das Rohmaterial so weit vorzuverdichten, daß die Materialfasern nicht zwischen dem Umfang der Schneckenwindungen und in der Förderleitung vorgesehenen Längsrippen abgeschert werden.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird das Rohmaterial als relativ massiver bzw. fester, trockener Pfropfen in den Druckbehälter gefördert, wobei gefunden wurde, daß der Pfropfen Druckdampfdrücken von bis zu 21,8 kg/cm² gewachsen ist. Das heißt mit anderen Worten, daß die erfindungsgemäß vorverdichteten Pfropfen imstande sind, Zuführleitungen in das Druckgefäß gegen die vorstehend genannten hohen Drücke abzudichten, so lange sie durch die Zuführleitungen gefördert werden. Das hat zur Folge, daß keine Ventileinrichtungen in der Zuführleitung zum Druckgefäß erforderlich sind.

Wie bereits erwähnt, wird das Rohmaterial lediglich so weit vorverdichtet, daß die Faserschergrenze des Materials nicht überschritten wird. Diese Faserschergrenze ist natürlich in Abhängigkeit von der Art des Materials unterschiedlich. Ein weiteres Verdichten des Rohmaterials bis zum angestrebten Verdichtungszustand (Pfropfen-Zustand) wird vorzugsweise mit Hilfe einer hin- und hergehenden Schubbewegung an einer Stelle vorgenommen, die stromabwärts vom Schnekkenförderer liegt. An der in Rede stehenden Weiterverdichtung wirken die Rohrleitungswände mit. Die hin- und hergehende Schubbewegung ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das zu verarbeitende Rohmaterial eine verhältnismäßig geringe Schergrenze aufweist, wie bei Stroh, Bagasse usw.

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 Spanrungslinien 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 Strang-Festigkeit des verdichteten Materials, um die Gefahr eines Rückblarens bzv/. 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 Lignozeüulose-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 vorverdichtet 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 Umgebungsluft abtrennt, ohne daß eine spezielle Ventileinrichtunp erforderlich wäre, die normalerweise im Stand der Technik verwendet wird. Die Vorwärtsbewegung des Pfropfens findet längs einer geraden Linie stillt, die im wesentlichen mit der Mittellinie des Schneckenförderers zusammenfällt, aber diesem gegenüber einen Abstand in Axialrichtung aufweist.

Die Et findung wird nun anhand von Beispielen unier Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, die zwei Grundarten 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,

F i g. 3 eine vereinfachte Draufsicht auf die in F i g. 2 gezeigte Vorrichtung inklusive Zusatzeinrichtungen wie Antriebsmotor usw., die in F i g. 2 nicht gezeigt sind,

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

Fig. 5 eine vereinfachte, teilweise Schniuansicht ähnlich Fig. 2, die jedoch ein anderes Ausführ'ngsbeispiel einer Vorrichtung zeigt, die in der Lage ist, das Verf_hren gemäß der vorliegenden Erfindung durchzuführen,

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

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

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

Fig. 9 ein vereinfachtes Strömungsdiagramm einer Hydraulischen Anlage, die verwendet ist, um die Verdichtungseinrichtung der Vorrichtung anzutreiben, wie sie in F i g. 2 bis 4 oder in F i g. 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 Materia! 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 Sägemühleabfällen, wobei darauf hingewiesen wird, daß beispielsweise der Sägestaub sogenannter Sägemehlarten in Wirklichkeit von kleinen Holzte'len zusammengesetzt ist, deren Fasern zu kurz sind, um unter den Begriff »Fasermaterial« zu fallen.

L-as Rohmaterial wird in einer im allgemeinen freifallenden Mengenform von einem Trichter A durch einen Auslaß Bin einen Einlaßbereich eines Schraubenförderers C eingebracht. Der Förderer C bringt das Material zu einem Auslaßbereich D (Fig. 2) des Förderers voran ^;n dem das Material einen vorverdichteten Zustand mit einem ersten Verdichtungsnieveau erreicht, das unter dem Wert liegt, der die minimale Schergrenze der Fasern überschreiten würde, die im Material enthalten sind. Die Schergrenze ist für unterschiedliche Materialien verschieden und, falls sie überschritten würcV, wäre der Schneckenförderer nicht langer 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 F'achmann 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 Schnekkenförderer angeordnet ist, so daß das Material die gesamte Querschnittsfläche eines ersten Längenabschnitts F(F i g. 2) der Leitung feinnimmt. In der Nähe des Endes des Längenabschnittes Fwird das Material zu einer Fülldichte von mindestens 0.72 g/cm² des ofentrokkenen Materials verdichtet und bewegt sich durch einen /weiten Längenabschnitt G der Leitung E voran, um schließlich in einen unter Druck gesetzten Behälter // abgegeben zu werden, der betrieblich mit einem Dampferzeuger / 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 / 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 frei geschütteten Volumen. Der Behälter H ist mit einem weiteren Förderer L zum kontinuierlichen Voranbewegen des behandelten Materials zu einem Auslaß L' hin versehen, von dem das behandelte Material über ein Abblasventil (nicht gezeigt) in einen Blasbunker M abgegeben wird. Das Bezugszeichen N bezeichnet eine Antriebseinheit für den F'örderer 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 Behälter 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 C 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 Auslassens zum unter Druck stehenden Behälter hin zu verschließen, selbst wenn die Vorwärtsbewegung des Pfropfens aus irgendeinem besonderen Grund unterbrochen ist

Zwei Ausführungsbeispiele der Vorrichtung werden nun detaillierter beschrieben.

Die F i g. 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, wie in Fig.4 gezeigt, von einem Antriebsmotor 5 über einen Keilriemenantrieb 6 angetrieben wird. Das freie Ende 7 (F i g. 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 Il (Fig. 2) versehen ist. Die Schnecke 10 ist so angeordnet, daß sie in Berührung mit sich in Achsrichtung länglich erstreckenden, jeweils mit gleichem Radialabstand 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 paralH zur Achse des Schneckenförderers jeweils innerhalb einer geschlitzten Manschette 23, 24 angebrachtsind.

Ein Ende einer jeden der Stangen 21, 22 ist scharnierartig an einem entsprochenden Anlenkteil 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 Zylinders an einem Arm 31, 32 angebracht ist, der starr am Rahmen 1 angebracht ist, wie am besten in F i g. 3 und 4 ersichtlich ist.

Die Antriebsanlage eines jeden der Zylinder 29 und 30 ist in den Fig. 2 bis 4 nicht gezeigt, aber ist mittels eines Flußdiagramms in F i g. 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 einem 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 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 36 zuzuführen. Das Steuer-

bzw. Überwachungsventil 41 ist dann geschlossen, und das hydraulische Strömungsmittel wird in der Stellung, die in F i g. 9 gezeigt ist, durch das Ventil 36 zum Sumpf 42 abgegeben. Beim Anschalten des Strömungssteuerventils 36 in eine »E1N«-Stellung strömt das hydraulische Strömungsmittel durch die Kolbenbetätigungsleitung 37 zur linken Seite des Kolbens P, während die I "itung 38 jetzt über das Ventil 36 mit dem Sumpf 42 in Ve-bindung 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 Bewegung der Kolbenstange 27, 28 wirkt, zu. bis er einen Punkt erreicht, an dem der von der Pumpe 33 mit großem Volumen entwickelte Druck nicht langer 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-Hubdes Kolbens /»innerhalb e'wa einer Sekunde durchgeführt. Die Anlage ist mit einer Entlastungsleitung 44 versehen, die ihrerseits mit einem Entlastungsventil (nicht gezeigt), versehen ist.

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

Die Tätigkeit der Vorrichtung, die in F i g. 2 bis 4 gezeigt ist, wird nun unter Bezugnahme auf F i g. 2 und insbesondere auf deren Diagrammabschnitt beschrieben, der das Verdichten des Materials zeigt. Das Lignozeliulose-Rohmiaterial 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 Wirkung des Schneckenförderers und auch aufgrund des Anhäufens des Materials am Auslaßbereich D des Schneckenförderers gefördert und schrittweise verdichtet, um eine erhöhte Dichte am Punkt 46 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 von einer weiteren schrittweisen bzw. allmählichen Zunahme, die zwischen Punkt 47 und 48 des Diagramms gezeigt ist. Wenn das Material den ι 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

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 Fder Leitung 15 weiter voran.

η 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 Reihschaiifeln 5.3. Hie die Qiiersrhnittsflärhe Her I .eitiing

in einschnürer, 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

2> 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

μ der Linie gezeigt ist, die die Punkt 51 und 52 verbindet.

Allgemein ausgedrückt, ist die Menge am Punkt 45 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,

π während das Niveau des Punktes 51 einer Dichte entspricht, in der das Material mindestens 0,72 g/cm³ bei ofentrockenem Material aufweist. Es wurde herausgefunden, daß die letztgenannte Verdichtungsstufe hinlänglich ist, um zu verhindern, daß der unter Druck

4(i stehende Dampf aus dem Behälter H in die Leitung 15 eintritt. Somit bildet der sich vorwärtsbewegeiide »Pfropfen« innerhalb des Bereiches C der Leitung 15 eine kontinuierliche Absperreinrichtung und macht somit jedes zusätzliche Ventil oder dergleichen

4 j überflüssig.

Am Auslaß der Leitung 15 in den Behälter H kehrt das Material sprungartig aufgrund des Druckunterschiedes zu seinem freien Schüttvolumen zurück.
Das erfindungsgemäße Verfahren wurde mit einer

ίο Vorrichtung ähnlich der, die in F i g. 2 bis 4 gezeigt ist, getestet.

Die Betriebsbedingungen wurden herausgefunden wie folgt:

Behandeltes Material

Stroh

Pappelholzschnipsel

Außendurchmesser des Schneckenförderers Kern-Auftendurchmesser des Schneckenförderers Innendurchmesser der Leitung 15
Länge des Abschnitts Fder Leitung
Länge des Abschnitts G der Leitung
Steigung der Schnecke 10
Innendurchmesser des Rings 16
Hublänge des Kolbens 14

127 mm	127 mm
50,8 mm	50,8 mm
203,2 mm	203,2 mm
457,2 mm	457,2 mm
152,4 mm	152,4 mm
63,5 mm	63,5 mm
139,7 mm	139,7 mm
76,2 mm	76,2 mm

27 14 9	rOrtset/img	993	10
Behandeltes Material
Dichte am Punkt 48 (in kp,/cm' von ofentrockenem Material)	Stroh	l'appclhol/schnipscl
Dichte am Punkt 51 (in Kg/cm¹ von ofentrockenem Material)	0,16	0,24
Hubzahl des Kolbens 14	0,737	0,965
Geschwindigkeit des Förderers 9	2s '	Is '
Länge des Kolbens 14	250 min '	150 min '
190,5 mm	190,5 mm

Es kann von dem Obenstehenden beobachtet werden, daß nur einige der Betriebsgrößen der Vorrichtung in ι > Abhängigkeit von der Art des geförderten Materials angepaßt werden müssen. Es wird ferner darauf hingewiesen, daß der Punkt 51 der Verdichtung vorzugsweise ?.!!ρ!Π Hijrrh c\\p hin- unH hprcrphpnHp Wirkung des Kolbens 14 erzielt wird, insbesondere _>o wenn ein Fasermaterial geringer Festigkeit wie beispielsweise Stroh dem unter Druck stehenden Behälter zugeführt wird. Andererseits wurde herausgefunden, daß bestimmte Materialien, wie beispielsweise Hartholz, einen hinlänglich hohen Faserschergrenzwert aufweisen, um es zu ermöglichen, die »Pfropfen«-Verdichtung nur durch die Wirkung des Schneckenförderers ohne die Notwendigkeit eines hin- und hergehenden Kolbens zu erreichen. Eine derartige Anordnung der Vorrichtung erfordert natürlich eine viel stärkere «1 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 r> 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 //abgewandt aufgebracht wird.

Eine andere Art von Vorrichtung, die geeignet ist zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens, ist in F i g. 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 eine Ende eines hydraulischen Zylinders 63 trägt, dessen Kolbenstan- 4-, genmechanismus 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 in rohrförmiges Kolbengehäuse 67. Das freie Ende der Stange 65 ist an einem zylindrischen Kolben 68 befestigt Es kann dementsprechend mit der Tätigkeit des Zylinders 63 auch der Kolben 68 zurück und vorwärts bewegt werden, wobei der Kolben von einer Ausnehmung mit vergrößertem Durchmesser im Kolbengehäuse 67 geführt wird, wie in F i g. 5 gezeigt ist Diesselbe 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 einem Kettenrad 71 zum drehbaren Antreiben der Manschette 69 befestigt ist. Die Manschette 69 bildet den Kern einer Förderschnecke 72, die mit einer Schneckenwindung 73, wie gezeigt, versehen ist. Das frpip FnHp Hps FftrnVrprs 72 wirH vpn pjpprn rohrförmigen Gehäuse 74 umgeben, das ein Auslaßende in der Gestalt einer kegelstumpfförmigen Kammer 75 aufweist, deren Ende mit der kleineren Grundfläche mit einer Leitung Ein Verbindung steht, die im wesentlichen dieselbe Ausbildung wie die Leitung des in F i g. 2 bis 4 gezeigten Ausführungsbeispiels aufweist. Die Leitung E ist mit Reibschaufeln ähnlich den Schaufeln versehen, die in F i g. 2 oder in F i g. 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 Strecke, die einen engen Abstand gegenüber dem Einlaß der rohrförmigen Leitung E aufweist, wie in F i g. 5 gestrichelt gezeigt ist.

Es wird nun auf F i g. 8 übergegangen und auf F i g. 2 Bezug genommen; F i g. 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 Umfangsrichtung 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 81 in Eingriff steht und die Eindringtiefe der zurückhaltenden Kante 84 des Sejjmentes 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 tiefen 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 F i g. 8 voranbewegt

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Einbringen eines faserigen Lignosecellulose-Rohmaterials durch eine Rohrleitung in einen Dampf unter einem Druck von bis zu 21,1 kg/cm² enthaltenden Druckbehälter, bei welchem das Rohmaterial mit Hilfe einer Förderschnekke als vorverdichteter Pfropfen durch die Rohrleitung transportiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohmaterial in einem an den Behälter angrenzenden vorbestimmten Abschnitt der Rohrleitung auf eine Dichte von wenigstens 0,72 g/cm³ ofentrocknen Materials und nicht Ober die Faserschergrenze des Rohmaterials unter Erhalten eines Rohmaterial-Feuchtigkeitsgehaltes von etwa bis 50 Gew.-% vorverdichtet wird und daß das vorverdichtete Rohmaterial gleichzeitig durch den Rohrleitungsabschnitt in den Druckbehälter gefördert wird, wobei das vorverdichtete Rohmaterial als sich bewegender Pfropfen ein Entweichen des unter Druck stehenden Dampfes aus dem Druckbehälter in die Rohrleitung verhindert.

2. Verfahren zum Einbringen eines faserigen Lignosecellulose-Rohmaterials durch eine Rohrlei- 2-> tung in einen Dampf unter einem Druck von etwa kp/cm² enthaltenden Druckbehälter, bei welchem das Rohmaterial mit Hilfe einer Förderschnecke als vorverdichteter Pfropfen durch die Rohrleitung transportiert wird, gekennzeichnet durch die folgen- jo den Verfahrensschritte: