專利名稱：紙漿塔的裝料方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及紙漿塔的裝料方法和裝置。本發(fā)明尤其可用在木材加工業(yè)，用于裝滿高稠度的紙漿塔和含有纖維懸浮液的貯存塔。
眾所周知，木材加工業(yè)中所用的紙漿塔通常是具有高稠度紙漿的槽，稠度為10～20％，盡管偶然也使用低稠度的紙漿。這些槽例如被用來貯存紙漿或用作某些裝置的受料槽，例如用于貯存紙漿，該紙漿分批來自分批蒸煮器并通常作為均勻的流量流入后續(xù)的處理裝置。換言之，本發(fā)明的塔的特征是塔的高度變化范圍很大，盡管通常具有一最佳高度。本發(fā)明將把紙漿的表面保持在這一高度。
從現(xiàn)有技術已知有用于上述類型的紙漿塔裝料用的幾種不同裝置。已知最古老的一種方法是將紙漿泵至塔頂，從那里讓紙漿或多或少地直接滴落。如果讓紙漿直接滴落在下面的紙漿上，不待說從上面滴落的紙漿滲入塔中紙漿的表面并向下穿入老的紙漿很深。這存在幾個缺點。第一，如果在塔的下部如通常情況那樣，實行紙漿的稀釋，則送入塔的紙漿可滲入遠至稀釋區(qū)。這導致紙漿不可控制地向稀釋區(qū)的排放和稀釋不象塔后裝置所需要的均勻。另一問題是當紙漿滲入老紙漿時要比已存在塔中的紙漿漂移至更接近塔的排放孔，從而塔的內(nèi)容物不改變均勻性，一部分紙漿在幾分鐘內(nèi)流出塔，而另一部分可能要在塔內(nèi)甚至停留幾周。這本身又帶來更多的問題。首先，不能想象在塔中停留幾天或甚至幾周的紙漿能與新鮮的紙漿有相同的質(zhì)量。其次，象這樣塔中原料的完全更換可能需要幾天和至少幾個小時，這樣，從塔中排出的紙漿是一種在這一時間段老的和新的紙漿的混合物。根據(jù)紙漿使用的隨后目標，該“中間紙漿”在最壞情況下可能完全不能用。此外，老的紙漿在塔中停留越久和新的紙漿滲入塔中越深，則液體逐漸從紙漿層的表面過濾出來，從而使表面變硬和更易損壞。最后，至少從本發(fā)明的觀點看能量消耗也是一個問題，因為將紙漿粉碎機的全部產(chǎn)品容積即每天大約1000噸紙漿泵至20-30米的高度，向下只滴落至大約5～10米的高度可以被看作是泵能量的浪費。換句話說，實際需要的泵能量通常要少于現(xiàn)在所用能量的一半。
當然可以將紙漿排放至一分配裝置，例如一設置在塔上部中的旋轉板，借助于該旋轉板紙漿更均勻地分布在塔的整個橫截上。一部分所述的問題可按這一方式解決，但泵能量仍消耗至以前相同的程度。此外，在塔上部設置的紙漿分配裝置使結構復雜和能量消耗增大。當分配裝置將紙漿流分解成滴或至少相當小的顆粒時，大量的空氣在下滴時粘附在紙漿上，這些空氣將在工藝的后續(xù)階段用消耗大量能量的真空泵或相應的裝置被除去。
結合某些已考慮到極滿的塔，通過將紙漿送料管從塔的側面引至塔的內(nèi)部可以減少能量的消耗。如果送料管在紙漿表面的上方，則通過供料孔供給的紙漿穿過塔中紙漿層的表面至紙漿柱至少一定距離，從而與不同時期的紙漿有關的問題仍然存在，即使這些問題不象從頂部裝滿塔那樣復雜。
下一個替換方案是將送料管設置在紙漿表面以下的塔的側面，以這樣一種方式來引導，即紙漿大致供至塔中的紙漿層。該裝置精確地工作，只要塔中的表面高度保持不變。如果表面高度改變幾米，問題可能是例如供入塔中的紙漿保持在紙漿表面以下幾米，從而使表面高度上的紙漿不能被排放，而供入的新的紙漿首先通過排放孔。相應地，如果表面高度下落至送料孔下方很多，則供入塔中的紙漿將穿入紙漿層很深，引起上述的嚴重問題。換言之，供料的這一方法只適用于塔的表面高度保持相對穩(wěn)定的場合。
與紙漿塔裝料有關的另一問題與分批蒸煮工藝有關，尤其是與受料塔的裝料有關。通常已知當排空一蒸煮器時，被從蒸煮器中排放的紙漿稠度變化很大。因此，在受料塔中形成具有不同稠度的紙漿區(qū)域，不管采用現(xiàn)有技術中的哪種裝料方法，這在大多數(shù)情況下將導致引入塔后工藝階段中的紙漿稠度的改變。這本身例如引起漂前洗滌中的各種問題。如所周知，例如洗滌機被制成用于最佳的稠度而避免運行結果不可避免的變差。
由上述現(xiàn)有技術的裝置導致的各種問題可以由本發(fā)明的方法和裝置加以解決，從后附的權利要求可了解本發(fā)明的特征。
下面，參照附圖更詳細地描述本發(fā)明。其中

圖1表示在兩種不同應用中的本發(fā)明第一優(yōu)選實施例的裝置；圖2表示在兩種不同應用中的本發(fā)明的第二實施例的裝置；圖3表示兩種不同應用中的本發(fā)明第三實施例的裝置；和圖4a-c表示本發(fā)明一些其它優(yōu)選實施例的細節(jié)。
根據(jù)圖1，本發(fā)明的裝置包括一大體豎直的供料管12，通過塔的底部中心設置在紙漿塔10中。供料管12最好至少延伸至塔中紙漿高度在正常條件下變化的這一高度。換言之，管12的上端位于塔中正常表面高度的變化范圍的上限上方少許。在圖1的實施例中，管12由直徑向上擴大的部分14、16和18組成。在各部分的連接點設置有紙漿供給孔20，這些孔或如圖中所示在設置在較窄管部分的上部的導流板22控制下分別向側向開啟，或沒有所述的導流板直接向下開啟。
該裝置作用如下當紙漿通過供料管12泵入塔10內(nèi)時，已經(jīng)在塔10中的紙漿塞滿供料孔20，新的紙漿流入供料管向上通過供料孔(圖1中的右側)，直至紙漿或通過第一不被塞滿的供料孔排放，或更準確地通過第一孔排放。通過該孔時的流動阻力使紙漿的動能不足以克服該阻力，或從管的上端流至已在塔10中的紙漿的表面。供料管12中的供料孔20的間隙最好是可調(diào)節(jié)的，使得從孔20排出的紙漿沒有時間產(chǎn)生一大的向下速度分量來促使紙漿很深入穿入“老的”紙漿。供料孔20在豎直方向上的間隙為1-2米數(shù)量級，其表面區(qū)域為(0.5-2)×供料管直徑數(shù)量級。設置供料孔的一個最佳方式是將它們設置成位于其角上的正方形并使它們圍繞供料管交替定位，這樣實際地講在紙漿的自由水位位置始終有一個或多個孔。還可借助于其它形狀的孔例如用矩形或圓形孔或具有曲線邊緣的孔實現(xiàn)相應的定位。供料管12的直徑根據(jù)塔的容量確定，在普通的塔中最好通常在0.5～1米之間變化。圖1的左側表示塔10中的紙漿表面相當?shù)偷那闆r，由此紙漿從位于供料管12下部的供料孔20最好以下如方式排放到紙漿表面上，即由于導流板22的作用紙漿沿著塔中紙漿表面的方向形成扇形。在塔10的底部24中大多數(shù)情況下有紙漿的稀釋區(qū)，并設有混合器26和排放孔28。塔10也可以設置其它類型的稀釋和/或排放裝置，該裝置可以按另一種方式設置而不影響本發(fā)明的操作。
圖2表示根據(jù)本發(fā)明第二優(yōu)選實施例的裝置，該裝置經(jīng)過改進以便使用底部支柱。該支柱的使用和操作已在芬蘭專利942709中作了詳細描述。雖然結合本發(fā)明紙漿也可以通過底部支柱104的下端引入，但在圖2的實施例中紙漿從塔10的底部124的側壁102引入塔10中(通常從一圓錐或圓柱形部分)。然而如果將底部支柱104作為所需的支撐結構，則紙漿供料管112可用作底部支柱104的支撐結構。在圖示的實施例中，供料管112在底部支柱104的擴張位置沿豎直方向彎曲并且在具有大直徑和向上延伸至底部支柱104的上端的管114內(nèi)延伸。供料管112在這一實施例中延伸至接近大管114，即相對于塔的高度最好位于圖1所示的供料管12的上端的同一高度，換言之，位于管12的最大部分的上端的同一高度。
根據(jù)圖2的裝置操作如下當紙漿表面(圖中的右側)很高時，供入的紙漿從供料管112的上端流入大管114，并接著從該大管的上端流入塔10中的紙漿層上。另一方面，如果表面很低(圖中的左側)，紙漿從供料管112流入供料管112和大管114之間的環(huán)形間隙116中，并從那里通過一個或多個供料孔120流到塔中的紙漿層上。在這一實施例中，也有與供料管120結合的導流板122。用該導流板使紙漿沿大致徑向水平方向排放到紙漿層上。
上述的供料方法當塔中的原料改變時尤其有利。在這種情況下重要的是能夠從塔以下述方式排出先前的原料，即盡可能少地與新的原料混合。用本發(fā)明的方法可按下述方式簡單地改變原料，即將紙漿高度移至最低位置，如圖2左側所示的供料孔120下方稍許。當開始向塔10供應新的原料時，可以利用供料管112和供料孔120之間的高度差以及供料孔的導流板122，使得從供料管112供入間隙116中的紙漿當從供料管112的上端向供料孔120落下時在間隙116內(nèi)具有相當大的流速，從而紙漿通過導流板122的引導以相當大的水平速度通過供料孔120供入在塔10中的紙漿表面上。這樣，當改變原料時，供入塔10的新的紙漿作為一均勻?qū)咏德湓诶系脑仙希@意味著更換原料的時間段在最好情況下可以按幾分鐘來計算而不是與現(xiàn)有技術的紙漿塔有關的幾小時、幾天或幾周。在圖2中通常位于底部124中的稀釋區(qū)如圖所示具有一混合器26和一排放孔28。然而，塔10也可以設有其它類型的稀釋和/或排放裝置，該裝置按其它的方式設置而不影響本發(fā)明的運作。
此外，值得提到的是不用具有不同直徑的幾個管子而采用這種管，即供料管12在圖1的實施例中也可以是圓錐形向上擴大，在其壁上設有供料孔。相應地，圖2中的供料管112可以是圓錐形向上擴大，而大管是圓柱形的，這兩根管之間的間隙是向下擴大的環(huán)形間隙。用這種方法可以保證即使所用的紙漿很難處理也不會阻塞供料管。
至于通過使用本發(fā)明的裝置來實現(xiàn)減少能量的消耗可以通過根據(jù)塔10的高度控制與進料管12、112相連的泵的楊程來最佳化。事實上，這首先意味著控制泵的旋轉速度。
還要指出的是在某些情況中供料管還可以通過塔頂導入塔中，例如當紙漿從沒有中間泵作用而具有向上流動的漂白塔(通過漂白塔的送料泵的壓力)排放入貯存塔時；但是在這種情況下要注意不使從送料管排放的紙漿深深穿入老的紙漿。這可以通過圖3的裝置來保證，例如圖3表示在這一實施例中塔10的頂210設有從塔底延伸出一定距離的紙槳中央供料管212。塔底設有底板213。在圖3的實施例中，底板213設置成與底部支柱204相連，但事實上也可以用其它方法支撐。管214從同一底板213起與進料管212同心延伸。管214具有較大的直徑并沿管214設有供料孔220。其運行原理與先前的實施例相同。換言之，紙漿通過供料管212供入塔10中。紙漿沖擊到底板213上，改變其方向，開始在大的管214中向上流動，并通過未被阻塞的第一孔排放或通過流動阻力很低而使紙漿的動能足以克服該阻力的第一孔排放。
裝滿紙漿槽的另一種方法是在供料管中設置一可移動底，該可移動底根據(jù)供料管周圍的紙漿高度移動，使得緊鄰或在底上方定位的供料孔至少在紙漿表面的相同高度，從而使通過供料孔排放的紙漿流終是在已在塔中的紙漿層上終止。
圖4a和4b表示按照本發(fā)明的一優(yōu)選實施例的供料管或?qū)嶋H上是一可用來解決兩個相反問題的供料管。通過較小的改變可以來改進供料管來解決一個問題或其它問題。圖4a所示的供料管312按結合圖1所述的方式使用。換言之，當紙漿從下部供入供料管時，紙漿開始通過第一未阻塞的供料孔320或通過具有足夠低流動阻力的供料孔從供料管排放入塔中。實際上，紙漿大致終止在已存在在塔中的紙漿上。
在圖4b所示的情況中，供料管412與圖4a中的一樣，所不同的是在圖4b的實施例中供料管412的上端用蓋板430封閉，蓋板430防止紙漿通過管的上端排放。借助于這一應用可以解決上述問題，即在分批蒸煮器的受料塔中產(chǎn)生具有不同稠度的區(qū)域。這一解決方案是攪拌在受料塔的裝料階段的紙漿。其工作如下因為要防止紙漿通過供料管412的上端排放，所以紙漿通過供料孔420在幾個不同的高度排放入塔中，從而實際上說塔被均勻裝滿。當然，可以用許多方式改善裝料的均勻性。一個替換方案是減少朝向供料管上端的供料管孔的尺寸。換句話說，通過減小孔的尺寸而在紙漿高度附近的下方產(chǎn)生流動阻力。另一種方法是在供料管412中設置一可移動的蓋板系統(tǒng)，其中蓋板根據(jù)紙漿高度的上升或直接地或延遲地移動(蓋板要低于紙漿高度)。當然可以結合上述的替換方案，換言之，尺寸改變的供料孔可以與同一供料管內(nèi)的可移動蓋板一起使用。所使用的方法越接近這樣一種組合，就越能獲得接近的最佳狀態(tài)，其中紙漿均勻供入已在塔中的紙漿中并通過紙漿層的整個高度延伸。
圖4c表示另一種用于裝滿分批蒸煮器后面的受料塔的變型方案。在這一實施例中，供料管512基本上與圖1中的管相同。換言之，供料管由具有不同直徑的部分513～518形成。其唯一的區(qū)別是管512向上變窄。換言之，在直徑變化的點上的每一孔520與部分供入塔中的紙漿相交，設置在孔520上的導流板522將到來的紙漿流導向側面，以便混合入已在塔中的紙漿。
如果分批蒸煮器的受料塔是從上方裝料的那一種，則根據(jù)圖4a、4b和4c所示的所有結構都可以按前面已有的方式加以應用。為此，其中圖4a、4b和4c標有兩個參考號，換言之，層數(shù)為一12的參考號表示此管為供料管的情況，而尾數(shù)為一14的參考號表示此管為大的管的情況。在圖4c中，例如所示的實施例可以被改進用來這樣從上方供料，即管部分514的下端用例如可以按圖3所示的方式支撐在底部支柱上的一塊板封住。從而紙漿例如通過管部分518從上方引入；在這種情況下，管部分518延伸接近底板并對著底板排料，使紙漿流轉向向上，之后運作如上所述地繼續(xù)進行。
從以上的描述中了解到本發(fā)明提供了一種紙漿塔裝料的新方法和裝置，用這一裝置和方法可以避免現(xiàn)有技術中的裝置和方法的缺點。但是，以上只描述了本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，而不是要縮小本發(fā)明的范圍而是要根據(jù)所附權利要求來解釋該范圍。因此，例如如果需要可以在塔中設置一個以上的供料管，例如按芬蘭專利94442中所述的方式并使用上述的分配裝置，從而可以保證紙漿在塔的整個橫截面上均勻分布。此外，還應注意的是，塔的形狀不一定如同后附附圖中所示的形狀，即塔具有通過錐形中間部變窄的圓柱形底部，它也可以是整體圓柱形并配有一個平的或傾斜的底部或配有一個錐形的或半球形的底部。換言之，本發(fā)明的裝料方法可用于任何形狀的塔的裝料。
權利要求
1．紙漿塔的裝料方法，其中紙漿通過設置成與紙漿塔的頂、壁或底相連的供料管(12,112,212)泵入紙漿塔，其特征在于，紙漿在不同的高度被供入塔(10)中，所述的高度取決于塔(10)的表面高度。
2．如權利要求1所述的方法，其特征在于，紙漿被均勻地供入塔(10)中的紙漿層的上部，或作為均勻流供入紙漿層上，排料高度在每種情況中取決于塔中的紙漿高度。
3．如權利要求1所述的方法，其特征在于，紙漿通過將其均勻地分布在已在塔中的紙漿層的表面而供入塔(10)中，沒有將其混入塔中的紙漿。
4．如權利要求1所述的方法，其特征在于，塔(10)裝料所需的泵能量根據(jù)塔的高度調(diào)節(jié)，換言之使泵能量最小。
5．紙漿塔的裝料裝置，包括一設有壁和底部的紙漿塔(10)、一底部紙漿的排出裝置和用于將紙漿供入塔(10)中的裝置，其特征在于，所述供料裝置至少包括位于塔(10)中的豎直供料管(12,112,212)。
6．如權利要求5所述的裝置，其特征在于，與供料管(12,112,212)相連的是用于將紙漿在幾個不同高度供入塔(10)中的裝置。
7．如權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述供料裝置至少包括一個設置在供料管(12)壁上的供料孔(20)。
8．如權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述供料裝置包括一圍繞著供料管(12,212)的大管(114,214)。
9．如權利要求8所述的裝置，其特征在于，在大管(114,214)的壁上至少有一個紙漿供料孔(120,220)。
10．如權利要求7或9所述的裝置，其特征在于，根據(jù)流動的實際方向，在供料孔(20,120,220,320,420,520)的上方或下方設有以下述方向引導紙漿排放的裝置(22,122,522)，即基本上從豎直的方向最好偏轉至大約水平的方向。
11．如權利要求10所述的裝置，其特征在于，所述引導裝置是一導流板(22,122,522)。
12．如權利要求10所述的裝置，其特征在于，所述排放裝置包括所述供料管(12,312,512)或大管(114,214,314,514)的一個上端。
13．如權利要求5所述的裝置，其特征在于，所述供料管(12,112,212,312,412,512)通過塔(10)的頂(210)、壁(102)或底部引入塔(10)中。
14．如權利要求5所述的裝置，其特征在于，所述供料管(112,312,412,512)通過設置在塔(10)底部的底部支柱(104)引入塔(10)中。
15．如權利要求8所述的裝置，其特征在于，所述大管(114,214,314,414,514)從底部支柱(104)的端部向上延伸。
16．如權利要求5或8所述的裝置，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)是圓錐形的。
17．如權利要求7或9所述的裝置，其特征在于，所述供料孔(20,120,220,320,240)交替設置在管(12,114,214,314,412,414)的壁上。
18．如權利要求17所述的裝置，其特征在于，所述供料孔(20,120,220,320,420)被制成正方形或圓形孔。
19．紙漿塔的裝料方法，其中紙漿通過設置成與塔的頂、壁或底部相連的供料管(12,112,212)被泵入紙漿塔(10)中，其特征在于，紙漿同時在幾個不同高度被供入塔(10)中。
20．如權利要求19所述的方法，其特征在于，紙漿通過已在塔中的紙漿層被均勻地供入塔(10)中，其排放高度在每種情況下視塔的紙漿高度而定。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種紙漿塔的裝料方法和裝置,根據(jù)本發(fā)明紙漿按下述方式被泵至紙漿塔(10)中,即紙漿可以在不同高度從設置在塔(10)中的至少一根豎直供料管被供入塔(10)中。
文檔編號D21C7/06GK1222208SQ97195547
公開日1999年7月7日 申請日期1997年4月15日 優(yōu)先權日1996年4月18日
發(fā)明者O·圖科努米 申請人:阿爾斯特羅姆泵公司