專利名稱：用于將化學(xué)品混合入過程流內(nèi)的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種借助混合設(shè)備將液態(tài)化學(xué)品混合入過程流的方法，以及一種用于 將液態(tài)化學(xué)品混合入過程流的設(shè)備和包括此類設(shè)備的化學(xué)品供給系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
對于(例如在造紙工藝中的化學(xué)品的)定量配給和隨后的混入提出了特別的要求， 特別是在化學(xué)品有效混入和按需定量配給方面的要求。按需定量配給是指例如在造紙工藝 中根據(jù)纖維量在造紙機(jī)的過程流中添加化學(xué)品。通過此類措施，可在造紙工藝中程度明顯 地降低所添加的化學(xué)品的量。有效地使用化學(xué)品的另一個原因是為溶解或稀釋過程化學(xué)品 而加熱新鮮水需要大量的能量。此類加熱有利于避免在將化學(xué)品混入到新鮮水時的熱沖 擊。通過提供一種將化學(xué)品定量配給且混入到過程流(特別是在制造纖維幅和/或非紡織 物幅時的過程流)中的有效方法，可程度明顯地不但降低過程化學(xué)品和功能化學(xué)品的消耗 而且也降低在化學(xué)品準(zhǔn)備時用作稀釋介質(zhì)的新鮮水的使用。
從現(xiàn)有技術(shù)中已知一些列用于將化學(xué)品流混入到過程流的方法和設(shè)備。因此 EP-A-1219344提供了用于將液態(tài)化學(xué)品混合入過程液體流中的方法，其中如果化學(xué)品和第 二液體從混合噴嘴以高速引入到過程流中，則使化學(xué)品和第二液體基本上相互混合。
EP-A-1064427描述了用于在混和裝置內(nèi)將液態(tài)化學(xué)品流混合入第二液體流內(nèi)的 方法和設(shè)備，其中在第二液體流中析出化學(xué)品時化學(xué)品流與第二液體流基本上同時在另外 的第四液體流特別是過程流中混合。
W0-A-2005/32704示出了用于將化學(xué)品提供到液體流中的方法和設(shè)備，其中化學(xué) 品借助于混合器引入到液體流內(nèi)，其中化學(xué)品在混合空間內(nèi)例如與混合水或在造紙機(jī)內(nèi)循 環(huán)的液體混合，以形成混合液體，然后將此混合液體引入到液體流中，特別是引入到過程流中。
根據(jù)W0-A-2005/32704的設(shè)備的缺點(diǎn)是一方面必須提供具有混合室形式的單獨(dú) 的混合空間，另一方面混合室從流體流分離且因此并非將完全混合的流體流、化學(xué)品流和 稀釋水流噴入到過程流內(nèi)，而是化學(xué)品流和稀釋水流的混合與流體流分開地進(jìn)行。
從W091/02119中已知了一種設(shè)備，其中添加劑被混合入用于造紙的纖維水懸浮 液內(nèi)。
在根據(jù)W091/02119的構(gòu)造中，將兩個分開地引導(dǎo)的流在過程流外混合且將混合 的流在完全混合之后橫向于過程流噴入。W091/02119的缺點(diǎn)是在過程流內(nèi)不實(shí)現(xiàn)加速的噴 入。
此外，化學(xué)品流和稀釋水流直接引入到過程流內(nèi)，而非引入到流體流內(nèi)。
所有前述方法和設(shè)備此外具有的缺點(diǎn)是在較長期的運(yùn)行中在流入管路內(nèi)且也在 混合設(shè)備內(nèi)特別是在噴嘴本身內(nèi)形成沉積。尤其在例如具有噴嘴的形式的混合設(shè)備的區(qū)域 內(nèi)，此類沉積的形成是嚴(yán)重的，因?yàn)橥ǖ赖臋M截面小，而小量的沉積由于所述小橫截面已可 明顯地影響化學(xué)品向例如過程流內(nèi)的混入。
即便在計劃外的突然生產(chǎn)停止的情況下(此時化學(xué)品殘留在流入管路和混合設(shè)備內(nèi)，尤其是噴嘴內(nèi))，也可產(chǎn)生沉積。沉積可不僅如前所述影響混合過程，而且在機(jī)器停止之后開始生產(chǎn)過程時脫落。所述沉積例如導(dǎo)致紙張幅內(nèi)的孔洞或?qū)е潞Y上的沉積，這又導(dǎo)致昂貴的清潔停機(jī)。此問題特別在造紙機(jī)內(nèi)的篩選設(shè)備之后的定量配給時更明顯，因?yàn)槲慈芙獾幕瘜W(xué)品特別是未溶解的聚合物不能從纖維懸浮液中移除。
為避免在連續(xù)運(yùn)行期間的沉積，在現(xiàn)有技術(shù)中可建議將流入管路的管路橫截面以及在混合設(shè)備的區(qū)域內(nèi)的管路橫截面選擇為足夠大，從而很大程度上避免了此類沉積。這當(dāng)然導(dǎo)致為預(yù)防此類沉積而將流入管路的橫截面或混合設(shè)備的噴嘴尺寸設(shè)計得無法實(shí)現(xiàn)足夠高的流動速度。而如果降低橫截面，則可能導(dǎo)致堵塞且因此導(dǎo)致混合設(shè)備特別是噴嘴的功能障礙，這導(dǎo)致生產(chǎn)停止且導(dǎo)致更換整個噴嘴或流入管路。發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是避免現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)。
特別地，給出了用于將流體或液體特別是包含化學(xué)品的液體或液態(tài)化學(xué)品自身的定量配給或混合入用于產(chǎn)生纖維幅或非紡織物幅的過程流中的方法和設(shè)備，其中應(yīng)盡可能將均勻混合的化學(xué)品流體纖維混合物噴入到過程流內(nèi)，且與之混合。此外，也應(yīng)避免例如在生產(chǎn)過程重新開始時可能導(dǎo)致纖維幅內(nèi)的孔洞的沉積和沉積脫落所導(dǎo)致的停機(jī)。
根據(jù)本發(fā)明，此技術(shù)問題通過一種借助混合設(shè)備將液態(tài)化學(xué)品混合入過程流內(nèi)的方法解決，所述混合設(shè)備包括尤其具有混合管形式的殼體，流體流入開口，化學(xué)品流入開口，稀釋流體流入開口，和至少一個通向過程流的流出開口。所述方法的特征在于，將來自化學(xué)品流入開口的化學(xué)品流和來自稀釋流體流入開口的稀釋流體流混入流體流，且在至少一個化學(xué)品流和稀釋流體流混合后將流體流通過流出開口特別是通過噴 嘴加速地提供到過程流，優(yōu)選地噴入到所述過程流。
流體流可以是通常在生產(chǎn)纖維幅或非紡織物幅時使用或可供使用的任何過程水。 特別地，流體流可以是纖維水懸浮液，其中纖維材料優(yōu)選地是纖維素纖維。
通過實(shí)現(xiàn)流體流與稀釋流體和化學(xué)品的強(qiáng)混合，可很大程度上實(shí)現(xiàn)與流體流的總混合，且然后通過流出開口將均勻混合的化學(xué)品流體流纖維溶液定量配給到過程流內(nèi)且在此與其混合。
待定量配給的化學(xué)品特別是聚合物，例如在造紙工藝中添加到過程流的附著劑。 此類化學(xué)品或聚合物的示例是聚丙烯酰胺(PAM)、聚乙烯亞胺(PEI)、聚丙烯胺(PAAm)、可交聯(lián)的聚丙烯胺樹脂、聚二甲基二烯丙基氯化銨，聚乙烯胺(PVAm)、聚氧化乙烯(ΡΕ0)。作為前述聚合物的替代，定量配給的化學(xué)品也可以是微米顆?；蚣{米顆粒，例如膨潤土或硅酸鹽。此外，待定量配給的化學(xué)品可以是淀粉或生物殺滅劑或顏料或增光劑。另外的可能的化學(xué)品是中性膠合劑，例如AKD (烷基酮二聚物)或ASA (烯基琥珀酸酐)。此外，根據(jù)本發(fā)明的方法實(shí)現(xiàn)了也將具有懸浮液形式的例如碳酸鈣、二氧化鈦的礦物質(zhì)定量配給到第二液體內(nèi)或過程流內(nèi)。
特別優(yōu)選的是，化學(xué)品的定量配給不從化學(xué)品噴嘴直接添加到過程流內(nèi)，而是在液態(tài)化學(xué)品與稀釋液體和流體流混合之后進(jìn)行。稀釋液體和/或流體流可以是新鮮水。替代地，第二液體可以是循環(huán)液體。原理上，可考慮在過程中使用的每種液體或流體。特別地，在纖維幅的制造過程中，循環(huán)液體是白水、清濾液、濁濾液或在造紙工藝中出現(xiàn)的另外的合 適的非純液體。但也可構(gòu)思包括微米懸浮物(DAF)的清水或清濾液一級超清濾液，例如盤 式過濾器的超清濾液。稀釋液體和/或流體也可以是來自廢水清潔設(shè)備的過程水，即使用 所謂的生物水。過程流可優(yōu)選地是所添加的化學(xué)品、例如留著化學(xué)品會與之反應(yīng)的流入造 紙機(jī)的纖維懸浮液。
優(yōu)選地，在混合設(shè)備內(nèi)，液體或液態(tài)化學(xué)品在第一化學(xué)品流中提供，且稀釋流體在 稀釋流體流中提供。
根據(jù)本發(fā)明建議，稀釋流體流，例如新鮮水流或循環(huán)水流的稀釋流體流與待定量 配給的化學(xué)品流的化學(xué)品在提供到過程流前例如在混合區(qū)域內(nèi)混合。
特別地，在擴(kuò)展的實(shí)施形式中實(shí)現(xiàn)使得化學(xué)品流和稀釋流體流在混合入流體流前 基本上相互混合。特別地，該方法也實(shí)現(xiàn)了通過稀釋流體的添加量來調(diào)節(jié)流體流內(nèi)的化學(xué) 品濃度。為此，可例如改變稀釋流體流的管徑與化學(xué)品流的管徑的關(guān)系，優(yōu)選地其關(guān)系在 1:1至20:1的范圍內(nèi)，優(yōu)選地在5:1至10:1的范圍內(nèi)，即稀釋流體流的流入管路的管徑在 極限情況中比化學(xué)品流的流入管路的管徑大20倍。
優(yōu)選地，化學(xué)品流向流體流的供給和稀釋流向流體流的供給以及可能的另外的化 學(xué)品或另外的流體流向所述流體流的供給與殼體壁成角度地進(jìn)行，特別地相對于混合管的 對稱軸線成角度地供給。
進(jìn)行化學(xué)品流和/或稀釋流的添加時的角度可在90°至10°的范圍內(nèi)，優(yōu)選地在 60°至65°的范圍內(nèi)。此類角度保證了化學(xué)品流和稀釋流體流的強(qiáng)混合。
特別優(yōu)選的是在殼體或混合管的區(qū)域內(nèi)采取措施，使得在提供到過程流的流動中 產(chǎn)生湍流或提高湍流。這可例如借助于沖擊面(PraIHlache )實(shí)現(xiàn)。
替代地，可產(chǎn)生旋流，使得混合只要離開噴嘴到過程流內(nèi)則以離心流從噴嘴出來。 以此，帶有混入的化學(xué)品和稀釋流體的射束在過程流內(nèi)的侵入深度增加。此外，沖擊面的引 入不僅實(shí)現(xiàn)了湍流的流動，而且實(shí)現(xiàn)了化學(xué)品和/或稀釋流的定量配給。
特別優(yōu)選的是該方法除其中將液態(tài)化學(xué)品添加到流體流的混合步驟外包括清潔 步驟。在清潔步驟中，混合設(shè)備與過程流分離，使得混合設(shè)備可獨(dú)立于過程流地被清潔。
混合設(shè)備與過程流的分離實(shí)現(xiàn)了混合設(shè)備的獨(dú)立于過程流的清洗，這種分離例如 通過如下方式來實(shí)現(xiàn)，即使得混合設(shè)備被接收裝置接收，其中混合設(shè)備在清潔步驟中在接 收裝置中布置為形成清潔室?？蓪⒗缧迈r水的清潔液體提供到清潔室內(nèi)，以所述清潔液 體沖洗流入管路和噴嘴。通過沖洗混合設(shè)備和流入管路，將沉積從其清除，且因此很大程度 上避免了混合設(shè)備和供給件被沉積物堵塞。
優(yōu)選的是使混合室同時作為清潔室或清潔區(qū)域。如果混合設(shè)備可直接布置在過程 流上方，例如布置在接收裝置內(nèi)，則有利的是混合設(shè)備形成為可在接收裝置內(nèi)移動以形成 清潔室。為清潔混合設(shè)備，將混合設(shè)備移入到接收裝置內(nèi)且從過程流移開，例如通過手動、 氣動、液壓或電動裝置移動。通過在接收裝置內(nèi)從過程流移開，提供了清潔室。
為將混合設(shè)備在接收裝置內(nèi)引導(dǎo)，可提供接頭。優(yōu)選地，在接收裝置內(nèi)例如可集成 滑塊，所述滑塊手動地、氣動地、電動地或液壓地運(yùn)動到接收裝置內(nèi)。如果滑塊安裝在接收 裝置的整個橫截面上，則滑塊是用于分離清潔空間的分離裝置。
除前述一種借助混合設(shè)備將液態(tài)化學(xué)品混入到過程流的方法之外，本發(fā)明也提供了用于將液態(tài)化學(xué)品混入到過程流的設(shè)備。為可將混合設(shè)備內(nèi)或供給裝置內(nèi)的流動速度選 擇為高的流動速度而使得在連續(xù)運(yùn)行期間無沉積或僅有很低的沉積，相應(yīng)地選擇流體化學(xué) 品的流入管路處的小的管路橫截面使得流動速度達(dá)到O. 05米/秒至20米/秒的范圍內(nèi)， 優(yōu)選地達(dá)到O.1米/秒至10米/秒的范圍內(nèi)，且特別是達(dá)到O.1米/秒至5米/秒的范圍 內(nèi)。
為預(yù)防在管路壁上的附著，在導(dǎo)致高流動速度的小管路橫截面的情況下執(zhí)行沖洗 過程。特別優(yōu)選的是將設(shè)備形成為使得不將球閥或另外的截止設(shè)備提供到流入管路。因此， 預(yù)防了在球閥或截止設(shè)備的窄輪廓邊緣處形成沉積的可能性。此外將制造簡化，因?yàn)榇祟?部件的加工昂貴，特別是必須進(jìn)行電解拋光。
為將混合設(shè)備置于過程流且從過程流移開，可建議使得混合設(shè)備形成為在接收件 內(nèi)可移動。
除根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備外，本發(fā)明也提供了用于使用在造紙機(jī)內(nèi)的化學(xué)品供給系 統(tǒng)，其中所述化學(xué)品供給系統(tǒng)的特征在于，用于將化學(xué)品供給到過程流的裝置包括根據(jù)本 發(fā)明的混合設(shè)備。在擴(kuò)展的實(shí)施形式中，可建議使得該設(shè)備通過管道與過程水回收裝置連 接，以將過程水用作第二液體和/或稀釋液體。


在下文中根據(jù)附圖非限制性地示例性地描述本發(fā)明。
各圖為
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的定量配給噴嘴的第一構(gòu)造；
圖2a至圖2b示出了帶有偏置的供給開口的根據(jù)本發(fā)明的定量配給噴嘴的另外的 構(gòu)造；
圖3示出了帶有對置的供給開口和湍流生成器的供給裝置；
圖4示出了用于化學(xué)品流和稀釋液體的帶有湍流生成器的對置的供給開口 ；
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的帶有傾斜的噴嘴的設(shè)備；
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的帶有傾斜的供給裝置和另外的供給管路的混合設(shè)備；
圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的帶有傾斜的供給裝置和湍流生成器的混合設(shè)備；
圖8示出了帶有傾斜的噴嘴和清潔設(shè)備的混合設(shè)備。具體實(shí)施方式

在圖1中示出了根據(jù)本發(fā)明的混合設(shè)備10，所述混合設(shè)備10包括帶有化學(xué)品流入 開口 14的化學(xué)品流入管12以及帶有稀釋流體流入開口 18的稀釋流體流入管16?；瘜W(xué)品 流入管路18和化學(xué)品流入管路12在殼體內(nèi)開口，所述殼體優(yōu)選地形成為混合設(shè)備10的混 合管20。混合管20通過流體流入開口 30被供給以流體流。在混合區(qū)40的區(qū)域內(nèi)，化學(xué)品 流與稀釋流體混合，且然后從混合區(qū)混合入通過流入開口 30供給的流體。在混合區(qū)下方， 包括流體、稀釋流體以及化學(xué)品的流體流作為混合流從混合管被引入到噴嘴50內(nèi)。通過將 混合管在區(qū)域50內(nèi)形成為噴嘴，可將混合流加速且通過流出開口 60提供到過程流70。
特別地，通過根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備實(shí)現(xiàn)實(shí)際上流體流和化學(xué)品流以及稀釋流的完全 混合，以將均勻混合的化學(xué)品流體纖維混合物通過流出開口 60定量配給到過程流內(nèi)，且可與所述過程流混合。
通過將流出開口形成為噴嘴，可實(shí)現(xiàn)混合流的加速，且因此實(shí)現(xiàn)混合的混合流在過程流內(nèi)的深的侵入。
流出開口 60優(yōu)選地通過混合管20的優(yōu)選的圓柱形內(nèi)部橫截面形成，所述橫截面在流出開口的區(qū)域內(nèi)具有直徑d4。一般地，d4小于d3，即混合管在流出開口的區(qū)域內(nèi)形成為噴嘴。
優(yōu)選地，在混合管內(nèi)，流體流的流動速度取決于直徑d4或d3選擇為，使得優(yōu)選地形成湍流的流動特征。湍流的長度或流動的類型即混合管內(nèi)為湍流還是層流可通過雷諾數(shù)描述。流動類型或雷諾數(shù)可特別地通過在稀釋流體和化學(xué)品混合前所提供的流體流的體積流量來影響。
如果混合管如所圖示具有階躍和不連續(xù)的直徑縮小，則流出開口可不形成為圖示的噴嘴形式，而是形成為直徑為d4的簡單的圓柱形空心體。
特別優(yōu)選的是，稀釋管的直徑Cl1與化學(xué)品管的直徑d2的比值為1:1至20:1，優(yōu)選地為5:1至10:1。即Cl1 = Cl2處在1:1至20:1的范圍內(nèi)。
如在圖1中所圖示，稀釋管以相對于殼體壁55的角度α 1=90°且化學(xué)品管以相對于殼體壁55的角度α2=90°伸入到混合管內(nèi)。
此外，可見稀釋流體的供給開口 18和化學(xué)品的供給開口 14之間的距離AB很小， 且優(yōu)選地在Imm和混合管的直徑d3的1/4之間。
如果稀釋流體流的供給開口和化學(xué)品流的供給開口靠得很近，則稀釋流體可與化學(xué)品流混合，且完全混合地混入到流體流內(nèi)。在圖1的實(shí)施形式中，因此化學(xué)品流和稀釋流體流的混合在引入到流體流前進(jìn)行?！?br> 可通過稀釋水流的管徑與化學(xué)品流的管徑的相應(yīng)的尺寸設(shè)計來調(diào)節(jié)在將混合的流混入流體流且最后引入到過程液體前的混合關(guān)系或化學(xué)品濃度。優(yōu)選地，稀釋流體相對于流體流的壓力差δ P處在O. 5bar至5bar的范圍內(nèi)，優(yōu)選地處在Ibar至2bar的范圍內(nèi)， 且化學(xué)品流相對于流體流的壓力差處在-O. 25bar至Obar的范圍內(nèi)。
在圖2中圖示了根據(jù)圖1的供給裝置的略微改變的構(gòu)造。與圖1中相同的部件在圖2a和圖2b中具有相同的附圖標(biāo)號。與圖1中的實(shí)施形式的明顯差異在于用于稀釋流體流和化學(xué)品流的供給管路不在同一個平面內(nèi)對置，而是以距離ABS在混合管中相互錯開地布置。
此外，根據(jù)圖2a的實(shí)施形式的特征在于，在混合管內(nèi)提供了沖擊面100.1、100. 2， 所述沖擊面用于一方面將從稀釋管16或化學(xué)品管12出來的例如稀釋水流的稀釋流體流以及化學(xué)品流偏轉(zhuǎn)且提高流動的湍流，使得產(chǎn)生旋流且使得包括稀釋流體流和化學(xué)品流以及流體流的混合物在從噴嘴離開混合管到過程流內(nèi)時例如以離心流從噴嘴出來。此類設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)是增大離開噴嘴的射束的侵入深度。
混合管20具有混合空間或混合區(qū)25 (邊界以虛線圖示)。優(yōu)選地，在未圖示的實(shí)施形式中混合空間25可在整個長度Lmisdl上形成為擴(kuò)散器。在替代的實(shí)施形式中，實(shí)現(xiàn)了使得僅化學(xué)品管12的化學(xué)品供給開口 14后的部分作為長度Lqiem形成為擴(kuò)散器(未示出)。此類擴(kuò)散器可通過使得混合管具有階躍而實(shí)現(xiàn)，即混合管20的優(yōu)選圓柱形的內(nèi)部橫截面具有階躍的擴(kuò)寬。橫截面的此類階躍的擴(kuò)寬導(dǎo)致流動的湍流的升高，且因此導(dǎo)致例如纖維流的流體流的更強(qiáng)的混合，特別是導(dǎo)致纖維部分流與稀釋流體流和/或化學(xué)品流的強(qiáng)混合。
一般地，在混合管的橫截面恒定的情況下，也可通過提高體積流動速度來影響湍流程度，例如通過提高供給到混合設(shè)備的流體流的體積來影響湍流程度。
在本發(fā)明的混合設(shè)備的替代的構(gòu)造中，混合管形成為噴射器或多級噴射器。在圖 2b中示出了形成為作為具有噴射泵的形式的噴射器的混合管。與圖1和圖2a中相同的部件以相同的附圖標(biāo)號指示。在圖2b中，混合管20構(gòu)造為噴射泵2000的形式。首先，混合器20在區(qū)域2010內(nèi)從直徑(13縮小為直徑dFluid。在混合管20在區(qū)域2010內(nèi)縮窄之后，混合管又在稀釋流體管路16的供給區(qū)域內(nèi)具有到直徑d3的擴(kuò)大。在根據(jù)圖2b的實(shí)施形式中，又相繼供給稀釋流體和化學(xué)品，即稀釋流體供給開口 18距化學(xué)品供給開口 14具有距離 ABS0混合區(qū)以25標(biāo)記。在稀釋流體以及化學(xué)品供給之后，混合管又在區(qū)域2020內(nèi)連續(xù)地縮窄。在部分2030內(nèi)，混合管的內(nèi)部橫截面又連續(xù)增加?；旌瞎艿拇藰?gòu)造也稱為噴射器。 湍流且因此混合效率可通過擴(kuò)散器或噴射器的優(yōu)選地圓柱形的橫截面的幾何形狀和歷程被影響。
此外，可通過沖擊面也實(shí)現(xiàn)化學(xué)品流體定量配給和/或稀釋流體定量配給。這特別地是根據(jù)圖3的實(shí)施例中的情況。與在圖1和圖2中所示的相同的部件由相同的附圖標(biāo)號表示。根據(jù)圖2和圖3的實(shí)施例的區(qū)別在于用于稀釋流體和化學(xué)品的流入管路基本上對置。也在根據(jù)圖3的實(shí)施形式中，又提供了沖擊面100. 1,100. 2，以所述沖擊面可將流動偏轉(zhuǎn)或可在流動內(nèi)引入湍流。在流體流中的噴入通過用于化學(xué)品流和稀釋流體流的對置的供給管路實(shí)現(xiàn)。
在根據(jù)圖3的實(shí)施形式中，除在已在圖2中示出的沖擊面之外，提供了用于產(chǎn)生旋流的另外的沖擊面100. 3、100. 4、100. 5、100. 6，使得混合物當(dāng)離開噴嘴到過程流內(nèi)時在離心流中離開且此外實(shí)現(xiàn)了化學(xué)品和/或稀釋流體的定量配給。
圖4示出的的實(shí)施形式類似于根據(jù)圖3的實(shí)施形式，即用于稀釋流體的供給開口 18和用于化學(xué)品的供給開口 14相互對置，但與根據(jù)圖3的實(shí)施形式相比具有如在圖1中所示的類似的窄距離A，所述距離A優(yōu)選地在Imm和混合管的直徑隊的1/4之間，使得很大程度上實(shí)現(xiàn)了稀釋流體和化學(xué)品在進(jìn)入到流體流內(nèi)前的完全混合。在混合管20內(nèi)在所有至此所描述的實(shí)施形式中形成了其中稀釋流體和化學(xué)品流以及流體流相互混合的混合空間或混合區(qū)25 (邊界以虛線指示)，使得在通向過程流70的流出開口 60處存在包括流體流、 稀釋流體流和化學(xué)品流的強(qiáng)的且實(shí)際上完全混合的混合流。
在此混合物到達(dá)噴嘴設(shè)備前，通過噴嘴設(shè)備可將此混合流加速且噴入到過程流內(nèi)。稀釋流體的量決定了流體流內(nèi)的化學(xué)品濃度。
在根據(jù)圖1至圖4的所有實(shí)施例中，稀釋供給管路的角度α I或化學(xué)品供給管路的角度α2為90°，而根據(jù)圖5、圖6和圖7的實(shí)施形式顯示了其中供給管路的角度小于 90°的根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)造，即所述角度優(yōu)選地處在相對于混合管的殼體壁或混合管的對稱軸線201的60°至45°的范圍內(nèi)。
通過在60°至45°的范圍內(nèi)的傾斜可實(shí)現(xiàn)混合而不必使流很強(qiáng)地在離開開口的方向上偏轉(zhuǎn)。與圖1至圖4相同的部件又以相同的附圖標(biāo)號指示。
在根據(jù)圖5的構(gòu)造中，化學(xué)品供給開口 14和稀釋流體供給開口 18之間的距離又很小，即在Imm和混合管的直徑D3的1/4之間，使得在噴入到流體流內(nèi)之前實(shí)現(xiàn)了化學(xué)品流和稀釋流體流的強(qiáng)混合且因此實(shí)現(xiàn)了濃度調(diào)節(jié)。
在根據(jù)圖6的構(gòu)造中，除在圖5中所示的稀釋管路和化學(xué)品管路外，提供了另外的供給管路。從附加的供給管路300可將另外的流體噴入到混合管20內(nèi)的流體流內(nèi)。例如， 所述另外的流體可以是另外的化學(xué)品流或也是填料-漿料的供給。如同化學(xué)品管路和稀釋流體供給管路的供給角度α I和α 2供給管路300也以處在60°至45°的范圍內(nèi)的角度 α 3布置。
圖7示出了布置在60°至45°的角度范圍內(nèi)的用于稀釋流體16或化學(xué)品12供給管路與用于生成湍流或化學(xué)品定量配給和/或流體定量配給的沖擊面100. 3,100. 4、 100. 5、100. 6 的組合。
特別地優(yōu)選的是根據(jù)圖8的實(shí)施形式，其中除供給管路外，混合設(shè)備在接收件內(nèi)在軸向方向上可運(yùn)動。與圖6中相同的部件具有相同的附圖標(biāo)號。在根據(jù)圖8的構(gòu)造中， 混合室可同時用作清潔室。為此，實(shí)現(xiàn)了第二液體在過程流中的供給。端部分54可在其長度上變化，使得可調(diào)節(jié)通過第二流動通道供給的第二液體流是否與通過第一流動通道12 供給的化學(xué)品流或第一流體流同時離開，還是在后者之前或是之后離開。
在根據(jù)圖8的實(shí)施形式中，混合設(shè)備200在接收殼體220或接收件內(nèi)可在軸向方向222上運(yùn)動。
除在圖1至圖7中所圖示的構(gòu)造外，接收裝置220包括截止滑塊230。所述截止滑塊230構(gòu)造為在方向232上可運(yùn)動。混合設(shè)備200或定量配給噴嘴可通過圖示為打開的截止滑塊引導(dǎo)。
在圖8中，在閥230例如氣動地、液壓地或電動地打開時，混合設(shè)備200在接收件或接收殼體內(nèi)在方向222 上從過程流引出。
為開始清潔過程，在根據(jù)圖8的混合設(shè)備200的位置中，閥230可在接收設(shè)備220 的整個橫截面上引入。通過關(guān)閉的截止閥230，混合設(shè)備200從過程流70分離。在混合設(shè)備200和截止閥230之間形成了清潔空間400，所述清潔空間優(yōu)選地與混合區(qū)域重合。
為開始清潔，可例如在化學(xué)品供給管路中作為化學(xué)品流的替代供給新鮮水。當(dāng)然， 也可通過稀釋供給管路或另外的供給管路供給。
通過例如化學(xué)品供給管路供給的新鮮水在清潔步驟中沖擊在關(guān)閉的截止裝置230 上，且可在兩個另外的供給管路16、300內(nèi)供給。在此，在此供給中所沿的介質(zhì)通過新鮮水或流體清潔介質(zhì)擠出。噴嘴和管路特別是混合設(shè)備可通過此類清潔步驟如所圖示地被清除其內(nèi)含有的化學(xué)品，特別是化學(xué)品的沉積。因此，被沉積導(dǎo)致的混和設(shè)備和供給的堵塞在停機(jī)時獨(dú)立于過程流地被主動地處置。
待定量配給的化學(xué)品特別是聚合物，例如在造紙工藝中添加到過程流的附著劑。 此類化學(xué)品或聚合物的示例是聚丙烯酰胺(ΡΑΜ)、聚乙烯亞胺(ΡΕΙ)、聚丙烯胺(PAAm)、可交聯(lián)的聚丙烯胺樹脂、聚二甲基二烯丙基氯化銨，聚乙烯胺(PVAm)、聚氧化乙烯(ΡΕ0)。作為前述聚合物的替代，定量配給的化學(xué)品也可以是微米顆?；蚣{米顆粒，例如膨潤土或硅酸鹽。此外，待定量配給的化學(xué)品可以是淀粉或生物殺滅劑或顏料或增光物。另外的可能的化學(xué)品是中性膠合劑，例如AKD (烷基酮二聚物)或ASA (烯基琥珀酸酐)。此外，根據(jù)本發(fā)明的方法實(shí)現(xiàn)了也將具有懸浮液形式的例如碳酸鈣、二氧化鈦的礦物質(zhì)定量配給到第二液體內(nèi)或過程流內(nèi)。
使用根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備和根據(jù)本發(fā)明的方法給出了用以實(shí)現(xiàn)實(shí)際上將化學(xué)品流 與稀釋流體流和供給到過程流中的流體流完全混合的方法和設(shè)備。特別地，也借助于沖擊 面產(chǎn)生了旋流，使得混合流在進(jìn)入到過程流內(nèi)時具有離心的流動且因此具有在過程流內(nèi)的 很大的侵入深度。
權(quán)利要求
1.一種借助混合設(shè)備(10、200)將流體或液體特別是含有化學(xué)品的液體或液態(tài)化學(xué)品自身混合入過程流內(nèi)的方法，所述混合設(shè)備包括尤其是混合管(20)的殼體，至少一個流體流入開口(30)，化學(xué)品流入開口( 14)，稀釋流體流入開口( 18)，和至少一個通向過程流(70)的流出開口(60)， 其特征在于，將來自化學(xué)品流入開口( 14)的化學(xué)品流和來自稀釋流體流入開口( 18)的稀釋流體流混入流體流，且在化學(xué)品流和稀釋流體流混合后將流體流通過流出開口(60)特別是通過噴嘴加速地供給到過程流(70 )，優(yōu)選地噴入到所述過程流(70 )中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，化學(xué)品流和稀釋流體流在混入到流體流前基本上相互混合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，通過稀釋流體的添加量來調(diào)節(jié)流體流內(nèi)的化學(xué)品濃度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，化學(xué)品流入開口和/或稀釋流體流入開口相對于殼體壁成角度地傾斜，特別是相對于混合管的對稱軸線(201)成角度地傾斜。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述角度(α1、α2、α3)在10°至90°之間，優(yōu)選地在45°至60°之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，向所述流體流供給另外的化學(xué)品或另外的流體流、特別是填料-漿料。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，化學(xué)品流和/或稀釋流體流和/或流體流在混合之前和/或之后被影響，使得將湍流的特別是離心的流動通過流出開口(60)供給到過程流(70)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，該方法除了其中將液態(tài)化學(xué)品供給到流體流的混合步驟外包括清潔步驟，且在所述清潔步驟中混合設(shè)備(200)與過程流(70 )分離，使得混合設(shè)備(200 )可獨(dú)立于過程流(70 )地被清潔。
9.一種用于將液態(tài)化學(xué)品混合入過程流(70)的設(shè)備，所述設(shè)備包括特別是混合管(20)的殼體，至少一個流體流入管路(30)，化學(xué)品流入管路(12)，稀釋流體流入管路(16)和流出管路(60)， 其特征在于， 至少化學(xué)品流入管路(17)和稀釋流體流入管路(16)布置為使得在殼體內(nèi)、尤其是在混合管內(nèi)形成了混合區(qū)域(25)，其中，在所述混合區(qū)域(25)內(nèi)將至少一個化學(xué)品流和稀釋流體流引入到流體流內(nèi)，使得在混合區(qū)域之后化學(xué)品流、稀釋流體流和流體流很大程度上混合而使得作為結(jié)果的充分混合后的流動從流出開口(60)被引入到過程流(70)內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于，至少一個化學(xué)品流入管路(12)和/或稀釋流體流入管路(16)相對于殼體壁成角度(α1、α 2)地傾斜，特別是相對于混合管的對稱軸線成角度地傾斜。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其特征在于，角度(α1、α 2)在90°至10°之間，優(yōu)選地在60°至45°之間。
12.根據(jù)權(quán)利要求9至11中一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，化學(xué)品流入管路(12)和稀釋流體流入管路(16)在空間上相互緊靠，使得從化學(xué)品流入開口出來的化學(xué)品流和從稀釋流體流入開口出來的稀釋流體流在混合前與流體流很大程度上相互混合。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其特征在于，化學(xué)品流入管路(12)的化學(xué)品流入開口(14)和稀釋流體流入管路(18)的稀釋流出開口(18)之間的距離AB處在Imm至IOOmm之間，優(yōu)選地在Imm至混合管(20)的直徑(d3)的四分之一之間。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的設(shè)備，其特征在于，從稀釋流出開口(18)出來的稀釋流體和流體流之間的壓力差(δ P)在O. 5bar至5bar之間,優(yōu)選地在Ibar至2bar之間,和/或從化學(xué)品流出開口(14)出來的化學(xué)品流相對于從稀釋流出開口(18)出來的稀釋流之間的壓力差(δ P)在在-O. 2bar至Obar之間。
15.根據(jù)權(quán)利要求10和14中一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，稀釋流體流入管路(16)的管內(nèi)徑與化學(xué)品流入管路(12 )的管內(nèi)徑之間的比值在1:1至20:1之間的范圍內(nèi)，優(yōu)選地在5:1至10:1之間的范圍內(nèi)。
16.根據(jù)權(quán)利要求9和15中一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，殼體包括特別地用于產(chǎn)生湍流和/或用于化學(xué)品定量配給和/或稀釋流體定量配給的沖擊面(100.1、100. 2、100. 3、100.4,100. 5,100. 6)。
17.根據(jù)權(quán)利要求9和16中一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，殼體形成為噴嘴形式，使得包括流體流、稀釋流體流和化學(xué)品的混合物在噴入到過程流前被加速。
18.一種用于使用在造紙機(jī)流入系統(tǒng)內(nèi)的化學(xué)品供給系統(tǒng)，其特征在于，用于將化學(xué)品供給到過程流內(nèi)的裝置包括根據(jù)權(quán)利要求9至17中一項(xiàng)所述的設(shè)備。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的化學(xué)品供給系統(tǒng)，其中，所述設(shè)備通過管與過程水回收裝置連接，以將過程水用作第二液體。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種借助混合設(shè)備(10、200)將液態(tài)化學(xué)品混合入過程流內(nèi)的方法和設(shè)備，所述混合設(shè)備包括尤其是混合管(20)的殼體，至少一個流體流入開口(30)，化學(xué)品流入開口(14)，稀釋流體流入開口(18)，和至少一個通向過程流(70)的流出開口(60)。根據(jù)本發(fā)明的方法的特征在于，將來自化學(xué)品流入開口(14)的化學(xué)品流和來自稀釋流體流入開口(18)的稀釋流體流混入流體流，且在化學(xué)品流和稀釋流體流混合后將流體流通過流出開口(60)特別是通過噴嘴加速地供給到過程流(70)，優(yōu)選地噴入到所述過程流(70)中。
文檔編號D21H23/20GK103002977SQ201180033333
公開日2013年3月27日 申請日期2011年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月5日
發(fā)明者T.賈欣斯基 申請人:沃依特專利有限責(zé)任公司