专利名称：带有供应腔和置换腔的制浆机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种带有供应腔和置换腔的制浆机。制浆机通常具有呈梨形的反应空间。在上部区域中设置有较小直径的供应腔，而在下部区域中设置有较大直径的置换腔，其一般具有带孔板。
背景技术：
在制浆机的上部区域中，待处理的材料经由制浆机入口供应给制浆机。在制浆机的下部区域中，纯净物质在带孔板的下方导出，而残余物质在带孔板的上方导出。根据供应螺杆和置换螺旋在制浆机中的的布置而形成如下混合过程，其中新鲜供应的材料与残余物质产生接触
发明内容
本发明的目的是新开发一种此类的制浆机。该目的利用如下类型的制浆机来实现，其中供应腔与置换腔之间的直径最大为置换腔的直径的1/3。在此，相比于置换腔来说，由供应腔至置换腔的通道有意识地构造成非常狭长。由此，在制浆机中形成了能引起特别轻柔的材料处理的流动。有利的是，该直径最大为置换腔的直径的1/4，优选为1/3，特别优选为1/6。为了设计此类制浆机，建议在供应腔与置换腔之间布置直径减小的收缩部。在该收缩部的位置处同样可设置影响会流动比例的凸肩。进一步建议供应腔具有通向置换腔的中心的供应螺杆。这允许在中央将所供应的物质引导至置换腔和例如带孔板。因此进一步建议，该置换腔具有置换螺旋和带孔板。这样，利用供应螺杆和置换螺旋可引起纸浆在制浆机中的定向运动。此外有利的是，置换腔具有设在带孔板之上的滚珠。有利的是，供应腔具有制浆机入口而置换腔具有纯净物质出口，其中在制浆机入口和纯净物质出口之间布置有残余物质出口。这导致了残余物质以相对所供应原料的逆流而流过收缩部处，从而具有较大的迂回线路，而混合损失可保持为较小。在实践中，在利用中心供应螺杆来供应水的情形下(也就是说在使用转子螺杆的情形下)，所供应的材料在供应腔中混合，并且被输送至置换腔。在置换腔中，所供应的材料通过带孔板分开，并且残余物质尽可能地在与所供应的材料接触之前在材料供应平面之下从制浆机中导出。由此形成了较大的迂回线路，且纸浆被特别轻柔地处理。当残余物质出口布置在供应腔处时，在残余物质离开制浆机之前再次形成了在置换腔中的和在供应腔中的残余物质的摩擦。为了最小化该回流，残余物质出口可沿切向地布置在置换腔处。供应腔通常布置在置换腔之上。为了特别高效地分离重组分，备选地建议供应腔布置在置换腔之下。为了尤其是在带有较大的径向延伸部的置换腔的情形中产生合适的物质流，建议在置换腔中置换螺旋延伸得超过置换腔的径向延伸部。当制浆机的直径相对于制浆机的高度为至少I、且优选地超过2时，形成了一种加速制浆机。当具有笼状地成形的筛板时，该制浆机成为一种罩套式制浆机。
特别有利的是，该筛板具有垂直的区域。当制浆机具有在上端和下端处与中心轴相连接的置换螺旋时，可以使制造更容易，并且具有改善的效果。当在筛板段之间设置数毫米宽的凹槽时，实现了特别节能的物质引导。一种同样不依赖于先前所描述的特征的本发明的实施方式作如下设置，即供应腔具有向上敞开的混合室。这具有如下优点，即可以取消昂贵的侧向物质供应系统。此外，物质供应可借助于传送带来实现。在此有利的是，制浆机构造成使得无材料由置换腔返回到供应腔中。这可以简单的方式由此实现，即置换腔具有置换螺旋，且供应螺杆的输出率与所供应的材料量相适配。一种实施方案变体作如下设置，即制浆机在供应腔中具有作为均质化圆盘的混合圆盘和带有供应螺杆的混合室，其中置换螺旋的直径大于供应螺杆的直径。在此有利的是，供应螺杆的螺距小于置换螺旋的螺距。于是，供应螺杆的上部不仅可用于粗的输入部分的均质化，而且可用于分离重组分所必要的转动加速。如果制浆机仅在相对较小的转速下运行，充当均质化螺杆的螺杆段的直径则特别大，而其螺距在该处则选择为相对较大。由此，制浆机在上部区域中作为稀薄物质制浆机来运行，而其在下部区域中作为置换式制浆机来运行。均质化螺杆或均质化圆盘于是如同稀薄物质制浆机中的冲击圆盘那样起作用。对于每种形式的制浆机而言有利的是，在置换腔之上布置有重组分抓斗。这可例如由此实现，即在原本的制浆机上放置了位于置换腔上方的稀薄物质的前置制浆机，作为不带有自身冲击器的混合室。为了实现重组分抓斗，建议将重组分抓斗布置在供应螺杆的径向外侧。具有相对较小的输出率的单独的或延长的螺杆于是不仅可用于提供对于重组分的有效分离而言所必要的离心力，而且用于到例如高物质密度反应器的置换腔中的物质供应。由此可以避免所称的倒置系统(其中制浆机倒置)。本发明的主题还包括一种带有多个具有不同的孔口或隙口大小的纤维出口的制浆机。此类制浆机并不必须具有先前所描述的进一步的特征。其优选地作为连续式高物质密度制浆机来运行。纤维出口可通入到分开的腔室中。相对于类似结构形式的其它制浆机的优点在于，可将原料分类成具有不同颗粒大小的不同的部分。这样的分类此时可仅利用一个制浆机来实现。在此，不需要制浆机具有特别的构造。
根据本发明的制浆机的实施例在附图中示出，且在下面作进一步说明。其中
图I以截面图示意性地示出了制浆机的基本形状，图2以截面图示意性地示出了带有较高的供应腔的制浆机，图3以截面图示意性地示出了供应腔和置换腔处于倒置式布置中的制浆机，图4示意性地示出了带有切向出口的制浆机，图5至8示意性地示出了加速式制浆机的不同的实施方式，图9和10示意性地示出了罩套式制浆机的不同的实施方式，图11示意性地示出了带有封闭式螺旋的制浆机，图12示意性地示出了带有准凹槽的制浆机底部，·
图13示意性地示出了带有向上敞开的混合室的制浆机，图14示意性地示出了带有重组分抓斗的根据图13的制浆机，图15示意性地示出了一种制浆机，其被优化以用于旧纸处理。
具体实施例方式图I所示的制浆机I具有供应腔2和置换腔3。供应腔2与置换腔3之间的直径4具有略小于置换腔3的最大直径5的1/3的长度。在置换腔3的下方布置有作为筛板的带孔板6。在图2所示的制浆机20中画出了在一种这类制浆机中的流体。该流体22由在其处添加材料和水的制浆机入口 21通过供应螺杆(未显示)而被驱动向下输送。在该处，置换螺旋(未显示)承担了大致上在平行于筛板24的径向方向23上的进一步输送。在置换腔25的径向上的外部区域中，流体26向上起作用，且经过收缩部27而至残余物质出口 28。由此形成了迂回线路区33，其中在制浆机入口 21处所供应的材料在上部混入且在下部输出。这引起最小的熵，并且该系统特别轻柔地悬浮，即其仅生产很少的精细物质，且需要相对较少用于其工作的电流。这由此产生了在上部区域中螺杆(此处未示出)混合材料与水，并将它们沿着中轴线34在内部向下引导。在反应区或迂回线路区33中，尚未悬浮的材料借助于螺旋刮板(此处同样未显示)在外侧被向上引导，且在该处被挤压到残余物质出口 28中，或者借助于输出螺旋装置(同样未显示)被抽出。在该实施例的情形中，置换腔25中的直径29是供应腔31中的直径30的三倍至四倍。图3所示的制浆机40处于倒置式布置。此处，残余物质出口 41布置在制浆机入口 42与纯净物质出口 43之间。在制浆机入口 42的下方设有重组分出口 44。通过使该制浆机倒置，重组分可被特别高效地分离。在图2和3中，残余物质出口 28布置在制浆机入口 21与纯净物质出口 32之间。图4显示了带有切向的出口 51和较大的螺旋52的制浆机体50。利用该制浆机，上部颗粒可从压力区53中沿切向流出。因为旋转过程受限于反应区54，所以制浆机50的比表面积可保持非常小。物质供应腔55由此被最小化，并且被稀薄流动的方式流经而不出现明显的回流。制浆机50的较小表面积确保了较小的表面摩擦损失，并且因此确保了相对较小的电流需求。
此外，通过在压力区53中处于支配地位的压力，促进了上部颗粒的漏出。此外，应已形成的所谓结瘤/积聚层(较大的积聚物)可同样高效地溶解或者排出。此外很明显，螺旋52在反应空间56中具有最大可能的较大直径，这引起最轻柔的悬浮。容易理解，反应器壳体57在最大直径的位置58处被分开，以便于使得螺旋52和带孔板59能够替换。图5至8显示了所谓的加速式制浆机60，70，80和90。对于这些加速式制浆机而言典型的是较大的直径高度比。加速式制浆机的物理学的工作原理基于待悬浮部分的强制移动以便于加速转移积聚的材料。因为在制浆机的内部区域中的直径逐渐变小(由外向内)，且因此可供使用的物质通过面同样逐渐变小，因此材料会产生积聚。在较小的面积和恒定的质量流的情形中，这必然引起较高的速度，相伴地带有加速度且因此有力的需求。该力最后引起摩擦(剪切)，且最终引起纤维分离。 在图5至8中显示的在压力区的区域中的切向输出的优点已在上文中进一步了详细说明。在图5中，制浆机60的直径比例D/Η等于I。此类制浆机60特别适合用于具有较高纤维分离阻力的极不易流动的物质，因为其一方面提供了多个用于无阻塞流体62的空间，且另一方面由于相对较小的带孔板表面61而仅允许相对较小的物质流。图6显示了带有供应闸门71的旧纸制浆机70。该直径比例处在大约2. 3，并且是在相对较高的无阻塞性与相对较大的通过量之间的折衷。为了高效地分离重组分，可按倒置原理来操作，其中制浆机如图3所示地那样大致上处于带孔板之下。图7所示的制浆机80具有为5的直径比例。其适合用于具有较小的纤维分离阻力的易流动物质。图8显示了带有极大的带孔板表面91的制浆机90。假定物质是易流动的话，则这种制浆机能够同时在高的和低的纤维分离阻力的情形中被考虑用于最高的通过量。较小的高度确保了较高的剪切力，较大的直径确保了较高的通过量。较大的螺旋92导致了大的迂回线路，并因此降低了因自发性脱水(增厚或结块)而产生干扰的可能性。图9和10显示了所谓的罩套式制浆机100和110。利用图9指出了如下原理此处，带孔板101同样在朝向上方反应区102的圆锥形通道中敞开。该原理在图10中的筛笼111处变得更清楚。从分拣机中已经知道了此类筛笼111。其可在使用在连续运行的高物质密度制浆机的情形中引起突出的成果。在此，孔口 /隙口 112的开放不通过“翼板”(可转的或竖立的(在旋转筛笼的情形中))实现，而是如同在所有连续运行的高物质密度制浆机的情形中那样通过由置换螺旋113移动经过孔口 /隙口 112处的伴随物/纸屑的“清扫作用”来实现。在此，置换螺旋113的端部114的尖顶可以成形为升流螺旋桨的形式(此处未显示)。罩套式制浆机在同时较高的纤维分离阻力的情形中适合于最高的生产量，因为其一方面提供非常大的敞开的筛面，另一方面由于对流(在外部向上且在内部向下)在利用卡帕效应的情形下在不太小的转速的情形中诱发较大的剪切力。有利的是将滚珠带入到反应空间中，以便与滚珠研磨效应相结合。
图9和10所示的制浆机的一种改进导致了图11所示的带有封闭的置换螺旋121的制浆机120。此处，不仅置换螺旋121的下端122、而且其上端123也与中心轴124相连接。由此形成了封闭的置换螺旋121。同样是有利的是，由此可实现带孔板124，125处于制浆机的上方部分中。此外还具有如下优点，即置换螺旋121具有非常高的刚性，且因此整个结构的成本显著降低。置换螺旋121因此类似于焙制工业的捏合机的搅拌机构，然而具有完全不同的目的。此外，封闭的置换螺旋121用于如下，即，较大的积聚物在到制浆机120的反应器127中的流入126的情形中已被打碎，并且被快速地均质化。当然，封闭的螺旋121促进了循环，且因此促进了整个制浆机的工作。 图9、10和11显示了带孔板如何继续由一个平面被改进成在横截面上呈U形的槽 到被改进成在横截面上呈C形的槽。在图11中，几乎圆形地围绕螺杆布置了带孔板，或者多个带孔板被依次排列成使其围绕着螺杆。从螺杆看去，在带孔板之后同样可设有不同的小室(未显示)，在其中容纳了不同的部分。在图12中公开了一种形式的孔口 /隙口板段131至134的布置130，其中孔口 /隙口板段之间的间距形成了一种凹槽135至138。相比于没有凹槽的情形来说，制浆机内含物质(伴随物和纸屑)通过螺杆139和螺旋140的运行能够更好得多地首先在径向上、其后在轴向上、然后又在径向上且最后又在轴向上被挤压。在此，置换螺旋140首先沿切向地挤压制浆机内含物质，其中内含物质径向地转移。如果内含物质到达到凹槽135至138处，则这增强了径向的运动。从制造技术的方面来看有意义的是，由多个内部的带孔板段构成制浆机底部，这些带孔板段构成一个平面。另外的带孔板段径向地联接到此处，它们以大约45°的角度上升。于是，这些凹槽在该平面中优选地大约垂直于置换螺旋的面而延伸，并且在制浆机底部的第二截段(即制浆机罩壳的第一倾斜截段(圆锥体))中以45°延伸。45°的角度不仅在凹槽与置换螺旋之间的平坦区域、而且在倾斜区域中也是最佳的，以便于良好地径向向外地且容易向上地输送内含物质。总之，制浆机通过该措施得到了效率提升，这是因为其产生了带有纤维分离功能和洗涤功能的增强的循环，并且限制了较为有害的转动运动。图13所示的制浆机150是连续运行的高物质密度制浆机，其同样可构造成置换式制浆机或罩套式制浆机。该制浆机具有向上敞开的混合室151，其中以箭头152标示的原材料与以箭头153标示的水混合。其后，混合物到达到带有筛板155至158的置换腔154中。通过这些筛板，纤维到达到不同的区域159至162中，并且最后到达纯净物质出口 163至166。残余物质经由残余物质出口 167从制浆机中流出。制浆机的筛板155至158优选地具有不同的孔口大小或隙口大小。图14中的制浆机180构造成与图13所示的制浆机150相一致。然而，其额外地具有重组分抓斗181，其布置在置换腔182之上。该重组分抓斗181处在中央的供应螺杆183之外。中央的供应螺杆183在此布置成使得可产生足够的径向力，从而使得重组分到达到供应腔184的外部区域中，并且在该处借助于导板185导引至重组分抓斗181的出口 186。在此，重组分出口 186处于置换腔182之上。
图14所示的制浆机180在轴线上具有悬置圆盘187、供应螺杆183和置换螺杆188。粗的输入部分189与所带入的水190混合，且通过悬置圆盘187而悬浮。悬置圆盘187同样可构造成搅拌器。重组分被径向地加速、经由导板引导，且在出口 186处从制浆机中移出。其后，材料在制浆机的下部区域中利用置换螺杆188而旋转。经由不同的筛板区域191至194，精细的材料在不同的区域中从该制浆机中输出。通过选择不同的筛子质量，在不同的区域191至194中可输出同样不同的材料质量。图15所示的制浆机220设计成用于在较高的物质密度的情形中以相对较小的特定纤维分离阻力连续运行的旧纸制浆机。在此，旧纸快速地悬浮，从而使得自由纤维必须快速地导出，以便阻止筛子孔口的堵塞。这通过筛笼221来实现，其中拔高的螺旋222用于循环，且筛笼221中的孔口保持敞开，使得伴随物、纸屑和纸张可通过其而由筛笼221的孔口清除。在制浆机220的上部区域中设置有重组分输出口 223，从而使得旧纸可按传统方 式从上方来供应。在该制浆机的情形中，与容量相关的单位纤维分离效率降低，且同时与容量相关的单位孔口表面积显著增加。如在先前所示的制浆机的情形中那样，在制浆机220的情形中，中心轴224同样可在上方、在下方或者在上方和下方被支撑。这特别是在封闭的结构形式中尤其与混合室和重组分抓斗相关。
权利要求
1.带有供应腔和置换腔的制浆机，其特征在于，在所述供应腔与所述置换腔之间的直径最大为所述置换腔的直径的1/3。
2.根据权利要求I所述的制浆机，其特征在于，所述供应腔具有通向所述置换腔的中心的供应螺杆。
3.根据前述权利要求中任一项所述的制浆机，其特征在于，残余物质出口切向地布置在所述置换腔处。
4.根据前述权利要求中任一项所述的制浆机，其特征在于，所述供应腔布置在所述置换腔之上。
5.尤其是根据前述权利要求中任一项所述的制浆机，其特征在于，所述供应腔向上敞开。
6.根据前述权利要求中任一项所述的制浆机，其特征在于，所述制浆机构造成使得无材料由所述置换腔返回到所述供应腔中。
7.尤其是根据前述权利要求中任一项所述的制浆机，其特征在于，所述制浆机在所述供应腔中具有混合圆盘。
8.根据前述权利要求中任一项所述的制浆机，其特征在于，所述供应腔中的供应螺杆的螺距小于所述置换腔中的置换螺旋的螺距。
9.尤其是根据前述权利要求中任一项所述的制浆机，其特征在于，在所述置换腔之上布置有重组分抓斗。
10.根据权利要求9所述的制浆机，其特征在于，所述重组分抓斗布置在供应螺杆的径向外侧。
11.尤其是根据前述权利要求中任一项所述的制浆机，其特征在于，所述制浆机具有多个带有不同大小的孔口或隙口的纤维出口。
12.根据权利要求11所述的制浆机，其特征在于，所述纤维出口通入到分开的小室中。
13.尤其是根据前述权利要求中任一项所述的制浆机，其特征在于，所述制浆机具有封闭的置换螺旋。
14.尤其是根据前述权利要求中任一项所述的制浆机，其特征在于，所述制浆机具有围绕着所述置换螺旋的带有开口的笼子。
15.尤其是根据前述权利要求中任一项所述的制浆机，其特征在于，所述制浆机在所述供应腔中具有闸门。
全文摘要
一种用于特别轻柔地处理材料的制浆机，具有供应腔(2)和置换腔(3)，其中供应腔与置换腔之间的直径最大为置换腔(3)的直径的1/3。
文档编号D21B1/34GK102933764SQ201180024627
公开日2013年2月13日 申请日期2011年4月14日 优先权日2010年5月19日
发明者汉斯-乔基姆·鲍尔特斯多夫 申请人:汉斯-乔基姆·鲍尔特斯多夫