专利名称：混合方法和混合设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于将其中至少一个流体至少部分地由化学品形成的多个流体混合入由通道壁限定边界的主流内的方法。本发明也涉及将其中至少第二流体至少部分地由化学品形成的至少一个第一流体和至少一个第二流体通过各一个带有喷嘴开口的喷嘴混合入由通道壁限定边界的主流内的混合设备，特别是用于执行所述方法的混合设备。
背景技术：
在制造纤维悬浮液时日益使用化学品，所述化学品积极地影响了纤维幅的制造过程和/或质量。化学品主要是固定剂或留着剂。在将流体引入到主流内时，特别是在流动的纤维幅悬浮液中，所存在的基本问题是尽可能好的混合。在此，混合度也与化学品需求相关。为最小化化学品的使用，长期以来已致力于改进混合，但这目前为止可能仍未完全满意。在此，问题特别是在喷入区域内的沉积。
发明内容
因此，本发明所要解决的技术问题是在避免沉积的情况下保证化学品在主流内的尽可能完全的混合。根据本发明，此技术问题在方法方面通过如下方式解决使得第一流体至少部分地在主流的流动方向上在第二流体之前喷入到主流内，且使得第二流体进入到主流内的位置比第一流体进入到主流内的位置更远离通道壁。因为优选地至少部分地由化学品形成的 第二流体与通道壁有距离地喷入到主流内，所以在此喷入区域内且在通道壁上已抑制了沉积。此外，这也支持了混合，因为混合从主流的边缘移开。此外，在第一流体喷入到主流之后产生的混合流在主流的流动方向上偏转，且因此至少裹绕喷嘴流动，而尽可能地也裹绕第二流体喷嘴开口地流动，这也防止了沉积。此夕卜，裹绕第二流体喷嘴开口的流动保护了化学品在离开到主流内时不受强的载荷。其结果是两个流体与主流的强混合。在由用于制造纸张幅、纸板幅、薄页纸幅或另外的纤维幅的纤维悬浮液所形成的主流的情况下，本发明在混合方面提供了特别的优点。有利的是也在由过程水、新鲜水或类似物所形成的主流中的应用。在此，混入的流体可由化学品、纤维悬浮液或水形成，其中取决于化学品的类型和作用，所述混入的流体也可事先混入纤维悬浮液或水。如果应将至少部分地由化学品所形成的除了第二流体之外的另外的流体喷入到主流内且混合，则有利的是第一流体至少部分地在主流的流动方向上在另外的流体之前喷入到主流内，且另外的流体在主流内的进入位置比第一流体在主流内的进入位置更远离通道壁。这导致明显的简化，因为在此第一流体同时支持了第二流体和另外的流体的混合。
在流体的化学品的类型和效果方面，可有利的是第二流体和另外的流体的喷嘴开口并列地布置在主流的流动方向上。根据希望的混合程度和涡流程度，此流体在主流内的进入位置可距通道壁具有相 同的或不同的距离。第二流体和另外的流体的喷嘴开口距通道壁的距离在5毫米和主流的最大横截面尺寸的10%之间。当然，也可具有优点的是第二流体的进入位置包围了另外的流体的进入位置或用于另外的流体的喷嘴。在第一情况中，流体的进入位置并列，且在另外的情况中，另外的流体的进入位置在主流中比第二流体的进入位置所处更远。为以更强的涡流支持流体与主流的混合，流体或从喷嘴发出的喷嘴束应与主流的流动方向成10°至170°之间的角度、优选地成70°至110°之间的角度喷入到主流内。在混合设备方面，关键的是第二流体的喷嘴通过第一流体的喷嘴开口从通道壁伸入到主流内。其结果是第一流体与主流形成混合流，所述混合流以在喷入方向和在主流的流动方向上的方向分量裹绕第二流体喷嘴流动且尽可能也裹绕其喷嘴开口流动。此混合流防止了在通道壁上的沉积以及可从第二流体发出的喷入，且此外在将化学品喷入到主流内时保护了化学品。此混合流促进了第二流体在主流内的混合。为简化构造，且也为避免第一流体的喷嘴上的沉积，第一流体的喷嘴开口应尽可能靠近通道壁，尽可能与所述通道壁形成平面。如前所提及，至少部分地由化学品所形成的另外的流体也可喷入到主流内。在此，第二流体的喷嘴和第一流体的喷嘴可有利地通过用于不同的或相同的流体的喷嘴开口引入到主流内。第二流体和第一流体的喷嘴开口距通道壁的距离在此相同或不同。也有利的构造是，第二流体的喷嘴和另外的流体的喷嘴共同地通过第一流体的喷嘴开口从通道壁伸入到主流内。在此，第二流体的喷嘴开口和另外的流体的喷嘴开口在主流的流动方向上以距通道壁以相同的或不同的距离并列布置。但也可有利的是另外的流体的喷嘴通过第二流体的喷嘴开口伸入到主流内，其中喷嘴开口距通道壁具有相同的或不同的距离。根据混合的要求、流体的类型以及通道壁的构造和通道横截面的构造，喷嘴开口可具有圆的或多边形的横截面。喷嘴也可居中地或偏心地穿过喷嘴开口。除主流的参数外，喷嘴束的有效范围基本上取决于在喷嘴开口处的流体压力、束面以及喷嘴束在其长度上的变化。更低的流体压力如同喷嘴束的强扩展导致喷嘴束的有效范围在主流内的降低。这提供了以希望的形式影响喷嘴束的有效范围的可能性。特别地，取决于主流的强度，可将喷嘴束相对于主流的流动方向倾斜，优选地逆着此流动方向倾斜或垂直于主流的流动方向定向。为最小化制造成本，且也为完成均衡的流动行为，有利的是使由通道壁限定边界的主流具有圆的、特别是圆形的横截面。当然，在一定的应用中，使用多边形的特别是矩形的横截面。这也特别地适用于引导主流的边界壁向上开放的情况。
下文中根据多个实施例详细解释本发明。在附图中，图I至图4示意性地示出了通过不同的混合设备的横截面。
具体实施例方式在此图示的混合设备用于将多个流体1、2、3、4混合入包括纤维悬浮液的主流6，所述主流6在管形的通道内被引导到用于制造特别是纸张幅的纤维幅的机器的流料箱，且具有0. 05%至7. 0%的物质密度，特别是0. 2%至2. 5%的物质密度。—些流体2、3在此至少部分地由特别是留着剂的化学品形成，例如聚丙烯酰胺、聚乙烯酰胺、聚氧化乙烯、固定剂，或也至少部分地由微米颗粒形成，例如膨润土或硅酸盐。为避免此化学品在其喷入时的热冲击，有利的是使其温度与主流6的温度一致，即通常将其加热。在此，此化学品的完全的效果也以流体2、3在主流6内的强混合为前提条件。但流体1、2、3、4可至少部分地也由纤维悬浮液或水(过程水或新鲜水)形成。如果 流体1、4完全地由纤维悬浮液或水形成，则所述流体基本上用于在主流6内形成湍流，且如果为水则用于主流6的稀释。当然，也可使包括纤维悬浮液或水的流体I、2、3、4在喷入主流6之前混入化学品。此预混合有时是可能的，如果无明显的化学品的预先反应或不担心由此导致沉积。其结果是也改进了相应的化学品在主流6内的混合程度。在附图中所示的混合设备中，主流6通过由边界壁5限定边界的具有环形横截面的通道引导。在此，用于将流体1、2、3、4混入到主流6内的多个混合设备优选地可均匀地分布在通道的周向上。在图I中图示的混合设备的结构很简单，且基本上由两个喷嘴11、12形成，所述喷嘴将第一流体I和第二流体2横向于主流6的流动方向7喷入到主流6内。在此，至少第二流体2部分地由化学品形成。在此，关键的是第一流体I的喷嘴11的喷嘴开口 8处在通道壁5的平面内，这防止了在流体I的此进入区域内的沉积。而第二流体2的喷嘴12居中地通过第一流体I的喷嘴11的喷嘴开口 8伸入到主流6内。因此，第二流体2的喷嘴12的喷嘴开口 9不仅相对深地处在主流6内，而且距通道壁5相对远。其优点是由于第二流体2的化学品而在到主流6内的进入区域内明显导致沉积，但通过向主流6内的伸出防止此沉积。此外，第一流体I在喷入到主流6内时形成了与主流6的在流动方向7上的和横向于流动方向7上的分量的混合，使得喷嘴12以及由喷嘴12发出的带有第二流体2的喷嘴束裹绕此混合流流动。这也防止了沉积，在第二流体2离开到主流6时保护了第二流体2，且导致两个流体1、2与主流6的强的但受保护的混合。与此相反，图2示出了混合设备，其中第二流体2和另外的流体3至少部分地由化学品形成，且也垂直于主流6的流动方向7被喷射到主流6内。两个流体2、3的喷入通过喷嘴12、13进行，所述喷嘴12、13通过通道壁5伸入到主流6内。在此，喷嘴12、13根据图I所述的原理分别通过处在通道壁5的平面内的喷嘴开口 8、15引导。第一流体I通过带有喷嘴开口 8的喷嘴11到达主流6内，而另外的流体4通过带有喷嘴开口 15的喷嘴14喷入到主流6内。其结果是，在喷入时第一流体I裹绕第二流体2流动，且第四流体4裹绕第三流体3流动。
例如，在此喷嘴12、13的喷嘴开口 9、16距通道壁5距离相同。补充地，还具有在喷嘴11、14的喷嘴开口 8、15之间伸出到主流6内的分离壁10，这防止了此喷嘴11、14的两个流体1、4的立即混合。在图3中图示的构造中，第二流体2和带有至少一个化学品的另外的流体3的喷嘴12、13通过用于第一流体I的共同的喷嘴11的喷嘴开口 8引导。相应地，通过在第一流体I进入到主流6内时所形成的混合流裹绕两个喷嘴12、13及其带有两个流体2、3的喷嘴束流动。在此，喷嘴13比另外的喷嘴12在主流6内伸出更远，这可导致另外的涡流且促进混合。根据图4的混合设备将三个流体1、2、3垂直于流动方向7混合入主流6内。在此，特征是第二流体2的喷嘴12通过第一流体I的喷嘴11的喷嘴开口 8伸入到主流6内，且第三流体3的喷嘴13通过第二流体2的喷嘴12的喷嘴开口 9伸入到主流6内。在此，第三流体3的喷嘴3的喷嘴开口 16比第二流体2的喷嘴12的喷嘴开口 9更远离通道壁5。由此，产生了第二流体2在喷入时被第一流体I裹绕流动以及第三流体3在喷入时被第二流体2的裹绕流动。·裹绕流动尤其保护了链很长的长链化学品，因为此化学品在喷入到主流6内时受到可损害其组成和功能的强载荷。通过以此可实现的强的且受保护的混合，可明显地最小化化学品需求。为在主流6内形成充分的喷嘴束，流体1、2、3、4应以主流6处所存在的在I. 5至10巴之间的压力喷入到主流6内。本发明实现了多个化学品的有效的混入和混合，即使化学品和主流之间存在很高的数量比。
权利要求
1.一种用于将多种流体(1、2、3、4)混合入由通道壁(5)限定边界的主流(6)内的方法，所述多种流体中至少一个流体(2)至少部分地由化学品形成，其特征在于，第一流体(I)至少部分地在主流(6 )的流动方向(7 )上在第二流体(2 )之前喷入到主流(6 )内，且第二流体(2)进入到主流(6)内的位置比第一流体(I)进入到主流(6)内的位置更远离通道壁(5)。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，第二流体(2)至少部分地由化学品形成。
3.根据权利要求I或2所述的方法，其特征在于，主流(6)由用于制造纸张幅、纸板幅、薄页纸幅或另外的纤维幅的纤维悬浮液形成。
4.根据权利要求I或2所述的方法，其特征在于，主流(6)由过程水、新鲜水或类似物形成。
5.根据前述权利要求中一项所述的方法，其特征在于，在第一流体(I)喷入到主流(6)时所形成的混合流在第二流体(2)喷入时至少部分地裹绕第二流体(2)地流动。
6.根据前述权利要求中一项所述的方法，其特征在于，至少部分地由化学品形成的另外的流体(3)喷入到主流(6)内，第一流体(I)至少部分地在主流(6)的流动方向(7)上在所述另外的流体(3)之前喷入到主流(6)内，且所述另外的流体(3)进入主流(6)内的位置比第一流体(I)进入主流(6 )内的位置更远离通道壁(6 )。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述另外的流体(3)进入主流(6)内的位置比第一流体(2)的进入位置伸入主流(6)内更远。
8.根据前述权利要求中一项所述的方法，其特征在于，流体(1、2、3、4)与主流(6)的流动方向(7)成10°至170°之间的角度、优选地成70°至110°之间的角度喷入到主流(6)内。
9.一种用于将其中至少第二流体(2)至少部分地由化学品形成的至少一个第一流体(I)和至少一个第二流体(2)通过各一个带有喷嘴开口(8、9)的喷嘴(11、12)引入到由通道壁(5)限定边界的主流(6)内的混合设备，特别是用于执行根据前述权利要求中一项所述方法的混合设备，其特征在于，第二流体(2)的喷嘴(12)通过第一流体(I)的喷嘴开口(8)通过通道壁(5)伸入主流(60)内。
10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，第一流体(I)的喷嘴开口(8)尽可能靠近通道壁(5)。
11.根据权利要求9或10所述的设备，其特征在于，至少部分地由化学品形成的另外的流体(3)分别通过另外的喷嘴(13)喷入到主流(6)内，且另外的流体(3)的喷嘴(13)通过第一流体(I)的喷嘴开口(8)通过通道壁(5)伸入到主流(I)内。
12.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，另外的流体(3)的喷嘴(13)通过第二流体(2)的喷嘴开口(9)伸入到主流(6)内。
13.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，至少部分地由化学品形成的另外的流体(3)分别通过另外的喷嘴(13)喷入到主流(6)内，且第二流体(2)和第三流体(3)的喷嘴(12、13)通过不同的喷嘴开口(8、15)通过通道壁(5)伸入到主流(6)内。
14.根据权利要求9至13中一项所述的设备，其特征在于，通过喷嘴(12、13、14、15)发出的喷嘴束以10°至170°之间的角度、优选地以70°至110°之间的角度与主流(6)的流动方向(7)相交。
15.根据权利要求9至14中一项所述的设备，其特征在于，喷嘴(12、13)居中地穿过另一个喷嘴(11、12、14)的喷嘴开口(8、9、15)。
16.根据权利要求9至14中一项所述的设备，其特征在于，喷嘴(12、13)偏心地穿过另一个喷嘴(11、12、14)的喷嘴开口(8、9、15)。
全文摘要
本发明涉及一种用于将多种流体(1、2)混合入由通道壁(5)限定边界的主流(6)内的方法以及设备，所述多种流体中至少一个流体(2)至少部分地由化学品形成。在此，通过将第一流体(1)至少部分地在主流(6)的流动方向(7)上在第二流体(2)之前喷入到主流(6)内且使得第二流体(2)进入到主流(6)内的位置比第一流体(1)进入到主流(6)内的位置更远离通道壁(5)而实现了化学品(7)在主流(6)内的尽可能完全的混合。
文档编号D21F1/02GK102971066SQ201180033346
公开日2013年3月13日 申请日期2011年4月18日 优先权日2010年5月5日
发明者T.贾欣斯基, S.伯格, C.班格特, C.内道夫斯基, V.施米特-罗尔, M.斯泰格, M.施瓦兹 申请人:沃依特专利有限责任公司