本发明的研究对象是一种改进的纤维脱木髓器。尤其是针对一种纤维脱木髓器的新的研究方案。 脱木髓器是从纤维的成份中,除去一根茎中的软的易成粉末的成分。该脱木髓器同时也除去脏的和小碎片材料。尤其,脱木髓器被用来加工像甘蔗渣、竹、谷物和其它植物类材料,它们的断面中有一种内软的木髓。该脱木髓器供给一种分离的、基本纤维产物和一种木髓产物。通常木髓是作为燃烧的燃料,而纤维用作造纸。在很多国家,甘蔗、竹是作为造纸的唯一来源。
今天,使用的最广泛的是垂直的脱木髓器。这些脱木髓器由一个转子装置组成,该转子装置持有一批叶片和一个穿孔的圆柱体。这种圆柱体有时也称作筛子。转子装置旋转在圆柱体内,并且在圆柱和转子装置的叶片端之间,留有大约1至2厘米的间隙。该转子装置或者是由一个电动马达直接驱动,或者通过一种链或齿轮间接驱动。该转子装置是以1500至3000转/每分钟转动,从而必须要很好地平衡。当要加工的纤维向下移动时,它们进入圆柱体的顶部,并且通过转子装置上的叶片来加工。该木髓和其它粒子被强制穿过圆柱体的穿孔,到转子装置的空间外边。然后,纤维和被除去的木髓分别地被收集。
各种各样的脱木髓器在甘蔗和竹的加工中已使用了十年。一种广泛流传使用的垂直脱木髓器是皮得壳(Peadco)脱木髓器。这种脱木髓器是两个美国专利的题目。它们是美国专利3,537,147和美国专利3,688,345。另一众所周知的固克耳(Gunkel)脱木髓器登载在美国专利3,622,088上。这种脱木髓器设计成有压缩空间的装置。一种基本的垂直的脱木髓器的设计宣布在美回专利2,082,419和美国专利2,153,590前面。一般称作里兹(Reitz)脱木髓器。过去曾经使用的水平脱木髓器如今已不使用了。美国专利3,011,220和美国专利2,729,856表明两种不同型的水平脱木髓器。
脱木髓器设计的目的是除去最多的木髓而使纤维的损坏减至最小。该纤维的维管束被捣碎并且木髓和其它粒子被除去。但是,纤维加工件必须是一种不折断型,或者不变软型。其理由是:同木材中的纤维相比较,竹、甘蔗和有关植物性的纤维是相当短的。因为纸的强度同纤维长度有关,在脱木髓期间,任何纤维的折断会使最后的纸产品变软。但是,就全面考虑,留在纤维中的木髓增加,最后生产的纸的强度降低。因而,必须发展加工技术和设备,以使尽可能多地除去木髓,而尽可能少地减少纤维的损坏。本发明就是针对这个目的。
现简短的小结一下:本发明是针对带两个脱木髓部分的改进的垂直脱木髓器。该脱木髓器的上脱木髓部分有最上面的纤维进料叶片,及一系列常规的脱木髓叶片。下脱木髓部分有一系列常规的脱木髓叶片,并还有最低的扇形叶片。最上的纤维进料叶片,用于捣碎长的纤维,并使纤维靠着垂直排列的筛子定位。然后各种脱木髓叶片,把纤维沿筛子的内表面向下移动。低的扇形叶片用于推压木髓和其它粒子材料穿过筛子。这种加工能达到最后的纤维净化。
本发明将参照下列图作更详细地说明:
图1是改进的脱木髓器的转子和腔的主剖面视图。
图2是脱木髓器腔的投影图。
图3是一个进料叶片的投影图。
图4是一个扇形叶片的投影图。
本发明的脱木髓器是对美国专利3,537,142的一种改进的探讨。本发明的专利是通过参照上述专利组合而成。可是,改进的价值是能使用任何垂直的脱木髓器。在图1中,粱11支持驱动皮带12的驱动马达。皮带13把驱动能量从皮带12转到在转子装置顶部的皮带轮14上。箱16按指定的排列,固定在下部的转子装置上,并且也保护轴承及其它传动轴免受输入纤维材料干扰。转动装置由转轴15和叶片24,25和26组成。用板27和固定轴28保持叶片的固定位置。也就是,每一块叶片固定在两块板之间。每块叶片上有一个孔,该孔用来穿一根固定轴。转子悬挂在穿孔的圆柱腔30的内部的空间21内。该穿孔的腔也称为笼子或筛子。转子装置的叶片,在叶片端和圆柱腔之间存在大约1至2厘米的间隙。这种穿孔腔在图2中将作更详细的叙述。
纤维进料部分是由使纤维进入空间21的进口斜槽20组成。该转子装置的旋转,使向外扔的纤维卷进来。在这一点上,进料叶片25接触纤维并用于捣碎大的纤维聚合体。进料叶片25接触的空间是没有穿孔的圆柱体,结果形成较多的纤维加工件。正如图1所示,在进料叶片空间的腔是连接的空间。这个空间是借助于腔30和输入斜槽的延长部31构成,他们又用螺栓连接到上箱件32上。为了支持粱11,支撑33连接脱木髓器体。螺钉和螺栓很方便地用作连接各种零件的工具。
穿孔腔的下部连接外壳34,该腔34是使纤维成份向下收集。围绕穿孔腔的外边是外壳35,外壳35确定了在穿孔腔和外壳之间的一个空间18。在这个空间,木髓和其它粒子物质,通过吸扰的开口19收集和流出。薄金属板槽使木髓流出。环37限定脱木髓器的底。
图2是穿孔圆柱体40的视图。这个腔由六个截面44组成,这些截面在凸缘42处,用螺栓连接在一起。
一个多截面腔是比较容易使转子装置进,因此,在脱木髓器的这个精密件上较容易维修。穿孔腔有大约0.25厘米至0.75厘米的一个直径孔。穿孔腔占敝开空间的30%至50%。除了在大约穿孔腔上部6厘米处外,整个圆柱体有穿孔。在这个空间,穿孔圆柱连接到脱木髓器的另外零件上。穿孔圆柱体厚度大约等于圆柱体上的穿孔的直径。
图3表示一个进料叶片。这个进料叶片由两条腿38和头部40组成。每一条腿有一个孔39用作穿过一根连接轴。进料叶片的头呈方形。可是,这种形状并不是必须的。三角形、矩形、五边形和类似的形状都可采用。
图4表示一个扇形叶片。它是由连接到腿38的扇形部41组成。正如进料叶片的情况一样,每条腿有一个孔用来穿过一根连接轴。这些腿夹在转子装置的板之间。
在运转中,转子装置以大约1500转/分运转。要脱毛的纤维材料流入斜槽20,并由于自重掉入转子装置空间。首先碰到纤维材料的叶片是进料叶片。进料叶片捣碎大的纤维聚合体,同时也使纤维对着圆柱腔的内表面定向。既然纤维得到的定向是企图进入孔,并且宁愿被捣碎也不水平地定向在腔的内表面,在腔的这部分截面上没有穿孔。然后,纤维与下面常规的叶片相接触,该常规的叶片是扁平的或部分是圆形端。此处,从纤维中除去的木髓和其它粒子,穿过在筛子中的穿孔收集的空间18中。纤维继续向下移动离开上叶片截面,然后在下叶片截面再定向。在下叶片截面的下端,扇形叶片使空气顶着纤维,并除去很多粘住的木髓。然后纤维向下落并收集起来。
一个脱木髓器连续地运转。一个典型的脱木髓器有一个38吋直径的筛子(带穿过的圆柱体),每天它能加工出大约150吨干透了的纤维。脱离脱木髓器的纤维,大体上是松散的,并且只含有少于5%的木髓含量。这种脱木髓过程既可以在潮的状态,也可以在湿的状态,在潮的脱木髓过程中,纤维材料按重量计,含有大约50%至55%的水,在湿的脱木髓过程中,纤维材料按重量计,含有大约80%以上的水。本发明改进的办法能使用在任何大小的脱木髓器中,而且既能在潮的状态,又能在湿的状态的脱木髓器中使用。他们能保证较多的木髓除去和较少的纤维损坏。