專利名稱：用于洗滌纖維素紙漿的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及纖維素紙漿的處理，更具體地涉及用于洗滌纖維素紙漿的設(shè)備和方法。
背景技術(shù)：
紙漿洗滌是化學(xué)制漿生產(chǎn)線中的一個關(guān)鍵操作。有許多種不同類型的洗滌機可供使用，包括洗滌壓榨機、脫水壓榨機、擴散機和過濾機。一種眾所周知的洗滌原理是置換，其中，紙漿中的臟的液體(溶液)被較清潔的洗滌液體所置換。另一眾所周知的洗滌原理是壓榨，其中，臟的液體被壓(擠)出紙漿外。置換和壓榨通常發(fā)生在同一洗滌機中，諸如美國專利3，980，518所披露的一般類型的壓榨洗滌機。關(guān)于洗滌所要考慮的兩個重要問題是洗滌效率和容量。由于容量的增加導(dǎo)致效率的降低或反之亦然，因此這些因素通常要被彼此平衡。因此，非常希望一種既提供改進(jìn)洗滌效率又提供高容量的洗滌方案。

發(fā)明內(nèi)容
簡而言之，提供一種新的纖維素紙漿洗滌設(shè)備。該洗滌設(shè)備包括帶有多個紙漿腔室的轉(zhuǎn)子，當(dāng)轉(zhuǎn)子以逐步的方式轉(zhuǎn)動時，這些紙漿腔室在不同紙漿處理區(qū)域之間轉(zhuǎn)移。該洗滌設(shè)備適于增加紙漿的濃度，然后進(jìn)行置換式洗滌。這借助活塞裝置來實現(xiàn)，該活塞裝置設(shè)置在一個紙漿處理區(qū)域處并布置成相對于轉(zhuǎn)子沿徑向作活塞運動。更具體地說，提供一種用于洗滌纖維素紙漿的設(shè)備，該設(shè)備包括紙漿輸送轉(zhuǎn)子和多個紙漿腔室。每個紙漿腔室由紙漿輸送轉(zhuǎn)子的穿孔表面部分地限定，由此當(dāng)紙漿腔室中有紙漿時，允許濾出液流過穿孔表面。紙漿輸送轉(zhuǎn)子布置成逐步地轉(zhuǎn)動，從而將相應(yīng)的紙漿腔室的穿孔表面轉(zhuǎn)移至洗滌設(shè)備中的多個紙漿處理區(qū)域中的下一個紙漿處理區(qū)域。洗滌設(shè)備還包括活塞裝置和置換式洗滌裝置，活塞裝置布置在紙漿處理區(qū)域之一處，所述活塞裝置布置成相對于紙漿輸送轉(zhuǎn)子沿徑向作活塞運動，從而在運行中并一旦朝紙漿運動，就增加當(dāng)前位于紙漿處理區(qū)域中的紙漿腔室中的紙漿的濃度，置換式洗滌裝置位于與活塞裝置相關(guān)聯(lián)的紙漿處理區(qū)域，用于使用活塞裝置對帶有增加濃度的紙漿進(jìn)行置換式洗滌。置換式洗滌裝置例如可布置成以5_200kPa的壓力對增加濃度為10_30%的紙漿進(jìn)行置換式洗滌。所提出的洗滌設(shè)備允許以高濃度和高壓力進(jìn)行置換式洗滌。洗滌效率高，且洗滌設(shè)備與相當(dāng)大的容量相關(guān)聯(lián)。置換式洗滌裝置通常包括洗滌液體添加裝置，洗滌液體添加裝置將洗滌液體添加至與活塞裝置相關(guān)聯(lián)的紙漿處理區(qū)域。洗滌液體例如可經(jīng)由活塞裝置(即，從內(nèi)側(cè))從活塞裝置內(nèi)的洗滌液體隔室添加，并通過活塞裝置的穿孔端壁。這導(dǎo)致在紙漿腔室的整個寬度上均勻的洗滌液體分布，即，在其兩側(cè)壁之間均勻的洗滌液體分布，并因此導(dǎo)致高效的置換式洗滌。置換式洗滌裝置可有利地包括使活塞裝置作活塞運動的裝置。朝紙漿腔室中紙漿的活塞運動于是通常導(dǎo)致洗滌液體壓入紙漿，在該處洗滌液體取代臟的液體。因此，在一有利的實施例中，活塞運動既用來增加紙漿濃度，又用來進(jìn)行置換式洗滌。根據(jù)一個示例性實施例，活塞裝置是雙活塞裝置，該雙活塞裝置包括內(nèi)部活塞，該內(nèi)部活塞布置成在外部活塞內(nèi)側(cè)并相對于外部活塞可動。高效的脫水和置換可通過以下來實現(xiàn)首先移動整個活塞裝置，然后僅僅使內(nèi)部活塞進(jìn)一步壓向紙漿。在置換階段的洗滌液體添加之前，活塞無需從紙漿輸送轉(zhuǎn)子向外倒退/后退。因此，雙活塞裝置提供用于壓榨和置換的高效復(fù)雜裝置。雙活塞裝置的另一優(yōu)點是在置換式洗滌期間，漿餅將由外部活塞 “鎖定”，即，緊緊地保持，這尤其降低了空氣混合入紙漿的風(fēng)險。作為雙活塞裝置的替代，還可借助單活塞裝置來提供增加的紙漿濃度和置換式洗滌。使用單活塞裝置的一個優(yōu)點是活塞自身可以具有相當(dāng)簡單的設(shè)計，較易制造且制造成本較低。根據(jù)帶有單活塞裝置的一個示例性實施例，單個活塞適于作“往復(fù)運動”，典型地使單個活塞在移向紙漿(紙漿濃度增加)之后從紙漿釋放，并從轉(zhuǎn)子向外后退一定距離以允許洗滌液體進(jìn)入紙漿腔室。然后，單個活塞再次朝轉(zhuǎn)子運動以實現(xiàn)置換。根據(jù)帶有單活塞裝置的另一示例性實施例，單個活塞連接至諸如泵的外部壓力裝置，該外部壓力裝置布置成將洗滌液體壓過紙漿腔室中的紙漿。一個優(yōu)點是在置換式洗滌期間，漿餅將由單個活塞“鎖定”，即，緊緊地保持，這尤其降低了空氣混合入紙漿的風(fēng)險。另一個優(yōu)點是壓力裝置實施例提供了較為簡單的活塞裝置設(shè)計和直接的功能性。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種用于洗滌纖維素紙漿的方法。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種在纖維素紙漿洗滌設(shè)備中使用的活塞裝置。


參照以下描述和附圖可以最佳地理解本發(fā)明及其進(jìn)一步的目的和優(yōu)點，在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明一示例性實施例的洗滌設(shè)備的示意剖視圖；圖2A至2G示出了根據(jù)本發(fā)明一示例性實施例的洗滌設(shè)備的不同運行階段；圖3A至3E示出了根據(jù)本發(fā)明另一示例性實施例的洗滌設(shè)備的不同運行階段；圖4A至4E示出了根據(jù)本發(fā)明另一示例性實施例的洗滌設(shè)備的不同運行階段；以及圖5是根據(jù)本發(fā)明一示例性實施例的用于洗滌纖維素紙漿的方法的示意流程圖。
具體實施例方式在附圖中，類似或相應(yīng)的元件由相同的附圖標(biāo)記標(biāo)示。為了該說明的目的，“活塞運動”將指活塞在外部結(jié)構(gòu)內(nèi)的運動。活塞典型地是封閉的、但也可以是穿孔的活塞結(jié)構(gòu)，在一端帶有諸如活塞桿的連接元件，運動通過該活塞桿來傳遞。外部結(jié)構(gòu)例如可以是下文所述的紙漿腔室或外部活塞?；钊贾贸梢酝鶑?fù)直線方式在外部結(jié)構(gòu)內(nèi)行進(jìn)或滑動。
圖1示意地示出了根據(jù)本發(fā)明的一示例性洗滌設(shè)備。洗滌設(shè)備100包括轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)， 稱為紙漿輸送轉(zhuǎn)子10，該轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)具有四個紙漿腔室12，當(dāng)洗滌設(shè)備100運行時，這些紙漿腔室布置成以約90度的步幅轉(zhuǎn)動。如圖所示，紙漿腔室12通常將布置在紙漿輸送轉(zhuǎn)子10 的外部上。每個紙漿腔室12具有穿孔表面12a，典型地基本在紙漿腔室12的整個內(nèi)壁上， 在紙漿腔室的初始位置，紙漿層典型地沉積在該穿孔表面上。當(dāng)紙漿腔室12中有紙漿時， 濾出液允許沿大體徑向向內(nèi)的方向流過穿孔表面12a。濾出液典型地由內(nèi)部濾出液收集結(jié)構(gòu)16來收集，并例如可被引導(dǎo)至轉(zhuǎn)子10 —端或兩端處的閥。紙漿腔室12進(jìn)一步由分隔構(gòu)件IOa所形成的兩個側(cè)壁12a來界限，該分隔構(gòu)件在圖1的示例中是轉(zhuǎn)子10的一部分。紙漿輸送轉(zhuǎn)子10的逐步轉(zhuǎn)動R使相應(yīng)的紙漿腔室12在洗滌設(shè)備中的各紙漿處理區(qū)域Z1、Z2、Z3、Z4之間輸送。這些區(qū)域是靜止的，并將各自大體封圍一個紙漿腔室，即，當(dāng)前存在于該區(qū)域中的紙漿腔室(當(dāng)轉(zhuǎn)子不運動時)，以及可能的紙漿處理設(shè)備(活塞裝置、 清潔裝置等，參見下文)。在紙漿處理區(qū)域Z2處，活塞裝置20布置成與當(dāng)前位于區(qū)域Z2中的紙漿腔室12 協(xié)配。活塞裝置20布置成相對于紙漿輸送轉(zhuǎn)子10沿徑向作活塞運動M，從而在運動中且一旦移向紙漿，就增加紙漿腔室12中的紙漿的濃度。在所示的洗滌設(shè)備100中，還設(shè)置了用于經(jīng)由活塞裝置20將洗滌液體添加至區(qū)域Z2的裝置，活塞裝置20的活塞運動M提供了置換式洗滌。為了實現(xiàn)活塞裝置20和紙漿腔室12之間的協(xié)配，活塞裝置20可包括活塞，當(dāng)紙漿腔室位于與活塞裝置相關(guān)聯(lián)的紙漿處理區(qū)域Z2中時，該活塞布置成匹配入相應(yīng)的紙漿腔室?；钊b置20典型地包括寬度基本上對應(yīng)于紙漿腔室12在兩個側(cè)壁12b之間寬度的活塞。活塞裝置20典型地包括壓榨表面，該壓榨表面面向紙漿腔室12的穿孔表面12a，該壓榨表面的形狀和定向基本上對應(yīng)于穿孔表面12a的形狀和定向。在圖1中，壓榨表面是活塞端壁22a的外表面。壓榨表面是可動的，并適于相對于紙漿輸送轉(zhuǎn)子10沿大體徑向向內(nèi)的方向?qū)⒓垵{壓靠在穿孔表面12a上，因此紙漿脫水且其濃度增加。有利的是，活塞裝置20沿著紙漿輸送轉(zhuǎn)子10的基本整個軸向長度延伸。由于置換和脫水區(qū)域Z2基本上沿著整個轉(zhuǎn)子10 (和紙漿腔室12)，因此洗滌設(shè)備可被高效使用。活塞裝置可以是液壓的，例如使用油或洗滌液體作為液壓液體，但替代的液壓液體也是可以的。所示的示例性活塞裝置20是雙活塞裝置，該雙活塞裝置包括外部活塞22和內(nèi)部活塞24。內(nèi)部活塞24設(shè)置在外部活塞22之內(nèi)，且相對于外部活塞22可動。外部活塞22 與紙漿腔室12協(xié)配。例如，外部活塞22可布置成在紙漿腔室12中行進(jìn)，至少部分地徑向運動。外部活塞22則可有利地具有與紙漿腔室12對應(yīng)的形狀并比紙漿腔室12略小，從而在紙漿腔室內(nèi)滑動。另一方面，內(nèi)部活塞24可布置成在外部活塞22中行進(jìn)，適于其整個徑向運動。內(nèi)部活塞24則可有利地具有與外部活塞22內(nèi)側(cè)對應(yīng)的形狀并比該內(nèi)側(cè)略小，從而與外部活塞形成滑動關(guān)系。用于經(jīng)由活塞裝置20添加洗滌液體的裝置例如可以涉及用于從活塞裝置中的內(nèi)部洗滌液體隔室添加洗滌液體的設(shè)備。在圖1的雙活塞裝置中，這種洗滌液體隔室26限定在外部活塞22的面向穿孔表面12的端壁22a與內(nèi)部活塞24的對應(yīng)端壁24a之間。(在圖1中，外部活塞22的端壁22a與外部活塞22的桿/軸22b相反，并且在圖1中，內(nèi)部活塞24的端壁24a與內(nèi)部活塞24的桿/軸24b相反。)外部活塞22的端壁22a是穿孔的， 從而允許洗滌液體進(jìn)入紙漿腔室12。因此，在圖1中，經(jīng)由活塞裝置將洗滌液體添加至紙漿處理區(qū)域Z2，S卩，從活塞裝置自身添加至紙漿處理區(qū)域Z2，換而言之，其具有“內(nèi)置式”洗滌液體添加?；蛘撸礈煲后w可以從洗滌設(shè)備中的管路或其它合適裝置(在雙活塞之外)添加至端壁22a與穿孔表面 12a之間的空間。在這種情況下，端壁22a(即，活塞裝置的壓榨表面)無需穿孔。本領(lǐng)域技術(shù)人員可意識到，圖1是為了說明洗滌設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)和原理的示意圖。例如，通常將有罩殼(未示出)，該罩殼封圍紙漿輸送轉(zhuǎn)子10和活塞裝置20。在一具體有利的實施例中，罩殼形成可控的加壓環(huán)境。這種罩殼包括封閉的空間，其可容易地控制和運行。本發(fā)明的洗滌設(shè)備可用在紙漿管路中的許多不同位置。具體地說，例如它可以取代傳統(tǒng)的洗滌壓榨機以改進(jìn)洗滌容量和效率。實例雙活塞裝置圖2A至2G示出了根據(jù)本發(fā)明一示例性實施例的洗滌設(shè)備的不同運行階段。在該實例中，相應(yīng)的紙漿腔室12逐步地轉(zhuǎn)動至洗滌設(shè)備100的紙漿輸入?yún)^(qū)域Z1、置換和脫水區(qū)域Z2、紙漿去除區(qū)域Z3和轉(zhuǎn)子清潔區(qū)域Z4?；钊b置20布置在置換和脫水區(qū)域Z2。在紙漿輸入?yún)^(qū)域Zl，纖維素紙漿14饋送至紙漿腔室12 (圖2A)。輸送至洗滌設(shè)備 100的紙漿14合適地具有3-12%的濃度，較佳地具有6-12%的濃度。在轉(zhuǎn)動一個步幅之后，該紙漿腔室到達(dá)置換和脫水區(qū)域Z2 (圖2B)，這就是實際洗滌發(fā)生之處。首先，紙漿14的濃度通過活塞運動合適地增加至10-30%的濃度，較佳地增加至15-25 %的濃度。在雙活塞實施例中，這通過使外部活塞22相對于紙漿輸送轉(zhuǎn)子10沿徑向向內(nèi)方向運動來實現(xiàn)，參見圖2C。外部活塞22在紙漿腔室12內(nèi)行進(jìn)，其端壁22a在紙漿腔室12中壓向紙漿14。濾出液流過穿孔表面12a，并在所示的實例中由內(nèi)部濾出液收集結(jié)構(gòu)16來收集，該內(nèi)部濾出液收集結(jié)構(gòu)布置成通過轉(zhuǎn)子軸將濾出液輸送至紙漿輸送轉(zhuǎn)子10 的一端或兩端。(當(dāng)然，外部活塞22的運動還引起布置在外部活塞24之內(nèi)的內(nèi)部活塞24 相對于紙漿腔室12運動。然而，沒有內(nèi)部活塞24相對于外部活塞22的活塞運動。)參見圖2D，在增加的紙漿濃度處，對紙漿進(jìn)行置換式洗滌。在雙活塞實施例中，這通過使內(nèi)部活塞24相對于紙漿輸送轉(zhuǎn)子10沿徑向向內(nèi)方向運動來實現(xiàn)。內(nèi)部活塞24在外部活塞22內(nèi)滑動，換而言之，存在內(nèi)部活塞24相對于外部活塞22的活塞運動。內(nèi)部活塞24的活塞運動引起洗滌液體隔室(圖2C中的26)被壓縮，因此將洗滌液體壓過外部活塞22的端壁22a并壓入紙漿腔室12中的紙漿14。紙漿中臟的液體被較清潔的洗滌液體置換，濾出液通過穿孔表面12a引離紙漿腔室12。置換例如可發(fā)生在5_200kPa，假如在置換階段期間壓力是50_200kPa，則是有利的。因此，可在與高壓力組合的高濃度下進(jìn)行置換，這是本發(fā)明的一個相當(dāng)顯著的優(yōu)點，導(dǎo)致高效的置換和因此改進(jìn)的洗滌性能。如圖2E所示，通過將紙漿壓榨至所需的排放濃度，置換可有利地跟隨有進(jìn)一步的濃度增加。在示例性的雙活塞實施例中，這通過使外部活塞22相對于紙漿輸送轉(zhuǎn)子10沿徑向向內(nèi)方向運動來實現(xiàn)。隨著外部活塞22進(jìn)一步在紙漿腔室12內(nèi)行進(jìn)，其端壁22a在紙漿腔室12中壓榨紙漿14，導(dǎo)致更多的液體流過穿孔表面12a。
在轉(zhuǎn)動另一步幅之后，在紙漿去除區(qū)域Z3從紙漿腔室12去除已洗滌的紙漿 14(圖2F)。去除的紙漿從洗滌設(shè)備100輸出并輸送至紙漿生產(chǎn)線中的其它加工階段。紙漿14合適地具有10-40%的排放濃度，較佳地具有15-30%的排放濃度。在轉(zhuǎn)動另一步幅之后而到達(dá)轉(zhuǎn)子清潔區(qū)域Z4之后，對紙漿腔室12的穿孔表面12a 進(jìn)行清潔(圖2G)。為此，靜止的噴灑裝置30可合適地布置在區(qū)域Z4。也可使用其它用于清潔穿孔表面12a的裝置。在一個示例性實施例中，用于清潔穿孔表面的裝置布置成使用流過穿孔表面12a 的濾出液作為清潔液體，這提供了高效的液體利用。另一示例性實施例具有例如來自外源的清潔液體的分開添加。然而，應(yīng)該理解，轉(zhuǎn)子清潔是可選的，并可被省略。作為雙活塞裝置的替代，還可借助單活塞裝置來提供增加的紙漿濃度和置換式洗滌。這種裝置包括單個活塞，該活塞的端壁面向紙漿腔室12的穿孔表面12a。單活塞裝置實施例的實例分別提供于圖3和4中。糊棘呀們舌艇云云力睡魏圖3A至3E示出了使用單活塞裝置的本發(fā)明一示例性實施例的不同運行階段。撇號(‘)用來標(biāo)示特定的元件，這些元件與先前實施例的元件相比在設(shè)計和/或功能上或多或少有所不同。置換期間的紙漿濃度(輸入濃度、增加后濃度、排放濃度)和/或壓力例如可落入以上結(jié)合圖2所述的范圍之內(nèi)。圖3的示例性活塞裝置20'是單活塞裝置，該單活塞裝置包括布置成與紙漿腔室 12協(xié)配的單個活塞22'。例如，活塞可布置成在紙漿腔室12中行進(jìn)，至少部分地徑向運動。 單個活塞22'則可有利地具有與紙漿腔室12對應(yīng)的形狀并比紙漿腔室12略小，從而在紙漿腔室內(nèi)滑動。在紙漿輸入?yún)^(qū)域Zl，纖維素紙漿14饋送至紙漿腔室12 (圖3A)。在轉(zhuǎn)動一個步幅之后，該紙漿腔室到達(dá)置換和脫水區(qū)域Z2(圖3B)，這就是實際洗滌發(fā)生之處。首先，紙漿 14的濃度通過活塞運動來增加。在該單活塞實施例中，這通過使單個活塞22'相對于紙漿輸送轉(zhuǎn)子10沿徑向向內(nèi)方向運動來實現(xiàn)，參見圖3C。活塞22'在紙漿腔室12內(nèi)行進(jìn)，其端壁22a'在紙漿腔室12中壓向紙漿。濾出液流過穿孔表面12a以由內(nèi)部濾出液收集結(jié)構(gòu) 16收集。參見圖3D，在增加的濃度處，對紙漿進(jìn)行置換式洗滌。這基本上通過一個兩階段的過程來實現(xiàn)，如圖3D的上圖(I)和下圖(II)分別所示。首先，單個活塞22' “后退”，即， 相對于紙漿輸送轉(zhuǎn)子10沿徑向向外方向運動，因此洗滌液體通過穿孔端壁22a'流出(圖 3D(I))。該向外的活塞運動從紙漿中釋放單個活塞22'，即，防止強烈地壓靠在漿餅上，這允許洗滌液體進(jìn)入端壁22a‘和穿孔表面12a之間的空間。在這樣將洗滌液體提供至區(qū)域 Z2的紙漿腔室12之后，單個活塞22'移向轉(zhuǎn)子10的穿孔表面12a(圖3D(II))。因此，在該單活塞實施例中，置換通過使單個活塞22'相對于紙漿輸送轉(zhuǎn)子10沿徑向向內(nèi)方向運動來實現(xiàn)。隨著單個活塞22'在紙漿腔室12內(nèi)滑動，紙漿中的臟液體被較清潔的洗滌液體取代，濾出液通過穿孔表面12a引離紙漿腔室。如圖所示，洗滌液體添加可經(jīng)由單個活塞22'來發(fā)生，在這種情況下，所述端壁 22a'是穿孔的，從而允許洗滌液體從單個活塞22'的內(nèi)部洗滌液體隔室26'流入紙漿腔室12?；蛘撸礈煲后w可從活塞外側(cè)添加至紙漿腔室，即，從洗滌設(shè)備100中的管路或其它合適裝置(在單個活塞22'之外)添加至紙漿腔室。對于外部洗滌液體添加來說，具有壓榨表面的單個活塞22'的端壁22a'無需穿孔。如圖3E所示，通過將紙漿壓榨至所需的排放濃度，置換可有利地跟隨有進(jìn)一步的濃度增加。在該單活塞實施例中，這通過使單個活塞22'相對于紙漿輸送轉(zhuǎn)子10沿徑向朝紙漿運動來實現(xiàn)。隨著單個活塞22'進(jìn)一步在紙漿腔室12內(nèi)行進(jìn)，其端壁22a'在紙漿腔室12中壓榨紙漿，導(dǎo)致更多的液體流過穿孔表面12a。在置換和脫水區(qū)域Z2的洗滌可有利地跟隨有以上結(jié)合圖2F所述的紙漿去除和/ 或以上結(jié)合圖2G所述的轉(zhuǎn)子清潔。實例帶有泵洗滌液體饋送的單活塞圖4A至4E示出了使用單活塞裝置的本發(fā)明另一示例性實施例的不同運行階段。 雙撇號(“)用來標(biāo)示特定的元件，這些元件與先前實施例的元件相比在設(shè)計和/或功能上或多或少有所不同。紙漿濃度(輸入濃度、增加后濃度、排放濃度)和/或壓力的范圍例如可如以上結(jié)合圖2所述。圖4的示例性活塞裝置20"是單活塞裝置，該單活塞裝置包括布置成與紙漿腔室 12協(xié)配的單個活塞22"。例如，活塞可布置成在紙漿腔室12中行進(jìn)，至少部分地徑向運動。 單個活塞22"則可有利地具有與紙漿腔室12對應(yīng)的形狀并比紙漿腔室12略小，從而在紙漿腔室內(nèi)滑動。單活塞裝置20"是外部加壓的，例如通過包括或連接至泵40之類來外部加壓，如圖4所示。在紙漿輸入?yún)^(qū)域Zl，纖維素紙漿14饋送至紙漿腔室12 (圖4A)。在轉(zhuǎn)動一個步幅之后，該紙漿腔室到達(dá)置換和脫水區(qū)域Z2(圖4B)，這就是實際洗滌發(fā)生之處。首先，紙漿 14的濃度通過活塞運動來增加。在該單活塞實施例中，這通過使單個活塞22"相對于紙漿輸送轉(zhuǎn)子10沿徑向向內(nèi)方向運動來實現(xiàn)，參見圖4C?；钊?2"在紙漿腔室12內(nèi)行進(jìn)，其端壁22a"在紙漿腔室12中壓向紙漿。濾出液流過穿孔表面12a以由內(nèi)部濾出液收集結(jié)構(gòu) 16收集。參見圖4D，在增加的濃度處，對紙漿進(jìn)行置換式洗滌。在該單活塞實施例中，這通過借助洗滌液體泵40之類來實現(xiàn)。泵布置成在被啟動時將洗滌液體泵送通過單個活塞 22"的穿孔端壁22a"，還泵送通過紙漿腔室12中的紙漿。紙漿中臟的液體被較清潔的洗滌液體置換，濾出液通過穿孔表面12a引離紙漿腔室。可以有如下的實施例也在泵40被啟動時，單個活塞22"可在紙漿腔室12內(nèi)相對于紙漿輸送轉(zhuǎn)子10沿徑向向內(nèi)方向運動或滑動。為了實現(xiàn)高效的洗滌液體分布和置換式洗滌，用泵40進(jìn)行的洗滌液體添加較佳地經(jīng)由單個活塞22"來發(fā)生，該單個活塞的端壁22a"則是穿孔的，從而允許洗滌液體從單個活塞22"內(nèi)的洗滌液體隔室26"流入紙漿腔室12。如圖4E所示，通過將紙漿壓榨至所需的排放濃度，置換可有利地跟隨有進(jìn)一步的濃度增加。在該單活塞實施例中，這通過使單個活塞22"相對于紙漿輸送轉(zhuǎn)子10沿徑向向內(nèi)方向運動來實現(xiàn)。隨著單個活塞22"進(jìn)一步在紙漿腔室12內(nèi)行進(jìn)，其端壁22a"在紙漿腔室12中壓榨紙漿，導(dǎo)致更多的液體流過穿孔表面12a。在置換和脫水區(qū)域Z2的洗滌可有利地跟隨有以上結(jié)合圖2F所述的紙漿去除和/ 或以上結(jié)合圖2G所述的轉(zhuǎn)子清潔。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的一示例性實施例的用于在上述類型的帶有轉(zhuǎn)子和紙漿腔室的洗滌設(shè)備中洗滌纖維素紙漿的方法的示意流程圖。逐步地或間歇地轉(zhuǎn)動紙漿輸送轉(zhuǎn)子， 使得相應(yīng)紙漿腔室的穿孔表面在不同的紙漿處理區(qū)域之間運動(步驟Si)。在步驟S2中， 將纖維素紙漿饋送至紙漿腔室之一。此后，有利地由于活塞相對于紙漿輸送轉(zhuǎn)子沿徑向運動而造成的壓榨和置換，濃度增加并跟隨有置換。更具體地說，首先，在步驟S3中，在布置于所述紙漿處理區(qū)域中的一個紙漿處理區(qū)域處的活塞裝置朝紙漿徑向運動過程中，紙漿的濃度增加。這通常暗指用活塞裝置壓榨紙漿。紙漿的濃度典型地增加一個以上的％單位， 但也可根據(jù)應(yīng)用而增加遠(yuǎn)多于此。此后，在步驟S4中，使用活塞裝置來發(fā)生對具有增加濃度的紙漿進(jìn)行的置換式洗滌。置換通常借助活塞裝置來實施。步驟S4例如可包括經(jīng)由活塞裝置添加洗滌液體，即，從內(nèi)側(cè)添加洗滌液體?；蛘?，可在外部提供洗滌液體，即，從外側(cè)提供洗滌液體。最后，可通過將活塞裝置移向紙漿來進(jìn)一步增加紙漿的濃度(步驟S5)。這通常涉及用活塞裝置進(jìn)一步壓榨紙漿，從而獲得所需的排放濃度。步驟S5是可選的，如虛線框所示。在步驟S6中，從紙漿腔室去除紙漿。如上所述，步驟S2，步驟S3、S4、S5，步驟S6分別可有利地在洗滌設(shè)備的不同紙漿處理區(qū)域進(jìn)行，在這種情況下，將在步驟S3之前和在步驟S6之前重復(fù)轉(zhuǎn)動步驟。而且，本領(lǐng)域技術(shù)人員會意識到，置換步驟和后續(xù)壓榨可以不總是確實彼此隔離的。這意味著置換步驟S4可包括一些量的壓榨和/或后續(xù)壓榨S5可包括一些置換。在使用雙活塞裝置的一示例性實施例中，移動活塞裝置20并增加紙漿濃度的步驟S3、S5涉及將外部活塞22移向紙漿，置換式洗滌的步驟S4涉及將內(nèi)部活塞24移向紙漿。在使用單活塞裝置的一示例性實施例中，移動活塞裝置20'并增加紙漿濃度的步驟S3、S5涉及將單個活塞22'移向紙漿14，置換式洗滌的步驟S4涉及使單個活塞22'后退以使洗滌液體進(jìn)入紙漿腔室12，此后將單個活塞22'再次移向紙漿。在使用單活塞裝置的另一示例性實施例中，移動活塞裝置20"并增加紙漿濃度的步驟S3、S5涉及將單個活塞22"移向紙漿14，置換式洗滌的步驟S4涉及啟動諸如泵40的外部壓力裝置以將洗滌液體壓過紙漿腔室12中的紙漿14。應(yīng)該理解，可在本發(fā)明的范圍內(nèi)變化紙漿腔室的數(shù)量和/或紙漿處理區(qū)域的數(shù)量。因此，可以使用四個以下以及四個以上的紙漿腔室和/或紙漿處理區(qū)域。然而，合適的是，具有至少四個紙漿腔室從而獲得高效和順暢運行的洗滌設(shè)備。紙漿處理區(qū)域的數(shù)量可有利地對應(yīng)于紙漿腔室的數(shù)量。還可有如下實施例洗滌設(shè)備包括兩個(或更多個)活塞裝置，每個活塞裝置布置在相應(yīng)關(guān)聯(lián)的紙漿處理區(qū)域。此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員會意識到，本發(fā)明并不局限于附圖所示的轉(zhuǎn)動方向和定向。 帶有布置成逆時針轉(zhuǎn)動的紙漿輸送轉(zhuǎn)子的洗滌設(shè)備實施例當(dāng)然也是可以的。同樣，這些實施例調(diào)整成紙漿輸入?yún)^(qū)域Zl不在頂部。洗滌設(shè)備典型地被加壓，且可有對于豎直定向的洗滌設(shè)備來說是合適的應(yīng)用。還可在帶有分隔轉(zhuǎn)筒的置換式洗滌機上使用根據(jù)本發(fā)明的活塞裝置。活塞裝置例如可作為升級特征安裝在現(xiàn)有的多級轉(zhuǎn)筒式洗滌機或過濾機上。轉(zhuǎn)筒則將適于逐步轉(zhuǎn)動， 該間歇運動將與活塞運動同步?；蛘?，活塞裝置可布置成與作為回轉(zhuǎn)部件一部分的轉(zhuǎn)筒一起行進(jìn)，在這種情況下，轉(zhuǎn)筒可連續(xù)地轉(zhuǎn)動，但活塞裝置需要布置成既轉(zhuǎn)動又相對于轉(zhuǎn)筒徑向運動。 盡管已參照特別示出的實施例描述了本發(fā)明，但要強調(diào)的是，它還涵蓋了所揭示特征的等同物以及對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見的修改和變型，本發(fā)明的保護(hù)范圍僅由所附權(quán)利要求書來限定。
權(quán)利要求
1.一種用于洗滌纖維素紙漿的設(shè)備(100)，所述設(shè)備包括紙漿輸送轉(zhuǎn)子(10)和多個紙漿腔室(12)，每個紙漿腔室由所述紙漿輸送轉(zhuǎn)子的穿孔表面(12a)部分地限定，由此當(dāng)所述紙漿腔室中有紙漿時，允許濾出液流過所述穿孔表面，所述紙漿輸送轉(zhuǎn)子布置成逐步地轉(zhuǎn)動，從而將相應(yīng)的紙漿腔室的穿孔表面轉(zhuǎn)移至所述洗滌設(shè)備中的多個紙漿處理區(qū)域(Z1，12, Z3，Z4)中的下一個紙漿處理區(qū)域，以及所述洗滌設(shè)備還包括活塞裝置(20;20' ；20")，所述活塞裝置布置在所述紙漿處理區(qū)域之一(Z2)處，所述活塞裝置布置成相對于所述紙漿輸送轉(zhuǎn)子沿徑向作活塞運動(M)，從而在運行中并一旦朝紙漿運動，就增加當(dāng)前位于所述紙漿處理區(qū)域中的所述紙漿腔室中的紙漿的濃度，以及置換式洗滌裝置，所述置換式洗滌裝置位于與所述活塞裝置相關(guān)聯(lián)的紙漿處理區(qū)域 (Z2)處，用于使用所述活塞裝置對帶有增加濃度的紙漿進(jìn)行置換式洗滌。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述置換式洗滌裝置適于以5-200kPa的壓力對濃度為10-30%的紙漿進(jìn)行置換式洗滌。
3.如權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其特征在于，所述置換式洗滌裝置又包括洗滌液體添加裝置，所述洗滌液體添加裝置經(jīng)由所述活塞裝置(20 ;20' ；20")將洗滌液體添加至當(dāng)前位于與所述活塞裝置相關(guān)聯(lián)的紙漿處理區(qū)域(Z2)中的所述紙漿腔室(12)。
4.如前述權(quán)利要求中任一項所述的設(shè)備，其特征在于，所述置換式洗滌裝置包括用于使所述活塞裝置(20 ；20' ；20")作活塞運動(M)的裝置。
5.如前述權(quán)利要求中任一項所述的設(shè)備，其特征在于，所述活塞裝置(20)是包括外部活塞(22)和內(nèi)部活塞(24)的雙活塞裝置，所述內(nèi)部活塞布置在所述外部活塞內(nèi)側(cè)，并相對于所述外部活塞可動。
6.如權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其特征在于，所述活塞裝置(20)包括洗滌液體隔室 (26)，所述洗滌液體隔室限定在所述外部活塞(22)的面向所述穿孔表面(12a)的端壁 (22a)與所述內(nèi)部活塞(24)的對應(yīng)端壁(24a)之間，所述外部活塞(22)的端壁(22a)是穿孔的從而允許洗滌液體進(jìn)入所述紙漿腔室(12)。
7.如權(quán)利要求1-4中任一項所述的設(shè)備，其特征在于，所述活塞裝置(20'；20")是包括單個活塞(22' ；22")的單活塞裝置，所述單個活塞具有面向所述穿孔表面(12a)的端壁(22a ‘ ；22a")。
8.如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于，所述單個活塞(22")連接至外部壓力裝置 (40)，所述外部壓力裝置布置成將洗滌液體壓過所述紙漿腔室(12)中的紙漿。
9.如權(quán)利要求7或8所述的設(shè)備，其特征在于，所述單個活塞(22'；22")包括洗滌液體隔室(26' ；26")，所述端壁(22a' ；22a")是穿孔的從而允許洗滌液體從所述洗滌液體隔室進(jìn)入所述紙漿腔室(12)。
10.如前述權(quán)利要求中任一項所述的設(shè)備，其特征在于，所述紙漿輸送轉(zhuǎn)子(10)和所述活塞裝置(20;20' ；20")由罩殼來封圍，所述罩殼形成可控的加壓環(huán)境。
11.如前述權(quán)利要求中任一項所述的設(shè)備，其特征在于，包括用于在紙漿去除之后清潔所述穿孔表面(12a)的裝置(30)，所述裝置(30)布置成使用流過所述穿孔表面(12a)的濾出液作為清潔液體。
12.如前述權(quán)利要求中任一項所述的設(shè)備，其特征在于，包括至少四個紙漿腔室(12)。
13.如權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包括四個紙漿腔室(12)，且布置成以約90度的步幅轉(zhuǎn)動。
14.如權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其特征在于，所述紙漿處理區(qū)域(Zl，Z2，Z3，Z4)包括至少紙漿輸入?yún)^(qū)域(Zl)、置換和脫水區(qū)域(Z2)和紙漿去除區(qū)域(Z3)，所述活塞裝置(20 ； 20' ；20")布置在所述置換和脫水區(qū)域(Z2)。
15.一種用于在洗滌設(shè)備(100)中洗滌纖維素紙漿的方法，所述設(shè)備包括紙漿輸送轉(zhuǎn)子(10)和多個紙漿腔室(12)，每個紙漿腔室由所述紙漿輸送轉(zhuǎn)子的穿孔表面(12a)部分地限定，由此當(dāng)所述紙漿腔室中有紙漿時，允許濾出液流過所述穿孔表面，所述方法包括以下步驟逐步地轉(zhuǎn)動所述紙漿輸送轉(zhuǎn)子，使得相應(yīng)紙漿腔室的穿孔表面在所述洗滌設(shè)備中的不同紙漿處理區(qū)域(Z1，12, Z3，Z4)之間運動；將紙漿(14)饋送至所述紙漿腔室之一；使布置在所述紙漿處理區(qū)域之一處的活塞裝置(20 ;20' ；20")相對于所述紙漿輸送轉(zhuǎn)子沿徑向朝紙漿運動，由此增加紙漿的濃度；使用所述活塞裝置對帶有增加濃度的紙漿進(jìn)行置換式洗滌；以及從所述紙漿腔室去除已洗滌的紙漿。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，使活塞裝置(20;20' ；20")運動的步驟涉及在置換式洗滌之前將紙漿濃度增加至10-30%。
17.如權(quán)利要求15或16所述的方法，其特征在于，置換式洗滌的步驟在5-200kPa的壓力下進(jìn)行。
18.如權(quán)利要求15-17中任一項所述的方法，其特征在于，包括以下附加步驟在置換式洗滌之后，使所述活塞裝置(20 ；20' ；20")相對于所述紙漿輸送轉(zhuǎn)子(10) 沿徑向朝紙漿(14)進(jìn)一步運動，由此進(jìn)一步增加紙漿的濃度。
19.如權(quán)利要求15-18中任一項所述的方法，其特征在于，所述活塞裝置是包括外部活塞(22)和內(nèi)部活塞(24)的雙活塞裝置(20)，所述內(nèi)部活塞布置在所述外部活塞內(nèi)側(cè)，并相對于所述外部活塞可動，以及使活塞裝置(20)運動由此增加紙漿的濃度的步驟涉及使所述外部活塞(22)朝紙漿 (14)運動，以及置換式洗滌的步驟涉及使所述內(nèi)部活塞(24)朝紙漿運動。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，置換式洗滌的步驟包括從所述活塞裝置 (20)中的洗滌液體隔室(26)添加洗滌液體，由此洗滌液體流過所述外部隔室(22)的穿孔端壁(22a)且流至所述紙漿腔室(12)。
21.如權(quán)利要求15-18中任一項所述的方法，其特征在于，所述活塞裝置是包括單個活塞(22')的單活塞裝置(20')，所述單個活塞具有面向所述穿孔表面(12a)的端壁 (22a')，以及使活塞裝置(20)運動由此增加紙漿的濃度的步驟涉及使所述單個活塞(22')朝紙漿 (14)運動，以及置換式洗滌的步驟涉及使所述單個活塞(22')后退以使洗滌液體進(jìn)入所述紙漿腔室 (12)，此后使所述單個活塞(22')再次朝紙漿運動。
22.如權(quán)利要求15-18中任一項所述的方法，其特征在于，所述活塞裝置是包括單個活塞(22")的單活塞裝置(20")，所述單個活塞具有面向所述穿孔表面(12a)的端壁 (22a“)，以及使活塞裝置(20)運動由此增加紙漿的濃度的步驟涉及使所述單個活塞(22")朝紙漿 (14)運動，以及置換式洗滌的步驟涉及啟動外部壓力裝置(40)以將洗滌液體壓過所述紙漿腔室中的紙漿。
23.如權(quán)利要求21和22中任一項所述的方法，其特征在于，置換式洗滌的步驟包括從所述活塞裝置(20' ；20")中的洗滌液體隔室(26' ；26")添加洗滌液體，由此洗滌液體流過所述單個隔室(22' ；22")的穿孔端壁(22a' ；22a")且流至所述紙漿腔室(12)。
24.如權(quán)利要求15-23中任一項所述的方法，其特征在于，還包括以下步驟在去除步驟之后，使用來自所述洗滌設(shè)備(100)的濾出液來清潔所述穿孔表面(12a)。
25.如權(quán)利要求15-24中任一項所述的方法，其特征在于，轉(zhuǎn)動步驟涉及至少將相應(yīng)紙漿腔室(12)逐步地轉(zhuǎn)動至所述洗滌設(shè)備(100)中的紙漿輸入?yún)^(qū)域(Zl)、置換和脫水區(qū)域 (Z2)和紙漿去除區(qū)域(Z3)，所述活塞裝置(20 ；20' ；20")布置在所述置換和脫水區(qū)域 (Z2)處。
26.一種用在纖維素紙漿洗滌設(shè)備(100)中的活塞裝置(20;20' ；20")，所述設(shè)備包括紙漿輸送轉(zhuǎn)子(10)和多個紙漿腔室(12)，每個紙漿腔室由所述紙漿輸送轉(zhuǎn)子的穿孔表面(12a)部分地限定，由此當(dāng)所述紙漿腔室中有紙漿時，允許濾出液流過所述穿孔表面，所述紙漿輸送轉(zhuǎn)子布置成逐步地轉(zhuǎn)動，從而將相應(yīng)的紙漿腔室的穿孔表面轉(zhuǎn)移至所述洗滌設(shè)備中的多個紙漿處理區(qū)域(Z1，12, Z3，Z4)中的下一個紙漿處理區(qū)域，所述活塞裝置(20;20' ；20")布置成相對于所述紙漿輸送轉(zhuǎn)子沿徑向作活塞運動 (M)，從而在運行中并一旦朝紙漿(14)運動，就增加當(dāng)前位于與所述活塞裝置相關(guān)聯(lián)的所述紙漿處理區(qū)域(Z2)中的所述紙漿腔室中的紙漿的濃度，且適于在與所述活塞裝置相關(guān)聯(lián)的所述紙漿處理區(qū)域、對帶有增加濃度的紙漿進(jìn)行置換式洗滌。
27.如權(quán)利要求26所述的活塞裝置(20)，其特征在于，所述活塞裝置(20)是包括外部活塞(22)和內(nèi)部活塞(24)的雙活塞裝置，所述內(nèi)部活塞布置在所述外部活塞內(nèi)側(cè)，并相對于所述外部活塞可動。
28.如權(quán)利要求27所述的活塞裝置(20)，其特征在于，所述活塞裝置(20)包括洗滌液體隔室(26)，所述洗滌液體隔室限定在所述外部活塞(22)的面向所述穿孔表面(12a)的端壁(22a)與所述內(nèi)部活塞(24)的對應(yīng)端壁(24a)之間，所述外部活塞(22)的端壁(22a) 是穿孔的從而允許洗滌液體進(jìn)入所述紙漿腔室(12)。
29.如權(quán)利要求26所述的活塞裝置(20'；20")，其特征在于，所述活塞裝置(20'； 20")是包括單個活塞(22' ；22")的單活塞裝置，所述單個活塞具有面向所述穿孔表面 (12a)的端壁(22a ‘ ； 22a")。
30.如權(quán)利要求29所述的活塞裝置(20")，其特征在于，所述單個活塞(22")連接至外部壓力裝置(40)，所述外部壓力裝置布置成將洗滌液體壓榨所述紙漿腔室(12)中的紙漿。
31.如權(quán)利要求29或30所述的活塞裝置(20'；20")，其特征在于，所述單個活塞(22' ；22")包括洗滌液體隔室(26' ；26")，所述端壁(22a' ；22a")是穿孔的從而允許洗滌液體從所述洗滌液體隔室(26' ；26")進(jìn)入所述紙漿腔室(12)。
全文摘要
提供一種用于洗滌纖維素紙漿的設(shè)備(100)，該設(shè)備包括紙漿輸送轉(zhuǎn)子(10)和多個紙漿腔室(12)。每個紙漿腔室由轉(zhuǎn)子的穿孔表面(12a)部分地限定。轉(zhuǎn)子布置成逐步地轉(zhuǎn)動，從而使相應(yīng)紙漿腔室的穿孔表面在不同紙漿處理區(qū)域(Z1，Z2，Z3，Z4)之間轉(zhuǎn)移。洗滌設(shè)備還包括活塞裝置(20)和置換式洗滌裝置，所述活塞裝置布置在在一個紙漿處理區(qū)域，所述活塞裝置布置成沿徑向作活塞運動(M)，從而在運行中并一旦朝紙漿運動，就增加紙漿的濃度，所述置換式洗滌裝置用于使用活塞裝置對帶有增加濃度的紙漿進(jìn)行置換式洗滌。
文檔編號B01D29/82GK102472005SQ201080036054
公開日2012年5月23日 申請日期2010年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月25日
發(fā)明者J·倫德伯格, M·丹尼爾森, R·安德森 申請人:美佐紙業(yè)股份有限公司