专利名称：在倾斜筛孔上具有弯曲入口的蒸煮器用筛板的制作方法
技术领域：
0002本申请涉及纸浆的制备，特别涉及用于纸浆蒸煮器的筛 板组件。
背景技术：
0003木片和其它的纤维素纤维材料在蒸煮器中进行处理，以 便用化学方法从木片和纤维材料中分离出纤维，例如通过去除木素的 方式。蒸煮器是一种容器，木片在该容器中通过热量、液体和化学药 品处理而转化成纸浆。典型的连续蒸煮容器是直立式圆筒，其具有连 续地接收木片进料的上部入口。木片慢慢地流过蒸煮容器，通常从 100-300英尺(30-100米)高向下。
0004随着木片在连续蒸煮器中的移动，木片中粘接着纤维素 的木素释放纤维素，木片转化为纸浆。纸浆从蒸煮器底部的出口中排 出。当已经存在于蒸煮器中的木片被加工且纸浆从容器底部被移出 时，木片被不断地添加到连续蒸煮器中。在间歇式蒸煮器中，木片首先被加入容器中，然后对装入的一批木片进行处理，之后，最后再将 加工好的木片从容器中移出，将容器腾空。在间歇式蒸煮器中，木片 往往逗留在容器中大体相同位置。0005蒸煮器中的化学药品，例如，蒸煮液，在木片的蒸煮过 程中可以使木素脱离纤维素，从而将木片转化为纸浆。化学药品包含 于连续地泵入和泵出间歇式和连续式蒸煮器中的蒸煮液中。传统的生 产化学纤维纸浆，例如，硫酸盐浆的蒸煮器中使用筛板，无论连续式 还是间歇式蒸煮器。筛板是允许液体从蒸煮器中抽提出而阻止纤维抽 提出的过滤器。筛板通常设置为环绕在蒸煮器的内部圆周中。筛板的 内部表面暴露于蒸煮器的木片浆中，而外部表面形成排液区的壁。筛 板可以具有多排筛孔，通过这些筛孔，液体(而不是纤维)从木片浆 中抽提出而流入排液区。0006筛板上的筛孔往往会被纤维堵塞或阻塞，并且已成为纸 浆加工质量下降的源头。人们开发出不同类型的筛孔设计，目的是减 少堵塞和阻塞的趋势。例如，人们发现，使筛孔与蒸煮器的垂直轴和 水平面成倾斜的方向，可以减少筛孔的堵塞和阻塞。参见美国专利 US6165323。然而，倾斜筛孔的堵塞和阻塞依然会发生，并且持续需 要长的、用于设备上的毛毯，以进一步降低筛孔堵塞和阻塞的趋势。0007对于蒸煮器中木片阻塞蒸煮器筛板筛孔的关注已经上 升。筛孔是狭窄的，以防止木片随蒸煮液一起流出蒸煮器。由于很窄， 存在木片堵塞筛孔的风险。连续蒸煮器中的垂直筛孔的这种风险相对 较大，在这种蒸煮器中，木片在筛孔的同一方向上移动。倾斜筛孔中的这种风险会降低，在这种筛孔中，木片垂直移动并且与筛孔成一定 角度。当木片通过倾斜筛孔时，木片会挂在筛孔中并堵塞筛孔。0008筛板中的筛孔，尤其是倾斜筛孔，需要使用长的毛毯， 以降低木片堵塞或阻塞筛孔的风险。这种需要由木片阻塞筛孔、阻止 蒸煮液从筛板处滤出并流出蒸煮器的过程中产生的困难而引起。虽然 对于连续蒸煮器而言这种需要最大，然而间歇蒸煮器用的筛板也有这 种需要以不堵塞筛孔，尤其是倾斜筛板。 发明概述0009已经研发出一种新型的筛板，其包括具有弯曲入口边缘 的筛孔，以将开始挂在该边缘上的木片减到最少，并使木片偏转进入 纸浆流中。该弯曲的入口筛孔边缘与筛板的内表面相邻，并面向纸浆 流。弯曲入口筛孔边缘可以是圆的、倾斜的或斜面的。例如，入口可 以具有大的曲率半径，该半径等于筛板厚度的1/3至2/3。弯曲入口 可以仅设在筛孔的下侧表面上，或者设在上侧和下侧的筛孔表面上。 仅设在下侧表面上的弯曲入口适用于连续蒸煮器，在这种蒸煮器中， 浆流通常是向下的，木片往往冲击筛孔下侧的入口边缘。设在筛孔上 侧和下侧表面的弯曲入口适用于连续式和间歇式蒸煮器。另外，筛孔 下侧表面的横截面可以是水平的，或者从筛板内表面至外表面倾斜向 上。这种水平的或向上倾斜的下侧筛孔表面往往使筛孔中的木片偏转 出筛孔并进入浆流中。0010
一种用于纤维素材料制浆容器的筛板，该筛板包括具 有弯曲入口角边缘的筛孔，该边缘与筛板内表面相邻并朝向浆流。0011已经研发了一种用于纤维素材料制浆的连续蒸煮器用筛 板组件，该组件包括多个用于纤维素材料制浆容器的筛板，每个筛 板在横截面上具有一弯曲，所述筛板组装后形成附于蒸煮器内表面的 环面，并且每一个筛板包括具有弯曲入口角边缘的筛孔，该边缘与筛 板的内表面相邻并面向浆流。0012已经研发出一种用于从连续蒸煮器中抽提液体的方法， 该方法包括在容器中处理纤维素材料和液体，其中，纤维素材料流 过蒸煮器，从容器的排出口排出；经筛板组件抽提出一部分液体，其 中筛板组装后形成附于蒸煮器内表面的环面，每一个筛板包括具有弯 曲的入口角边缘的筛孔，该边缘与筛板的内表面相邻并面向纸浆流， 通过弯曲入口角边缘使纤维素材料在流过容器时发生偏转，以避免材 料挂在筛孔中。 附图概述
图1是传统连续蒸煮器部分剖开的示意性正视图。图2是传统的蒸煮器内部筛板组件和蒸煮器壁的示意性正视图。 图3是传统筛板组件中的几个组装好的筛板的正视图。 图4和图5分别是传统筛板一部分的正视图和后视图。 图6是图5中的传统筛板沿线6-6截取的的局部横截面图。 图7是具有倾斜筛孔的筛板的第一实施例的正视图，该筛孔带有 弯曲的，例如，圆的入口边缘。图8是筛板的第一实施例沿图7中线8-8线截取的横截面侧视图。 图9是具有倾斜筛孔的筛板的第二实施例的正视图，在此，筛孔具有圆形入口边缘。图10是筛板的第二实施方式沿图9中线10-10截取的的横截面发明详述0022图1是用于处理纤维素纤维材料，例如木片，使其成为 纤维素纸浆的连续立式蒸煮器10的侧视图。尽管只示出了立式连续 式蒸煮器，但是此处所描述的筛板和筛孔同样适用于其它类型的圆筒 状连续式和间歇式蒸煮器。虽然此处所公开的新型筛板被展示于上下 文中的连续蒸煮器中，但其同样适用于间歇式蒸煮器。0023粉碎的纤维素纤维材料的浆料和蒸煮化学品从蒸煮器的 上部12引入蒸煮器，全蒸煮纸浆和废的蒸煮液从底部14排出。蒸煮 器10包括圆筒外壳16，其实际上形成，例如，IOO英尺GO米)高 的圆柱体。在圆筒外壳内部是几个圆筒状的筛板组件18。0024图2是筛板组件18的内部视图，其具有多个圆筒筛板 部件20的立面图。该筛面可包括组合后形成圆筒筛板部件的筛板22。 该筛板附于外壳16内壁上的构架24上。构架24，例如，包括与蒸 煮器的外壳16直接相连的金属条、角钢或者类似的结构元素，尽管 构架24与蒸煮器是明显不同且可分离的。通常，每一个筛板部件形 成一个环形物，其环绕在蒸煮器10圆筒状外壳16的内壁上。0025图3是筛板组件18中的部分筛板部件20的示意图。该 部件包括一列金属筛板26。每一个筛板具有数排梯形筛孔区域34(示 意性地示于图3中)。这些筛孔区域确定了数排筛孔，例如图4和图5中所示的筛孔排34。在筛板上的筛孔区域34之间的是平行于筛孔 区域的陆地区域38。
0026在图3中所示的筛孔区域34为水平排列，图2中的为 垂直柱状物。筛孔区域可以在不同的蒸煮器中、同一蒸煮器的不同筛 板组件中、不同筛板部件中和同一筛板部件或筛板的不同筛孔区域中 有不同的排列方向。尽管筛孔区域34通常被排列为垂直或水平方向， 但是它们也可以根据蒸煮器的特点被排列成倾斜的。
0027筛板具有延伸于筛板26厚度方向上的狭窄的筛孔或缝 隙(全都归于筛孔)，并且允许液体，但非纤维，通过筛板。筛孔可 以沿不同的方向排列，例如垂直地、水平地或者以某一斜角，例如与 垂直方向成45度角。已发现，倾斜筛孔比垂直的或者水平的筛孔更 不容易被纤维堵塞或阻塞。
0028收集液体的环状室28通常处于每一个筛板组件18的后 方。液体通过每一个筛板从通常在蒸煮器中向下移动的纸浆流(F) 中分离出来。在每一个环状室28的下面通常是较小的环形腔30， 一 般将其称为"内部箱体"，用于收集室28中的液体。在腔30中收集 的液体通过液体输送管道32排出。尽管展示的这些室和腔是装在外 壳16内部的，但它们也可以安装在外壳的外部，也就是可以用"外 部箱体"。
0029展示的筛板组件18具有由筛板26形成的连续圆筒状筛 板表面，该筛板具有部分，如，数排的筛孔。但是，筛板表面可以不 是连续的或圆筒状的。例如，筛板表面可以包括多个单独的圆形筛面，或者筛板表面可以包含交替的筛板表面和空白板， 一般叫做"棋盘式 图案"。在同一个蒸煮器10中可以使用多于一个的这种筛板组件18。 此外，筛板组件可以是锥形的，这样，筛板组件的底部直径可以大于 顶部直径。锥形筛板组件可以用于跨越蒸煮器中逐渐增加的直径区 域。
0030展示的每一个筛板组件18具有一个筛板部件，该筛板
部件具有多个筛板，例如三个高度，如上部、中部和底部。在每一个
部件20和组件18中的筛板26的数量在同一个蒸煮器的不同组件中 或者不同蒸煮器中可以是不同的。筛板中筛孔的宽度，例如，可以是 3mm至9mm的范围。此外，筛孔的形状、尺寸和方向在每一个筛板 部件20中可以是不同的。例如，上部部件中筛孔的宽度大约为 3mm-4mm，比中部部件的筛孔宽度窄，例如其宽度大约为4-5mm。 类似地，中部部件的筛孔宽度比底部部件的宽度窄，例如其宽度大约 为5-6mm。通过在筛板组件18的底部筛板中使用宽度渐增的筛孔， 可以降低筛孔被纸浆中的纤维堵塞的趋势。此外，同一筛板中筛孔的 长度可以是一致的，甚至在不同的部件中。
0031如图4所示，筛板38中所示的筛孔区域34是倾斜的， 并且与水平方向形成一个角度(a0。筛孔的方向在不同的蒸煮器中， 在同一蒸煮器的不同筛板组件中，在不同筛板组件中和在同一筛面或 筛板的不同排的筛孔中，可以是不同的。
0032单独的机械加工的筛孔40通常形成包括筛孔区域34的 水平排。图4展示了筛板26的外部表面42，该外部表面面向液体室30。图5展示了筛板26的内部表面44，该内部表面面向蒸煮器的木 片浆。筛板通过销46安全固定在构架28上，该销在筛板中的销孔 48中延伸。也许需要使用几个销和销孔以将每一个筛板26安全固定 到构架28上。
0033示意性图示的每一个筛孔40都是倾斜的，并且被排布 成与蒸煮器的垂直轴或者水平板面成角度a。当筛孔被排布成与浆流 (F)的方向成垂直或水平方向时，倾斜筛孔被堵塞/阻塞的趋势减小。 筛孔角度o;(图4)可以在30-60度之间，并且优选大约45度。筛孔 角度是平行于筛面的筛孔轴与容器的垂直轴之间的夹角。
0034每一个筛孔40与邻近的筛孔通过水平距离50间隔开， 该水平距离大约为l英尺，例如，在0.75-1.5英尺之间。每一个筛孔 区域34都具有垂直尺寸52，该垂直尺寸是相邻筛孔40之间的距离 50的1.5倍至3倍之间。
0035陆地区域38具有垂直尺寸54，其优选大约等于筛孔40 的垂直尺寸52，例如，大约2英尺。优选地，每一筛孔区域(排) 34的筛孔垂直(或水平)尺寸52和陆地区域38的垂直(或水平) 尺寸54在任何特殊的筛板中大体上相同，虽然在某些情况下它们也 可以不同。同样，优选地，在一个筛板中，从一个筛孔区域34到下 一个筛孔区域的所有筛孔的筛孔角度a都是相同的，虽然在区域和区 域之间也存在不同。同样，优选地，在特定的筛板26之内的所有筛 孔区域34具有同样的方向，但是，从一个筛板26到另一个筛板，在 垂直方向上，筛孔40可以具有相反的方向(也就是说，在一个筛板中，筛孔40从顶部到底部由左向右倾斜，而在另一个筛板中，其从 顶部到底部由右向左倾斜)。
0036如图6所示，每一个筛孔区域34的筛孔40具有在筛板 36的内表面44上的狭窄开口和筛板外部表面42上的宽大开口。与 筛孔的长度(L)相比(如图4所示)，筛孔的宽度(W)可以为狭窄 的尺寸。筛孔的厚度(T)是筛板36的厚度。如果筛孔沿它的厚度(T) 方向是锥形的，那么该圆锥角为P (图6)，例如，30度。在一个特 殊的实施方式中，该宽度可以在筛孔的最窄开口处进行测量，例如在 筛板36的外表面42上。通常，筛孔区域34 (甚至是筛板中)中的 所有筛孔40具有相同的宽度(W)、长度(L)、厚度(T)和角度(P )。 但是，筛孔宽度(W)在不同的筛孔区域中、不同的筛板中和/或同 一个筛板组件的不同筛板部件中可以是不同的。
0037图7和图8分别是第1种具体实施方式
的具有倾斜筛孔 的筛板50的正视图和横截面侧视图，该倾斜筛孔具有圆形的入口边 缘。图7和图8所示的筛板最适用于连续蒸煮器，在这种蒸煮器中， 纸桨料以一种向下的方向移动通过筛孔。筛板50也可以用于间歇式 蒸煮器中。筛孔52是倾斜的，并且排列成成排的筛孔区域54。纸浆 料中的木片56在连续蒸煮器中通常以一种向下的方向(F)流动，而 在间歇式蒸煮器中通常是固定的。筛板的内表面58面向木片的流动 (F)，外表面60面向液体收集室。筛孔喉部的宽度(X)是筛孔中 最窄的部分。该宽度(X)也许是，例如，2-9mm。
0038筛孔的下侧边62在筛孔长度方向上延伸，并处在与浆流(F)流动方向有关的筛孔的下游侧。该下侧具有弯曲入口64，其 可以是，例如，圆形的、角形的、倾斜的、倒角形的、锥形的和斜条
形的。弯曲入口 64不容易挂住浆流(F)中的木片56。现有筛孔的 尖锐的入口边缘，尤其是筛孔下侧的边缘比较容易挂住木片而使木片 堵塞筛孔。图7和图8所示的筛孔上的弯曲入口64，尤其是处在筛 孔下侧的入口，往往使木片偏转并回到桨流(F)中，从而远离筛孔。
0039筛孔入口的弧度可以由曲率半径来定义。例如，该半径 可以是筛板厚度(T)的1/3至2/3。考虑到该弯曲入口，筛孔(X) 的最窄部分可以处在入口 64的内部。该最窄部分可以是超过入口的 喉部，并处在筛板的内表面58和外表面60之间。
0040筛孔52的下侧表面64与水平面可以形成在0 — 15度之 间的倾角(")，优选5 — 15度。该倾角使得下侧表面的横截面与水 平面平行或与筛板的内表面58相较呈一个向上的斜面。具有水平的 或倾斜斜面的下侧表面往往使进入筛孔的木片发生偏转，回到浆流 (F)中并离开筛孔。下侧表面的斜面处在筛板上的弯曲入口64内。 弯曲入口和水平的或倾斜的下侧表面的结合提高了筛孔52偏转木片 并使其进入浆流的能力，并避免了堵塞。
0041筛板50中的筛孔52具有带开度角(e)的扩大开口， 该开口促进了液体(FL)通过筛孔和筛板的流动。考虑到下侧表面 62的斜面，该开度角(如箭头FL所示)在倾斜向上的方向上偏转， 其等于开度角(e)的1/2和筛孔下侧倾角(co)的总和。该偏转向 上的开度角使得液体流(FL)以与传统筛孔相比更大的向上角度通过筛孔。另外，筛孔的上侧面66具有一个角度，以选择来提供需要的
开度角(P )。例如，上侧面66的横截面的45度角和下恻面62的 15度角提供了一个30度的开度角(P )和一个30度的偏转角度， 其中偏转角由通过筛孔的通常液体流向(FL)阐明。
0042图9和图10分别是第2种具体实施方式
的具有倾斜筛 孔72和圆形入口边缘74的筛板70的正视图和横截面侧视图。筛板 70比较适用于间歇式蒸煮器，在这种蒸煮器中纸浆料就筛板而言相 对固定，但是也可以用于连续蒸煮器中。筛板70具有类似于图8中 所示的弯曲入口边缘64的弯曲入口边缘74。筛板70的弯曲入口 74 处于筛孔的上侧壁76和下侧壁78上，与图8中所示的只处于筛板筛 孔的下侧壁上的弯曲入口边缘形成对比。筛孔上侧壁和下侧壁78上 的弯曲入口74可以是，例如，圆形的、角形的、倾斜的、倒角形的、 锥形的和斜条形的。筛孔74的弧度可以由曲率半径来定义。该半径 可以是，例如，筛板厚度(T)的1/3—2/3。考虑到弯曲入口，筛孔 (X)的最窄区域可以在筛孔入口的内部。该最窄区域可以是仅超过 入口的喉部，并处在筛板的内部表面58和外部表面60之间。
0043筛孔的上侧壁和下侧壁可以是斜条形的，以形成30度 的扩大的开度角(|3)。图7至图IO所示的筛孔的开度角可以不同， 优选在10-30度范围内。筛孔72的开度角不像图8中筛孔52的开度 角，其不是偏转的。筛孔72的开度角是以水平线为轴对称的。
0044虽然已经描述了与目前被认为是最典型和最佳的实施方 式有关的本发明，但是应当理解为本发明并不限于这些公幵的实施方式，但相反的是，该发明覆盖了包含在附加的权利要求的精神和范围 内的不同的改进和与之等效的排列。
权利要求
1、一种用于纤维素材料制浆设备的筛板，所述筛板包括筛孔，其通过筛板延伸并具有与筛板内部表面相邻的弯曲入口角边缘，当安装在制浆设备中时，所述筛孔面向纸浆流。
2、 如权利要求1所述的筛板，其中所述的弯曲角入口筛孔边缘 至少是圆形的、倾斜的或斜面的中的一种。
3、 如权利要求l所述的筛板，其中所述的弯曲入口角边缘的曲率半径在筛板厚度1/3-2/3的范围内。
4、 如权利要求1所述的筛板，其中所述的弯曲入口仅位于筛孔 的下侧，并且筛孔的下侧沿筛板的内部表面至外部表面以5-15度的 角度倾斜。
5、 如权利要求1所述的筛板，其中所述的弯曲入口角边缘位于 筛孔的上侧和下侧。
6、 如权利要求1所述的筛板，其中平行于筛板的筛孔与容器的 垂直轴形成锐角。
7、 如权利要求l所述的筛板，其中所述筛孔具有偏转角，相对 于水平面而言，其以15-30度的角与筛板正交。
8、 如权利要求1所述的筛板，其中所述筛孔在筛板上被排列成 成排的部件，并且所述部件在筛板上被排列成排状和圆柱状。
9、 如权利要求1所述的筛板，其中每一个筛孔在相对边缘之间 具有缝隙，所述缝隙的宽度为3毫米(mm) -9mm。
10、 一种用在纤维素材料制浆用的连续蒸煮器上的筛板组件，所述组件包括多个用于纤维素材料制浆设备的筛板，每一个筛板在横切面上成 弯曲，并且所述筛板组合后形成连接于蒸煮器内表面上的环面，并且 每一个筛板包括具有弯曲入口角边缘并面向纸浆流的筛孔，所述 边缘与筛板内表面相邻。
11、 如权利要求IO所述的筛板，其中所述的弯曲角入口筛孔边 缘至少是圆形的、倾斜的或斜面的中的一种。
12、 权利要求10所述的筛板，其中所述的弯曲入口角边缘的曲率半径在筛板厚度的1/3-2/3范围内。
13、 权利要求IO所述的筛板，其中所述的弯曲入口仅位于每一个筛孔的下侧。
14、 权利要求10所述的筛板，其中所述的弯曲入口角边缘位于 筛孔的上侧和下侧。
15、 权利要求10所述的筛板，其中所述筛孔相对于垂直直线而 言形成锐角。
16、 权利要求10所述的筛板，其中所述筛板具有适合于安装在 连续蒸煮器内的弧度。
17、 权利要求10所述的筛板，其中所述筛孔在筛板上排列成排。
18、 权利要求10所述的筛板，其中所述筛孔在相对的边缘之间 具有缝隙，并且所述缝隙的宽度为3毫米(mm) -9mm。
19、 一种从连续蒸煮器中抽提出液体的方法，所述方法包括 在容器中处理纤维素材料和液体，其中所述纤维素材料流动通过容器，直到所述材料从容器的排出口排出；通过筛板组件抽提出部分液体，其中所述筛板组合后形成与煮器 内表面相邻的环面，并且每一个筛板包括具有弯曲入口角边缘并面向 纸浆流的筛孔，所述边缘于筛板的内表面相邻，并且 使纤维素材料通过弯曲入口角边缘偏转流过容器，以避免所述材料挂 在所述筛孔上。
20、 权利要求19所述的方法，其中弯曲入口角边缘的曲率半径 在筛板厚度的1/3-2/3的范围内。
21、 权利要求10所述的筛板，其中所述弯曲角入口筛孔边缘至 少是圆形的、倾斜的或斜面的中的一种。
22、 权利要求20所述的筛板，其中所述的弯曲入口仅位于每一个 筛孔的下侧。
23、 权利要求20所述的筛板，其中所述的弯曲入口角边缘位于筛 孔的上侧和下侧。
24、 权利要求20所述的筛板，其中所述的筛孔相对于垂直直线 而言形成锐角。
25、 权利要求209所述的筛板，其中所述的筛孔在筛板上被排列 成排。
26、 权利要求20所述的筛板，其中每一所述筛孔在相对边缘之 间具有缝隙并且缝隙的宽度为3毫米(mm) -9mm。
全文摘要
在倾斜筛孔上具有弯曲入口的蒸煮器用筛板，用于纤维素材料制浆设备的筛板，该筛板包括具有弯曲入口角边缘，所述边缘与筛板的内表面相邻并面向纸浆流的筛孔。
文档编号D21C7/00GK101532262SQ20081000270
公开日2009年9月16日 申请日期2008年1月9日 优先权日2007年1月18日
发明者卡尔·吕尔曼, 杰伊·K·习勒 申请人:安德里兹有限公司