專利名稱：混合不同成分的懸浮液的方法及實施該方法的混合裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于混合具有不同成分的懸浮液的方法以及用于實施該方法的混合裝置。
背景技術：
這樣一種方法主要用于在造紙廠的紙漿制備過程中減小纖維材料懸浮液的材料濃度。已知這樣的設備在實施絕大多數(shù)過程步驟時將所處理的纖維材料懸浮液調整到一規(guī)定的濃度，這是非常有意義的，因為這些過程步驟的最佳效果基本上可以分別只通過一確定的濃度達到。在應該降低濃度的情況下將一種稀釋液、例如回水摻入到一較濃稠的纖維材料懸浮液中。這通常在中間紙漿木槽中或者借助于泵來進行，將待混合的成分一起導入到所述泵中。在采用紙漿木槽時要容忍必須安裝額外需要空間位置的容器和泵。存在于封閉系統(tǒng)中的壓力能在進入到紙漿木槽中時會有所損失。采用混合泵的缺點是，混合均勻的程度取決于各過程狀態(tài)，例如當由于不同的生產量需要調整不同的泵轉速時。其結果是混合效果可能不同。顯然，每個附加的泵都需要額外的能量。
由US 2002/0166645 A1中已知一種尤其用在通往造紙機進口的導管中的用于紙纖維懸浮液的混合裝置。它設有一個用于一種配料的內管以及一個用于另一種配料的外管。其中，內管截止于外管之內，因此可以在下游進行混合。復雜的波浪形內構件有助于這種混合。
DE 699 15 737 T2記載了一種用于恒量段(approach flow迎面流)的方法，該方法用于混合多種具有不同特性的懸浮液以及在該方法中采用了混合管。在該混合管中，較多量的過濾水(或稱“回水”)作為主流被送往一造紙機。為了形成一種適合于該造紙機的進口的纖維材料，將另一些懸浮液流混入到所述混合管中。這些懸浮液流例如是來自紙漿制備過程中的新生材料，也就是說，一種均質的無雜質材料的纖維材料懸浮液。在該公開文件中推薦，以一個在3至15之間的速度比例值向主流添加所述附加的懸浮液。在該篇現(xiàn)有技術中利用具有較高粘稠度的懸浮液形成驅動射流或推進噴射流。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種本文開頭所述類型的方法，利用該方法在紙漿制備過程中不受生產和數(shù)量變化影響地實現(xiàn)均一的材料濃度。該方法即使在采用促成堵塞的廢棄料或者所篩選出的不合格漿料情況下也應該運行可靠地工作。本發(fā)明要解決的另一個技術問題是提供一種用于實施該方法的裝置。
上述有關方法的技術問題通過一種用于在一造紙機或造紙板機前的紙漿制備過程中混合不同成分懸浮液的方法來解決，其中，將一種水狀的稀釋液與一種較濃稠的纖維材料懸浮液混合，該纖維材料懸浮液是在紙漿制備過程中作為廢棄料附帶產生的，按照本發(fā)明，所述混合過程在一不帶有促進該混合過程的機械驅動構件的封閉混合裝置中實施，以及采用一種帶有至少兩個入口和至少一個出口的混合管作為該混合裝置。
借助于按照本發(fā)明的方法可以實現(xiàn)運行可靠地以及以特別經濟的方式稀釋在造紙廠的紙漿制備過程中流通的纖維材料懸浮液。其中所采用的稀釋液可以有利地由回水形成，該回水例如來自紙漿制備過程中的濃縮程序或者來自造紙機的篩濾部分。這樣的回水可以直接使用或者事先凈化(除去其中的物質)。采用該方法這樣稀釋流體，即，即不是用運動、例如旋轉驅動的攪拌或混合機構，也不是用泵轉輪來提高混合效果，也就是說，混合能量來自于所述待混合流體的流動能量。以這種方式不只是降低了設備費用，而且還節(jié)省了用于泵或混合器的能量部件的費用。
上述有關裝置的技術問題通過一種混合裝置得以解決，該混合裝置具有至少兩個入口和至少一個出口以及在朝向所述出口的方向包含一圓柱形的直線管段，該直管段的長度至少等于其直徑的五倍，按照本發(fā)明，一個入口設計為連接到所述直線管段上的彎管段以及另一個入口設計為一個與所述直線管段同方向設置的噴管。
所述用于實施本發(fā)明方法的混合裝置可以是一液壓混合器。在該液壓混合器中將稀釋液以平行流、交叉流、逆流或者這些方案的組合形式添加到較濃稠的纖維材料懸浮液中。有利地采用一噴嘴，通過該噴嘴可以形成在混合裝置中的主流與稀釋液之間一相對高的速度差，例如在5至15m/s范圍內的速度差?？梢詫⑾♂屢貉嘏c主流相同的方向導入，也就是說以平行流連接法導入。但是有時將稀釋液逆著主流的方向或者側向(以交叉流)添加也是很有意義的。為了達到充分混合的目的，通常相宜地在所述流體匯合之后設有一直線的管路段，該直線管路段的長度至少是其內徑的兩倍，優(yōu)選至少是其內管徑的五倍。基于在廢棄料中存在堵塞運行的物質，在混合裝置內沒有附加的流通內構件(諸如在已知的固定式混合器上所采用的流通內構件)時，所采用的混合裝置的運行可靠性非常高。


下面借助于簡示圖對本發(fā)明及其優(yōu)點予以說明。附圖中圖1表示造紙廠的一多級篩分設備的實施方式；圖2表示一個按照本發(fā)明的混合裝置(混合管)；圖3和4表示按平行流原理設計的所述混合裝置的不同實施方式；圖5表示按交叉流或橫流原理設計的實施方式；圖6表示按逆流原理設計的實施方式；圖7表示造紙廠的一多級凈化設備的實施方式。
具體實施例方式
本發(fā)明方法的一個重要用途是在造紙廠的一多級篩分設備中稀釋紙漿流。在圖2中簡略地表示出了這種情況。在此一混合管形式的混合裝置4輸送作為主流的一纖維材料懸浮液1，該纖維材料懸浮液的濃度或稠度界于2％至6％的范圍內。該纖維材料懸浮液1在此是由一壓力篩分室7的廢棄料形成的，該壓力篩分室7以本身公知的方式用于借助于一濕式篩濾過程將所不期望的雜質材料從纖維材料懸浮液中分離出來。所述廢棄料、亦即富含雜質的餾份構成所述纖維材料懸浮液1，該纖維材料懸浮液1應該在混合裝置4中被稀釋以及作為主流被導入到該混合裝置4中。為此借助于一噴管5將一稀釋液2(用空心箭頭表示)噴入到該混合裝置4中。在兩種液體匯合后，已稀釋的纖維材料懸浮液3在此被導入到一個筆直的圓柱形管段6中，該管段的長度在此相當于它直徑的六倍。隨后該已稀釋的纖維材料懸浮液3直接地、也就是說不需要其他泵作用地流到一個壓力篩分室8中。該壓力篩分室是一密閉裝置，其內部壓強與環(huán)境壓強不同。通常其處于超出至少1bar的過壓狀態(tài)下。
一個紙漿泵9用于泵送纖維材料懸浮液相繼地通過這兩個壓力篩分室7和8以及處于它們之間的混合裝置4。不言而喻的是，所述稀釋液2也是過壓地被添加到混合裝置4中，為此可以采用一個在此未示出的泵。所述兩個壓力篩分室7和8分別形成一股應該用于在未示出的造紙機上造紙的漿料10及11。第二個壓力篩分室8的廢棄料12可以導入到一個廢棄料系統(tǒng)中，或者類似于在此所示出的線路那樣輸送給一個后續(xù)篩分級。
在圖2中表示出按照本發(fā)明的混合裝置的一個擴展設計示例。這樣一種混合裝置通常也被稱為混合管，因為在所述稀釋液體摻入部位之后的混合段在一個管段內。在該示意圖中可以看到，較濃稠的纖維材料懸浮液1通過一個90°的彎管段13被導入到一個筆直的圓柱形管段6中。在彎管段13上連接一個與所述圓柱形管段6同心地設置的噴管5。但是也可以設想采用一偏心的位置。該噴管5的噴口14位于所述彎管段13之內并且向后錯移了一距離15，使得該噴口14不是伸入到紙漿流的中心流線內。通過這種向后錯移在很大程度上避免了對主流的干擾。另外，使添加的稀釋液2更好地在彎管段13內沿整個流動橫截面分布。但是在特殊情況下也可以考慮，將噴口14一直延伸通到主流的中心流線。
如圖3所示，也可以這樣連接所述噴管5，即，使它的端部與混合裝置的內表面平齊。該噴管5通過法蘭被分開以及在內部包含一個噴嘴內嵌件16。按照圖4，該噴嘴內嵌件16′一直延伸到所述噴口14以及與混合裝置4的內輪廓平齊地截止于該噴口處。在此示范性地表示出所述噴管5的一偏心入口結構(偏心距E)。
所述噴管5的橫截面和圓柱形管段6的橫截面這樣相互協(xié)調，即，在混合裝置處于規(guī)定運行的狀態(tài)下，調整到在稀釋液與待稀釋的纖維材料懸浮液之間存在一明顯的速度差。也可以設想，替代所示噴嘴(橫截面減小)對于稀釋液采用更細的管路來連續(xù)工作。但是這增大了壓力損失并且因此增大了能耗。
用于實施本發(fā)明方法的液壓混合方式也可以通過橫流(見圖5)或者逆流(見圖6)來達到。其中，能耗和混合效果是相互協(xié)調一致的。
作為對圖1所示的本發(fā)明在一多級篩分設備中應用的補充，在圖7中表示出了另一個可行方案，即本發(fā)明應用在一多級凈化設備中。在此通常也力求達到，將一個級別的廢棄料在引入到下一個級別中之前先稀釋。所述例如來自于紙漿制備過程中的作為新鮮漿料的纖維材料懸浮液18借助于紙漿泵19被抽入到一個通常由多個并列運行的凈化器組成的凈化設備20中。由此以本身公知的方式形成一股在很大程度上經凈化篩選出較重份額后形成的合格漿料流21以及一股富含較重份額的廢棄料，該廢棄料在此先被收集在一封閉的收集裝置22中，然后被導入到所述混合裝置4中。在該混合裝置4中以上述已描述的方式用稀釋液2來進行稀釋。所述如此調制的纖維材料懸浮液3流入到一個重新形成一廢棄料24和一合格漿料流25的凈化設備23中?？梢詫⒃摵细駶{料流25引回到第一個凈化設備20之前，或者與該設備的合格漿料流21混合。接下來，該合格漿料流流入到例如一個壓力篩分室26中?？梢栽O想該方法在造紙廠的紙漿制備過程中或者恒量部段中的其他具體的應用，確切地說在那里通過一些簡單的措施應該實現(xiàn)生產過程所要求的降低纖維材料懸浮液的濃度。
權利要求
1.一種用于在一造紙機或造紙板機前的紙漿制備過程中混合不同成分懸浮液(1，3)的方法，其中，將一種水狀的稀釋液(2)與一種較濃稠的纖維材料懸浮液(1)混合，該纖維材料懸浮液是在紙漿制備過程中產生的廢棄料(12)，其特征在于，所述混合過程是在一個不帶有促進該混合過程的機械驅動構件的封閉式混合裝置(4)中實施，以及采用一種帶有至少兩個入口和至少一個出口的混合管作為該混合裝置(4)。
2.按照權利要求1所述的方法，其特征在于，所述較濃稠的纖維材料懸浮液(1)作為較慢流速的流體在所述混合裝置(4)中流動，將所述具有一流速的水狀稀釋液(2)輸入到該纖維材料懸浮液流體中，所述水狀稀釋液的流速比所述主流的流速高出至少5米/秒，優(yōu)選高出至少10米/秒。
3.按照權利要求1或2所述的方法，其特征在于，將摻混所述稀釋液(2)后的流體導入到一直線延伸的、優(yōu)選為圓柱形的管段(6)中以及該直線管段(6)的長度至少是其直徑的兩倍，優(yōu)選至少是其直徑的五倍。
4.按照權利要求3所述的方法，其特征在于，所述稀釋液(2)以一中心驅動射流的形式被注入到所述較濃稠的纖維材料懸浮液(1)的流體中，該中心驅動射流的方向與所述直線管段(6)的縱軸線方向相同。
5.按照權利要求2至4中任一項所述的方法，其特征在于，在所述混合裝置(4)中形成的懸浮液不需要泵地被導入到后續(xù)的加工裝置中。
6.按照權利要求5所述的方法，其特征在于，所述后續(xù)的加工裝置是一封閉的裝置。
7.按照權利要求1至6中任一項所述的方法，其特征在于，所述較濃稠的纖維材料懸浮液(1)是一種纖維材料懸浮液借助于一紙漿泵(9)輸入一壓力篩分室(7)中經篩選后形成的廢棄料(12)，該較濃稠的纖維材料懸浮液(1)在無其他泵作用的情況下輸入到所述混合裝置(4)中，同時向該混合裝置(4)中混入至少一種稀釋液(2)，以及隨后將被稀釋的纖維材料懸浮液在無其他泵作用的情況下輸入另一個密閉裝置中。
8.按照權利要求7所述的方法，其特征在于，將所述已稀釋的纖維材料懸浮液在無其他泵(9)作用的情況下被輸入一個壓力篩分室(7，8)中。
9.按照權利要求1至4中任一項所述的方法，其特征在于，所述較濃稠的纖維材料懸浮液(1)是一種纖維材料懸浮液借助于一紙漿泵(19)輸入一凈化設備(20)中經凈化后形成的廢棄料，該較濃稠的纖維材料懸浮液在無其他泵作用的情況下輸入到所述混合裝置(4)中，同時向該混合裝置(4)中混入至少一種稀釋液(2)，以及隨后將被稀釋的纖維材料懸浮液在無其他泵作用的情況下輸入另一個凈化設備(23)中。
10.一種用于實施按照權利要求1至9中任一項所述的方法的混合裝置，該混合裝置(4)具有至少兩個入口和至少一個出口以及在朝向所述出口的方向包含一圓柱形的直線管段(6)，該直管段的長度(L)至少等于其內徑的五倍，其特征在于，一個入口設計為連接到所述直線管段(6)上的彎管段(13)以及另一個入口設計為一個與所述直線管段(6)同方向設置的噴管(5)。
11.按照權利要求10所述的混合裝置，其特征在于，所述噴管(5)的噴口(14)設置在所述彎管段(13)之內。
12.按照權利要求10或11所述的混合裝置，其特征在于，所述噴口(14)與所述彎管段(13)的內壁平齊。
13.按照權利要求10或11所述的方法，其特征在于，所述噴口(14)與所述直線管段(6)的距離(15)等于該直線管段(6)內徑的20％至50％。
14.按照權利要求10至13中任一項所述的方法，其特征在于，所述噴管(5)的最小流通橫截面積是所述直線管段(6)橫截面積的20％至50％。
15.按照權利要求10至14中任一項所述的方法，其特征在于，所述噴管(5)配設有一噴嘴內嵌件(16，16′)。
16.按照權利要求10至15中任一項所述的方法，其特征在于，所述彎管段(13)的內徑與所述直線管段(6)的內徑相等。
17.按照權利要求10至16中任一項所述的方法，其特征在于，所述彎管段(13)是一個90°的彎管段。
18.按照權利要求10至17中任一項所述的方法，其特征在于，所述混合裝置在其內部沒有附加的流通內構件，尤其是沒有固定靜止的混合元件。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于在一造紙機或造紙板機的進口前混合不同成分懸浮液的方法。該方法尤其可以應用在造紙廠的紙漿制備過程中。在該方法中，將一種稀釋液(2)與一種較濃稠的纖維材料懸浮液(1)混合，為此，采用了一種封閉的混合裝置(4)。在此所獲得的混合能量來自于所述成分的流動能量，也就是說，不是來自于機械式驅動的混合器或轉輪。本發(fā)明還涉及一種用于實施該方法的混合裝置。
文檔編號D21D5/28GK1773012SQ200510119
公開日2006年5月17日 申請日期2005年11月3日 優(yōu)先權日2004年11月10日
發(fā)明者伊麗莎白·巴茨, 歐文·賓德, 岡瑟·艾內特, 阿克塞爾·戈梅爾, 賴芒德·里尼克 申請人:沃依特制紙專利有限責任公司