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?；钊b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，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，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?，洗滌液體可以從洗滌設(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，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進一步在紙漿腔室12內(nèi)行進，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轉(zhuǎn)子清潔區(qū)域Z4之后，對紙漿腔室12的穿孔表面12a 進行清潔(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，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?；钊?2'在紙漿腔室12內(nèi)行進，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?，洗滌液體可從活塞外側(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'進一步在紙漿腔室12內(nèi)行進，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，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，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?？梢杂腥缦碌膶嵤├苍诒?0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"進一步在紙漿腔室12內(nèi)行進，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一步增加紙漿的濃度(步驟S5)。這通常涉及用活塞裝置進一步壓榨紙漿，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?；蛘撸钊b置可布置成與作為回轉(zhuǎn)部件一部分的轉(zhuǎn)筒一起行進，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)進一步運動，由此進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