專利名稱：混合方法和混合設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于將其中至少一個流體至少部分地由化學(xué)品形成的多個流體混合入由通道壁限定邊界的主流內(nèi)的方法。本發(fā)明也涉及將其中至少第二流體至少部分地由化學(xué)品形成的至少一個第一流體和至少一個第二流體通過各一個帶有噴嘴開口的噴嘴混合入由通道壁限定邊界的主流內(nèi)的混合設(shè)備，特別是用于執(zhí)行所述方法的混合設(shè)備。
背景技術(shù)：
在制造纖維懸浮液時日益使用化學(xué)品，所述化學(xué)品積極地影響了纖維幅的制造過程和/或質(zhì)量?；瘜W(xué)品主要是固定劑或留著劑。在將流體引入到主流內(nèi)時，特別是在流動的纖維幅懸浮液中，所存在的基本問題是盡可能好的混合。在此，混合度也與化學(xué)品需求相關(guān)。為最小化化學(xué)品的使用，長期以來已致力于改進(jìn)混合，但這目前為止可能仍未完全滿意。在此，問題特別是在噴入?yún)^(qū)域內(nèi)的沉積。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是在避免沉積的情況下保證化學(xué)品在主流內(nèi)的盡可能完全的混合。根據(jù)本發(fā)明，此技術(shù)問題在方法方面通過如下方式解決使得第一流體至少部分地在主流的流動方向上在第二流體之前噴入到主流內(nèi)，且使得第二流體進(jìn)入到主流內(nèi)的位置比第一流體進(jìn)入到主流內(nèi)的位置更遠(yuǎn)離通道壁。因為優(yōu)選地至少部分地由化學(xué)品形成的 第二流體與通道壁有距離地噴入到主流內(nèi)，所以在此噴入?yún)^(qū)域內(nèi)且在通道壁上已抑制了沉積。此外，這也支持了混合，因為混合從主流的邊緣移開。此外，在第一流體噴入到主流之后產(chǎn)生的混合流在主流的流動方向上偏轉(zhuǎn)，且因此至少裹繞噴嘴流動，而盡可能地也裹繞第二流體噴嘴開口地流動，這也防止了沉積。此夕卜，裹繞第二流體噴嘴開口的流動保護(hù)了化學(xué)品在離開到主流內(nèi)時不受強的載荷。其結(jié)果是兩個流體與主流的強混合。在由用于制造紙張幅、紙板幅、薄頁紙幅或另外的纖維幅的纖維懸浮液所形成的主流的情況下，本發(fā)明在混合方面提供了特別的優(yōu)點。有利的是也在由過程水、新鮮水或類似物所形成的主流中的應(yīng)用。在此，混入的流體可由化學(xué)品、纖維懸浮液或水形成，其中取決于化學(xué)品的類型和作用，所述混入的流體也可事先混入纖維懸浮液或水。如果應(yīng)將至少部分地由化學(xué)品所形成的除了第二流體之外的另外的流體噴入到主流內(nèi)且混合，則有利的是第一流體至少部分地在主流的流動方向上在另外的流體之前噴入到主流內(nèi)，且另外的流體在主流內(nèi)的進(jìn)入位置比第一流體在主流內(nèi)的進(jìn)入位置更遠(yuǎn)離通道壁。這導(dǎo)致明顯的簡化，因為在此第一流體同時支持了第二流體和另外的流體的混合。
在流體的化學(xué)品的類型和效果方面，可有利的是第二流體和另外的流體的噴嘴開口并列地布置在主流的流動方向上。根據(jù)希望的混合程度和渦流程度，此流體在主流內(nèi)的進(jìn)入位置可距通道壁具有相 同的或不同的距離。第二流體和另外的流體的噴嘴開口距通道壁的距離在5毫米和主流的最大橫截面尺寸的10%之間。當(dāng)然，也可具有優(yōu)點的是第二流體的進(jìn)入位置包圍了另外的流體的進(jìn)入位置或用于另外的流體的噴嘴。在第一情況中，流體的進(jìn)入位置并列，且在另外的情況中，另外的流體的進(jìn)入位置在主流中比第二流體的進(jìn)入位置所處更遠(yuǎn)。為以更強的渦流支持流體與主流的混合，流體或從噴嘴發(fā)出的噴嘴束應(yīng)與主流的流動方向成10°至170°之間的角度、優(yōu)選地成70°至110°之間的角度噴入到主流內(nèi)。在混合設(shè)備方面，關(guān)鍵的是第二流體的噴嘴通過第一流體的噴嘴開口從通道壁伸入到主流內(nèi)。其結(jié)果是第一流體與主流形成混合流，所述混合流以在噴入方向和在主流的流動方向上的方向分量裹繞第二流體噴嘴流動且盡可能也裹繞其噴嘴開口流動。此混合流防止了在通道壁上的沉積以及可從第二流體發(fā)出的噴入，且此外在將化學(xué)品噴入到主流內(nèi)時保護(hù)了化學(xué)品。此混合流促進(jìn)了第二流體在主流內(nèi)的混合。為簡化構(gòu)造，且也為避免第一流體的噴嘴上的沉積，第一流體的噴嘴開口應(yīng)盡可能靠近通道壁，盡可能與所述通道壁形成平面。如前所提及，至少部分地由化學(xué)品所形成的另外的流體也可噴入到主流內(nèi)。在此，第二流體的噴嘴和第一流體的噴嘴可有利地通過用于不同的或相同的流體的噴嘴開口引入到主流內(nèi)。第二流體和第一流體的噴嘴開口距通道壁的距離在此相同或不同。也有利的構(gòu)造是，第二流體的噴嘴和另外的流體的噴嘴共同地通過第一流體的噴嘴開口從通道壁伸入到主流內(nèi)。在此，第二流體的噴嘴開口和另外的流體的噴嘴開口在主流的流動方向上以距通道壁以相同的或不同的距離并列布置。但也可有利的是另外的流體的噴嘴通過第二流體的噴嘴開口伸入到主流內(nèi)，其中噴嘴開口距通道壁具有相同的或不同的距離。根據(jù)混合的要求、流體的類型以及通道壁的構(gòu)造和通道橫截面的構(gòu)造，噴嘴開口可具有圓的或多邊形的橫截面。噴嘴也可居中地或偏心地穿過噴嘴開口。除主流的參數(shù)外，噴嘴束的有效范圍基本上取決于在噴嘴開口處的流體壓力、束面以及噴嘴束在其長度上的變化。更低的流體壓力如同噴嘴束的強擴(kuò)展導(dǎo)致噴嘴束的有效范圍在主流內(nèi)的降低。這提供了以希望的形式影響噴嘴束的有效范圍的可能性。特別地，取決于主流的強度，可將噴嘴束相對于主流的流動方向傾斜，優(yōu)選地逆著此流動方向傾斜或垂直于主流的流動方向定向。為最小化制造成本，且也為完成均衡的流動行為，有利的是使由通道壁限定邊界的主流具有圓的、特別是圓形的橫截面。當(dāng)然，在一定的應(yīng)用中，使用多邊形的特別是矩形的橫截面。這也特別地適用于引導(dǎo)主流的邊界壁向上開放的情況。


下文中根據(jù)多個實施例詳細(xì)解釋本發(fā)明。在附圖中，圖I至圖4示意性地示出了通過不同的混合設(shè)備的橫截面。
具體實施例方式在此圖示的混合設(shè)備用于將多個流體1、2、3、4混合入包括纖維懸浮液的主流6，所述主流6在管形的通道內(nèi)被引導(dǎo)到用于制造特別是紙張幅的纖維幅的機器的流料箱，且具有0. 05%至7. 0%的物質(zhì)密度，特別是0. 2%至2. 5%的物質(zhì)密度?！┝黧w2、3在此至少部分地由特別是留著劑的化學(xué)品形成，例如聚丙烯酰胺、聚乙烯酰胺、聚氧化乙烯、固定劑，或也至少部分地由微米顆粒形成，例如膨潤土或硅酸鹽。為避免此化學(xué)品在其噴入時的熱沖擊，有利的是使其溫度與主流6的溫度一致，即通常將其加熱。在此，此化學(xué)品的完全的效果也以流體2、3在主流6內(nèi)的強混合為前提條件。但流體1、2、3、4可至少部分地也由纖維懸浮液或水(過程水或新鮮水)形成。如果 流體1、4完全地由纖維懸浮液或水形成，則所述流體基本上用于在主流6內(nèi)形成湍流，且如果為水則用于主流6的稀釋。當(dāng)然，也可使包括纖維懸浮液或水的流體I、2、3、4在噴入主流6之前混入化學(xué)品。此預(yù)混合有時是可能的，如果無明顯的化學(xué)品的預(yù)先反應(yīng)或不擔(dān)心由此導(dǎo)致沉積。其結(jié)果是也改進(jìn)了相應(yīng)的化學(xué)品在主流6內(nèi)的混合程度。在附圖中所示的混合設(shè)備中，主流6通過由邊界壁5限定邊界的具有環(huán)形橫截面的通道引導(dǎo)。在此，用于將流體1、2、3、4混入到主流6內(nèi)的多個混合設(shè)備優(yōu)選地可均勻地分布在通道的周向上。在圖I中圖示的混合設(shè)備的結(jié)構(gòu)很簡單，且基本上由兩個噴嘴11、12形成，所述噴嘴將第一流體I和第二流體2橫向于主流6的流動方向7噴入到主流6內(nèi)。在此，至少第二流體2部分地由化學(xué)品形成。在此，關(guān)鍵的是第一流體I的噴嘴11的噴嘴開口 8處在通道壁5的平面內(nèi)，這防止了在流體I的此進(jìn)入?yún)^(qū)域內(nèi)的沉積。而第二流體2的噴嘴12居中地通過第一流體I的噴嘴11的噴嘴開口 8伸入到主流6內(nèi)。因此，第二流體2的噴嘴12的噴嘴開口 9不僅相對深地處在主流6內(nèi)，而且距通道壁5相對遠(yuǎn)。其優(yōu)點是由于第二流體2的化學(xué)品而在到主流6內(nèi)的進(jìn)入?yún)^(qū)域內(nèi)明顯導(dǎo)致沉積，但通過向主流6內(nèi)的伸出防止此沉積。此外，第一流體I在噴入到主流6內(nèi)時形成了與主流6的在流動方向7上的和橫向于流動方向7上的分量的混合，使得噴嘴12以及由噴嘴12發(fā)出的帶有第二流體2的噴嘴束裹繞此混合流流動。這也防止了沉積，在第二流體2離開到主流6時保護(hù)了第二流體2，且導(dǎo)致兩個流體1、2與主流6的強的但受保護(hù)的混合。與此相反，圖2示出了混合設(shè)備，其中第二流體2和另外的流體3至少部分地由化學(xué)品形成，且也垂直于主流6的流動方向7被噴射到主流6內(nèi)。兩個流體2、3的噴入通過噴嘴12、13進(jìn)行，所述噴嘴12、13通過通道壁5伸入到主流6內(nèi)。在此，噴嘴12、13根據(jù)圖I所述的原理分別通過處在通道壁5的平面內(nèi)的噴嘴開口 8、15引導(dǎo)。第一流體I通過帶有噴嘴開口 8的噴嘴11到達(dá)主流6內(nèi)，而另外的流體4通過帶有噴嘴開口 15的噴嘴14噴入到主流6內(nèi)。其結(jié)果是，在噴入時第一流體I裹繞第二流體2流動，且第四流體4裹繞第三流體3流動。
例如，在此噴嘴12、13的噴嘴開口 9、16距通道壁5距離相同。補充地，還具有在噴嘴11、14的噴嘴開口 8、15之間伸出到主流6內(nèi)的分離壁10，這防止了此噴嘴11、14的兩個流體1、4的立即混合。在圖3中圖示的構(gòu)造中，第二流體2和帶有至少一個化學(xué)品的另外的流體3的噴嘴12、13通過用于第一流體I的共同的噴嘴11的噴嘴開口 8引導(dǎo)。相應(yīng)地，通過在第一流體I進(jìn)入到主流6內(nèi)時所形成的混合流裹繞兩個噴嘴12、13及其帶有兩個流體2、3的噴嘴束流動。在此，噴嘴13比另外的噴嘴12在主流6內(nèi)伸出更遠(yuǎn)，這可導(dǎo)致另外的渦流且促進(jìn)混合。根據(jù)圖4的混合設(shè)備將三個流體1、2、3垂直于流動方向7混合入主流6內(nèi)。在此，特征是第二流體2的噴嘴12通過第一流體I的噴嘴11的噴嘴開口 8伸入到主流6內(nèi)，且第三流體3的噴嘴13通過第二流體2的噴嘴12的噴嘴開口 9伸入到主流6內(nèi)。在此，第三流體3的噴嘴3的噴嘴開口 16比第二流體2的噴嘴12的噴嘴開口 9更遠(yuǎn)離通道壁5。由此，產(chǎn)生了第二流體2在噴入時被第一流體I裹繞流動以及第三流體3在噴入時被第二流體2的裹繞流動。·裹繞流動尤其保護(hù)了鏈很長的長鏈化學(xué)品，因為此化學(xué)品在噴入到主流6內(nèi)時受到可損害其組成和功能的強載荷。通過以此可實現(xiàn)的強的且受保護(hù)的混合，可明顯地最小化化學(xué)品需求。為在主流6內(nèi)形成充分的噴嘴束，流體1、2、3、4應(yīng)以主流6處所存在的在I. 5至10巴之間的壓力噴入到主流6內(nèi)。本發(fā)明實現(xiàn)了多個化學(xué)品的有效的混入和混合，即使化學(xué)品和主流之間存在很高的數(shù)量比。
權(quán)利要求
1.一種用于將多種流體(1、2、3、4)混合入由通道壁(5)限定邊界的主流(6)內(nèi)的方法，所述多種流體中至少一個流體(2)至少部分地由化學(xué)品形成，其特征在于，第一流體(I)至少部分地在主流(6 )的流動方向(7 )上在第二流體(2 )之前噴入到主流(6 )內(nèi)，且第二流體(2)進(jìn)入到主流(6)內(nèi)的位置比第一流體(I)進(jìn)入到主流(6)內(nèi)的位置更遠(yuǎn)離通道壁(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，第二流體(2)至少部分地由化學(xué)品形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的方法，其特征在于，主流(6)由用于制造紙張幅、紙板幅、薄頁紙幅或另外的纖維幅的纖維懸浮液形成。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的方法，其特征在于，主流(6)由過程水、新鮮水或類似物形成。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項所述的方法，其特征在于，在第一流體(I)噴入到主流(6)時所形成的混合流在第二流體(2)噴入時至少部分地裹繞第二流體(2)地流動。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項所述的方法，其特征在于，至少部分地由化學(xué)品形成的另外的流體(3)噴入到主流(6)內(nèi)，第一流體(I)至少部分地在主流(6)的流動方向(7)上在所述另外的流體(3)之前噴入到主流(6)內(nèi)，且所述另外的流體(3)進(jìn)入主流(6)內(nèi)的位置比第一流體(I)進(jìn)入主流(6 )內(nèi)的位置更遠(yuǎn)離通道壁(6 )。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述另外的流體(3)進(jìn)入主流(6)內(nèi)的位置比第一流體(2)的進(jìn)入位置伸入主流(6)內(nèi)更遠(yuǎn)。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項所述的方法，其特征在于，流體(1、2、3、4)與主流(6)的流動方向(7)成10°至170°之間的角度、優(yōu)選地成70°至110°之間的角度噴入到主流(6)內(nèi)。
9.一種用于將其中至少第二流體(2)至少部分地由化學(xué)品形成的至少一個第一流體(I)和至少一個第二流體(2)通過各一個帶有噴嘴開口(8、9)的噴嘴(11、12)引入到由通道壁(5)限定邊界的主流(6)內(nèi)的混合設(shè)備，特別是用于執(zhí)行根據(jù)前述權(quán)利要求中一項所述方法的混合設(shè)備，其特征在于，第二流體(2)的噴嘴(12)通過第一流體(I)的噴嘴開口(8)通過通道壁(5)伸入主流(60)內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于，第一流體(I)的噴嘴開口(8)盡可能靠近通道壁(5)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的設(shè)備，其特征在于，至少部分地由化學(xué)品形成的另外的流體(3)分別通過另外的噴嘴(13)噴入到主流(6)內(nèi)，且另外的流體(3)的噴嘴(13)通過第一流體(I)的噴嘴開口(8)通過通道壁(5)伸入到主流(I)內(nèi)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其特征在于，另外的流體(3)的噴嘴(13)通過第二流體(2)的噴嘴開口(9)伸入到主流(6)內(nèi)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其特征在于，至少部分地由化學(xué)品形成的另外的流體(3)分別通過另外的噴嘴(13)噴入到主流(6)內(nèi)，且第二流體(2)和第三流體(3)的噴嘴(12、13)通過不同的噴嘴開口(8、15)通過通道壁(5)伸入到主流(6)內(nèi)。
14.根據(jù)權(quán)利要求9至13中一項所述的設(shè)備，其特征在于，通過噴嘴(12、13、14、15)發(fā)出的噴嘴束以10°至170°之間的角度、優(yōu)選地以70°至110°之間的角度與主流(6)的流動方向(7)相交。
15.根據(jù)權(quán)利要求9至14中一項所述的設(shè)備，其特征在于，噴嘴(12、13)居中地穿過另一個噴嘴(11、12、14)的噴嘴開口(8、9、15)。
16.根據(jù)權(quán)利要求9至14中一項所述的設(shè)備，其特征在于，噴嘴(12、13)偏心地穿過另一個噴嘴(11、12、14)的噴嘴開口(8、9、15)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于將多種流體(1、2)混合入由通道壁(5)限定邊界的主流(6)內(nèi)的方法以及設(shè)備，所述多種流體中至少一個流體(2)至少部分地由化學(xué)品形成。在此，通過將第一流體(1)至少部分地在主流(6)的流動方向(7)上在第二流體(2)之前噴入到主流(6)內(nèi)且使得第二流體(2)進(jìn)入到主流(6)內(nèi)的位置比第一流體(1)進(jìn)入到主流(6)內(nèi)的位置更遠(yuǎn)離通道壁(5)而實現(xiàn)了化學(xué)品(7)在主流(6)內(nèi)的盡可能完全的混合。
文檔編號D21F1/02GK102971066SQ201180033346
公開日2013年3月13日 申請日期2011年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月5日
發(fā)明者T.賈欣斯基, S.伯格, C.班格特, C.內(nèi)道夫斯基, V.施米特-羅爾, M.斯泰格, M.施瓦茲 申請人:沃依特專利有限責(zé)任公司