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，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，幾種所述紙漿組分流即于混合點合而為一。
進而本發(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的一個外管，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，并使得送來的紙漿組分被安排于混合點合而為一。
造紙的不同流程有幾個點，需要將不同的流體混合物、所需紙漿及其他物質(zhì)進行相互混合。例如，對于纖維漿，要在將其送往造紙機高位箱之前，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，或者利用機械混合器于槽內(nèi)進行混合。為了在管內(nèi)進行混合，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的解決方法。
本發(fā)明提出的方法，其特征在于運用具有波浪狀截面的內(nèi)管端于混合點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)件對這樣形成的湍流進行導(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。為了進行混合，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)件以及混合點加強，該結(jié)構(gòu)件對所產(chǎn)生的湍流進行導(dǎo)向和加強。再者，本發(fā)明的優(yōu)選實施例的基本構(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)點是，欲混合的紙漿組分能夠遠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)件可強化具有波浪狀截面內(nèi)管端所造成的湍流，因而達到對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，而另一流股V2在內(nèi)管中流動。在管中流動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表示之混合點互相混合。通過流股中所產(chǎn)生的湍流來實現(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)化器進一步強化混合作用，尤其當(dāng)流動物質(zhì)的一致性高時(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，從而進一步加強紙漿組分的混合。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)件面積位于首個零，因為它的前緣在周邊方向上是線性曲面；而當(dāng)在流股方向前進時，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，當(dāng)它在管1半徑方向增大時，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，因為纖維和流股中的其他物質(zhì)不會輕易地粘上。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)定的距離上進行安裝。
圖3c表示第二種結(jié)構(gòu)件5a至5c，它們在流股方向上被安裝在內(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途徑加以調(diào)整，一是改變結(jié)構(gòu)件相對內(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，與混合點相配合安裝。也可以在混合點之前使用第二結(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(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，從而所述紙漿組分流股(V1、至V4)在混合點(S)相會合，其特征在于在混合點(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)表面上的獨立結(jié)構(gòu)件(4a至4c)對所產(chǎn)生的湍流進行導(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(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，從而將幾條獨立的流股輸向混合點(S)。
4.一種造紙中混合紙漿組分的裝置，該裝置包括一個外管(1)，用于將第一紙漿組分輸向混合點(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，使得被輸送的紙漿組分流股(V1至V4)在混合點(S)相會合，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；對于混合點(S)，結(jié)構(gòu)件(4a至4c)被設(shè)置在外管(1)的內(nèi)表面上，用于對所產(chǎn)生的湍流進行導(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(S)之前。
9.按照權(quán)利要求4至8中的任何一項權(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’)之前的一個流態(tài)化器(3)。
10.按照權(quán)利要求4至9中的任何一項權(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(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)在混合點導(dǎo)向并增強效應(yīng),該結(jié)構(gòu)件位于外管的內(nèi)表面上。另外,本發(fā)明涉及依該方法進行紙漿組分混合的裝置。
文檔編號B01F3/08GK1378612SQ00814161
公開日2002年11月6日 申請日期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 申請人:麥特索紙業(yè)公司