專利名稱：液壓系統(tǒng)中的額定功率較小的壓力擴散器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種紙漿處理操作，尤其涉及一種用于洗滌紙漿的壓力擴散器，其中， 液壓系統(tǒng)使濾筐在慢速沖程中以紙漿的速度移動，在快速沖程中倒退返回起始位置。典型的壓力擴散器是由Kamyr AB (現(xiàn)在被稱為Metso Fiber Karlstad AB)設(shè)計的，并且已經(jīng)在美國專利US 4，944，167中公開。
背景技術(shù)：
通常，在紙漿行業(yè)中使用的壓力擴散器包括長形的、大致豎向直立的容器，其安裝有在容器內(nèi)沿豎向移動的長形的環(huán)形濾篩。處于壓力下的紙漿流入容器的一端，然后進入濾篩與外部容器壁之間的環(huán)形空間，接著流過容器另一端附近的出口。當加壓的紙漿穿過容器的高度時，置換液體(displacement liquid)通過多個沿豎向隔開的集管裝置引入環(huán)形室。置換液體大致徑向向內(nèi)地流過紙漿，從而處理紙漿，然后穿過濾篩進入設(shè)有液體出口的容器的內(nèi)部。濾篩在慢速沖程中順著紙漿的方向移動有限的距離，然后在快速沖程中迅速地返回以通過擦拭和反沖洗的聯(lián)合作用來清潔濾篩。濾篩的上端和下端的不同直徑造成濾液壓縮，從而進行反沖洗(例如，參見美國專利No. 4，396，509)，因此在濾篩移動期間迫使液體穿過濾篩孔來反向沖洗濾篩。盡管這種壓力擴散器已經(jīng)得到成功地應(yīng)用，但是用于使濾筐移動的這種類型的液壓系統(tǒng)的缺點是液壓系統(tǒng)上的負載太大。從1980年開始，已經(jīng)有不同尺寸的壓力擴散器被交付使用，并且總量大于100單位的壓力擴散器已經(jīng)在世界范圍內(nèi)安裝。中等尺寸的壓力擴散器(即，洗滌能力在1000ADMT/24h以上的TD70型壓力擴散器)具有的濾筐的總重量為大約16噸，并且用于生產(chǎn)能力更高的紙漿廠的最新式壓力擴散器(例如洗滌能力在 2000ADMT/24h以上的TD140型壓力擴散器)具有的濾筐的總重量為大約40噸。除了濾筐的這些重量以外，還必須對獲取的洗滌濾液的量(volume，體積)進行控制，對于TD70/TD140 這些尺寸而言，分別達到大約4. 6噸和大約8. 1噸。用于TD70型壓力擴散器的液壓系統(tǒng)的標準設(shè)計壓力在150到250巴之間。因此，安裝額定功率和能耗都相當高。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，上述缺點可通過這樣的方式克服，該方式為將紙漿入口設(shè)置在容器的底部，并且將內(nèi)部具有可移動活塞的液壓缸設(shè)置在容器的頂部。通過這種設(shè)計，可以在濾篩的快速沖程中增加液壓缸中的致動壓力面積，由于在濾篩的快速沖程期間出現(xiàn)了峰值功率的需求，所以限制了液壓系統(tǒng)的額定功率。根據(jù)另一詳細的方案，液壓缸內(nèi)的可移動活塞還通過連接桿連接到濾篩，從而使得被所述連接桿穿過的環(huán)形液壓室設(shè)置在液壓缸的活塞下方。因此，優(yōu)選地，沒有被連接桿穿過的全尺寸液壓室設(shè)置在液壓缸的活塞上方。因此，本發(fā)明的主要目的是提供一種新穎且改良的、在壓力擴散器中洗滌紙漿的裝置，其在一定程度上減少了必要的安裝額定功率，并且減少了連續(xù)操作的能耗。還有另一個目的是能夠減少液壓單元所需的頂部壓力(top pressure)，這將減少對部件的磨損，同時也減少容量較低的液壓單元的安裝花費，但是仍然能夠執(zhí)行預(yù)期的功能。當參考以下的說明書、附圖和權(quán)利要求書時，本發(fā)明的這些和其他的目的和優(yōu)勢將變得更加明顯。


圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計(S卩，由Kamyr AB公司最初開發(fā)、目前由Metso公司出售的設(shè)計)的壓力擴散器的、穿過其中心線看到的豎向剖視圖；圖2是根據(jù)另一現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計(即，由Kamyr INC公司最初開發(fā)、目前由Andritz INC公司出售的設(shè)計)的壓力擴散器的、穿過其中心線看到的豎向剖視圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的、用于控制濾篩單元移動的壓力擴散器的、穿過其中心線看到的豎向剖視圖。
具體實施例方式現(xiàn)在將詳細參考本發(fā)明的優(yōu)選實施例，其示例在附圖3中示出。圖1和圖2中所示的現(xiàn)有技術(shù)實施例的壓力擴散器的紙漿流方向(圖中的深灰色流動箭頭)顯示為，圖1中從頂部移到底部，或者如圖2所示沿相反的流動方向。圖1中所示的現(xiàn)有技術(shù)實施例的壓力擴散器顯示為具有設(shè)置在頂部的液壓單元， 其克服重力而將濾篩單元沿著平行于紙漿流的方向緩慢地向上升起。圖2中所示的現(xiàn)有技術(shù)實施例的壓力擴散器顯示為具有設(shè)置在底部的液壓單元， 其克服重力而將濾篩單元8沿著平行于紙漿流的方向緩慢地向上推動。通常，還在擴散器的相反端設(shè)置排放刮板(discharge scraper) 3，其目的是幫助洗滌過的紙漿排出。因此，按照慣例，在排出端的相反端設(shè)置液壓缸，并使該液壓缸與排放刮板相連。根據(jù)這兩個現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計，通過對環(huán)繞連接桿5的環(huán)形缸增壓來啟動快速返回沖程，所以對于快速沖程而言，有效的致動活塞的面積可以較小?，F(xiàn)在參考所有附圖的共同特征，示出的壓力擴散器包括大致沿豎向直立的壓力容器。除了靠近容器的頂部或底部的紙漿入口 1和靠近容器的相反端部的紙漿出口 2以外， 該容器是密閉的。通常，在出口附近還設(shè)置排放刮板3。長形的環(huán)形濾篩單元8通常略微呈圓錐形，并且沿紙漿供給方向徑向向內(nèi)地逐漸變小。因此，如圖1中所示，紙漿通過紙漿入口 1進入容器并且向下經(jīng)過環(huán)形的內(nèi)部空間 (該內(nèi)部空間限定在朝向內(nèi)部的壓力容器壁與濾篩8的朝向外部的表面之間)而通過紙漿出口 2流出容器。多個集管7(此處示出了 10個集管，每個集管均具有入口)被設(shè)置在容器壁的外部附近，用于沿著貫穿被攔截在壓力容器壁的內(nèi)側(cè)與濾篩單元表面之間的紙漿床 (pulp bed)的徑向(圖中的淺灰色流動箭頭)來添加液體(即，洗滌液WL)。因此，液體由沿豎向隔開的所述集管引導(dǎo)并通過位于壓力容器壁中的各個豎向位置處的噴嘴孔而穿過所述壁，所述壁定位成大致沿周向包圍內(nèi)部空間。濾篩單元8優(yōu)選地借助于液壓缸61而沿大致豎向的軸向往復(fù)運動。液壓缸61的活塞60通過連接桿5連接到濾篩單元8，該連接桿5根據(jù)需要使濾篩單元8沿豎直向上或者向下的方向移動。應(yīng)當明白，在正常的操作中，濾篩一般沿紙漿流動的方向移動，然后逆著紙漿的流動方向快速移動，從而既讓濾篩得到反沖洗，也讓濾篩回轉(zhuǎn)到新一輪洗滌沖程的起始位置。濾篩單元中的整個濾篩高度以附圖標記SH表示。在操作中，應(yīng)當明白，紙漿通過入口 1供給，然后進入壓力容器壁與濾篩單元8 之間的環(huán)形室，隨后通過出口 2從容器向外流出。置換液體WL通過集管7被引入，并大致徑向向內(nèi)地穿過紙漿，然后通過濾篩單元8的外部濾篩表面，在該處，置換過的液體與紙漿分離并積聚在濾篩單元8內(nèi)的內(nèi)部空間中。使用過的置換液體FL通過出口導(dǎo)管4被排離內(nèi)部空間。通常，在洗滌移動沖程期間，濾篩單元8沿紙漿流動的方向被推動，并且移動速度與紙漿流動的速度相當。這是通過液壓缸61將連接桿5推入壓力容器中以使濾篩單元 8順著紙漿流動的方向移動而實現(xiàn)的?，F(xiàn)在參考如圖3中所示的本發(fā)明，作為替代，紙漿入口 1被設(shè)置在容器的底部，并且內(nèi)部具有可移動活塞60的液壓缸61被設(shè)置在容器的頂部。位于液壓缸內(nèi)部的可移動活塞60通過連接桿5連接到濾篩8，從而使得被所述連接桿5穿過的環(huán)形液壓室設(shè)置在液壓缸61的活塞60的下方。因此，沒有被連接桿穿過的全尺寸的液壓室被設(shè)置在液壓缸的活塞的上方。與圖1和圖2中所示的具有中央驅(qū)動軸的單排放刮板不同，作為替代，設(shè)置多個排放刮板3a、3b，它們的驅(qū)動軸偏離壓力擴散器的中心線。這些排放刮板在數(shù)量上可以被安裝為三個單元，優(yōu)選地被安裝為四個單元，并且沿周向分別以120度或90度的角度位置設(shè)置。 所以，液壓缸61和排放刮板可以被設(shè)置在壓力擴散器的同一端。如所示，濾篩單元8的內(nèi)部還可以裝備至少一個分隔壁10(由虛線表示)，該分隔壁可以將洗滌濾液(wash filtrate)FL分隔成兩個或者多個部分，其中第二部分可以通過第二洗滌濾液出口 4b(由虛線表示)排空。通過這種配置結(jié)構(gòu)，可以實現(xiàn)對濾液進行物理分離的多步驟的洗滌功能。這種物理壁在如圖1中所示的壓力擴散器中不是必要的，因為較熱的洗滌濾液會積聚在濾篩單元的上部，同時較冷的洗滌濾液會不斷地積聚在濾篩單元的下部，所以濾液將因溫度和比重的不同而分離，因而熱對流不會導(dǎo)致濾液混合。實施例如果發(fā)明的原理是應(yīng)用在TD140型號(洗滌能力為2000ADMT紙漿/24h)的壓力擴散器中，那么主液壓缸61的直徑為380mm，液壓缸中的連接桿的直徑為180mm。于是，環(huán)形室中的活塞的有效的致動力作用面積僅為大約879cm2，而全尺寸室中的活塞的致動力作用面積為1133cm2。所以，全尺寸室中的致動力作用面積比環(huán)形室中的致動力作用面積大約要大觀％。這種用于快速沖程的大得多的致動力作用面積(設(shè)定了必要的峰值壓力和液壓泵的容量的最終條件)可替代性地用于在更適度的額定功率下來選擇更小的標準泵。盡管結(jié)合目前被認為最有效和優(yōu)選的實施例來描述了本發(fā)明，但是應(yīng)當理解，本發(fā)明不局限于所公開的實施例，相反，本發(fā)明應(yīng)涵蓋被包括在所附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)的多種改型方案和等效配置。例如，在寬泛的主權(quán)利要求下，可以采用與圖3中所示的排放刮板不同的排出裝置，即，采用橫向安裝的輸送螺桿等等。還可以采用如待審查的專利文獻PCT SE2009/050367中所示的、用于進一步減少液壓系統(tǒng)中的能耗的并行蓄能缸 (parallel accumulator cylinder)0
權(quán)利要求
1.一種紙漿處理裝置，包括大致直立的、不透液的、加壓的容器，該容器限定了第一內(nèi)部空間，該內(nèi)部空間用于容納處于壓力下的待處理的紙漿；通向該容器的紙漿入口(1)； 從該容器離開的紙漿出口 O)，紙漿大致沿豎向在所述紙漿入口(1)與所述紙漿出口(2)之間流動；濾篩(8)，其在該容器內(nèi)限定了直立的回轉(zhuǎn)表面，并且部分地限定了容納紙漿的所述內(nèi)部空間，該內(nèi)部空間具有截面面積不同的上端和下端；洗滌液體(WL)供應(yīng)裝置(7)，其用于將洗滌液體加入到紙漿流；提取裝置，其用于從紙漿流中回收通過所述濾篩(8)的液體(FL)；液壓缸裝置，其包括至少一個液壓缸(61)，該液壓缸(61)用于通過連接桿(5)而在第一慢速沖程中順著紙漿流的方向、以紙漿流的速度沿豎向移動所述濾篩(8)，并且在第二快速沖程中逆著紙漿流的方向移動所述濾篩，其特征在于，該紙漿入口(1)被設(shè)置在該容器的底部，并且該液壓缸(61)被設(shè)置在該容器的頂部，該液壓缸(61)的內(nèi)部具有可移動的活塞(60)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，位于該液壓缸內(nèi)部的所述可移動的活塞 (60)通過該連接桿( 被連接到該濾篩(8)，從而使得被所述連接桿(5)穿過的環(huán)形液壓室設(shè)置在該液壓缸陽1)的活塞(60)的下方。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，沒有被連接桿(5)穿過的全尺寸液壓室設(shè)置在該液壓缸(61)的活塞(60)的上方。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，在設(shè)有該液壓缸(61)的同一端設(shè)有至少一個排放刮板(3a/3b)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，設(shè)有至少三個排放刮板(3a/;3b)，這些排放刮板的驅(qū)動軸偏離該壓力擴散器的中心線。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，這些排放刮板(3a/3b)沿周向以均勻的角度位置設(shè)置，即，如果使用的是三個排放刮板，則所述三個排放刮板沿周向相隔120度，或者如果使用的是四個排放刮板，則所述四個排放刮板沿周向相隔90度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種紙漿處理裝置，如壓力擴散器。該裝置包括濾篩，其具有相當?shù)闹亓?，該濾篩通過連接桿(5)以往復(fù)運動的方式在較高與較低的位置之間移動。連接桿(5)由液壓缸(61)操縱，以使所述濾篩在第一慢速沖程中順著紙漿的流動方向沿豎向移動，并且使所述濾篩在第二快速沖程中逆著紙漿的流動方向移動。根據(jù)本發(fā)明，壓力擴散器在容器的底部具有入口，而在容器的頂部具有液壓缸(61)。通過該設(shè)計，可以在液壓缸中增加致動壓力面積以用于濾篩的快速沖程，因此限制液壓系統(tǒng)的額定功率。
文檔編號D21C9/04GK102575424SQ200980161131
公開日2012年7月11日 申請日期2009年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月25日
發(fā)明者羅伯特·泰勒, 艾倫·約翰森 申請人:美卓造紙機械(瑞典)公司