操控非木本植物材料的设备、系统和方法技术方案

一种用于将具有40kg/m3至90kg/m3的体积密度的非木本植物材料进料到处理容器(200)的进料设备(100)，进料设备包括：用于将植物材料进料到处理容器的料塞螺旋进料器(40)，该进料器包括料塞螺旋(10)和环绕料塞螺旋(10)的相应的料塞螺旋壳体(11)；强制进料螺旋(20)，用于将来料进料到料塞螺旋和环绕强制进料螺旋(20)的相应的强制进料螺旋壳体(21)，强制进料螺旋布置成将该材料提供至料塞螺旋(10)的入口段(12)；进料装置，布置成将来料进料到强制进料螺旋，并且强制进料螺旋(20)的最后一个螺纹(23)的最外点与位于入口段(12)处的料塞螺旋(10)的外径上的点之间的距离是0mm至90mm。包括这种进料设备(100)的用于处理非木本植物材料的系统(1000)和方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】一种用于将具有40kg/m3至90kg/m3的体积密度的非木本植物材料进料到处理容器(200)的进料设备(100)，进料设备包括：用于将植物材料进料到处理容器的料塞螺旋进料器(40)，该进料器包括料塞螺旋(10)和环绕料塞螺旋(10)的相应的料塞螺旋壳体(11)；强制进料螺旋(20)，用于将来料进料到料塞螺旋和环绕强制进料螺旋(20)的相应的强制进料螺旋壳体(21)，强制进料螺旋布置成将该材料提供至料塞螺旋(10)的入口段(12)；进料装置，布置成将来料进料到强制进料螺旋，并且强制进料螺旋(20)的最后一个螺纹(23)的最外点与位于入口段(12)处的料塞螺旋(10)的外径上的点之间的距离是0mm至90mm。包括这种进料设备(100)的用于处理非木本植物材料的系统(1000)和方法。【专利说明】
本专利技术涉及非木本植物材料的处理，并且更具体地，涉及用于将此类植物材料进 料到处理容器的进料设备、包括该进料设备的用于处理非木本植物材料的系统以及用于操 控非木本植物材料的方法。
技术介绍
将要处理的材料进料到处理容器中可以以多种方式实现，并且取决于多种因素， 例如，待进料的材料的特性和除实际进料材料之外的对材料的可能期要的动作。料塞螺旋 进料器（plug screw feeder)是一种常用类型的进料器，其中，旋转螺旋将材料向前运送。 在将材料进料到处理容器的同时，螺旋和相关联的螺旋管或壳体也起到体积压缩的作用。 此类料塞螺旋进料器非常常见地用于将木材片进料到蒸炼器或浸渍器。一般，此类料塞螺 旋进料器也包括位于进料器端部的料塞管，该料塞管具有基本恒定的内径。发生在料塞螺 旋进料器的一部分中的压缩基本上是轴向的。 此类料塞螺旋进料器的众所周知的问题是经常不能实现料塞螺旋进料器中对材 料的理论上可能的压缩。此类问题的一种解决方案可以是"强制进料"料塞螺旋，即，确保 材料进料到料塞螺旋，使得螺旋壳体中的有效容积的主体部分被合适地充满，并因此可被 压缩。 美国专利第5, 320, 034号中公开了使用强制进料原理的现有技术螺旋进料器装 置。该已知的装置用以增加木材片的纤维错位，改善了纤维材料的后续浸渍。通过借助强 制进料螺旋将材料强制送进压缩装置（料塞螺旋进料器）的入口段，在料塞螺旋的入口中 填装密度（即，填充程度）将增加并且是均匀的。换句话说，确保了在入口段处的料塞螺旋 进料器的容积充满木材片。 然而，当处理其它类型的材料时，还可能实施不同的考虑。已发现，美国专利第 5, 320, 034号中公开的螺旋进料器装置在不经修改的情况下不适用于进料非木本植物材 料，此类材料的体积密度远低于木材片。 近来，使用非木本植物已变得越来越重要。在某些情况下，该材料用作产生热的燃 料。该材料也可以作为原材料取代木材来生产用于制纸目的的纸浆等。在许多这样的工艺 中，非木本材料在加压反应器中进行处理，对进料设备有特殊要求。 因此，需要适用于进料大量非木本植物材料的改进的进料设备，并因此需要包括 此种进料设备的用于处理此种材料的系统，以及用于进料非木本植物材料的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种适于操控大量非木本植物材料的进料设备。另一目的是 提供一种进料设备，其中材料流的回流风险等被最小化。又一目的是提供一种进料设备，通 过该进料设备能够在保持运行条件的情形下抵抗更高的压力以进料非木本植物材料。 另一目的是提供一种用于处理非木本植物材料的系统，其中材料流的回流风险等 被最小化。又一目的是对于进料设备中给定尺寸的料塞螺旋增加处理系统的能力。再一目 的是提供一种用于非木本植物材料的处理系统，其中如果在将非木本植物材料引入到进料 设备之前施加液体以浸渍非木本植物材料，则该液体被均匀分布。又一目的是提供一种用 于将非木本植物材料进料到处理容器的方法。 根据所附权利要求，已实现了这些和其它目的。 为本公开的目的，术语"非木本植物材料"包含诸如稻草、甘蔗渣和小麦（糠和谷 材料）的草本植物。该术语也包含腐叶材料和空果串。简而言之，术语"非木本植物材料" 用于包含未定义为木材的材料的所有类型的植物/植物部分。 本专利技术基于这样的认识，即适用于进料大体积非木本植物材料的进料设备可以通 过包括强制进料螺旋的设备实现，该强制进料螺旋将材料进料到料塞螺旋进料器，其中强 制进料螺旋和料塞螺旋之间的距离被调适成适合于这样的材料。通过根据由为强制进料螺 旋进料的进料装置设定的生产流调整料塞螺旋的旋转速度，该材料的体积密度可以增大。 可以将强制进料螺旋的旋转速度设定成这样的值，即该值确保强制进料螺旋不会过度充 满，即，不超过强制进料螺旋的最大填充度。优选地，强制进料螺旋的旋转速度设定成超速 运行，即导致相对低的填充度。然而，所有进入强制进料螺旋的材料都（强制）进入到料塞 螺旋中。 与现有技术的螺旋进料器相反，根据本专利技术的进料设备中增加的是材料本身的体 积密度。这不是现有技术的情形，在现有技术中，强制进料螺旋只是便于改进料塞螺旋的入 口段容量的使用，而不增加该入口段中材料的体积密度。通过选择从强制进料螺旋的最后 一个螺纹处到料塞螺旋在其入口段处的外径上的点之间相当短的距离，确保非木本材料有 效地向前进料到料塞螺旋进料器中并被压缩成更高的体积密度。通过增加该材料的体积密 度，形成了基本气密且液密的料塞，使从处理容器的材料流或其它处理介质能够回流、即沿 与材料的进料方向相反的方向流动的风险最小化。在上下文中的术语"体积密度"应解释 为材料的密度，而不论其处于压缩状态还是非压缩状态。因此，该术语定义为在大气压力下 的材料密度的这一常规用法不是用于本公开目的所包含的唯一情形。 更具体地，提供了一种用于将具有40kg/m3至90kg/m3的体积密度的非木材植物材 料进料到处理容器的进料设备，其中，该进料设备包括：用于将植物材料进料到处理容器的 料塞螺旋进料器，该料塞螺旋进料器包括料塞螺旋和环绕该料塞螺旋的相应的料塞螺旋壳 体； 用于将来料进料到料塞螺旋进料器的强制进料螺旋，该强制进料螺旋布置成将材 料提供至料塞螺旋的入口段； 布置成将来料进料到强制进料螺旋的进料装置，其中，在强制进料螺旋的最后一 个螺纹的最外点与位于所述入口段处的料塞螺旋的外径上的点之间的距离是〇mm至90mm。 该距离可以优选地在l〇mm至70mm之间。通过具有该相对较小的距离，确保来自强制进料螺 旋的大体积的材料以稳定流的形式进入料塞螺旋，并且高效地向前进料。在该区间内的各 个距离可以根据非木本材料的颗粒的最大尺寸进行选择，该颗粒越小，所选择的距离越短。 根据一个实施例，强制进料螺旋可以布置成基本上垂直于该料塞螺旋，这意为它 们相应的旋转轴线基本上彼此垂直。在一个实施例中，强制进料螺旋以将材料从侧部进料 到料塞螺旋进料器的方式布置，即根据其进料方向横向地进料到该料塞螺旋进料器。 根据一个实施例，料塞螺旋被调适成能够根据由进料装置设定的生产流速率以可 变速度进行旋转。在又一实施例中，强制进料螺旋调适成保持在恒定的速度，该恒定的速度 被选择成使得强制进料螺旋具有预定填充度，该预定填充度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种进料设备(100)，所述进料设备用于将体积密度为40kg/m3至90kg/m3的非木本植物材料进料到处理容器(200)，所述进料设备包括：用于将所述植物材料进料到所述处理容器的料塞螺旋进料器(40)，所述进料器包括料塞螺旋(10)和环绕所述料塞螺旋(10)的相应的料塞螺旋壳体(11)；强制进料螺旋(20)，所述强制进料螺旋用于将所述植物材料进料到所述料塞螺旋进料器(40)，并且相应的强制进料螺旋壳体(21)环绕所述强制进料螺旋(20)，所述强制进料螺旋布置成将所述材料提供至所述料塞螺旋进料器(40)的入口段(12)，其中，所述强制进料螺旋(20)的纵向轴线布置成基本垂直于所述料塞螺旋(10)的纵向轴线；进料装置(50)，布置成将来料进料到所述强制进料螺旋(20)，其中，所述料塞螺旋(10)调适成能够根据由所述进料装置(50)设定的生产流速率以可变速度进行旋转，其特征在于，沿所述强制进料螺旋的所述纵向轴线的方向看到，在所述强制进料螺旋(20)的最后一个螺纹(23)的最外点与位于所述料塞螺旋进料器(40)的所述入口段(12)处的所述料塞螺旋(10)的外径上的点之间的距离(D)是0mm至90mm。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·戴特莱福森，P·彼得松，R·瓦尔伯格，
申请(专利权)人：美卓造纸机械瑞典有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE