專利名稱：用于混合流體的方法及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于使流體與液體介質(zhì)相混合的方法及設(shè)備。具體而言，本發(fā)明 公開了一種方法和設(shè)備，借助其，流體與液體介質(zhì)相混合使得混合器設(shè)備完全不必設(shè)有驅(qū) 動(dòng)馬達(dá)，換言之，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子所需的至少一部分動(dòng)力是通過使用流體來使混合器轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)而 布置的。
背景技術(shù)：
大多數(shù)現(xiàn)有技術(shù)的混合裝置或?yàn)闆]有運(yùn)動(dòng)機(jī)件的靜態(tài)混合器，或?yàn)榫哂性诨旌鲜?內(nèi)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子的動(dòng)態(tài)混合器，其中，轉(zhuǎn)子借助于驅(qū)動(dòng)單元(通常為電動(dòng)機(jī))受到驅(qū)動(dòng)。時(shí)常 的是，市場上出現(xiàn)的此類動(dòng)態(tài)混合裝置沒有驅(qū)動(dòng)單元。采用此類裝置有可能的是往往借助 于特別設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)子，利用進(jìn)入混合室的介質(zhì)動(dòng)能來使混合器轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。在US-B1-6，193，406中公開了此類混合裝置的實(shí)例。該美國專利闡述了一種在木 材加工行業(yè)中用于將既有液態(tài)又有氣態(tài)的不同化學(xué)制品或蒸汽混合到漿料懸浮液中的方 法及設(shè)備。在根據(jù)該專利的方法及設(shè)備中，漿料懸浮液和液體介質(zhì)進(jìn)給到混合器殼體中，在 其中借助于可自由旋轉(zhuǎn)的混合器轉(zhuǎn)子來混合和從殼體中移除。設(shè)有混合葉片的可自由旋 轉(zhuǎn)的混合器轉(zhuǎn)子安置在殼體內(nèi)，且借助于漿料懸浮液的進(jìn)入流與轉(zhuǎn)子混合葉片相接觸而旋 轉(zhuǎn)。流體介質(zhì)，也就是將與纖維懸浮液相混合的介質(zhì)，或者在混合器殼體的上游引入漿料流 中，或者直接進(jìn)入混合器殼體中在旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子的有效區(qū)域內(nèi)引入漿料流中。因此，混合器轉(zhuǎn)子 和混合室兩者均已設(shè)計(jì)成使得進(jìn)入混合室的纖維懸浮液使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。換言之，混合功能與 旋轉(zhuǎn)功能同時(shí)且在相同腔內(nèi)進(jìn)行。然而，由于混合功能對腔提出的要求不同于由旋轉(zhuǎn)功能所提出的要求，故將轉(zhuǎn)子 的旋轉(zhuǎn)與兩種或多種介質(zhì)的混合安排在相同腔內(nèi)會帶來問題。由于轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)將會受到盡 可能少地使用能量的影響，并且由于混合應(yīng)當(dāng)盡可能高效地進(jìn)行，故實(shí)際上不太可能研發(fā) 出可同時(shí)履行該兩項(xiàng)任務(wù)要求的設(shè)備。當(dāng)期望氣態(tài)物質(zhì)與液體相混合時(shí)，此類混合器會出現(xiàn)另一問題。一般而言，當(dāng)混 合氣體和液體時(shí)，轉(zhuǎn)子必須設(shè)計(jì)成使得轉(zhuǎn)子防止氣體聚集在混合室的中心。這是通過布置 轉(zhuǎn)子以影響混合室內(nèi)的強(qiáng)湍流場以便在徑向方向上形成強(qiáng)大的流動(dòng)分量來實(shí)現(xiàn)的。然而， 為了能夠執(zhí)行上述功能，轉(zhuǎn)子導(dǎo)葉的設(shè)計(jì)在使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方面遠(yuǎn)非理想的。因此，如果轉(zhuǎn)子 導(dǎo)葉的主要任務(wù)在于使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，則轉(zhuǎn)子導(dǎo)葉的設(shè)計(jì)便使得它們能夠形成的徑向力場明顯 較弱，這導(dǎo)致轉(zhuǎn)子至少部分地在氣泡中旋轉(zhuǎn)，且因此，轉(zhuǎn)子不能高效地在液體中混合氣態(tài)物 質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的混合裝置的至少一些問題，以及提 供動(dòng)態(tài)混合器，該動(dòng)態(tài)混合器可設(shè)計(jì)成用以匹配一方面由混合功能而另一方面由渦輪功能 (即，旋轉(zhuǎn)功能)所提出的不同要求。
上述目的可借助于新型動(dòng)態(tài)混合器裝置來實(shí)現(xiàn)，該混合器裝置具有不同的室用于 使旋轉(zhuǎn)器轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)和用于混合介質(zhì)。因此，上述目的可通過在設(shè)備中將流體混合到介質(zhì)中的方法來實(shí)現(xiàn)，該設(shè)備包括 外殼，該外殼具有入口通道，其帶有用于所述介質(zhì)的入口開口；出口通道，其帶有用于所 述介質(zhì)和所述流體的混合物的出口開口 ；處在所述通道之間的混合室；以及混合器轉(zhuǎn)子， 其具有布置在該混合室中的軸，該方法包括將所述流體和所述介質(zhì)引入所述混合室中，以 及使所述混合器轉(zhuǎn)子在所述混合室中旋轉(zhuǎn)以便在所述介質(zhì)中混合所述流體，該方法還包括 如下步驟 將渦輪室布置成與所述混合室操作連通， 將渦輪葉輪布置在所述渦輪室中， 將所述渦輪葉輪可操作地連接到所述混合器轉(zhuǎn)子上， 將驅(qū)動(dòng)流體引入所述渦輪室中用于使所述渦輪葉輪旋轉(zhuǎn)，·由此，渦輪葉輪的旋轉(zhuǎn)將旋轉(zhuǎn)給予混合器轉(zhuǎn)子，從而影響將流體混合到所述介 質(zhì)中。上述目的還可通過一種用于在介質(zhì)中混合流體的設(shè)備來實(shí)現(xiàn)，所述設(shè)備包括外 殼，該外殼對于所述介質(zhì)而言具有入口通道，其帶有用于介質(zhì)的入口開口 ；出口通道，其 帶有用于所述介質(zhì)和所述流體的混合物的出口開口 ；處在所述通道之間的混合室；以及處 在混合室中的混合器轉(zhuǎn)子，該設(shè)備包括布置成與所述混合室操作連通的渦輪室，該渦輪室 具有用于驅(qū)動(dòng)流體的入口導(dǎo)管和出口導(dǎo)管，以及可旋轉(zhuǎn)地布置在所述渦輪室內(nèi)且與所述混 合器轉(zhuǎn)子可操作地連接的渦輪葉輪。本發(fā)明的方法及設(shè)備的其它特性化的特征將根據(jù)所附權(quán)利要求而變得清楚。


下文通過舉例的方式參照附圖更為詳細(xì)地描述了根據(jù)本發(fā)明的方法及設(shè)備在附 圖中，圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)的混合裝置，圖2作為沿轉(zhuǎn)子軸軸線的截面示出了本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施例，圖3示出了沿圖2中的線A-A截取的本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施例，圖4示出了沿圖2中的線B-B截取的本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施例，圖5示出了本發(fā)明的第二優(yōu)選實(shí)施例的局部截面，圖6示出了本發(fā)明的第三優(yōu)選實(shí)施例的局部截面，以及圖7示出了沿混合裝置的軸線截取的本發(fā)明的第四優(yōu)選實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式圖1示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)(即根據(jù)US 6，193，406)的設(shè)備。該設(shè)備包括殼體10， 殼體10其最為簡單的形式為沿介質(zhì)流動(dòng)方向的圓柱形，但其還可為沿轉(zhuǎn)子軸線方向的圓 柱形。殼體10設(shè)有分別具有凸緣14和18的入口 12和出口 16，出口優(yōu)選為與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方 向相切，且轉(zhuǎn)子20可旋轉(zhuǎn)地布置在殼體10內(nèi)。混合器借助于其凸緣14附接到所謂的入口 管路(即進(jìn)入的纖維懸浮液的流動(dòng)通道)上，且借助于其凸緣18附接到所謂的出口管路(即纖維懸浮液從混合器排出的流動(dòng)通道)上。轉(zhuǎn)子20由在軸承上安裝到殼體10壁上的 軸22形成，該軸優(yōu)選為垂直于殼體10的軸線X。至少兩個(gè)葉片24附接到軸22的一端上， 該端延伸到殼體10內(nèi)，以便在葉片24旋轉(zhuǎn)時(shí)在轉(zhuǎn)子20的中心保持敞口空間。這里，轉(zhuǎn)子設(shè) 有五個(gè)葉片24，但它們的截面大致為矩形，同時(shí)截面的主軸線為徑向的。然而，關(guān)于葉片形 狀最為基本的是使葉片旋轉(zhuǎn)，且還帶來所期望的混合效果。殼體還可設(shè)有肋條26和28，它 們與轉(zhuǎn)子20 —起引起湍流，該湍流在懸浮液流中帶來充分的混合效果。肋條26關(guān)于入口 12布置成使得其將軸向流動(dòng)從入口 12偏心地引至殼體10，從而確保轉(zhuǎn)子20的旋轉(zhuǎn)。換言 之，除斜面引導(dǎo)部件之外，如圖1中所示，肋條26還可例如為設(shè)置成垂直于流動(dòng)通路軸線的 板件，覆蓋一部分流動(dòng)通路。最為實(shí)質(zhì)的是，部件使流動(dòng)質(zhì)量中心偏離流動(dòng)通道的軸線。圖 1還示出了混合器殼體如何設(shè)有控制閥30，該控制閥30或者作為混合器的組成部分，或者 作為備選而布置成與混合器凸緣14相連。閥30的一個(gè)任務(wù)自然在于控制流動(dòng)，由此，將轉(zhuǎn) 子20定位在閥30附近還有助于閥30的操作，確保纖維不能粘附在閘門或其它閥部件上且 從而逐漸地造成閥開口 32受到堵塞。閥30的另一任務(wù)對于混合器是必要的，也就是，沿入 口側(cè)壁引導(dǎo)流動(dòng)進(jìn)入混合器殼體10中。且最終，圖1還示出了或者混合器殼體10或者入 口管路如何設(shè)有用于添加化學(xué)制品、稀釋液體、蒸汽或其它材料到流動(dòng)中的導(dǎo)管34，34'。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施例的沿混合器軸線截取的動(dòng)態(tài)混合器40?；?合器40具有形成混合器轉(zhuǎn)子的帶有混合元件44的軸42，以及附接在其上的形成渦輪葉輪 47的渦輪導(dǎo)葉46。軸42、元件44和導(dǎo)葉46布置在外殼48中，該外殼48具有用于混合元 件44的混合室50，以及用于渦輪導(dǎo)葉46的渦輪室52。在該實(shí)施例中，兩個(gè)室50和52沿 軸向并排布置。在所示的實(shí)施例中，外殼48分別在混合室50和渦輪室52的外側(cè)處設(shè)有用 于軸42的軸承和密封件54'，54"。當(dāng)然，也有可能的是將至少一個(gè)密封件布置在混合室 50與渦輪室52之間，如果認(rèn)為需要如此的話。在混合器40較小的情況下，還可能的是，僅 將軸承和密封件54'布置在外殼48的一側(cè)(可能在圖2的混合器40外殼48的右手側(cè))。在該實(shí)施例中，混合室50具有圓形截面。然而，混合室的總體形狀可有許多變化； 其可為圓柱形或一些其它適合的形狀。在需要十分高效的混合的一些情況下，重要的是，混 合室和在該室中旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子關(guān)于繪制(轉(zhuǎn)子的軸線為水平的，且經(jīng)由外殼中心延展)成經(jīng) 由外殼中心的垂直平面(所謂的中心線平面)對稱。在該實(shí)施例中，混合元件44由附接在軸42上的大致徑向臂56以及布置在臂56遠(yuǎn) 端處的大致沿軸向延伸的葉片58形成。在圖2的實(shí)施例中，對于每一葉片58只有一個(gè)臂 56，臂56優(yōu)選定位在上文限定的中心線平面內(nèi)。然而，還有可能的是對于每個(gè)葉片布置兩 個(gè)或多個(gè)臂。優(yōu)選的是，臂的定位再次沿著上述基準(zhǔn)線(guideline)對稱。臂和葉片的截 面形狀可自由選擇。例如，專利文獻(xiàn)EP-B1-0664150和EP-B1-1755774更為詳細(xì)地闡述了 葉片的截面。如圖2中所示，葉片的構(gòu)造可為直的，但其也可為如在EP-A1-1755774所述那 樣為彎曲或人字形的。另外，軸或者可在其整個(gè)長度上具有均勻的直徑(如圖2中所示)， 或者軸的直徑也可如EP-A1-1755774所示那樣變化。圖2還示出了混合室50的內(nèi)壁60如何設(shè)有用于混合葉片58端部的凹部62。當(dāng) 然還存在其它選擇。葉片58可在離混合室50內(nèi)壁60有適當(dāng)距離處終止，且/或葉片58 的端部可形成為以較短的距離沿著內(nèi)壁60的輪廓布置。在圖2中所示的實(shí)施例中，渦輪室52定位在混合室的一側(cè)，且由在徑向上更靠近軸42的明顯較窄的第一部分52'，以及遠(yuǎn)離軸42的較寬的環(huán)形第二部分52"形成。這里， 第二部分52"具有圓形截面。渦輪室52設(shè)有附接在軸42上的渦輪導(dǎo)葉46。導(dǎo)葉46的形 狀與第一室部分52'和第二室部分52"的截面形狀一致，當(dāng)然具有充足的運(yùn)轉(zhuǎn)間隙。圖3示出了沿圖2中的線A-A(即沿外殼中心線)截取的截面。圖3分別示出了 布置在外殼48的相對徑向端處的混合器40的入口通道64和出口通道66。入口通道64具 有由凸緣70包繞的入口開口 68，其中，凸緣70用于將混合器40附接到由先前的過程步驟 帶來過程流(即，液體介質(zhì))的管線上。以相似的方式，出口通道66具有由凸緣74包繞的 出口開口 72，其中，凸緣74用于將混合器40附接到獲取過程流(即，液體介質(zhì)及與其在該 過程中進(jìn)一步混合的流體的混合物)的管路上。在圖3的實(shí)施例，當(dāng)外殼48在其入口通道 64處設(shè)有至少一個(gè)入口開口 76用于使流體與沿入口通道64流入混合室50中的介質(zhì)相混 合時(shí)，混合室50定位成更靠近混合器40的出口開口 72。混合室50在該截面中也具有圓 形形狀，這意思是混合室基本上為球形。然而，混合室的形狀對于本發(fā)明的工作并非實(shí)質(zhì)性 的，故形狀可以是所期望的任何一種。在該實(shí)施例中，混合器轉(zhuǎn)子具有四組混合元件44。然 而，元件的數(shù)目并不是關(guān)鍵的，而是可自由地選擇以滿足待混合的流體和介質(zhì)的需要。以類 似的方式，如果認(rèn)為很重要，則混合室50的內(nèi)壁60可設(shè)有用于增強(qiáng)湍流的一個(gè)或多個(gè)肋條 或其它元件。圖4示出了部分沿圖2中的線B-B且部分沿外殼中心線截取的截面。換言之，圖 4更為詳細(xì)地示出了具有徑向內(nèi)部部分52'和徑向外部部分52"的渦輪室52的優(yōu)選實(shí)施 例的結(jié)構(gòu)。如圖所示，對于待混合的流體而言，渦輪室52具有從凸緣80開始的入口導(dǎo)管78 以及終止于混合室入口通道64壁中的出口開口 76的出口導(dǎo)管82?；旌鲜椅挥跍u輪室52 后方，使得混合器轉(zhuǎn)子與渦輪葉輪附接在相同軸42上。在該實(shí)施例中，渦輪室52包繞渦輪 葉輪，該渦輪葉輪具有八個(gè)大致徑向的渦輪導(dǎo)葉46。導(dǎo)葉46的數(shù)目和渦輪室52相對于混 合室的尺寸可主要取決于設(shè)備尺寸、使渦輪葉輪旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)流體的性質(zhì)、流入渦輪中的驅(qū) 動(dòng)流體量、推想流體將與其相混合的液體介質(zhì)的性質(zhì)，以及進(jìn)入的驅(qū)動(dòng)流體流的壓力和速 度而明顯地變化。入口導(dǎo)管78和出口導(dǎo)管82兩者分別優(yōu)選為布置成與渦輪室52的外圓 周相切，即與室外部部分52"流動(dòng)連通，以便能盡可能高效地利用流動(dòng)的動(dòng)能。附圖的右手 側(cè)示出了沿混合室軸線的截面，或示出了用于一定部分的入口通道64，在該一定部分中出 口導(dǎo)管82端接于混合器入口通道64中的開口 76。換言之，在該實(shí)施例中，開口 76可同時(shí) 稱為用于驅(qū)動(dòng)流體的出口開口和用于待混合的流體的入口開口。本文參照圖2、圖3和圖4的混合器更為詳細(xì)地闡述了根據(jù)本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施例 的混合器的操作。該操作所基于的構(gòu)想是，待與主流動(dòng)(即，液體介質(zhì))相混合的流體使混 合室50中的混合器轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。通過沿入口導(dǎo)管78朝渦輪室中的渦輪葉輪的導(dǎo)葉46引導(dǎo) 驅(qū)動(dòng)流體流而實(shí)現(xiàn)了所期望的功能，使得流體的原動(dòng)力使渦輪葉輪在渦輪室52中旋轉(zhuǎn)。由 于渦輪葉輪和混合器轉(zhuǎn)子兩者都緊固在相同的軸42上，或借助于齒輪至少布置成彼此操 作連通，故渦輪葉輪的旋轉(zhuǎn)會使混合器轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。為了使混合器以所期望的方式起作用，出 口導(dǎo)管82中的驅(qū)動(dòng)流體和入口通道64中的液體介質(zhì)的速度和壓力必須滿足一些要求。在 渦輪室52且更具體而言是在其出口導(dǎo)管82中受到引導(dǎo)的驅(qū)動(dòng)流體的速度和壓力兩者都必 須高于主流動(dòng)的速度和壓力。高多少則取決于多種因素，即驅(qū)動(dòng)流體和介質(zhì)的密度、驅(qū)動(dòng)流 體和液體介質(zhì)的粘度、相對于主流動(dòng)(液體介質(zhì))量的驅(qū)動(dòng)流體量、所期望的混合效率、所期望的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度，這僅列出了幾個(gè)因素。圖5示出了本發(fā)明的第二優(yōu)選實(shí)施例。與圖4的實(shí)施例的主要不同在于渦輪室中 入口導(dǎo)管178和出口導(dǎo)管182各自的布置。在圖5的實(shí)施例中，入口導(dǎo)管178和出口導(dǎo)管 182大致平行，由此，進(jìn)入的驅(qū)動(dòng)流體有效地使渦輪葉輪完全旋轉(zhuǎn)180度，而在圖4的實(shí)施例 中，對應(yīng)的角度值為大約140度。當(dāng)然，通過使入口導(dǎo)管和出口導(dǎo)管彼此更為靠近，角度值 甚至還可自180度增大，如果需要或期望這樣的話。圖6示出了本發(fā)明的第三優(yōu)選實(shí)施例，S卩，用以將驅(qū)動(dòng)流體引入液體介質(zhì)流中的 又一可選布置。在過程方面，該實(shí)施例類似于圖4和圖5中所述的。唯一的例外在于，現(xiàn)在 驅(qū)動(dòng)流體直接引入混合室中(位于渦輪室52后方，使得混合器轉(zhuǎn)子與渦輪葉輪附接在相同 軸42上)，而并未引入通向其的入口通道264中。這樣布置的最為容易的方式是，使渦輪 室52的出口導(dǎo)管282和混合室的入口導(dǎo)管276兩者設(shè)有凸緣，在該凸緣上附接適合的U形 管。例如，如果驅(qū)動(dòng)流體為中壓蒸汽，而液體介質(zhì)為漿料和造紙行業(yè)的纖維懸浮液，則 蒸汽最好具有足夠的壓力以使混合器轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。具體而言，轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度不應(yīng)很高?；?合器轉(zhuǎn)子即使很慢的旋轉(zhuǎn)也會阻止將蒸汽引導(dǎo)到漿料流中，并且加強(qiáng)了蒸汽在漿料中的冷凝。在上文所述的實(shí)施例中，使混合器轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)流體為推想在混合器中與液體 介質(zhì)相混合的流體。結(jié)合圖7已闡述了另外兩種的布置驅(qū)動(dòng)流體流的選擇，其中，渦輪室52 再次與混合室(圖中并未示出，但位于渦輪室后方)操作連通，該混合室具有與渦輪葉輪布 置在相同軸42上的混合器轉(zhuǎn)子，且沿軸向定位在渦輪室的一側(cè)上。在本發(fā)明的第四優(yōu)選實(shí) 施例中，驅(qū)動(dòng)流體引入入口導(dǎo)管378中，沿入口導(dǎo)管378驅(qū)動(dòng)流體流至渦輪室52，使由渦輪 導(dǎo)葉46代表的渦輪葉輪旋轉(zhuǎn)，且沿出口導(dǎo)管382從渦輪室中除去，其中，渦輪導(dǎo)葉46將旋 轉(zhuǎn)給予混合器轉(zhuǎn)子。在該實(shí)施例中，入口導(dǎo)管378或出口導(dǎo)管382均未與液體介質(zhì)流動(dòng)通 路進(jìn)行任何連通，該液體介質(zhì)流動(dòng)通路分別包括入口通道364和出口通道366，以及其間的 混合器室。除了液體介質(zhì)以及驅(qū)動(dòng)流體流動(dòng)通道和導(dǎo)管之外，圖7還由參考標(biāo)號84示出了 用于化學(xué)制品或其它物質(zhì)與液體介質(zhì)相混合的入口。如圖7中所示，入口 84自然地或在混 合室的上游布置在入口通道364的壁中，或布置在混合室的壁中。驅(qū)動(dòng)流體可為僅由于其 可得到而采用的任何第三流體。換言之，驅(qū)動(dòng)流體既不是待混合的流體，也不是推想流體將 在其中混合的液體介質(zhì)。作為該實(shí)施例的實(shí)例，朝熱交換器或一些其它位置流動(dòng)的蒸汽可 驅(qū)動(dòng)用于將二氧化氯混合到纖維懸浮液中的混合器。然而，作為實(shí)例，圖7的第四實(shí)施例可變?yōu)榻Y(jié)合本發(fā)明的第五優(yōu)選實(shí)施例，使得圖 中右手側(cè)的兩個(gè)最下方的凸緣(在入口通道364的端部處，以及在出口導(dǎo)管382中)借助 于U形管相結(jié)合，這導(dǎo)致使渦輪葉輪運(yùn)轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)流體為推想來自于入口 84的流體或化學(xué)制 品將與其相混合的液體介質(zhì)的操作情況。換言之，液體介質(zhì)自身的原動(dòng)力用于實(shí)現(xiàn)流體混 合到液體介質(zhì)中。在一定程度上，該功能類似于靜態(tài)混合器的操作，但更為有效。至于入口 84，應(yīng)當(dāng)理解的是，一個(gè)或多個(gè)此類流體入口可結(jié)合本發(fā)明的任何實(shí)施 例進(jìn)行布置。入口的位置優(yōu)選或者在混合室的入口通道壁中，或者在混合室的壁中。因此， 清楚的是，一個(gè)或多個(gè)流體入口的存在提供了將一種或多種流體或化學(xué)制品或是除經(jīng)由其 自身路線引導(dǎo)的驅(qū)動(dòng)流體之外或是作為待引導(dǎo)的單獨(dú)流體或化學(xué)制品而引入液體介質(zhì)流中的可能性。涉及使用例如蒸汽或稀釋液體作為驅(qū)動(dòng)流體的另一結(jié)構(gòu)性備選方案可描述為本 發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。上述實(shí)施例教導(dǎo)了使用單獨(dú)的導(dǎo)管來將驅(qū)動(dòng)流體或在混合室入口通道 中或在混合室自身內(nèi)引入液體介質(zhì)中。然而，還存在另一備選方案，尤其是當(dāng)渦輪室和混合 室并排布置時(shí)。這兩個(gè)室借助于內(nèi)部導(dǎo)管連接，該內(nèi)部導(dǎo)管或者其尺寸形成為使得適量的 驅(qū)動(dòng)流體進(jìn)入液體介質(zhì)中，或者設(shè)有閥器件用以調(diào)整進(jìn)入液體介質(zhì)的驅(qū)動(dòng)流體量。換言之， 可能的是將驅(qū)動(dòng)流體分成兩部分，一部分進(jìn)入液體介質(zhì)中，而另一部分在該過程中進(jìn)一步 流動(dòng)。鑒于上文，清楚的是渦輪可定位在靠近混合室的任何位置，以致對于其相互布置 而言僅有的兩個(gè)要求為，渦輪室定位在混合室的一側(cè)使得渦輪葉輪不干擾混合，以及使得 承載混合器轉(zhuǎn)子和渦輪葉輪兩者的軸應(yīng)當(dāng)延展穿過該兩個(gè)室的中心。然而，就此而論，可作 為另一選擇提及的是，如果期望的話，齒輪、優(yōu)選為減速齒輪可布置在渦輪葉輪與混合器轉(zhuǎn) 子之間，由此可忽略有關(guān)單個(gè)軸或公共軸的需要。因此，當(dāng)室不必布置在相同的軸線上時(shí)， 還可更為自由地選擇室的相互布置。通過使用齒輪，混合器轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度可低于渦輪葉 輪的旋轉(zhuǎn)速度，或如果期望的話，還可高于渦輪葉輪的旋轉(zhuǎn)速度。因此應(yīng)理解的是，上文所示和所述的優(yōu)選實(shí)施例僅出于示范的目的，而不應(yīng)認(rèn)作 是限制了本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的范圍僅在所附權(quán)利要求中適當(dāng)?shù)亟缍?。鑒于以上描述，應(yīng) 理解的是，混合器可設(shè)有除以上說明書中所述的渦輪之外的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)器件。然而，由于渦輪 的存在，故動(dòng)力驅(qū)動(dòng)器件的動(dòng)力消耗遠(yuǎn)低于沒有本發(fā)明的渦輪器件的情況。鑒于以上描述， 還應(yīng)理解的是，用語'液體介質(zhì)'涵蓋包括液體作為介質(zhì)的一種成分或唯一成分的所有可 流動(dòng)的介質(zhì)。換言之，液體介質(zhì)可主要包含空氣、主要包含干燥物質(zhì)，以及主要包含水或其 它液體。
權(quán)利要求
1.一種在設(shè)備中將第二流體混合到第一流體中的方法，所述設(shè)備包括外殼(48)，所述 外殼(48)具有混合室(50)以及與所述混合室(50)操作連通的渦輪室(52)；所述混合室 具有帶有用于所述第一流體的入口開口(68)的入口通道(64)、帶有用于所述第一流體和 所述第二流體的混合物的出口開口(72)的出口通道(66)，以及布置在所述混合室(50)中 的混合器轉(zhuǎn)子；所述渦輪室(52)具有用于驅(qū)動(dòng)流體的入口導(dǎo)管(78，178，278，378)，以及渦 輪葉輪(47)；所述渦輪葉輪(47)可操作地連接到所述混合器轉(zhuǎn)子上；所述方法包括將所述 第一流體和所述第二流體引入所述混合室(50)中，以及引導(dǎo)所述渦輪室(52)中的所述驅(qū) 動(dòng)流體用于驅(qū)動(dòng)所述渦輪葉輪(47)，以致所述渦輪葉輪(47)的旋轉(zhuǎn)將旋轉(zhuǎn)給予所述混合 器轉(zhuǎn)子，影響所述第二流體混合到所述第一流體中，其特征在于， 將所述驅(qū)動(dòng)流體從所述渦輪室(52)排放到出口導(dǎo)管(82，182，282，382)中，以及 將所述驅(qū)動(dòng)流體從所述出口導(dǎo)管(82，182，282，382)引導(dǎo)到所述混合室(50)和所述 入口通道(64，164，276，364)中的一個(gè)中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一流體為漿料和造紙行業(yè)中的纖維懸浮液。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、權(quán)利要求2或權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，使用所述第一 流體作為所述驅(qū)動(dòng)流體是通過首先將所述第一流體引入所述渦輪室(52)中用于使所述 渦輪葉輪(47)旋轉(zhuǎn)，以及其次沿導(dǎo)管(382，364)將所述第一流體引入所述混合室(50)中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二流體為在漿料和造 紙行業(yè)中使用的液態(tài)或氣態(tài)化學(xué)制品或蒸汽。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、權(quán)利要求2或權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，使用所述第二 流體作為所述驅(qū)動(dòng)流體是通過首先將所述第二流體引入所述渦輪室(52)中用于使所述 渦輪葉輪(47)旋轉(zhuǎn)，以及其次將所述第二流體或沿著所述出口導(dǎo)管(82，182)引入所述混 合室(50)的所述第二入口通道(64，164，364)中，或沿著導(dǎo)管(282，276)引入所述混合室 (50)中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、權(quán)利要求2、權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，引導(dǎo)至少一部分 所述驅(qū)動(dòng)流體在所述混合室(50)和其上游中的一個(gè)中與所述第一流體成連通。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，經(jīng)由布置在所述混合室 (50)和其上游的所述入口通道(64，164，364)中的一個(gè)中的入口(84)引導(dǎo)一種或多種化學(xué) 制品或流體與所述第一流體成連通。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，將齒輪布置在所述渦輪葉 輪的軸與所述混合器轉(zhuǎn)子的軸之間。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，將附加的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)器件聯(lián) 接在所述混合器軸(42)上，以便幫助驅(qū)動(dòng)所述混合器轉(zhuǎn)子。
10.一種用于在第一流體中混合第二流體的設(shè)備，所述設(shè)備包括外殼(48)，所述外殼 (48)具有混合室(50)，以及布置成與所述混合室(50)操作連通的渦輪室(52)；所述混合 室具有帶有用于所述第一流體的入口開口(68)的入口通道(64)、帶有用于所述第一流體 和所述第二流體的混合物的出口開口(72)的出口通道(66)，以及具有軸(42)的混合器轉(zhuǎn) 子；所述渦輪室(52)具有用于驅(qū)動(dòng)流體的入口導(dǎo)管(78，178，278，378)，以及與所述混合器轉(zhuǎn)子可操作地相連的渦輪葉輪(47)，其特征在于，所述渦輪室(52)設(shè)有用于所述驅(qū)動(dòng)流體 的出 口導(dǎo)管(82，182，282，382)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其特征在于，所述渦輪室(52)布置在所述混合室 (50)的一側(cè)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其特征在于，用于所述驅(qū)動(dòng)流體的出 口導(dǎo)管(82，182)布置成與用于所述第一流體的入口通道(64，164)中的所述開口(76，176) 流動(dòng)連通。
13.根據(jù)權(quán)利要求10或權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其特征在于，用于所述驅(qū)動(dòng)流體的出 口導(dǎo)管(282，382)布置成與所述混合室(50)流動(dòng)連通。
14.根據(jù)權(quán)利要求10至權(quán)利要求13中任何一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述混合室 (50)和所述入口通道(64，164，264，276，364)中的一個(gè)設(shè)有用于引入化學(xué)制品或流體的至 少一個(gè)入口(84)。
15.根據(jù)權(quán)利要求10至權(quán)利要求14中任何一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，附加的動(dòng)力 驅(qū)動(dòng)器件聯(lián)接在所述混合器軸(42)上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于使流體與液體介質(zhì)相混合的方法及設(shè)備。具體而言，本發(fā)明公開了一種方法和設(shè)備，借助其，流體通過可旋轉(zhuǎn)的混合器轉(zhuǎn)子(20)與液體介質(zhì)相混合，可旋轉(zhuǎn)的混合器轉(zhuǎn)子(20)使用在該過程中可用的任何流體用作其驅(qū)動(dòng)流體而至少部分地利用渦輪(47)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。混合器(40)具有形成混合器轉(zhuǎn)子的帶有混合元件(44)的軸(42)，以及附接在其上的形成渦輪葉輪的渦輪導(dǎo)葉(46)。軸、元件和導(dǎo)葉布置在外殼(48)中，該外殼(48)具有用于混合元件的混合室(50)，以及用于渦輪導(dǎo)葉的渦輪室(52)。
文檔編號B01F7/00GK101998881SQ200980102310
公開日2011年3月30日 申請日期2009年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月11日
發(fā)明者R·維薩拉 申請人:蘇舍泵有限公司