專利名稱：具有可變速度螺桿的壓縮裝置以及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于壓縮松散材料的裝置的領(lǐng)域，所述松散材料可以是松散纖維材料，用于在發(fā)生在壓力升高下的處理中導(dǎo)入作為給料。
背景技術(shù)：
大量工業(yè)處理涉及將松散固體給料導(dǎo)入到加壓反應(yīng)腔室或器皿內(nèi)。除非該處理受限于一批操作，其會(huì)要求將給料加壓并壓迫到反應(yīng)器皿內(nèi)，同時(shí)反應(yīng)器皿維持在升高的壓力下，并且還可以同時(shí)維持在升高的溫度下。在具有純液體或緊湊固體的連續(xù)處理中，該處理可以相對(duì)地直接進(jìn)行。甚至對(duì)于漿體或者對(duì)于固體懸浮在承載流體中的兩相流體，該處理都可以不很困難地實(shí)行。
然而，對(duì)于基本為干燥固體的特別多孔件(其可以具有碎片或薄片)或者線股的壓縮和加壓會(huì)存在困難。例如，這些薄片或者碎片可以是林業(yè)或農(nóng)業(yè)活動(dòng)的木質(zhì)副產(chǎn)品。 早先曾試圖解決這一問題，例如在1978年10月10日授權(quán)的Brown的US專利4，119，025、 1990年8月14日授權(quán)的Brown等的US專利4，947，743以及2000年2月17日公布為WO 00/07806的Burke等的PCT申請(qǐng)PCT/CA99/00679中進(jìn)行了顯示和描述，所有這些文獻(xiàn)的主題通過引用納入本文。在該處理結(jié)束時(shí)，松散的纖維，典型地為有機(jī)材料通過某些種類的排放組件而離開反應(yīng)腔室，并由此對(duì)其收集以用于進(jìn)一步的使用或處理。在一定程度上，隨后將處理的給料用作后續(xù)處理(例如生物消化處理)的輸入，纖維材料可望進(jìn)行細(xì)微的擴(kuò)張。發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的一個(gè)方面中，涉及一種兩級(jí)壓縮機(jī)送料裝置，所述送料裝置能夠操作為對(duì)松散給料材料進(jìn)行壓縮。所述送料裝置包括第一壓縮機(jī)級(jí)和第二壓縮機(jī)級(jí)。所述第一壓縮機(jī)級(jí)包括螺桿。所述螺桿具有渦旋部，所述渦旋部能夠操作為在壓縮給料的同時(shí)在軸向方向上向前驅(qū)動(dòng)給料。所述第二壓縮機(jī)級(jí)具有軸向收容部，從而容許所述螺桿的端部經(jīng)過所述軸向收容部延伸。所述第一壓縮機(jī)級(jí)具有驅(qū)動(dòng)器，所述驅(qū)動(dòng)器連接為對(duì)所述螺桿進(jìn)行操作。所述驅(qū)動(dòng)器為可變速度驅(qū)動(dòng)器。具有傳感器，傳感器安裝為監(jiān)測所述螺桿和所述第二壓縮機(jī)級(jí)的操作。具有控制器，控制器能夠操作為從所述傳感器接收信號(hào)，并且控制所述螺桿的操作。所述控制器能夠連續(xù)地操作為響應(yīng)于所述第二壓縮機(jī)級(jí)的操作而改變所述驅(qū)動(dòng)器的操作速度。
在本發(fā)明的該方面的一個(gè)特征中，所述螺桿具有渦旋部，并且所述渦旋部的斜軌之間的螺距沿著所述螺桿變化。在另一個(gè)特征中，所述螺距沿著所述螺桿連續(xù)地變化，所述螺距的間隔向著所述螺桿的末端減小。在另一個(gè)特征中，所述第二壓縮機(jī)級(jí)包括活塞，所述活塞相對(duì)于所述螺桿能夠在軸向上往復(fù)運(yùn)動(dòng)。在又一個(gè)特征中，所述第一級(jí)螺桿具有排放尖端，所述排放尖端由套筒環(huán)繞，所述套筒為軸向固定的套筒，所述第二級(jí)活塞環(huán)繞所述套筒，并且相對(duì)于所述套筒能夠在軸向上往復(fù)運(yùn)動(dòng)，所述套筒具有向著所述螺桿定向的內(nèi)部面，并且所述套筒的內(nèi)部面具有在所述內(nèi)部面中限定的軸向延伸的浮凸部。在又一個(gè)特征中，所述控制器被編程為監(jiān)測供應(yīng)到所述驅(qū)動(dòng)器的電動(dòng)馬達(dá)電流，并且在所述裝置操作的過程中將所述電動(dòng)馬達(dá)電流維持在最大值以下。
在另一個(gè)特征中，所述第二壓縮機(jī)級(jí)具有負(fù)載循環(huán)，所述負(fù)載循環(huán)包括第一部分和第二部分，并且在所述第二壓縮機(jī)級(jí)的負(fù)載循環(huán)的第一部分的過程中，所述控制器被編程為驅(qū)動(dòng)所述螺桿在第一速度條件下操作，并且在所述第二壓縮機(jī)級(jí)的負(fù)載循環(huán)的第二部分的過程中，所述控制器被編程為使所述螺桿在不同的第二速度條件下操作。在又一個(gè)特征中，所述負(fù)載循環(huán)的第一部分為活塞前進(jìn)部分，并且所述負(fù)載循環(huán)的第二階段為活塞縮回部分。在又一個(gè)特征中，所述控制器被編程為在所述負(fù)載循環(huán)的活塞縮回部分的過程中使所述螺桿的速度增大，并且在所述負(fù)載循環(huán)的活塞前進(jìn)部分的過程中使所述螺桿的速度減小。在再一個(gè)特征中，所述螺桿具有安裝到所述驅(qū)動(dòng)器的近端以及遠(yuǎn)離所述驅(qū)動(dòng)器的末端。所述第二壓縮機(jī)級(jí)為活塞壓縮機(jī)級(jí)，所述活塞壓縮機(jī)級(jí)具有與所述螺桿共軸安裝的活塞。固定的套筒圍繞所述螺桿的末端共軸地安裝，所述套筒具有面對(duì)所述螺桿的在內(nèi)部帶有軸向凹槽的壁。所述活塞為圍繞所述套筒安裝的環(huán)形活塞，用于相對(duì)于所述套筒在軸向上往復(fù)運(yùn)動(dòng)。在又一個(gè)特征中，所述裝置包括脫水區(qū)域，并且所述螺桿經(jīng)過所述活塞排放到所述脫水區(qū)域內(nèi)。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面中，涉及一種用于對(duì)松散給料材料進(jìn)行壓縮的兩級(jí)壓縮處理方法。所述處理方法包括提供第一壓縮機(jī)級(jí)和第二壓縮機(jī)級(jí)，所述第一壓縮機(jī)級(jí)具有螺桿，所述螺桿具有渦旋部，所述渦旋部能夠操作為在壓縮給料的同時(shí)在軸向方向上向前驅(qū)動(dòng)給料。所述第二壓縮機(jī)級(jí)具有軸向收容部，從而容許所述螺桿的端部經(jīng)過所述軸向收容部延伸。所述第一壓縮機(jī)級(jí)具有驅(qū)動(dòng)器，所述驅(qū)動(dòng)器連接為對(duì)所述螺桿進(jìn)行操作。所述驅(qū)動(dòng)器為可變速度驅(qū)動(dòng)器。傳感器安裝為監(jiān)測所述螺桿和所述第二壓縮機(jī)級(jí)的操作?？刂破髂軌虿僮鳛閺乃鰝鞲衅鹘邮招盘?hào)并且控制所述螺桿的操作，所述控制器連續(xù)地操作為響應(yīng)于所述第二壓縮機(jī)級(jí)的操作而改變所述驅(qū)動(dòng)器的操作速度。
在本發(fā)明的該方面的一個(gè)特征中，所述螺桿具有渦旋部，所述渦旋部在一端處具有比另一端處更寬的螺距間隔，所述處理方法包括隨著所述螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，利用所述渦旋部逐漸壓縮給料材料。在另一個(gè)特征中，所述第二壓縮機(jī)級(jí)包括活塞，所述活塞相對(duì)于所述螺桿能夠在軸向上往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并且所述處理方法包括在所述活塞處于操作中的同時(shí)調(diào)節(jié)所述螺桿的操作。在另一個(gè)特征中，所述控制器被編程為監(jiān)測供應(yīng)到所述驅(qū)動(dòng)器的電動(dòng)馬達(dá)電流，并且所述處理方法包括在所述裝置操作的過程中將所述電動(dòng)馬達(dá)電流維持在最大值以下。
在另一個(gè)特征中，所述第二壓縮機(jī)級(jí)具有負(fù)載循環(huán)，所述負(fù)載循環(huán)包括第一部分和第二部分，并且所述處理方法包括(a)在所述第二壓縮機(jī)級(jí)的負(fù)載循環(huán)的第一部分的過程中，所述控制器被編程為驅(qū)動(dòng)所述螺桿在第一速度條件下操作，并且在所述第二壓縮機(jī)級(jí)的負(fù)載循環(huán)的第二部分中，所述控制器被編程為使所述螺桿在不同的第二速度條件下操作。在又一個(gè)特征中，所述處理方法包括如下操作中的至少一個(gè)(a)在所述負(fù)載循環(huán)的活塞縮回部分的過程中使所述螺桿的速度增大，以及(b)在所述負(fù)載循環(huán)的活塞前進(jìn)部分的過程中使所述螺桿的速度減小。在又一個(gè)特征中，所述處理方法包括將給料從所述壓縮機(jī)級(jí)的任一個(gè)傳送到脫水部段，并且在所述脫水部段處排出給料中的液體。在又一個(gè)特征中，所述處理方法包括提供用于所述第二壓縮級(jí)的預(yù)編程的操作進(jìn)度表，并且使所述螺桿的操作與該進(jìn)度表相適應(yīng)。
可以參考實(shí)施方式和附圖來理解本發(fā)明的這些和其它方面及特征。


本發(fā)明可以借助于所附附圖來進(jìn)行說明，在這些附圖中
圖Ia為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的具有送料壓縮機(jī)組件的高壓處理裝置的立體顯示的基本設(shè)置；
圖Ib為圖Ia的處理裝置的輪廓圖或側(cè)視圖Ic為圖Ia的處理裝置的俯視圖Id為圖Ia的處理裝置的端部視圖Ie為如圖Ic中的截面“l(fā)e-le”所示的沿著圖Ia的處理裝置的中心豎直平面的縱向橫截面；
圖加為圖Ia的送料壓縮機(jī)組件的放大的立體圖；其從上方到一側(cè)并到一端進(jìn)行觀察；
圖2b為圖加的送料壓縮機(jī)組件的另一個(gè)視圖，其從下方到其一側(cè)進(jìn)行觀察；
圖2c顯示了圖加的組件在其縱向中心線上呈現(xiàn)的豎直縱向橫截面；
圖2d為圖加的組件(除去上覆結(jié)構(gòu))以及替代的運(yùn)動(dòng)換能器裝置的俯視圖加為圖加的壓縮機(jī)部段組件的第一壓縮機(jī)級(jí)的螺桿驅(qū)動(dòng)器的放大的立體細(xì)節(jié)；
圖3a顯示了圖加的壓縮機(jī)部段組件的第二壓縮級(jí)的立體圖北顯示了圖加的壓縮機(jī)組件的從第一級(jí)螺桿壓縮機(jī)套筒到脫水部段端部的那部分的立體剖視圖3c顯示了圖加的壓縮機(jī)組件的進(jìn)一步的局部立體剖視圖，顯示了從脫水部段端部到壓縮部段的輸出送料管的端部；
圖3d為圖加的壓縮機(jī)部段組件的第二壓縮機(jī)級(jí)的送料活塞驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)組件的立體圖3e顯示了圖3a的第二壓縮機(jī)級(jí)部段的運(yùn)動(dòng)零件的立體圖3f顯示了圖!Be的零件的反向的立體圖3g顯示了圖3a的第二壓縮級(jí)的框架構(gòu)件的立體圖池顯示了圖3a的壓縮機(jī)組件的剖視立體圖，其中第二級(jí)壓縮機(jī)處于第一或縮回或回復(fù)行程位置或者行程位置的起始處；
圖3i顯示了類似于圖3f的視圖，其中第二級(jí)壓縮機(jī)處于第二或前進(jìn)行程位置或者處于行程位置的結(jié)束處；
圖如顯示了圖Ia的裝置的送料圓錐組件的立體圖，其為沿著中心線的豎直的半剖圖；并且
圖4b顯示了圖如的剖面的放大的側(cè)視圖5為圖Ia的裝置在圖Ic的截面“5_5”上呈現(xiàn)的水平側(cè)向橫截面圖；并且
圖6為沿著壓縮機(jī)部段的替代實(shí)施方案的壓縮機(jī)部段中心平面穿行到圖Ia的裝置的中心平面的豎直平面上的截面的側(cè)視圖。
具體實(shí)施方式
下文的描述以及本文所描述的實(shí)施方案以顯示本發(fā)明的原理的具體實(shí)施方案的實(shí)例或例子的方式給出。這些實(shí)例提供用作解釋本發(fā)明各原理的目的，而并非限制性的。在描述中，貫穿說明書全文和附圖，同樣的部件以同樣的各自的附圖標(biāo)記進(jìn)行表示。
在本說明書中使用的術(shù)語應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為與北美地區(qū)的本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的那些術(shù)語的習(xí)慣含義及通常含義相一致。根據(jù)聯(lián)邦巡回上訴法院在Wiillips對(duì)AWH公司中的決定，并且在不排除基于在其它參考的基礎(chǔ)上的其它來源(其與術(shù)語的習(xí)慣含義及通常含義基本一致，或者與本說明基本一致，或者與兩者一致)的解釋的同時(shí)，申請(qǐng)人明確地排除與本說明不一致的所有解釋，特別是明確地排除例如可以在USPTO中或者在任何其它專利局做出的權(quán)利要求書或本說明書所用語言的任何解釋，除非受到本說明的支持或者根據(jù)保護(hù)范圍(In re Lee)記錄的客觀證明的支持，例如可以示范本領(lǐng)域技術(shù)人員如何使用和理解這些術(shù)語，或者以本領(lǐng)域有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員的專家證明的方式如何使用和理解這些術(shù)語。
就通常定向和方向的術(shù)語而言，可以采用兩種類型的參照系。首先，由于本說明書涉及螺桿、螺桿輸送機(jī)或者螺桿壓縮機(jī)，因此其可以有助于限定軸向或X方向，該方向?yàn)楣ぜ牧涎刂D(zhuǎn)動(dòng)時(shí)螺桿的前進(jìn)方向，還存在徑向方向和周向方向。其次，在其它場合下，可以適當(dāng)?shù)乜紤]笛卡爾參考系。在該文件中，除非另外指出，X方向?yàn)楣ぜ蚪o料通過機(jī)器前進(jìn)的方向，并且可以典型地呈現(xiàn)為各種給料流動(dòng)導(dǎo)管的縱向中心線。y方向呈現(xiàn)為垂直于X 軸線的水平軸線。Z方向通常為豎直軸線。通常來說，除非另外注明，所呈現(xiàn)的附圖可以基本是成比例和按比例的。
裝置20-概述
在圖la、lb、lc、ld和Ie中以大體設(shè)置顯示了處理裝置20。在給料材料的流動(dòng)方向上，存在可以為輸入送料機(jī)或進(jìn)料輸送機(jī)的第一組件22，在該輸入送料機(jī)或進(jìn)料輸送機(jī)處導(dǎo)入給料材料。出于這一討論的目的，給料可以呈現(xiàn)為玉米桿、或者甘蔗桿、甘蔗渣或竹子、或者木屑或樹皮或鋸屑等等。給料可以是纖維的，可以是各有異性的，并且可以在或多或少的程度上為親水性的，例如源于處理新木材的木屑或木薄片。給料可以具有在10%和大約65%至70%重量之間的初始含水量，并且典型地對(duì)范圍在35%至55%重量的初始含水量進(jìn)行處理。
輸入送料機(jī)或輸料機(jī)或者輸入輸送機(jī)22附接到多級(jí)給料壓縮裝置M并且將給料材料輸送到多級(jí)給料壓縮裝置對(duì)，該多級(jí)給料壓縮裝置M可以是共軸送料機(jī)，其包括基本表示為26的第一級(jí)壓縮和基本標(biāo)表示觀的第二級(jí)壓縮，第一級(jí)壓縮可以是諸如第一級(jí)壓縮區(qū)域或壓縮螺桿組件的壓縮區(qū)域，第二級(jí)壓縮可以是第二級(jí)壓縮區(qū)域或活塞組件區(qū)域。 來自活塞區(qū)域(即，第二級(jí)壓縮觀)的輸出通過排放部段供給到基本表示為30的反應(yīng)器皿進(jìn)料組件。組件30包括基本豎直定向的消化器下降槽或者進(jìn)料頭部腔室32、進(jìn)料導(dǎo)管或管道或插入部或者消化器插入部34 ；以及節(jié)流圓錐組件36。進(jìn)料頭部腔室32處于更大的反應(yīng)器或反應(yīng)腔室或器皿40的本體部分中，該反應(yīng)器或反應(yīng)腔室或器皿40可以被稱為消化器，并且不但包括頭部腔室或消化器下降槽32而且包括基本水平的縱向定向的器皿42， 該器皿42可以被稱為主反應(yīng)器器皿或消化器。主反應(yīng)器器皿42可以具有出料或輸出組件44，該組件44還可以被稱為排放管道。整個(gè)裝置可以安裝在基本表示為46的基座或框架上。反應(yīng)器器皿有時(shí)可以被稱為消化器，并且在其它場合可以被稱為水解器。進(jìn)料組件30 在表示為48的凸緣聯(lián)接部處連接到主反應(yīng)器器皿或者消化器42。盡管只顯示了單一的主反應(yīng)器器皿，但是還可以存在其它中間處理步驟及其相關(guān)反應(yīng)器器皿，并且可以設(shè)置在進(jìn)料組件30和反應(yīng)器器皿42之間，同樣可以按照諸如聯(lián)接部48的適合的凸緣聯(lián)接部進(jìn)行連接。
在一個(gè)這樣的處理中，處于松散的木質(zhì)纖維或部分木質(zhì)纖維屬性的有機(jī)給料 (即，以木材為基礎(chǔ)或類似木材的給料)被加壓到大概M5psig (每平方英寸磅表值)，并且在反應(yīng)腔室中被加熱到部分液態(tài)水和部分蒸汽形式的水的飽和溫度。濕氣可以被增加或被抽取，正如多種化學(xué)溶液可以做到的。在給料沿著反應(yīng)腔室前進(jìn)時(shí)，給料被保持在該壓力和溫度下一定時(shí)間。在排放裝置處存在或多或少為瞬時(shí)的，基本隔熱的且基本等熵的膨脹。幾乎瞬時(shí)的壓力降低可能會(huì)趨向于使得被捕集在吸濕木片或薄片中的水趨向于需要經(jīng)受從液體到蒸汽的幾乎瞬時(shí)的狀態(tài)改變，其中在給料之內(nèi)所產(chǎn)生的可能并不完全的膨脹并不像制作爆米花時(shí)那樣的蒸汽膨脹。結(jié)果是，給料的纖維趨向于被迫隔開，并且在某種意義上被打松，從而形成精細(xì)的松散的產(chǎn)品。由此獲得的產(chǎn)品可以具有相對(duì)高的表面面積與體積的比值，并且可以在某種意義上被嫩化摂，從而使纖維可以更容易在微生物(例如，細(xì)菌、真菌、病毒等)的消化處理中被分解，通過這些消化處理，那些纖維會(huì)更容易地被轉(zhuǎn)化為其它化工品，例如乙醇。
輸入送料機(jī)或進(jìn)料輸送機(jī)22
輸入送料機(jī)或進(jìn)料輸送機(jī)22可以包括收集器器皿，該收集器器皿可以被稱為貯存器、料槽或進(jìn)料螺桿料斗50。其包括送料進(jìn)給裝置或者送料機(jī)或者進(jìn)料輸送機(jī)52，其可以是輸送機(jī)，或者是皮帶輸送機(jī)或者是螺桿輸送機(jī)或者攪龍M，如圖所示。驅(qū)動(dòng)器(也稱為進(jìn)料輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)器)56設(shè)置為使攪龍M運(yùn)行，驅(qū)動(dòng)器56安裝在下送料殼體或下降槽58的遠(yuǎn)側(cè)上，其中驅(qū)動(dòng)器軸通過該殼體在水平縱向方向上延伸到攪龍54。下降槽58在頂上被安裝，并且與壓縮機(jī)裝置或共軸送料機(jī)M的輸入殼體或送料機(jī)料斗60流動(dòng)地連通。
第一級(jí)壓縮機(jī)或壓縮螺桿26
壓縮裝置或共軸送料機(jī)M安裝到基板62，該基板62安裝到框架46。第一級(jí)壓縮機(jī)或壓縮螺桿區(qū)域沈包括運(yùn)動(dòng)的壓縮構(gòu)件64、固定受壓給料保持構(gòu)件66、輸入殼體或送料機(jī)料斗60、軸承殼體或軸承殼體組件68 (以及，固有地包含于其中的軸承)、表示為壓縮螺桿減速器70和驅(qū)動(dòng)聯(lián)接件72的驅(qū)動(dòng)器、以及初始進(jìn)料給料輸送機(jī)構(gòu)件陣列，例如可以表示為三個(gè)螺桿組件74。
運(yùn)動(dòng)的壓縮構(gòu)件64可以為壓縮螺桿76。壓縮螺桿76可以包括這樣的渦旋部，該渦旋部在渦旋部的單個(gè)的斜軌或匝之間具有可變螺距間隔，該可變螺距間隔或者作為階梯函數(shù)或者如實(shí)施方案所示，隨著螺桿的尖端在縱向或X方向上向前接近末端，壓縮螺桿76 可以具有連續(xù)減小的螺距間隔。壓縮螺桿76具有縱向中心線，并且在操作時(shí)，螺桿76的旋轉(zhuǎn)既使得給料材料沿著螺桿向前前進(jìn)，此外還使得給料在縱向方向上受到壓縮。螺桿76的基座或近端安裝在軸承或者壓縮螺桿軸承殼體組件68中，壓縮螺桿軸承殼體組件68具有的凸緣安裝到輸入殼體(例如可以被稱為送料機(jī)料斗60)的面向后的凸緣。螺桿76的帶有鍵的輸入軸被驅(qū)動(dòng)器或減速器70的相似的帶有鍵的輸出軸驅(qū)動(dòng)，從而通過聯(lián)接件72使扭矩通過各軸之間。
壓縮螺桿驅(qū)動(dòng)器70包括安裝在其自身馬達(dá)基座78上的壓縮螺桿驅(qū)動(dòng)馬達(dá)80，該馬達(dá)基座78安裝到基板62。馬達(dá)80可以為齒輪馬達(dá)，并且可以包括減速齒輪箱。馬達(dá)80 可以為可變速度馬達(dá)，并且可以包括速度感測、監(jiān)測和控制裝置，該裝置能夠持續(xù)地操作以改變操作過程中的輸出速度。
給料進(jìn)入下降槽58在重力作用下被驅(qū)動(dòng)到輸入殼體60內(nèi)，并且基本向著壓縮螺桿76被驅(qū)動(dòng)。為幫助該運(yùn)動(dòng)，給料輸送機(jī)構(gòu)件74可以用于將給料引導(dǎo)到壓縮螺桿76。構(gòu)件74可以具有兩個(gè)螺桿或三個(gè)螺桿(其傾斜邊沿兩兩基本相對(duì))或攪龍82的形式，該攪龍82安裝為基本橫向于螺桿76。螺桿82由安裝到輸入殼體60的馬達(dá)84驅(qū)動(dòng)?？梢岳鐬樗膫€(gè)、六個(gè)或八個(gè)的螺桿82可以為V形布置。
固定的受壓給料保持構(gòu)件66可以具有定位在壓縮螺桿76周圍的壓縮螺桿套筒90 的形式。在所示實(shí)施方案中，壓縮螺桿套筒90既為圓柱形又與壓縮螺桿76同心。套筒90 在其上游端處具有徑向延伸的凸緣，通過該凸緣，套筒90以螺栓連接到輸入殼體60的下游側(cè)面。套筒90可以具有內(nèi)表面92，內(nèi)表面92具有在其中限定的一組縱向延伸的凹槽或者溝槽，例如可以稱為壓縮螺桿套筒槽94。槽94可以平行于套筒90的軸向中心線而運(yùn)行。 隨著壓縮螺桿76進(jìn)行操作，套筒90隨著給料逐漸在第一級(jí)壓縮中受到壓縮而為給料提供徑向包容，并且限定給料被推動(dòng)而運(yùn)動(dòng)的流動(dòng)通道或?qū)Ч艿囊徊糠?。套?0還具有外表面 96，該外表面96為圓柱形，并且以配套封閉滑動(dòng)活塞和汽缸壁的關(guān)系與第二級(jí)壓縮機(jī)相配合。外表面96可以基本與套筒90的內(nèi)表面92和軸向中心線同心。
第二級(jí)壓縮機(jī)或活塞區(qū)域28
第二級(jí)壓縮或第二級(jí)壓縮機(jī)觀包括基本表示為100的框架或定子或殼體或叉架； 運(yùn)動(dòng)的壓縮構(gòu)件或活塞102 ；與運(yùn)動(dòng)的壓縮構(gòu)件102配合的給料保持器104 ；以及運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)及傳動(dòng)組件110，其還可以被稱為柱塞驅(qū)動(dòng)組件。
框架或殼體或叉架100(圖3g)剛性地安裝到基板62，并由此安裝到框架46。其為第二級(jí)壓縮提供基準(zhǔn)或固定參考點(diǎn)，并且將第二級(jí)壓縮的主要零件聯(lián)接在一起。其具有表示為105、106的位于前部和后部的橫向框架或者壁構(gòu)件或者艙壁或者板、以及表示為構(gòu)件107、108的位于左右兩側(cè)的上部和下部的縱向延伸的網(wǎng)板或壁。壁107、108終止于凸緣 109處。橫向板105、106的每一個(gè)都具有經(jīng)過其形成的中心孔眼或離隙或狹縫101，以便容納管道或?qū)Ч芑蚋祝o料在其中被壓縮并被向著反應(yīng)器腔室驅(qū)動(dòng)。這些孔眼軸向隔開并且同心。這就為該固定導(dǎo)管建立了空間關(guān)系。凸緣109為驅(qū)動(dòng)和控制壓縮構(gòu)件102的液壓柱塞和伺服馬達(dá)提供了安裝點(diǎn)，由此在缸桿、基座和固定導(dǎo)管之間建立了固定的空間關(guān)系。
運(yùn)動(dòng)的壓縮構(gòu)件102(圖3b)可以為具有第一端114和第二端116的往復(fù)運(yùn)動(dòng)活塞112，第一端114可以是活塞的前部面，第二端116可以是活塞的凸緣面。第一端114為下游端，該下游端面向壓縮方向和給料的運(yùn)動(dòng)方向，并且大體限定第二級(jí)壓縮機(jī)觀的輸出力轉(zhuǎn)換接口，具體限定運(yùn)動(dòng)的壓縮構(gòu)件102的輸出力轉(zhuǎn)換接口。第一端114為鄰接端并且為活塞的頭部或面。第一端或活塞面114將理解為包括可以在其上形成或附接到其的任何磨損板或表面。圓柱形活塞壁或外殼或裙部或者活塞外側(cè)表面118從第一端114向后延伸到第二端116。
壓縮機(jī)活塞112具有經(jīng)過其形成的通道120，以便容許給料從第一壓縮級(jí)穿行到第二壓縮級(jí)內(nèi)?；钊?12具有容許活塞112相對(duì)于螺桿76和套筒90進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)的內(nèi)表面122。有利地，表面122為與外表面96 (壓縮螺桿套筒的外徑)以及套筒90的中心軸線同心的圓柱形表面。第一和第二軸向隔開的密封件或環(huán)1 安裝在密封環(huán)凹槽中，該密封環(huán)凹槽鄰近第二端116而在裙部118中形成。在操作時(shí)，可以是壓縮螺桿套筒密封件的環(huán) IM在套筒90和活塞112之間提供滑動(dòng)密封?；钊?12還具有外表面126。有利地，可以是活塞外徑的外表面1 為圓柱形表面，并且該表面與外表面122、96和92同心，但是并不需要必然是圓的或者同心的。
給料保持器或脫水拆分套筒組件104限定與環(huán)形活塞122配合的外缸壁128，并且活塞112在一定程度上為運(yùn)動(dòng)構(gòu)件，缸壁1 可以被看作是定子或者固定構(gòu)件。保持器 104可以限定脫水部段或脫水區(qū)域130。脫水部段130隨著給料被壓縮執(zhí)行保持給料的功能，并且執(zhí)行允許液體和空氣被排出的濾網(wǎng)或?yàn)V器的功能。術(shù)語“脫水”意指在壓縮的過程中將液體或空氣壓榨到給料外。盡管該液體可以是水或者主要是水，但是其可以是汁液或油，或者其可以包括除去氣體，例如空氣。術(shù)語“脫水”并不意在暗示該裝置僅限制于與水或基于水的液體一起使用。
脫水部段130可以包括脫水區(qū)域殼體132 (也稱為脫水拆分套筒組件)、多孔套筒 134 (也稱為脫水套筒插入部)、凸緣構(gòu)件或密封罩136以及活塞密封件138。殼體132可以具有上游凸緣140、用于剛性(例如以螺栓)連接到叉架100的下游凸緣142、以及在凸緣 140和142之間運(yùn)行的縱向延伸的壁144。壁144可以具有圍繞其周向隔開的穿孔或狹槽或排水溝的陣列，以便容許從給料壓榨出的液體通過。多孔套筒134軸向滑動(dòng)到殼體132內(nèi)， 并且通過凸緣構(gòu)件136而被保持在位。凸緣構(gòu)件136例如通過螺栓固定到凸緣140。多孔套筒Π4與活塞112的外表面1 一致。多孔套筒134可以包括微小毛細(xì)管或穿孔或穿刺溝槽的陣列，其容許在壓縮過程中從給料釋放出的液體基本沿徑向流出。凸緣136包括用于軸向隔開的0型圈密封件138的凹槽，該0型圈密封件138以滑動(dòng)關(guān)系抵靠活塞112的外表面126?；?2具有位于脫水部段130之下的排水溝。
運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)及傳動(dòng)組件110 (圖3d)(其還可以稱為柱塞驅(qū)動(dòng)組件)包括使活塞112 相對(duì)于固定基座或參考點(diǎn)(例如叉架100)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的那些構(gòu)件。這些構(gòu)件包括成一對(duì)的第一和第二驅(qū)動(dòng)構(gòu)件，其可以表示為第一和第二致動(dòng)器活塞150、152，該第一和第二致動(dòng)器活塞150、152每一個(gè)均安裝在成一對(duì)的第一和第二軸向隔開的滑動(dòng)軸承154、156之間。組件110包括表示為軸160、162的多個(gè)傳動(dòng)構(gòu)件，其在各圖中可以表示為液壓缸桿或簡單地為“桿”。如果在垂直于活塞112的作用線(還垂直于致動(dòng)器活塞150、152的各個(gè)作用線) 的橫截面中觀察，在致動(dòng)器活塞的陣列或布置或布局(在該實(shí)例中為兩個(gè)制動(dòng)器活塞150、 152，但是其可以容易地為3個(gè)、4個(gè)、5個(gè)或更多個(gè))中，壓縮機(jī)活塞112的作用線(其呈現(xiàn)為沿著壓縮機(jī)部段的中心線位于其質(zhì)心處)應(yīng)理解為位于致動(dòng)器活塞的力輸入接口的作用線之間或中介，或者位于其當(dāng)中，或者位于其群組的中心。在制動(dòng)器具有兩個(gè)活塞(即， 不是三個(gè)或更多個(gè))的情況下，盡管希望致動(dòng)器活塞的作用線和壓縮機(jī)活塞的作用線相互共面，但是在某些場合下可以具有小程度的偏心，其中輸出活塞(即壓縮機(jī)活塞11 的作用線位于輸入活塞的中心平面之外一定距離。該偏心距離可以小于活塞112的最大外側(cè)半徑的一半，并且更希望地小于該半徑長度的1/10。當(dāng)輸入活塞的中心線通過輸出活塞的直徑而彼此離開時(shí)，輸出活塞還可以稱為位于兩個(gè)輸入活塞當(dāng)中或之間或中間。
可以存在任何數(shù)量的這種活塞150、152以及軸160、162。在存在多于兩個(gè)這樣的活塞和軸的情況下，其可以設(shè)置為使得如果組件被橫向截開并且每一個(gè)軸成形為多邊形的頂點(diǎn)，則壓縮級(jí)的中心線將落入該多邊形之內(nèi)，從而使力的傳動(dòng)不會(huì)偏心。例如，第一和第二壓縮級(jí)的中心軸線可以位于任何這樣的多邊形的質(zhì)心處。在存在三個(gè)這樣的活塞的情況下，例如，其可以設(shè)置為圍繞中心線以120度角隔開。在存在多于兩個(gè)活塞的情況下，只要輸出活塞的作用線或者質(zhì)心位于由輸入活塞的作用線限定頂點(diǎn)的多邊形之內(nèi)，就可以使用術(shù)語當(dāng)中、中間或當(dāng)中。致動(dòng)器活塞不需要圍繞輸出活塞精確地等角度隔開，而是可以按照基本平衡的布置隔開。
軸160、162或者可以安裝到各個(gè)活塞的柱塞，或者如圖所示，可以直接穿過活塞 150或152，并且可以具有在活塞缸164、166之內(nèi)安裝到其上的活塞頭部構(gòu)件，受壓工作流體對(duì)著該活塞頭部構(gòu)件作用。按照通常的方式，允許流體進(jìn)入到缸164(或166)的一側(cè)內(nèi)將會(huì)將軸160(或16 活塞驅(qū)動(dòng)到圖3g所示的縮回或回復(fù)位置，而允許流體流動(dòng)到缸164(或 166)的另一端將使軸160(或16 在壓縮給料的另一個(gè)方向上運(yùn)動(dòng)。為此目的，驅(qū)動(dòng)組件 110可以具有伺服閥170、172?；钊?50、152可以或者為氣動(dòng)的或者為液壓的。在所示實(shí)施方案中，活塞150、152可以理解為是液壓的。
組件110還可以包括標(biāo)記為174、176的位置或運(yùn)動(dòng)換能器，該位置或運(yùn)動(dòng)換能器或者直接安裝到軸160、162，或者安裝到從動(dòng)軸構(gòu)件，例如可以容許軸160、162的瞬時(shí)位置可知，并且容許對(duì)其每單位時(shí)間的位置變化(即，速度)進(jìn)行計(jì)算。軸160、162終止于并附接到橫向構(gòu)件或框架或軛狀物、柱塞或柱塞板、橫向頭部或簡單地為頭部180(圖!Be)。軸 160、162的連接可以為無間隙連接，并且可以為力矩連接。也就是說，該連接可以是剛性的， 從而使得在軸160和162的端部之間或者相對(duì)于沿著χ軸線的縱向位移或者相對(duì)于圍繞y 軸線或ζ軸線的角度旋轉(zhuǎn)均不具有運(yùn)動(dòng)的自由度。所述連接可以是花鍵連接，可以包括肩部，并且可以是螺栓連接。頭部或活塞柱塞180可以具有軛狀物或板的形式，該軛狀物或板具有中心開口以容納物體經(jīng)過中心開口相對(duì)于其的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，例如第一壓縮機(jī)級(jí)的元件， 特別是套筒90和螺桿76。在該實(shí)例中，頭部180具有內(nèi)部環(huán)形凸緣或者肩部，活塞112的第二端116以螺栓連接到該內(nèi)部環(huán)形凸緣或者肩部。
活塞150、152可以具有其自身集成的柱塞或者軸，諸如軸160、162的軸可以在軸向上安裝到該柱塞或者軸以作為延伸部。無論其是否這樣，也無論軸160、162是一體的構(gòu)件或是由兩個(gè)或更多個(gè)子零件組裝成的構(gòu)件，軸向隔開的滑動(dòng)軸承的使用都會(huì)將軸160、 162約束到單一的運(yùn)動(dòng)自由度，也就是沿著由滑動(dòng)軸承154、156限定的運(yùn)動(dòng)路徑平移。該運(yùn)動(dòng)路徑可以是直線的軸向位移。
與某些早期機(jī)器相比，裝置20可以不具有例如大飛輪、旋轉(zhuǎn)曲軸、又長又重的連桿組件等等。由于可望避免隨著活塞112往復(fù)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的過大的活動(dòng)負(fù)載，所以可以只存在兩個(gè)這樣的軸和活塞。在該實(shí)例中，整個(gè)活動(dòng)負(fù)載由活塞112、頭部180、具有凸耳的大體上的凸緣環(huán)、以及軸160、162構(gòu)成。另外，活塞150、152與活塞112設(shè)置到頭部180的同一側(cè)會(huì)趨向于在縱向方向上形成相對(duì)緊湊的組件，該長度小于套筒90和脫水部段130的組合長度。由此限定的傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)系的長度可以表述為脫水部段130的輸出內(nèi)徑或尾噴管或水解器入口插入部196的比值，該比值處于小于8 1的范圍內(nèi)，并且在一個(gè)實(shí)施方案中為大約5 1?；顒?dòng)負(fù)載的另一個(gè)可能的測量是單元的側(cè)向緊湊度，通過桿的中心間距進(jìn)行測量。在一個(gè)實(shí)施方案中，表示為dXll2的活塞112的行程可以為大約3英寸，該孔徑可以為大約4英寸，并且桿的側(cè)向間距可以為大約11英寸。傳動(dòng)器的懸臂距離或懸臂梁限定為桿、 軸160、162加上柱塞板、頭部180的最大長度(即，在縮回位置中)，其延伸超過最近的軸承。在一個(gè)實(shí)施方案中，其可以為大約10”。按比例地采用這些值，在一個(gè)實(shí)施方案中，行程與孔徑的比可以小于其平方(即，行程/孔徑< 1)，并且在某些實(shí)施方案中小于4 5。懸臂梁與活塞行程的比值可以在2. 5 1至3.0 1的范圍內(nèi)。懸臂梁與桿160、162的側(cè)向中心到中心距離的比值可以在小于1的范圍內(nèi)，并且可以為15/16或更小。在一個(gè)實(shí)施方案中，其可以為大約5/8。
由液壓缸驅(qū)動(dòng)的柱塞被使用在US專利4，119，025中。然而，如該專利圖2所示， 除了缺少反饋和主動(dòng)控制外，存在至少兩個(gè)其它點(diǎn)，在這些點(diǎn)處，額外的運(yùn)動(dòng)自由度被引入由主導(dǎo)管限定的剛性參考系和活塞處的輸出之間，這些自由度由柱塞到框架的樞軸連接引入，并且由柱塞和滑動(dòng)件之間的樞軸和牽引鉤聯(lián)結(jié)銷布置引入。在這些點(diǎn)的每一個(gè)處，間隙或者公差的增大會(huì)引入系統(tǒng)內(nèi)。在此處所示的裝置20的實(shí)施方案中，驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)器從通過活塞150、152處的受壓工作流體施加的輸入力的應(yīng)用點(diǎn)到頭部180和活塞112的第二端116 之間的接口(并且實(shí)際上到施加輸出力的活塞112的第一端114)是無間隙的，并且工作在給料上完成。并不存在將外來自由度導(dǎo)入系統(tǒng)內(nèi)的中間點(diǎn)。
另外，由于可望保持活塞112相對(duì)于中心線的角度定向，所以還可望不引起不必要的或不必然的大的偏心或不平衡負(fù)載。為此，活塞112的中心線或者基本與其共面或者非?？拷奢S160、162的軸線所限定的平面?！胺浅？拷痹谏舷挛闹锌梢岳斫鉃樾∮诨钊?112的外徑的1/10，或者小于遠(yuǎn)離共面的軸160、162的一個(gè)直徑?？商娲赜媒嵌然肀磉_(dá)，這些活塞可以處于150度至210度角度間隔的范圍內(nèi)，并且可以隔開大約180度。
驅(qū)動(dòng)組件110或者更普遍為裝置20可以包括一般表示為182的控制器，其可連續(xù)操作以監(jiān)測換能器174、176的輸出，并且可連續(xù)操作以調(diào)節(jié)伺服閥170、172，從而在活塞 112前進(jìn)或回復(fù)時(shí)控制活塞112的運(yùn)動(dòng)位置和速率?？刂破魑⑻幚砥鞯臅r(shí)鐘速率可以為大約1GHz?；钊?12往復(fù)運(yùn)動(dòng)的頻率可以為大約50，大約為每分鐘接近200次行程。更正常的謹(jǐn)慎范圍可能為從大約75-80行程/分鐘(174至173Hz)至150行程/分鐘Q72HZ)， 其中典型地預(yù)期速度大約為100行程/分鐘(172至174ΗΖ)。因此，活塞112的運(yùn)動(dòng)在幅度上比傳感器和處理器的能力慢好幾個(gè)量級(jí)，從而對(duì)該運(yùn)動(dòng)進(jìn)行檢測并修改或者調(diào)節(jié)。控制器182可以進(jìn)行預(yù)編程，以便包括作為活塞112所遵循的時(shí)間函數(shù)的位移的參考或基準(zhǔn)進(jìn)度表。該進(jìn)度表可以建立相對(duì)平穩(wěn)加速和減速的時(shí)間段。該進(jìn)度表還可以是不同步的，或者暫時(shí)為非對(duì)稱的。也就是說，通過對(duì)著給料向前驅(qū)動(dòng)活塞112所占據(jù)的周期部分可以不同于卸載回復(fù)行程。例如，壓縮行程可以更長，并且活塞112的運(yùn)動(dòng)比卸載回復(fù)行程更慢。 在一個(gè)實(shí)施方案中，該非對(duì)稱的壓縮與縮回的比值可以在大約4/5 1/5至5/8 3/8的范圍內(nèi)，從而使大部分時(shí)間用于對(duì)給料進(jìn)行壓縮和推進(jìn)。與先前的裝置相比，該比例可以有意地進(jìn)行選擇，并且可以采用實(shí)時(shí)電子控制。
發(fā)明人已經(jīng)觀察到，如果能夠阻礙活塞112偏離其定向并阻礙其接觸側(cè)壁，因此特別地如果能夠在活塞112和毗鄰缸壁之間建立液體薄層；或者在應(yīng)當(dāng)產(chǎn)生這樣的偏離的情況下，如果在其過大之前能夠感測到該偏離并且進(jìn)行相應(yīng)調(diào)節(jié)或矯正以趨向于減小并矯正該偏差，則可以降低動(dòng)力消耗(并且在事實(shí)上減小損壞甚至毀壞滑動(dòng)表面的趨勢(shì))。所討論的該偏差可以為大約千分之幾英寸，從而即使建立小量的間隙或公差也會(huì)具有明顯有害的影響。為此，控制器182還可以進(jìn)行編程以監(jiān)測每一個(gè)軸并主動(dòng)調(diào)節(jié)伺服閥170、172以使得各個(gè)軸以配合的方式運(yùn)動(dòng)，在該方式中活塞112相對(duì)于沿著中心線前進(jìn)的方向的定向被保持為基本恒定。如果控制器的微處理器中的數(shù)字時(shí)鐘速度較高，與其相比缸桿運(yùn)動(dòng)的速度無限慢，則能夠獲得的精確度會(huì)特別高。另外，軸160、162(然而可以存在許多)的接合部可以限定力矩連接，該力矩連接基本使得頭部180或活塞112不具有圍繞y軸線(即， 水平橫向軸線)的角度自由度，并且軸160、162被保持為與可以托住活塞150、152的滑動(dòng)軸承154、156隔開，在驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)組件的角度定向上圍繞ζ軸線和y軸線建立高水平的控制。
在脫水部段130的下游存在尾噴管或排放部段，其還可以表示為壓縮管184，受壓縮的給料通過壓縮機(jī)級(jí)的作用而被驅(qū)動(dòng)經(jīng)過該壓縮管184(圖3c)。排放部段壓縮管184可以包括冷卻歧管或者壓縮管冷卻護(hù)套186，該冷卻歧管或者壓縮管冷卻護(hù)套186具有內(nèi)壁 187、在徑向上與內(nèi)壁187隔開的外壁188以及在徑向上從內(nèi)部到外部的直立壁或網(wǎng)板189。 網(wǎng)板189可以為螺旋的形式，這樣會(huì)趨于推動(dòng)可以是水或乙二醇基的冷卻流體在從冷卻劑入口 190到冷卻劑出口 191的基本螺旋周向路徑中繞著護(hù)套循環(huán)。內(nèi)壁187在流動(dòng)方向上可以具有漸擴(kuò)的圓錐。該漸擴(kuò)的圓錐的角度可以為大約30分的弧度。排放部段管184結(jié)束于下游凸緣192處。凸緣192與反應(yīng)器器皿進(jìn)料尾噴管的對(duì)應(yīng)凸緣194或者消化插入部 196配套，其典型地在內(nèi)徑上可以略微大于排放的下游，但是其還可以具有略微向外張開或漸縮的部段管184。內(nèi)壁187和外壁188兩者在橫截面上都可以是圓形的，外壁188為圓柱形，而內(nèi)壁187為截頭圓圓錐。從脫水部段下游凸緣到節(jié)流圓錐座的組合長度用長度與直徑比值來表達(dá)，從而在脫水部段的出口凸緣處截取的直徑可以在大于5 1的范圍內(nèi)，并且大到大約8 1或者大約10 1。在一個(gè)實(shí)施方案中，該范圍可以為大約6. 4 1。
壓縮處理會(huì)趨向于對(duì)給料進(jìn)行加熱?？赡懿幌Ｍ麑?duì)給料進(jìn)行過度加熱，并且最大加熱的位置可以處于緊鄰內(nèi)壁的高摩擦剪切區(qū)域中，并直接處于活塞112的第一端面114 的前部。在一定程度上，給料為包含天然糖的生物材料，一旦給料的糖開始褐變，例如，給料的質(zhì)量和隨后在反應(yīng)腔室中的活動(dòng)的完成度就會(huì)受到削弱。內(nèi)壁187的冷卻會(huì)趨向于阻礙或阻止該加熱處理。此外，在給料塊的外側(cè)周圍保持液體形式的適度潮濕層會(huì)趨向于在排放壁和給料之間提供潤滑。發(fā)明人已經(jīng)觀察到，該效果以及相反地缺少該效果會(huì)明顯地影響裝置的動(dòng)力消耗。在發(fā)明人看來，該效果可以通過在壓縮的過程中對(duì)活塞位置進(jìn)行閉環(huán)控制、對(duì)冷卻進(jìn)行閉環(huán)控制和均勻增強(qiáng)、以及對(duì)壓力變化進(jìn)行閉環(huán)控制中的某一種來得以增強(qiáng)。在發(fā)明人看來，對(duì)于木基纖維，纖維在壁處的操作溫度可以保持在65C以下，優(yōu)選為大約60C。壁187的壁表面可以維持在大約35至40C的范圍內(nèi)，并且最大為65C。
節(jié)流圓錐組件36
節(jié)流圓錐組件36 (圖如和4b)安裝到豎直管道或水解器下降槽200，并與壓縮部段(即，消化器插入部196)的水平排放管道軸向?qū)?zhǔn)，即，與其同心。其包括水平短管或者節(jié)流圓錐噴嘴202，縱向往復(fù)運(yùn)動(dòng)軸或節(jié)流圓錐軸204安裝在該節(jié)流圓錐噴嘴202中。軸 204的內(nèi)端承載尖頭的基本為圓錐的蓋子或者節(jié)流圓錐206，該節(jié)流圓錐206安裝為與消化器插入部196同心地軸向?qū)?zhǔn)。節(jié)流圓錐206具有加寬的裙部208，該裙部208在完全延伸時(shí)例如可以位于插入部196的端部中。組件36還包括往復(fù)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器210和感測組件 212，該往復(fù)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器210安裝為在單元的中心線上與軸204軸向?qū)?zhǔn)，該感測組件212可以是測壓元件，通過其來感測軸204的位置，并且由此來感測節(jié)流圓錐206的位置，并感測對(duì)著節(jié)流圓錐206作用的力。軸204安裝在一對(duì)軸向隔開的軸承205上，并且穿過一組表示為節(jié)流圓錐填充環(huán)216的密封件或密封管。
在操作時(shí)，如果在組件36上存在空載(例如當(dāng)在尾噴管196中不存在給料材料時(shí)會(huì)發(fā)生這種情況)，則軸204向前運(yùn)動(dòng)以完全行進(jìn)到位于尾噴管196的端部中。隨著給料被收集在尾噴管196中，其最初并不會(huì)明顯地被壓縮，并且隨著給料的襯料對(duì)著其進(jìn)行構(gòu)筑， 尾噴管196保持在位。最后，襯料變得基本為連續(xù)的，并且相當(dāng)緊密地被壓緊，從而足以從其座上提升圓錐206，即，使圓錐206產(chǎn)生位移，并且允許給料從尾噴管196排出。圓錐206 隨后提供兩種功能，即，維持給料的襯料或襯墊的端部上的壓力，并且當(dāng)其離開插入部196 并進(jìn)入反應(yīng)器腔室時(shí)使該襯料或襯墊分裂。
壓縮管184和消化器插入部196兩者都可以具有上述平緩的縱向張開部或漸縮部。在操作時(shí)，當(dāng)活塞112縮回時(shí)，來自節(jié)流圓錐206的壓力趨向于在縱向上向后推動(dòng)插入部196和管184中的給料塞子。由于這些構(gòu)件是漸縮的，因此該壓力趨向于將塞子楔入到位，該塞子由于漸縮部而不會(huì)再向后。該情形一直維持到活塞112再次向前運(yùn)動(dòng)，克服由節(jié)流圓錐206所施加的力并將給料的塞子“提升”離開其楔入的漸縮壁，并且沿著前進(jìn)方向推進(jìn)塞子。貫穿該處理中，都可以采用傳感器和控制回路來確定施加到軸204的力以便維持對(duì)著塞子的壓力穩(wěn)定性，并且確定在活塞112前進(jìn)時(shí)縮回節(jié)流圓錐206的正時(shí)，從而趨向于使該處理平穩(wěn)。
主反應(yīng)器器皿或消化器組件40
主反應(yīng)器腔室或消化器組件可以包括壓力器皿220，該壓力器皿220可以具有基本圓柱形管的形式，其中保持并配合適合的壓力。圓柱形管可以從輸入到輸出以平緩向下的角度傾斜。壓力器皿220可以具有給料輸送機(jī)，或者其一種類型可以是由主馬達(dá)和減速齒輪箱2 驅(qū)動(dòng)的中心保持螺桿222。保持螺桿222可以包括中空中心軸，該中空中心軸連接到熱源(例如蒸汽熱)，并且其在一定程度上對(duì)渦旋部或漿狀物或保持螺桿斜軌223進(jìn)行加熱，這些斜軌還在徑向上延伸換熱片，這些換熱片建立起熱傳遞接口。這種布置的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是其允許將熱量導(dǎo)入到反應(yīng)器器皿內(nèi)，并且由此導(dǎo)入到給料內(nèi)，而不會(huì)改變給料中的水分含量。螺桿輸送機(jī)222可以基本緊密地配合在反應(yīng)器器皿的內(nèi)壁之內(nèi)，從而隨著螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，給料會(huì)趨向于沿著中心軸線被驅(qū)動(dòng)或前進(jìn)。壓力器皿220可以為雙壁壓力器皿，并且內(nèi)外壁之間的空間可以連接到熱源(例如蒸汽熱)，正如可以被適用于采用裝置20的具體工業(yè)處理，其也對(duì)器皿容積進(jìn)行加熱，或者可以被隔絕并可以包容加熱元件。壓力器皿220可以具有多個(gè)龍頭或噴嘴或噴霧嘴214、218，在此處，流體或者固體或液體形式的化學(xué)品可以根據(jù)處理性質(zhì)而被導(dǎo)入或抽取。再次地，壓力器皿220還可以根據(jù)預(yù)期處理而包括加熱裝置。正如注意到的，給料通過豎直消化器下降區(qū)域而被引導(dǎo)到壓力器皿的主體內(nèi)。給料可以在輸出組件44處離開壓力器皿220。反應(yīng)器器皿或消化器中的壓力在最寬的范圍內(nèi)可以處于75-500psig的范圍中?？梢圆捎?70至沈5 &8的窄范圍，并且如果處理僅是蒸汽處理，則還可以期望190至235psig的窄范圍。如果使用酸幫助分解木纖維，則壓力會(huì)趨向于向著這些范圍的下限。反應(yīng)器器皿中的溫度可以典型地在170-220C的范圍內(nèi)，并且更窄地可以在200-210C的范圍內(nèi)。給料在反應(yīng)器器皿中的留存世間可以為大約4至14分鐘，并在典型地為5至9分鐘。
輸出或排放螺桿以及排放管組件44
排放解壓或輸出組件(其也可以被稱為排放螺桿和排放管組件)44可以橫向地安裝到反應(yīng)器器皿(例如，壓力器皿220)的主縱向軸線?？梢源嬖趦蓚€(gè)短管，它們?yōu)榉謩e安裝到壓力器皿220的驅(qū)動(dòng)短管和輸出短管或管道凸緣226、228，并形成壓力器皿220的臂部或延伸部。螺桿或攪龍或排放螺桿230可以安裝在保持螺桿支撐布置和消化器排放管226、 2 之間，例如，安裝在略微低于壓力器皿220的中心線的高度處。攪龍230可以由馬達(dá)或者排放螺桿驅(qū)動(dòng)器232驅(qū)動(dòng)。螺桿230穿過主螺桿(即，壓力器皿保持螺桿22 下面并且不接觸主螺桿。保持螺桿222的渦旋部恰好結(jié)束于橫向安裝的排放螺桿230之前，即，在排放螺桿230的前進(jìn)方向上縱向地退縮或短缺，如圖Ie所示。橫向排放螺桿230為標(biāo)示為排放管234的輸出導(dǎo)管或管道供給，該排放管234又將給料運(yùn)送到流出管理器，例如，可以稱為放空閥的出口閥M0。輸出導(dǎo)管或管道或排放管234實(shí)際上限定了先入先出的輸出收集器或累積器或排放前腔室。其在概念上有些類似于電容器，其中用于輸出的材料的裝料或塞子能夠被累積在收集器中等待排放。該塞子部分地具有的功能有些類似于炮筒中的填塞料，其中在預(yù)期操作時(shí)，總是存在阻礙流出物的多孔給料的墊子或塞子或填塞料。墊子或塞子的尺寸隨著流出閥開啟和關(guān)閉而增大或減小，從而從墊子或塞子的下游端抽取材料，其中墊子通過螺桿230的作用而在其上游得到不斷的補(bǔ)充。橫向螺桿230隨后起到驅(qū)動(dòng)器或壓緊器的作用。其形成并壓緊收集器中的給料的襯料或裝料或墊子。如果該墊子足夠大， 則裝料量將小于閥的一次循環(huán)中排放的量。短管228的在縱向上延伸超過攪龍230的尖端的端部可以在下游方向上具有張開部或向外的漸縮部，其與來自壓縮機(jī)排放部段的進(jìn)料管道的張開部相當(dāng)，以便防止給料堵塞在管道中。漸縮部可以為大約30分的弧度。
出口閥240可以為球控閥M2，其一種類型是Neles Series E陶瓷球閥，例如可以用在磨蝕性應(yīng)用中，其中可期望得到抗腐蝕性，并且其在各圖中并不必然顯示為成比例的。 該閥的流動(dòng)路徑可以與包括氧化鎂的材料一致，該氧化鎂通過氧化鋯而被部分地穩(wěn)定。閥 242為電動(dòng)閥，并且可以包括表示為放空閥伺服馬達(dá)244的驅(qū)動(dòng)器或驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，其可以是具有連續(xù)速度變化的步進(jìn)馬達(dá)。如上所述，數(shù)字電子監(jiān)測和控制裝備的時(shí)鐘速度可以為大約 1GHz，而放空的頻率可以為大約30-60HZ。
例如在飽和的蒸汽混合物下，典型的內(nèi)部壓力可以在M5psig的范圍內(nèi)。球閥M2 的運(yùn)動(dòng)速度可以為使得開啟的時(shí)間有些像照相機(jī)快門或光圈或者噴嘴的開啟，并且在這一短時(shí)間間隔內(nèi)，在多多少少會(huì)發(fā)生噴發(fā)的反應(yīng)器中存在給料?？焖俳鈮旱慕o料可以通過由球閥M2限定的開放孔隙或噴嘴以相當(dāng)高的速度而被放空，特別是如果在給料中的濕氣的狀態(tài)從液體改變到氣體(例如，水蒸氣)時(shí)同時(shí)存在隔熱等熵的膨脹則更是如此。離開球閥 242的經(jīng)處理的給料可以通過出口導(dǎo)管而被排放，該出口導(dǎo)管可以是加寬通道的形式，其可以是示意地標(biāo)示為M6的散流器。輸出流隨后可以在散流器中擴(kuò)張并減速。輸出導(dǎo)管可以連接到示意地標(biāo)示為M8的沉降腔室或旋流器，在此處，經(jīng)處理的給料可以與被釋放的蒸汽分離，并且可以進(jìn)一步減速并從運(yùn)載氣體(例如，蒸汽)流沉淀出來，并且可以被收集， 因此其可以被除去以進(jìn)行存儲(chǔ)或用于進(jìn)一步的處理，例如用作生產(chǎn)乙醇或其它產(chǎn)品時(shí)的給料。馬達(dá)對(duì)4、散流器246和旋流器248在各圖中可以不按比例顯示。
替代的第二級(jí)壓縮機(jī)
圖6顯示了替代的第二級(jí)壓縮機(jī)或活塞區(qū)域布置的剖視圖到上述的第二級(jí)壓縮機(jī)觀的剖視圖。
如上所述，第二級(jí)壓縮機(jī)觀提供的裝置僅具有單一的運(yùn)動(dòng)自由度(即，在X方向上直線往復(fù)運(yùn)動(dòng))，并且在液壓缸的活塞150、152處的力輸入接口以及力輸出接口(在該力輸出接口處，活塞112的第一端114的活塞前部面與處于壓縮中的給料工件材料相遇) 之間不存在間隙。在一定程度上，軸160、162、十字頭180和活塞112可以被認(rèn)為是單一的剛性體，該剛性體的所有點(diǎn)都可相對(duì)于參考基準(zhǔn)(例如一個(gè)致動(dòng)器活塞(其可以為150或 152)的固定的缸的端部壁)運(yùn)動(dòng)。
在運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)及傳動(dòng)組件110的實(shí)例中，機(jī)械驅(qū)動(dòng)系或傳動(dòng)器或桿160、162或頭部 180被連接到輸入力傳遞接口處的活塞112，或者被連接到第二端116處的支座處的連接部。然而，經(jīng)過保持適當(dāng)范圍的縱向行進(jìn)，其能夠在第一和第二端114、116之間沿著活塞 112的本體在別處被連接在某一另一個(gè)輸入力接口連接位置。
如圖6所示，在替代布置中，輸入活塞布置可以為單一活塞的布置，并且其可以為環(huán)形活塞或者周邊活塞(或者周邊活塞陣列)的布置，其中活塞本體從自身的活塞壁向外延伸。
例如，替代運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)及傳動(dòng)組件基本表示為250。其包括表示為輸出或壓縮活塞 252的運(yùn)動(dòng)壓縮構(gòu)件，其為“第二級(jí)壓縮機(jī)”，該“第二級(jí)壓縮機(jī)”可操作為提供相對(duì)于與壓縮螺桿76 (該附圖標(biāo)記保留如前)關(guān)聯(lián)的第一級(jí)壓縮的第二級(jí)壓縮。與活塞112 —樣，壓縮活塞252是中空的并且圍繞內(nèi)部套筒在周邊上(或者在圓周上)延伸，從而使壓縮活塞 252成形為圍繞第一壓縮級(jí)的至少一部分延伸。在所示實(shí)施方案中，該內(nèi)部套筒為壓縮螺桿套筒90，與前面的一樣。在套筒90和活塞252之間存在活塞環(huán)和密封件，與上述的在套筒90和活塞112之間的方式一樣。套筒90是固定的，從而剛性地安裝到送料機(jī)料斗輸入殼體60，與前面的一樣。
活塞252包括在其中限定孔洞的圓柱形本體，正如通道120的孔洞。圓柱形本體包括第一端2M和第二端256。與第一端114 一樣，第一端254限定輸出力傳遞接口，在該輸出力傳遞接口處，輸出活塞252對(duì)著待壓縮的給料材料工作。第二端256具有尾端裙部的形式。該孔洞可以使得本體可以是便利的中空?qǐng)A形柱體，但是其不需要必然為圓形，從而具有面對(duì)套筒90的正如表面122的內(nèi)表面以及背離套筒90的外表面258。正如可以的那樣，內(nèi)表面可以具有適當(dāng)?shù)陌疾?，用于與套筒90相配合的環(huán)或密封件。如同第一端114 一樣，第一端2M在脫水部段130的輸入端的相配合的配套缸之內(nèi)沿縱向方向(即，平行于χ 軸線)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，其形狀與該配套缸相符，并且第一端2M具有同樣的密封件和環(huán)的關(guān)系。 脫水部段130剛性地安裝到排放部段管184，正如前面的一樣。
輸出活塞252實(shí)際上在輸入致動(dòng)器沈0的本體之內(nèi)被運(yùn)送，該輸入致動(dòng)器260可以表示為液壓缸262。換句話說，活塞252的圓柱形本體穿過輸入致動(dòng)器沈0，從而可以將輸入致動(dòng)器260稱為圍繞活塞252的部分長度在周邊上進(jìn)行安裝。在該實(shí)例中，液壓缸262 具有本體沈4，該本體264剛性地安裝(例如，以螺栓連接或焊接)到基板62，并且最終安裝到框架46。本體264包括中心部分或芯部沈6、第一端板件268和第二端板件270。芯部266具有形成于其中的孔洞272，孔洞沈6的尺寸設(shè)計(jì)為容放表示為部分274的向外延伸的凸緣或壁或肩部，該部分274在徑向上從活塞252的主要的圓柱形本體向外突出，并且圍繞該處在周邊上延伸。壁部274包括周向延伸的周邊壁或表面276，該周邊壁或表面276包括用于密封件278的適當(dāng)凹槽，該密封件278滑動(dòng)地接合面向內(nèi)的致動(dòng)器缸壁表面觀0。 部分274包括可以為第一環(huán)形表面282的第一肩部面以及可以為第二環(huán)形表面284的第二肩部面。表面282面向第一端板件沈8，而表面284面向第二端板件270，并設(shè)立為與第二端板件270相對(duì)。
第一端板件268具有在其中形成的孔洞，該孔洞的尺寸接近于以滑動(dòng)關(guān)系容放外表面258的第一端部分觀6，對(duì)于所示的0型圈或其它密封件設(shè)置適合的凹槽或座。相似地，第二端板件270具有在其中形成的孔洞，以便再次通過凹槽和密封件來容放外表面258 的第二端部分觀8。以此方式形成兩個(gè)環(huán)形腔室，這兩個(gè)腔室是第一或縮回或回復(fù)腔室四0 以及第二或前進(jìn)腔室四2，第一或縮回或回復(fù)腔室290在軸向上被限定在第一端板件268和第一環(huán)形表面282之間，并且在徑向上和周向上被部分286和表面280限定，第二或前進(jìn)腔室292在軸向上被第二端板件270和第二環(huán)形表面觀4限定，并且在徑向上和周向上被第二部分288和表面觀0限定。
第一運(yùn)動(dòng)動(dòng)力流體端口 294在本體沈4中被設(shè)置到第一腔室四0，并且第二運(yùn)動(dòng)動(dòng)力流體端口 296在本體沈4中被設(shè)置到第二腔室四2。液壓管線(未顯示)連接到每一個(gè)端口，并且常規(guī)的閥連接為容許進(jìn)行高壓和低壓連接。通過將高壓流體導(dǎo)入到第一腔室四0，可以使活塞252前進(jìn)；通過將高壓流體導(dǎo)入到第二腔室四2，可以使活塞252縮回或回復(fù)，從而使各腔室的尺寸相應(yīng)地?cái)U(kuò)張和收縮。在該布置中，向外延伸部分或壁274為致動(dòng)器活塞或輸入接口活塞四8，或者作為致動(dòng)器活塞或輸入接口活塞298起作用。
組件250進(jìn)一步包括控制器300，該控制器300在屬性和操作上基本類似于上述的控制器181和182。在該實(shí)例中，活塞252的第二端256的位置可以通過控制器300進(jìn)行監(jiān)測。腔室290和四2中的工作流體的液壓可以如上所述地進(jìn)行調(diào)整，以產(chǎn)生作為時(shí)間的函數(shù)的預(yù)期位移進(jìn)度表，并且如上所述，前進(jìn)行程不需要在時(shí)間上等于后退行程等等。在該操作中，或者第一端板件或者第二端板件可以用作固定的基座或基準(zhǔn)或者原點(diǎn)或者參考系。
然后，在組件250中，流體對(duì)著致動(dòng)器活塞的環(huán)形表面工作，以便相對(duì)于所選的基準(zhǔn)表面或表面產(chǎn)生位移。這些表面為力輸入接口，并且這些力輸入接口相對(duì)于第一端2M 處的輸出接口被剛性地安裝、連接、定位或定向。如前文所述，活塞252被限制為單一的運(yùn)動(dòng)自由度，即在縱向方向上的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。如前文所述，在第二壓縮級(jí)的運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的輸入接口和輸出接口之間不存在間隙。差別在于，活塞桿和連接軛狀物及其對(duì)應(yīng)的質(zhì)量已經(jīng)被免去，或者更確切地說已經(jīng)被環(huán)形活塞面代替，在輸入和輸出之間剩余的“傳動(dòng)器”相當(dāng)于傳送剪切的運(yùn)動(dòng)力的環(huán)形部分或壁以及傳送壓縮的運(yùn)動(dòng)力(當(dāng)驅(qū)動(dòng)工件材料時(shí))的缸壁本身(作為處于軸向壓縮的中空短柱)。缸本身隨后變?yōu)槁?lián)接致動(dòng)器活塞296和輸出活塞 2M兩者或者由兩者共用的公共基座結(jié)構(gòu)或者公共構(gòu)件或者公共元件——一個(gè)公共部件由此承載輸入和輸出力傳動(dòng)接口兩者。也就是說，運(yùn)動(dòng)壓縮構(gòu)件在一個(gè)構(gòu)件中包括輸入和輸出力傳遞接口兩者，并由此包括致動(dòng)器活塞和壓縮活塞?？商娲?，環(huán)形致動(dòng)器活塞的連續(xù)周向面觀2、284能夠被認(rèn)為等價(jià)于在第二級(jí)壓縮機(jī)的圓周周圍操作的極大量的活塞。事實(shí)上，環(huán)形活塞不必是連續(xù)的，而是可以是處于考慮好的周向間隔下的凸耳的翼片陣列，例如，以120度中心距隔開的三個(gè)凸耳、以90度中心距隔開的四個(gè)凸耳等等。連續(xù)環(huán)形腔室具有結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單并且圍繞環(huán)形面自動(dòng)進(jìn)行壓力均衡的優(yōu)點(diǎn)。
操作
活塞112(或者可以為252)為(或者基本近似為)正位移設(shè)備。其也是會(huì)趨向于在給料上施加峰值壓縮(并由此施加最高熱量輸入)的設(shè)備。這樣，對(duì)于處理裝置20的其它零件的操作，活塞112(或252)的操作可以充當(dāng)參考或基準(zhǔn)。
在先前的被動(dòng)或被動(dòng)受控的裝置中，第二級(jí)活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)的速率并未受到直接控制。相反，在一種類型的系統(tǒng)中，用于前進(jìn)行程的壓力入口閥將開啟，并且活塞將以這種可能的速率在可得到的液壓的推動(dòng)下向前驅(qū)動(dòng)。該操作可能持續(xù)直到向前行進(jìn)限位開關(guān)被觸發(fā)，在該點(diǎn)處，向前行進(jìn)輸入閥將閉合，并且回復(fù)行進(jìn)閥將開啟，以便使活塞向后往復(fù)運(yùn)動(dòng)?？商娲兀诰哂酗w輪和曲柄的系統(tǒng)中，活塞將前進(jìn)和縮回，正如通過馬達(dá)和飛輪對(duì)著負(fù)載中的抵抗壓力的轉(zhuǎn)動(dòng)所指示的。然后，在液壓柱塞系統(tǒng)中，時(shí)間對(duì)距離以及力對(duì)距離的曲線均不受控制也不恒定。在這種裝置的許多可能的結(jié)果之中，在工件中將存在瞬時(shí)壓力波動(dòng)，這可能導(dǎo)致活塞對(duì)著缸壁過熱或碰摩；在反應(yīng)時(shí)，活塞可能趨向于對(duì)著主螺桿工作， 其中在動(dòng)力消耗中存在結(jié)果上的波動(dòng)。
相比而言，受控制的時(shí)間對(duì)位移進(jìn)度表的使用容許對(duì)施加到工件的壓力脈沖進(jìn)行控制，并且由此還對(duì)其加熱進(jìn)行控制。另外，由于該裝置可以包括用于活塞112(或252)和螺桿76兩者的反饋傳感器，因此螺桿的前進(jìn)速率及其動(dòng)力消耗能夠與活塞112 (或252)的操作配合地受到實(shí)時(shí)調(diào)整?；钊答亗鞲衅骺梢园ㄓ糜诒O(jiān)測位置位移和速度、力、液壓供應(yīng)和返回壓力以及液壓馬達(dá)電流的傳感器。驅(qū)動(dòng)螺桿傳感器可以包括的傳感器可操作為監(jiān)測攪龍位置、位移、速度、輸出扭矩、在螺桿軸上的縱向推力負(fù)載、馬達(dá)電流以及馬達(dá)軸旋轉(zhuǎn)位置和位移。
例如，假設(shè)初始起動(dòng)瞬間已被定下，在尾噴管196中已經(jīng)建立了給料的穩(wěn)定受壓襯料，該墊子還抵靠節(jié)流圓錐206，并且該裝置20目前基本在穩(wěn)定狀態(tài)下運(yùn)行。當(dāng)活塞 112(或25 縮回時(shí)，或者當(dāng)活塞112(或25 處于其操作循環(huán)的縮回階段時(shí)，抵達(dá)螺桿76 的動(dòng)力會(huì)通過降低螺桿的前進(jìn)速率而被減小或得以穩(wěn)定地保持。然后，在其操作循環(huán)的向前或前進(jìn)部分中，當(dāng)活塞112(或25 和螺桿76在相同方向上工作，并且活塞112(或252) 的作用會(huì)趨向于為螺桿76卸載時(shí)，螺桿76會(huì)更為快速地前進(jìn)，即，轉(zhuǎn)動(dòng)。該控制既可以是對(duì)馬達(dá)旋轉(zhuǎn)速度(并由此對(duì)螺桿的旋轉(zhuǎn)速度)的顯性控制，或者其可以是對(duì)馬達(dá)耗電量的控制，或者可以是兩者的組合。例如，可以存在預(yù)定的前進(jìn)速度，只要馬達(dá)耗電量并未超過最大值。在任一情況下，在要么于任意位置處感測到的力過高要么馬達(dá)電流超過受管理的最大值的情況下，該系統(tǒng)包括的傳感器可操作為產(chǎn)生警告信號(hào)并使該系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)到被動(dòng)的離線狀態(tài)，即不起作用的靜止?fàn)顟B(tài)。由于活塞行程的正時(shí)和位移是已知的，所以螺桿76的操作可以預(yù)見到活塞112(或25 的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，并且其本身可以利用可以的適合的相位移動(dòng)根據(jù)預(yù)設(shè)進(jìn)度表進(jìn)行預(yù)編程，或者其可以響應(yīng)于活塞112(或25 的力和位移的觀測值而受到實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)。
相似地，節(jié)流圓錐組件36可以是主動(dòng)地而非被動(dòng)的。亦即，并非只是經(jīng)受固定的輸入力，其可以通過氣動(dòng)或液壓而被施加；或者彈簧加載的輸入力(例如通過彈簧施加)， 所有這些都必須有活塞克服，以便使給料前進(jìn)到主反應(yīng)器皿內(nèi)，節(jié)流圓錐組件可以受到主動(dòng)驅(qū)動(dòng)。也就是說，節(jié)流圓錐組件36可以要么基于預(yù)設(shè)的進(jìn)度表要么響應(yīng)于來自活塞 112(或252)的實(shí)時(shí)反饋而前進(jìn)和縮回，并且可以對(duì)正如在感測組件212(或252)處感測到的瞬間負(fù)載和負(fù)載變化率做出響應(yīng)。因此，隨著活塞112(或25 前進(jìn)，節(jié)流圓錐組件36可以略微縮回以減小峰值負(fù)載。當(dāng)或112(或252)停止前進(jìn)，并且向后回復(fù)，則節(jié)流圓錐組件能夠前進(jìn)以在給料墊子中維持預(yù)期的壓力水平。在通過反應(yīng)器器皿(即，消化器)處理之后，給料通過如上所述的放空閥而被解壓。
通過單獨(dú)的所有這些特征或者其組合，位移對(duì)時(shí)間以及力對(duì)時(shí)間曲線的主動(dòng)控制可以用于減小峰值負(fù)載，以便使給料中的時(shí)間上的壓力曲線平滑，從而降低局部過熱的趨勢(shì)，并且趨向于減小裝備中的峰值循環(huán)力，例如，通過減少或避免作為時(shí)間的函數(shù)的負(fù)載曲線中的尖峰。這就可以容許使用更小的馬達(dá)，并且可以容許使用更輕的結(jié)構(gòu)。其還可以降低對(duì)裝備的磨損和損壞，并且會(huì)趨向于減少動(dòng)力消耗。
已經(jīng)對(duì)各個(gè)實(shí)施方案進(jìn)行了詳細(xì)描述。由于在不脫離本發(fā)明的特征、精神或范圍的條件下可以對(duì)上述實(shí)例進(jìn)行改變或添加，所以本發(fā)明并不限制于這些細(xì)節(jié)。
權(quán)利要求
1.一種兩級(jí)壓縮機(jī)送料裝置，所述送料裝置能夠操作為壓縮松散給料材料，所述送料裝置包括第一壓縮機(jī)級(jí)和第二壓縮機(jī)級(jí)；所述第一壓縮機(jī)級(jí)具有螺桿，所述螺桿具有渦旋部，所述渦旋部能夠操作為在壓縮給料的同時(shí)在軸向方向上向前驅(qū)動(dòng)給料；所述第二壓縮機(jī)級(jí)具有軸向收容部，從而容許所述螺桿的端部經(jīng)過所述軸向收容部延伸；所述第一壓縮機(jī)級(jí)具有驅(qū)動(dòng)器，所述驅(qū)動(dòng)器連接為對(duì)所述螺桿進(jìn)行操作； 所述驅(qū)動(dòng)器為可變速度驅(qū)動(dòng)器；傳感器，所述傳感器安裝為監(jiān)測所述螺桿和所述第二壓縮機(jī)級(jí)的操作；控制器，所述控制器能夠操作為從所述傳感器接收信號(hào)，并且控制所述螺桿的操作；并且所述控制器能夠連續(xù)地操作為響應(yīng)于所述第二壓縮機(jī)級(jí)的操作而改變所述驅(qū)動(dòng)器的操作速度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩級(jí)壓縮機(jī)送料裝置，其中所述螺桿具有渦旋部，并且所述渦旋部的斜軌之間的螺距沿著所述螺桿變化。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2中的任意一項(xiàng)所述的兩級(jí)壓縮機(jī)送料裝置，其中所述螺距沿著所述螺桿連續(xù)地變化，所述螺距的間隔向著所述螺桿的末端減小。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任意一項(xiàng)所述的兩級(jí)壓縮裝置，其中所述第二壓縮機(jī)級(jí)包括活塞，所述活塞相對(duì)于所述螺桿能夠在軸向上往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任意一項(xiàng)所述的兩級(jí)壓縮裝置，其中 所述第一級(jí)螺桿具有排放尖端，所述排放尖端由套筒環(huán)繞；所述套筒為軸向固定的套筒；所述第二級(jí)活塞環(huán)繞所述套筒，并且在軸向上相對(duì)于所述套筒能夠往復(fù)運(yùn)動(dòng)； 所述套筒具有向著所述螺桿定向的內(nèi)部面；并且所述套筒的所述內(nèi)部面具有在所述內(nèi)部面中限定的軸向延伸的浮凸部。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任意一項(xiàng)所述的兩級(jí)壓縮裝置，其中所述控制器被編程為監(jiān)測供應(yīng)到所述驅(qū)動(dòng)器的電動(dòng)馬達(dá)電流，并且在所述裝置操作的過程中將所述電動(dòng)馬達(dá)電流維持在最大值以下。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中的任意一項(xiàng)所述的兩級(jí)壓縮裝置，其中所述第二壓縮機(jī)級(jí)具有負(fù)載循環(huán)，所述負(fù)載循環(huán)包括第一部分和第二部分，并且在所述第二壓縮機(jī)級(jí)的負(fù)載循環(huán)的所述第一部分的過程中，所述控制器被編程為驅(qū)動(dòng)所述螺桿在作為時(shí)間的函數(shù)的第一運(yùn)動(dòng)條件下操作，并且在所述第二壓縮機(jī)級(jí)的負(fù)載循環(huán)的所述第二部分中，所述控制器被編程為使所述螺桿在作為時(shí)間的函數(shù)的不同的第二運(yùn)動(dòng)條件下操作。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的兩級(jí)壓縮裝置，其中所述負(fù)載循環(huán)的所述第一部分為活塞前進(jìn)部分，并且所述負(fù)載循環(huán)的所述第二階段為活塞縮回部分。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的兩級(jí)壓縮裝置，其中所述控制器被編程為在所述負(fù)載循環(huán)的所述活塞縮回部分的過程中使所述螺桿的速度增大，并且在所述負(fù)載循環(huán)的所述活塞前進(jìn)部分的過程中使所述螺桿的速度減小。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中的任意一項(xiàng)所述的兩級(jí)壓縮裝置，其中 所述螺桿具有安裝到所述驅(qū)動(dòng)器的近端以及遠(yuǎn)離所述驅(qū)動(dòng)器的末端；所述第二壓縮機(jī)級(jí)為活塞壓縮機(jī)級(jí)，所述活塞壓縮機(jī)級(jí)具有與所述螺桿共軸安裝的活塞；固定的套筒圍繞所述螺桿的所述末端共軸地安裝，所述套筒具有面對(duì)所述螺桿的在內(nèi)部帶有軸向凹槽的壁；并且所述活塞為圍繞所述套筒安裝的環(huán)形活塞，用于相對(duì)于所述套筒在軸向上往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的兩級(jí)壓縮裝置，其中所述裝置包括脫水區(qū)域，并且所述螺桿經(jīng)過所述活塞排放到所述脫水區(qū)域內(nèi)。
12.一種用于對(duì)松散給料材料進(jìn)行壓縮的兩級(jí)壓縮處理方法，包括提供第一壓縮機(jī)級(jí)和第二壓縮機(jī)級(jí)，所述第一壓縮機(jī)級(jí)具有螺桿，所述螺桿具有渦旋部，所述渦旋部能夠操作為在壓縮給料的同時(shí)在軸向方向上向前驅(qū)動(dòng)給料；所述第二壓縮機(jī)級(jí)具有軸向收容部，從而容許所述螺桿的端部經(jīng)過所述軸向收容部延伸；所述第一壓縮機(jī)級(jí)具有驅(qū)動(dòng)器，所述驅(qū)動(dòng)器連接為對(duì)所述螺桿進(jìn)行操作； 所述驅(qū)動(dòng)器為可變速度驅(qū)動(dòng)器；傳感器，所述傳感器安裝為監(jiān)測所述螺桿和所述第二壓縮機(jī)級(jí)的操作； 控制器，所述控制器能夠操作為從所述傳感器接收信號(hào)，并且控制所述螺桿的操作；并且連續(xù)地操作所述控制器以便響應(yīng)于所述第二壓縮機(jī)級(jí)的操作而改變所述驅(qū)動(dòng)器的操作速度。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的處理方法，所述螺桿具有渦旋部，所述渦旋部在一端處具有比另一端處更寬的螺距間隔，所述處理方法包括隨著所述螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，利用所述渦旋部逐漸壓縮給料材料。
14.根據(jù)權(quán)利要求12和13中的任意一項(xiàng)所述的處理方法，其中所述第二壓縮機(jī)級(jí)包括活塞，所述活塞相對(duì)于所述螺桿能夠在軸向上往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并且所述處理方法包括在所述活塞處于操作中的同時(shí)調(diào)節(jié)所述螺桿的操作。
15.根據(jù)權(quán)利要求12至14中的任意一項(xiàng)所述的處理方法，其中所述控制器被編程為監(jiān)測供應(yīng)到所述驅(qū)動(dòng)器的電動(dòng)馬達(dá)電流，并且所述處理方法包括在所述裝置操作的過程中將所述電動(dòng)馬達(dá)電流維持在最大值以下。
16.根據(jù)權(quán)利要求12至15中的任意一項(xiàng)所述的處理方法，其中所述第二壓縮機(jī)級(jí)具有負(fù)載循環(huán)，所述負(fù)載循環(huán)包括第一部分和第二部分，并且所述處理方法包括(a)在所述第二壓縮機(jī)級(jí)的負(fù)載循環(huán)的所述第一部分的過程中，所述控制器被編程為驅(qū)動(dòng)所述螺桿在第一速度條件下操作，并且在所述第二壓縮機(jī)級(jí)的負(fù)載循環(huán)的所述第二部分中，所述控制器被編程為使所述螺桿在不同的第二速度條件下操作。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的處理方法，包括如下操作中的至少一個(gè)(a)在所述負(fù)載循環(huán)的所述活塞縮回部分的過程中使所述螺桿的速度增大，以及(b)在所述負(fù)載循環(huán)的所述活塞前進(jìn)部分的過程中使所述螺桿的速度減小。
18.根據(jù)權(quán)利要求12至17中的任意一項(xiàng)所述的處理方法，其中所述處理方法包括將給料從所述壓縮機(jī)級(jí)的任一個(gè)傳送到脫水部段，并且在所述脫水部段處排出所述給料中的液體。
19.根據(jù)權(quán)利要求12至18中的任意一項(xiàng)所述的處理方法，其中所述處理方法包括提供用于所述第二壓縮級(jí)的預(yù)編程的操作進(jìn)度表，并且使所述螺桿的操作與所述進(jìn)度表相適應(yīng)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于壓縮松散固體給料的裝置。所述裝置包括兩級(jí)壓縮機(jī)。第一壓縮級(jí)為螺桿壓縮機(jī)。第二壓縮機(jī)級(jí)為往復(fù)運(yùn)動(dòng)的壓縮機(jī)。所述往復(fù)運(yùn)動(dòng)的壓縮機(jī)與所述螺桿壓縮機(jī)共軸地進(jìn)行操作，并且所述往復(fù)運(yùn)動(dòng)的壓縮機(jī)從所述螺桿壓縮機(jī)接收其送料。節(jié)流圓錐維持來自所述壓縮機(jī)級(jí)的出料中的壓力。所述往復(fù)運(yùn)動(dòng)的壓縮機(jī)、所述螺桿壓縮機(jī)和所述節(jié)流圓錐均能夠?qū)崟r(shí)地進(jìn)行調(diào)節(jié)，以根據(jù)預(yù)編程的進(jìn)度表來控制給料的壓縮，該進(jìn)度表不需要具有相等的壓縮和縮回行程。根據(jù)所述往復(fù)運(yùn)動(dòng)的壓縮機(jī)的運(yùn)動(dòng)，所述螺桿壓縮機(jī)的操作可以被加快或放慢。所述節(jié)流圓錐的操作可以受到主動(dòng)控制以獲得與所述壓縮機(jī)級(jí)的配合。
文檔編號(hào)B30B11/24GK102497977SQ201080038408
公開日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2010年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月17日
發(fā)明者M·J·伯克 申請(qǐng)人:瑪斯康瑪加拿大公司