專利名稱：造紙紙漿組分混合的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及造紙中紙漿組分的一種混合方法，根據(jù)此法，第一紙漿組分沿著外管被送至混合點(diǎn)，而其他紙漿組分則沿著裝在外管內(nèi)的至少一條內(nèi)管送往混合點(diǎn)，幾種所述紙漿組分流即于混合點(diǎn)合而為一。
進(jìn)而本發(fā)明涉及造紙紙漿組分的一種混合裝置，此裝置有將第一紙漿組分送往混合點(diǎn)的一個(gè)外管，以及至少一條安裝在外管中的內(nèi)管，內(nèi)管至少以其外端與外管大體上平行安裝。在此裝置中，第二種紙漿組分被安排從內(nèi)管送往混合點(diǎn)，并使得送來的紙漿組分被安排于混合點(diǎn)合而為一。
造紙的不同流程有幾個(gè)點(diǎn)，需要將不同的流體混合物、所需紙漿及其他物質(zhì)進(jìn)行相互混合。例如，對(duì)于纖維漿，要在將其送往造紙機(jī)高位箱之前，先加入纖維懸浮液或者稀釋水將其增稠和稀釋。所需添加料，諸如顏料、保持劑與填充劑也可以混合到主流股中。流體可以用不同的管式混合器，或者利用機(jī)械混合器于槽內(nèi)進(jìn)行混合。為了在管內(nèi)進(jìn)行混合，使用錐形頭以及諸如T形與Y形接頭之類的不同管接頭。此外，添加料也可以在半徑方向?qū)χ髁鞴蓪⑵鋰娚溥^去混入流體流中。但是已知的解決方法存在一個(gè)問題，那就是混合不能令人滿意，以致在以下各節(jié)段的流程中出現(xiàn)種種問題。例如，因混合不良，而引起稀釋或增稠過程中纖維流的不均勻，容易導(dǎo)致質(zhì)量問題。
本發(fā)明的目的是為紙漿組分在管中的混合提供一種新穎的改進(jìn)的解決方法。
本發(fā)明提出的方法，其特征在于運(yùn)用具有波浪狀截面的內(nèi)管端于混合點(diǎn)處在要混合的紙漿組分流中產(chǎn)生湍流，并且利用結(jié)構(gòu)件對(duì)這樣形成的湍流進(jìn)行導(dǎo)向，該結(jié)構(gòu)件緊靠著內(nèi)管端，并位于外管的內(nèi)表面(1)上，結(jié)構(gòu)件的最大截面在流向上位于內(nèi)管的最遠(yuǎn)端之后。
再者，本發(fā)明提出之裝置，其特征在于內(nèi)管的外端具有波浪狀截面，借以在要混合的流股中造成湍流；在于與混合點(diǎn)相聯(lián)系，這里于外管的內(nèi)表面上設(shè)有成形件，供為所產(chǎn)生的湍流導(dǎo)向；以及在于成形件于流向上位于內(nèi)管最遠(yuǎn)端之后。
本發(fā)明的基本構(gòu)想在于將紙漿組分沿著相互套裝的管子送往混合點(diǎn)。為了進(jìn)行混合，將內(nèi)管的截面制成波浪狀，從而在紙漿組分流中形成湍流。湍流的混合效應(yīng)被設(shè)在外管內(nèi)表面上的結(jié)構(gòu)件以及混合點(diǎn)加強(qiáng)，該結(jié)構(gòu)件對(duì)所產(chǎn)生的湍流進(jìn)行導(dǎo)向和加強(qiáng)。再者，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的基本構(gòu)想在于，結(jié)構(gòu)件的截面在流股方向上，于外管半徑和周緣方向上是變化的。所述截面由線性前緣變?yōu)閳A的扇形，再回到線性后緣。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，欲混合的紙漿組分能夠遠(yuǎn)較從前更有效更可靠地相互混合，從而可以避免生產(chǎn)流程后續(xù)階段因混合而出現(xiàn)的原來的問題。這就可以自然而然地改進(jìn)流程的效率，生產(chǎn)出具有均勻一致質(zhì)量的產(chǎn)品。不僅如此，由于混合良好，允許使用更小量添加劑組分混合到主流股中去，原因是現(xiàn)在已不需要過量添加組分來抵償不良混合。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)件可強(qiáng)化具有波浪狀截面內(nèi)管端所造成的湍流，因而達(dá)到對(duì)紙漿組分的更有效混合。除此而外通過利用結(jié)構(gòu)件可以減低噴射效應(yīng)。由于結(jié)構(gòu)件是這樣構(gòu)成的，即其截面積起于零而又止于零，纖維或其他組分不會(huì)粘到其上面，其易于保持清潔。內(nèi)管具有合適的波浪形狀以及合適的尺寸；而結(jié)構(gòu)件又適當(dāng)?shù)卮_定尺寸，并且相對(duì)于內(nèi)管端定位恰當(dāng)，二者結(jié)合起來，便可制做出能夠在每一具體情況下取得最好的可能效果的混合器。
本發(fā)明由附圖加以詳細(xì)說明，具體如下

圖1為本發(fā)明的裝置之截面透視示意圖；圖2也是透視圖，表示從略微不同角度看去的相應(yīng)裝置；圖3a-3c示意性表示前二圖上裝置的截面；圖4為本發(fā)明的裝置之另一種應(yīng)用示意性截面圖。
圖1系本發(fā)明的一種裝置之簡圖。該裝置包括一外管1，該外管的一側(cè)在圖上剖開，以表示管子結(jié)構(gòu)。一內(nèi)管2安放在外管之內(nèi)，大致上與外管平行。管1與2最好同心安裝。圖中表示的第1流股V1在外管內(nèi)流動(dòng)，而另一流股V2在內(nèi)管中流動(dòng)。在管中流動(dòng)的紙漿組分系流體與適當(dāng)干燥固體之混合物，例如纖維與水或者僅是流體，例如稀釋水。通常例如由纖維紙漿構(gòu)成之主流股，沿著內(nèi)外管所限定的環(huán)形通道被輸送。相應(yīng)地，需混合到主流股中的側(cè)流股沿著由內(nèi)管所限定的通道被輸送，例如，該一側(cè)流股由稀釋水或某種添加物組成。顯然，各流股也可以用相反的方式安排。流股V1與V2于圖中用S表示之混合點(diǎn)互相混合。通過流股中所產(chǎn)生的湍流來實(shí)現(xiàn)混合。為此，內(nèi)管2端的截面形狀為波浪形。例如，波浪狀指的是正弦波、齒形波、矩形波以及適合此目的之其他波浪形狀，依靠其將流股打漩。此外，內(nèi)管在波浪狀端之前可設(shè)一流態(tài)化器3。此種流態(tài)化器進(jìn)一步強(qiáng)化混合作用，尤其當(dāng)流動(dòng)物質(zhì)的一致性高時(shí)(活塞流(plug flow))圖1所示流態(tài)化器在流股方向有一收縮形件，該收縮件迅速增大，引起流量與壓力的變化。此類流態(tài)化器的結(jié)構(gòu)與操作原理為本技術(shù)領(lǐng)域的人士所知曉，故不在此細(xì)述。
根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)想，結(jié)構(gòu)件4a-4c安設(shè)在外管內(nèi)，位于緊接內(nèi)管端的部分，該結(jié)構(gòu)件的目的是影響由內(nèi)管端2波浪形截面形狀造成之湍流，從而進(jìn)一步加強(qiáng)紙漿組分的混合。這種結(jié)構(gòu)件安裝在外管的內(nèi)周，其數(shù)量和尺寸視需要而定。最好安裝3個(gè)結(jié)構(gòu)件，它們分布在管1的周邊上，相互距離相等，并在管的縱軸方向距內(nèi)管等距。結(jié)構(gòu)件的優(yōu)選截面從圖3a可見。從流股方向視去，結(jié)構(gòu)件面積位于首個(gè)零，因?yàn)樗那熬壴谥苓叿较蛏鲜蔷€性曲面；而當(dāng)在流股方向前進(jìn)時(shí)，則該面積在半徑方向上增大為呈圓的扇形之截面。與此同時(shí)，當(dāng)它在管1半徑方向增大時(shí)，從流股方向向前，結(jié)構(gòu)件便在周邊方向上開始縮小。這樣，結(jié)構(gòu)件的后緣再次呈線性，這從圖3b可清楚看出。這種結(jié)構(gòu)件也可以用如此一種方式安裝，即在半徑方向上銳緣指向前方，也就是說此方式與圖示恰好相反。在兩種情形下，結(jié)構(gòu)件具有代表性的是，它作為線性曲面始，其面積實(shí)質(zhì)上為零，又以線性曲面終結(jié)。這樣的結(jié)構(gòu)件易于保持清潔，因?yàn)槔w維和流股中的其他物質(zhì)不會(huì)輕易地粘上。另外，這樣的結(jié)構(gòu)件能夠?qū)⒘鞴上嗷レ`活地推向前，從而影響紙漿組分的混合。雖然各圖表示結(jié)構(gòu)件的前緣位于內(nèi)管端，但也完全可以這樣安排結(jié)構(gòu)件與內(nèi)管端，即它們交錯(cuò)部分通路，而且其方式是，在流股方向上，結(jié)構(gòu)件的最大截面位于內(nèi)管端之后。這樣，作為湍流的結(jié)果，在結(jié)構(gòu)件開始導(dǎo)向各流股之前，各流股便有時(shí)間得以充分地混合。相應(yīng)地，結(jié)構(gòu)件可以在流股方向上，距內(nèi)管端預(yù)定的距離上進(jìn)行安裝。
圖3c表示第二種結(jié)構(gòu)件5a至5c，它們?cè)诹鞴煞较蛏媳话惭b在內(nèi)管端之前，并位于外管1內(nèi)表面上。這樣的成形件也造成湍流，并強(qiáng)化混合。這樣的結(jié)構(gòu)件可如圖所示為金字塔式的，或者也可以使用混合點(diǎn)后采用的結(jié)構(gòu)件式樣。
本發(fā)明的裝置，其混合特性可通過三個(gè)途徑加以調(diào)整，一是改變結(jié)構(gòu)件相對(duì)內(nèi)管波浪形端的位置，二是改變結(jié)構(gòu)件的尺寸和/或形狀，三是將恰當(dāng)數(shù)量的不同結(jié)構(gòu)件組合在一起。此外，在某些情況下，結(jié)構(gòu)件的安裝，在外管縱軸線方向上距離內(nèi)管端可以略有不同，在周邊上的距離可不勻。結(jié)構(gòu)件也可為可調(diào)式的，舉例來說，這種做法可以調(diào)整結(jié)構(gòu)件相對(duì)管子和相互位置。至于其形狀與尺寸，結(jié)構(gòu)件可以這樣構(gòu)成，即能以不同方式調(diào)整它們。
圖4表示在外管方向上有幾個(gè)內(nèi)管的方案，在此例中設(shè)有3條內(nèi)管2a至2c。視需要，也可設(shè)更多內(nèi)管。每根內(nèi)管端的截面均為波浪狀。在半徑方向上增大而在周邊方向上縮小的結(jié)構(gòu)件，與混合點(diǎn)相配合安裝。也可以在混合點(diǎn)之前使用第二結(jié)構(gòu)件。
再者，在某些情況下，結(jié)構(gòu)件可以用來幫助支持外管中的內(nèi)管。
各圖及相關(guān)說明僅供解說本發(fā)明的構(gòu)想。本發(fā)明的細(xì)節(jié)在范圍內(nèi)可能有所不同。
權(quán)利要求
1.一種在造紙中混合紙漿組分的方法，根據(jù)這種方法，第一紙漿組分沿著外管(1)送往混合點(diǎn)(S)，其他紙漿組分則沿著安裝在外管內(nèi)的至少一條內(nèi)管(2；2a至2c)送往混合點(diǎn)，從而所述紙漿組分流股(V1、至V4)在混合點(diǎn)(S)相會(huì)合，其特征在于在混合點(diǎn)(S)上，使要通過具有波浪狀截面的內(nèi)管端(2’)混合的紙漿組分流股(V1至V4)內(nèi)產(chǎn)生湍流；通過位于緊靠內(nèi)管端(2’)且安裝在外管(1)的內(nèi)表面上的獨(dú)立結(jié)構(gòu)件(4a至4c)對(duì)所產(chǎn)生的湍流進(jìn)行導(dǎo)向，結(jié)構(gòu)件的最大截面出現(xiàn)在內(nèi)管在流向上的最遠(yuǎn)端之后。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在將流股輸向混合點(diǎn)(S)之前，使紙漿組分流股(V1至V4)中的至少一條流態(tài)化。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于在外管內(nèi)安裝幾條內(nèi)管，從而將幾條獨(dú)立的流股輸向混合點(diǎn)(S)。
4.一種造紙中混合紙漿組分的裝置，該裝置包括一個(gè)外管(1)，用于將第一紙漿組分輸向混合點(diǎn)(S)，至少一條安裝在外管內(nèi)的內(nèi)管(2；2a至2c)，從而內(nèi)管與外管至少在內(nèi)管外端處基本上平行設(shè)置，第二紙漿組分被安排輸送至混合點(diǎn)，使得被輸送的紙漿組分流股(V1至V4)在混合點(diǎn)(S)相會(huì)合，其特征在于內(nèi)管的外端(2’)具有波浪狀截面，從而它在混合的流股(V1至V4)中產(chǎn)生湍流；對(duì)于混合點(diǎn)(S)，結(jié)構(gòu)件(4a至4c)被設(shè)置在外管(1)的內(nèi)表面上，用于對(duì)所產(chǎn)生的湍流進(jìn)行導(dǎo)向；以及，在流股方向上，結(jié)構(gòu)件的最大截面位于內(nèi)管最遠(yuǎn)端之后。
5.按照權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于在流股方向上，結(jié)構(gòu)件(4a至4c)的面積起始為零，然后在外管半徑或周邊方向上增大，直到在半徑或周邊方向上重新縮小到零，從而結(jié)構(gòu)件的前后緣為線性的，而在兩者之間的部分，結(jié)構(gòu)件面積具有一個(gè)圓的扇形形狀。
6.按照權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于結(jié)構(gòu)件(4a至4c)的前緣在外管(1)周邊的方向上為線性曲面，而結(jié)構(gòu)件的后緣在外管半徑方向上為線性曲面。
7.按照權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于結(jié)構(gòu)件(4a至4c)的前緣在外管(1)的半徑方向上是線性曲面，而結(jié)構(gòu)件的后緣則在外管的周邊方向上是線性曲面。
8.按照權(quán)利要求4至7中的任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于所述裝置包括第二結(jié)構(gòu)件(5a至5c)，該結(jié)構(gòu)件位于外管(1)的內(nèi)表面上且在混合點(diǎn)(S)之前。
9.按照權(quán)利要求4至8中的任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于所述內(nèi)管(2；2a至2c)包括在波浪狀端(2’)之前的一個(gè)流態(tài)化器(3)。
10.按照權(quán)利要求4至9中的任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于所述結(jié)構(gòu)件的位置是可調(diào)的。
11.按照權(quán)利要求4至10中的任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于結(jié)構(gòu)件的形狀是可調(diào)的。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種造紙中紙漿組分的混合方法,依據(jù)此方法,待混合的紙漿組分沿著內(nèi)外相互套接的管子被送往混合點(diǎn)(S)。紙漿組分流被一內(nèi)管末端所造成的湍流所混合(2;2a－2c),該管端的截面為波浪狀。此湍流被結(jié)構(gòu)件(4a～4c)在混合點(diǎn)導(dǎo)向并增強(qiáng)效應(yīng),該結(jié)構(gòu)件位于外管的內(nèi)表面上。另外,本發(fā)明涉及依該方法進(jìn)行紙漿組分混合的裝置。
文檔編號(hào)B01F3/08GK1378612SQ00814161
公開日2002年11月6日 申請(qǐng)日期2000年10月11日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月12日
發(fā)明者尤西·阿霍拉, 艾利娜·波赫亞拉, 薩卡里·蘇尼, 維利－馬提·拉賈拉, 卡提·林德羅斯, 彼得里·尼伯格, 彭蒂·薩倫里納 申請(qǐng)人:麥特索紙業(yè)公司