本发明涉及制浆过程，尤其涉及纸浆平移洗浆和压榨的设备和方法。 在木屑制浆过程中，把木屑放在蒸煮器中，该蒸煮器是一个容纳一种称为“蒸煮液”溶液的大型容器。该浆料和蒸煮液在压力下加热，目的是除去树脂和溶解木材中与纤维素纤维保持在一起的木质素。当该浆料从蒸煮器排出时，包含有很高重量比的蒸煮液，这些液体必须在该浆料用于造纸之前从中除去。
从纸浆中除去蒸煮液的普通工艺是将稀纸浆通过螺旋压榨分离机，在分离机里，大部分蒸煮液从稀浆和纸浆纤维中排出或“压榨出”。然后，压缩的纸浆输送至另一设备，在其内，该纸浆与水或其它化学活性液体混合，该液体可分开压缩纸浆里的残余蒸煮液或其它不希望的成份，以便它们被冲走。接着，洗过的纸浆输送至第二个螺旋压榨机或类似机械，在那里洗浆液被除去，同时输送再压榨的纸浆，以便进行下一步工序。
美国专利No3，256，808“螺旋压榨分离机”例举了这类螺旋压榨分离机的共同特点，它包括在圆筒形外壳内旋转的压力螺杆，稀纸浆被强制压过螺杆和外壳之间的窄小扼流圈，这样，分离的液体通过机壳筛网从机壳除去。
美国专利NoS.4，088，528和4，214，947分别例举了压力螺旋碎木机和蒸煮器，在其内研碎和/或去木质作用是在以同步旋转驱动的互相贯穿螺旋面和机壳内壁之间通过压榨原料完成的。它提供一捣碎区域，在那里，螺旋面的螺距反向，有效地形成了扼流圈。在这些专利中，螺距上的差异部分地确定了不同的区域，在这些区域里进行不同地化学和/或机械过程。在一实施例中，呈碎片形式的纤维素材料连续地通过引起材料第一次压缩的第一捣碎区域、材料与反应剂接触的第二区域和引起第二次压缩的另一个捣碎区域。第一次压缩阶段使材料中出现的水沿螺杆轴排出，随后的每一次压缩过程使任何失效的反应剂和材料中残余的蒸煮液排出。
美国专利№s.3，533，510和3，911，809公开了一种螺旋压榨机脱水设备，其内，在装置的下游端，紧接排出口的上游，设置许多折板，以便围绕最后一个扼流圈，在不同的环形位置调节回压，以输出更均匀的脱水材料。
美国专利№.3，067，672公开了一种螺旋压榨设备和方法，其中，洗浆和混合位置配置在压榨和排出部分的上游，这些部分具有不同的螺杆。这些螺杆根据不同的轴定向。
本发明的目的是改进结合制浆加工设备的洗浆性能。
本发明的另一目的是当纸浆比典型的已知系统的稠度更高时，使化学制品与纸浆混合，改进在这种纸浆加工设备中化学制剂的应用。
本发明的再一目的是减少进行这种加工所要求的地面场地和成本。
这些目的通过下述方法和设备实现，该设备伸长的无孔机壳一端具有一稀浆入口，另一端有一纸浆排出口。机壳内的压榨部分与入口保持直接流通，并包括从稀浆里压出水分的第一装置，该装置压榨稀浆，通过第一压榨扼流圈产生压榨过的纸浆。机壳内的环形洗浆部分配置在紧接第一压榨扼流圈的下游，并与第一压榨扼流圈保持直接流通。该洗浆部分具有限定环形洗浆腔的径向内、外圆筒形壁，用于减压、稀释和洗涤压榨的纸浆。洗浆过程是在搅动混合物时，将洗涤液喷射入洗浆腔，同时通过内、外壁进行的。机壳内的再压榨部分与洗浆部分保持直接流通，以便接收输送的混合物。再压榨部分包括通过第二压榨扼流圈压榨混合物，从中压出洗涤液的第二装置，以便产生再压榨的纸浆，接着该纸浆通过排出口排出。
在一最佳实施例中，附加的最终压榨部分设置在再压榨部分和排出口之间，该最终压榨部分有一在螺杆轴内形成的基本上圆筒形钻孔内壁和一渐缩的压缩环，该环确定了隔开内壁一段距离的外壁。
在本发明方法实施例中，低稠度的稀纸浆通过一入口喷嘴泵入压榨部分。由体积减小的螺杆输送纸浆，经过压榨的第一部分，在那里纸浆被压缩，并且水分通过机壳内钻孔的筛网抽出。接着，纸浆由螺杆输送至混合部分，在那里纸浆膨胀进入体积增大的环形区域，并用洗涤水和/或化学制剂喷射。洗涤水和/或化学制剂从螺杆和环形洗涤套内喷射。经由螺杆的喷射洗涤液通过旋转连接的相应从动端进入螺杆，并由与螺杆同轴的管引进洗浆部分。径向的孔供洗涤液流入混合部分。从螺杆外侧喷射的洗涤液泵向具有径向孔的受压套里，这些孔可使洗浆液流入混合部分。在混合部分的螺杆上间断螺旋抄板之间的方形桩打碎浓缩块并保证均匀混合。低稠度洗涤过的纸浆进入第二压榨部分，在排出压榨机之前，在那里由体积减小的螺杆压榨至高稠度。一垂直的分流器从二个压榨部分分离经压榨处理的纸浆，它可以逆流洗浆或回收分离的化学制品。在最佳实施例中，该压榨机包括最终压榨部分，流自螺杆中心的第三次经压榨处理的纸浆允许这个最后压榨过的纤维和经压榨处理的纸浆从二个压榨部分分别回收。
本发明提供了数个重要的优点。二个压榨过程和一个混合过程组合成一体，具有单头螺杆和一个进口、一个出口，减少了设备成本和要求的空间。混合部分在再压榨之前提供均匀混合，导致更有效的洗浆。筛网支撑防止经压榨处理的纸浆混合，因此改进了化学制剂的应用和回收，受压套保证来自螺杆外侧的水和化学制剂的喷射，不污染经压榨处理的纸浆。
本发明的这些和其它目的和优点将结合本发明最佳实施例并参照附图在下面进行说明。其中：
图1是本发明洗浆压榨机的平面图;
图2是图1沿2-2线截面的侧视图;
图3是通过轴将流体供给洗浆部分的流体旋转接头详图;
图4是图2沿4-4线的截面图;
图5是混合部分的筛网支撑结构截面详图;
图6是图2沿6-6线的横截面图;
图7是螺旋压榨排出区回压控制结构详图;
图8是压榨机排出区的详图。
图1和图2表示平移式纸浆洗浆压榨机1，它包括机壳2，其上确定了入口部分2a压榨部分2b，洗浆部分2c，再压榨部分2d和排出部分2e。受压螺杆3安装在机壳2内并确定了一轴向旋转轴线101。机壳2安装在底座4上，该底座本身用标准螺栓固定在地面或其它的纸浆加工设备或车间的基础上。
入口部分2a具有入口5，最好是沿入口轴线102垂直定向该入口5本身与稀纸浆源连接（未示出）。稀纸浆进入入口5并聚集在螺杆3供料入口端103的上游。螺杆供料部分以入口部分2a延至压榨部分2b，并具有许多最好带有在上游方向伸出的筛网擦器105的螺旋抄板104。当纸浆通过入口筛网31时，筛网擦器105发生扰动，防止纤维积累在筛网上，增加通过筛网的排水。该擦器也将原料引入螺杆，改善螺杆的供料情况。
一般，受压螺杆3在大体上为圆柱形机壳腔内的直径是变化的，以便稀浆通过螺杆3从入口部分2a传送至排出口部分2e时，经历压缩和膨胀的顺序。机壳腔最好设计成由许多圆筒形隔板部分端对端连接，例如法兰连接。
在压榨部分2b里，锥形螺杆外部直径如106所示，并且螺旋抄板也不同于与之相连的螺杆部分103。受压螺杆3靠近压榨部分2b至洗浆部分2c的过渡区具有一大体上为圆筒形的外部107，由此确定了第一扼流环108。当稀浆通过入口部分2a和压榨部分2b输送时，处理的蒸煮液通过入口筛网31和最初压榨筛网13排出。预排放筛网12也设在机壳入口筛网31和压榨筛网13之间。抽出的液体通过筛网12和13收集在底座4内，并由底座底部的法兰连接管排出。
在洗浆部分2c内，螺杆3大体上是圆筒形的，其外径小于螺杆107部分的外径，如109所示，因此，为压榨过的纸浆提供了膨胀和洗浆的容积110。这种膨胀使该纸浆吸收喷入混合容积2c的洗涤剂或其它化学制剂，其方法在下面更详细地说明。通过洗浆部分110，螺杆直径109具有间断的螺旋抄板111和混合桩112，该桩最好是正方形的，从间断螺旋抄板之间的螺杆直径处伸出。
混合洗涤过的纸浆，排出液体，然后洗浆液从洗浆腔110轴向输入再压榨部分2d，在那里，受压螺杆的直径113在下游方向向外成锥形，类似于螺杆部分106，并形成一大体上为圆筒形部分114，在那里，扼流环115压榨来自混合部分的洗涤液。压榨筛网16横跨混合部分和再压榨部分，并且，压榨筛网17从逐渐变细的直径113的约中心处至扼流环14轴向围绕螺杆延伸。通过筛网16和17压出的液体收集在底座4的另一部分，并通过底座底部的不同法兰连接管排出。
在本发明的一个最佳实施例中，排出部分包括一个在螺杆圆周上形成的最终压榨筛网116，当纸浆通过环形区域117时，该最终压榨筛网116至少在压榨过的纸浆里抽出部分残余的洗涤液。若干个环形安置的排出钩爪37处于末端偏置位置，其作用是在环形区117里产生回压，帮助流体通过筛网116排出。由于解决了这些偏置位置，使纸浆进入排出口6，从排出口6排出，以便在纸张制造中进行下一步工序。
压榨部分2b的安排依次与洗涤部分2c、第二压榨或再压榨部分2d相流通，所有这些部分环绕着相同的受压螺杆3环形安置，相对于现有设备，在效率和经济方面具有显著优点。在洗浆腔110内的混合最好通过洗涤液从洗浆套15径向向内和螺杆3上洗浆筛网14径向向外排出来完成。用于径向向外排出的液体源是由一管或槽118沿螺杆轴线101从位于机壳2外面的液体旋转接头部分56至洗浆部分2c提供的。洗浆部分套15被增压，并将压榨和再压榨部分2b和2d轴向隔离在上游和下游。
图3表示螺杆轴和靠近入口部分2a的旋转接头部分56的安装放大详图。具有外径103的螺杆3有终止在机壳入口2a壁部119附近的后缘121。孔122位于壁部119内，以便螺杆轴延长部分123穿过壁部119，并延伸至入口部分2a的外部。延伸轴123具有若干个不同直径的圆柱部分。延伸部分123以及螺杆部分103包括一中心槽118，通过该槽，洗浆液输送至位于洗浆部分2c（图2）内轴部分的径向孔124。轴延伸部分123的终点包括一旋转接头部分56，例如埃柔亏普（Aeroquip）型E-75，它与旋转连接座23径向连接。连接座23本身与轴123连接，并在连接座23和旋转接头部分56的喷射管部分40之间有一O型密封圈59。可任意提供一旋转连接盖41。在轴123和密封套58之间提供径向密封57，它本身攻丝紧固于轴承7的内侧。轴承7封入与轴123接触的球形滚子装置54。罩环124紧固机壳轴承7和上、下盖30、29，上、下盖大体上是圆筒形，延伸在轴承7外壳和壁部119之间。一个专门安装的附件120焊在壁部119上，并具有从壁部119向外延伸至盖29和30内的颈部125。轴抛油环42插在盖29、30和轴123之间。在这里和其它若干处轴向间隔位置，提供了轴的密封装置，如O型环61，径向密封环60，外壳填料环26，填料环62和外壳密封27，以及在合适位置的填料函压盖25，以便对着附件120底座压紧填料。显然，螺杆103和机壳入口部分2a之间的这种安置完成了所有必要的功能，包括通过旋转螺杆3轴向提供洗涤液，密封旋转螺杆，防止通过壁部119的泄漏和支撑螺杆，以便稀纸浆可以积聚并开始沿螺杆流进入口部分2a内。
图4是图2沿4-4线的横截面图，表示增压套15的优选支撑和有关部件。洗浆套15由洗浆筛网14的凸缘支撑。在该套和筛网之间的O型密封环防止洗涤水渗漏。126是一把手，用于将筛网盖举起离开压榨机。洗浆套15具有一无孔的外壁129和钻孔的内壁14。一类似的凸缘安装在该套的下游，如图2所示。受压螺杆3同轴穿过环形套15，并且当螺杆延伸至洗浆腔110后，螺旋抄板从104表示的螺旋线变化至间断的111（图2）。在该套15的较低部分，大体上与长轴线正交的喷射管39与套15相流通，以便在压力下将洗浆液供给该套内、外壁14、129之间的环形区。因此，增压洗浆液以径向向内方向喷入洗浆腔。
参考图2、4和5可以理解，一竖直的筛网支撑和隔板18在洗浆和再压榨部分2c和2d里与压榨部分2b分开。筛网支撑18在筛网13、14和洗浆部分的外面。筛网13和洗浆筛网14间的凸缘连接靠在筛网支撑上。这就控制了筛网的偏移及螺杆和筛网之间的空隙。筛网支撑也将底座分成二部分，防止经压榨处理的纸浆混合，允许逆流洗浆或回收分离的化学制剂。通过从再压榨部分2d集聚压榨处理过的纸浆来实现逆流洗涤，并在将它泵入压榨入口5之前用以稀释原料。
图6、7和8详细地表示了螺杆3和排出部分2e结构之间的最佳配置。当再压榨的纸浆通过环形区域114时，纸浆碰撞另一个扼流环117，它处在最终筛网限制器或导向环49和螺杆延伸部分116之间，构成一个钻孔的最终压榨筛网。筛网导向环49安装在机壳排出部分6，若干个排出钩爪37设置在环形区域，以便控制回压，由此改进机壳内加工的纸浆稠度。螺杆具有一环形伸出的原料扼流环19，该环带有一面向排出钩爪37倾斜的表面。螺杆3还包括若干个紧接着环19下游的间隔开的破碎杆32，以便防止在钩爪37附近聚积不希望有的纸浆。
这些钩爪是钩爪组装件，它安装在大体上为圆形的气缸安装板10上，刚性地紧固在机壳排出口6上，并更好地紧固筛网导向环49。若干个气缸轴47通过板10上环形间隔开的孔，并朝着原料扼流环19伸出。气缸79在轴47上提供一初载，通过V形钩连接件80和可旋转的钩爪轴81，使钩爪37朝着环19偏置，其数量是预定的或可控制。尼龙管85和连接夹紧装置及附件86给气缸79提供要求的空气压力。
结合钩爪37和原料导向环49的回压影响，至少使已经过环区114再压榨过纸浆的部分残余液体通过最终筛网116的孔“挤压”，并进入螺杆3的内部。这些液体通过辅帮排水装置136排出，并除去或以任何方便的方法处理。相对干燥的清洁纸浆聚集在机壳6的排出部分2e，并排出，以便以普通的方法进行造纸的下一步工序。
受压螺杆的驱动端具有一延伸部分137，其上有几个直径不同的部分，类似于图3所示的延伸轴123。轴137的最外部适合以普通方法的电机驱动。排出部分2e的端壁138具有一开口，通过该开口螺杆可穿过。螺杆3的边缘139近似垂直地与端壁138对齐或稍微在其外边。支架140固定于端壁138，并有一与轴137同轴伸出的圆柱形伸出部分。支架140支撑螺杆轴驱动端137的轴承组件。最好轴承套键35连接在支架140和轴承套8之间。在轴承套8的内端，它靠着轴支持着迷宫式密封33和径向密封66。在轴承套8的外端，它支持着轴承保持器34和盖9，盖9和轴之间最好包括一径向密封60。轴承套8和轴承保持器34的边缘内是合适的球形滚子轴承51，推力轴承支承36和推力轴承35，每一个都连接在轴137的不同直径处。螺旋弹簧78插在卸下轴承套8的径向延伸部分和推力轴承53之间。
显然，这里所述的排出部分2e的配置，很好地适于完成下述功能：从再压榨的纸浆压出液体，排出和分离这些液体，并提供密封的轴承，以便支撑螺杆轴的驱动端。
可以理解，这里提到的压榨，洗浆，再压榨和最终压榨“部分”不要求这些部分分离成各个部件，而是连接在一起的。更确切地说，不同的部分涉及不同的功能。在一些场合下，完成这样一些功能的装置可以整体形成，或由一整体部件的不同部分形成。