CN103608517A - 用于将化学品和/或添加剂引入到制造过程的过程流中的方法和喷嘴设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于通过喷嘴设备将化学品和/或添加剂引入到尤其是用于制造纤维幅或无纺布幅的制造过程的过程流内的方法，其中使用带有至少一个混合区和布置在喷嘴出口的区域内的节流装置的喷嘴设备，该节流装置的流动特性可变地可改变和/或该节流装置可被具有不同的流动特性的另外的节流装置更换以便能够可变地改变喷嘴出口的区域内的流动特性，在各混合区内至少两个介质分别相互混合，且为调节离开喷嘴出口的待引入到过程流内的混合流的不同的流动速度，分别相应地改变节流装置的流动特性或通过具有不同的流动特性的节流装置替换各节流装置。此外，本发明涉及一种用于执行此方法的喷嘴设备。

Description

用于将化学品和/或添加剂引入到制造过程的过程流中的方法和喷嘴设备
技术领域
本发明涉及一种用于通过喷嘴设备将化学品和/或添加剂引入到尤其是用于制造纤维幅或无纺布幅的制造过程的过程流内的方法。本发明进一步涉及一种尤其用于执行方法的喷嘴设备。
背景技术
尤其对于能源、原材料、新鲜水和化学品的升高的成本要求对其有效地使用。尤其在制造纤维幅或无纺布幅时，过程化学品和功能化学品的消耗以及新鲜水作为稀释介质在化学品制备中的使用可通过提供用于将化学品配量和混入过程流中的有效的方法而明显地降低。
目前在流体化学品在用于产生纸幅或无纺布幅的过程流中的配量时所使用的原理还具有一些缺点，即化学品浓度在喷嘴中不可调节，且取而代之必须为喷嘴提供调节到一定浓度的化学品。
在所涉及的供给装置中的化学品浓度的各改变目前仅通过改变稀释介质的体积流来实现。此外，目前仅可通过改变所使用的流体化学品的输出浓度来调节配量浓度。但也在后者情况中，在相同的化学品配量的量时化学品浓度的降低导致体积的升高且在喷嘴几何形状不改变的情况下导致喷嘴出口处的流动速度的改变。但化学品浓度的改变现在直接影响所涉及的化学品的作用。在所涉及的改变的情况下，化学品不再以最佳的配量浓度在过程流中配量。
目前所使用的配量设备的缺点在于，所述配量设备的几何形状且尤其是其出口的几何形状不改变，且不改变化学品浓度则不可达到各希望的流动速度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于给出一种改进的方法以及前述类型的改进的喷嘴设备，其中至少基本上克服前述缺点。一般地，将化学品或添加剂配量且混入到过程流中的效率应得以提高。
在方法方面，此技术问题根据本发明的第一方面通过如下方式解决，使用带有至少一个混合区和布置在喷嘴出口的区域内的节流装置的喷嘴设备，所述节流装置的流动特性可变地可改变和/或所述节流装置能用具有不同的流动特性的另外的节流装置替换以便能够可变地改变喷嘴出口的区域内的流动特性，在各混合区内至少两个介质分别相互混合，且为调节离开喷嘴出口的待引入到过程流内的混合流的不同的流动速度，分别相应地改变节流装置的流动特性或通过具有不同的流动特性的节流装置替换各节流装置。
通过使喷嘴出口的区域内的流动速度通过节流装置的流动特性可变地可改变，尤其也与化学品浓度无关地且在化学品的配量的量恒定时调节该流动速度。同样地也适用于可能提供的添加剂。通过调节例如在喷嘴设备内稀释的助留剂的最佳的流动速度，例如可有利地影响絮凝特征。
优选地，使用带有多个在主流动方向上观察时前后相继地布置的混合区的喷嘴设备。
可通过各喷嘴入口为喷嘴设备提供尤其至少一个喷射流。
根据本发明的方法的优选的实用性构造，为至少一个混合区提供至少一个尤其是流体的化学品流和/或至少一个添加剂流。
尤其也可考虑，为至少一个混合区提供至少一个稀释流体流。
根据尤其有利的构造，给至少一个混合区供给以至少一个气体流。
有利的也尤其是，在各混合区内产生促进所涉及的介质的混合的湍流。优选地，湍流在各混合区内至少部分地通过喷嘴设备的主流动横截面的横截面扩宽部产生。在此，特别有利的是，将至少一个化学品流、至少一个添加剂流、至少一个气体流和/或至少一个稀释流体流引入混合区的最大的湍流的区域内，以此保证了最佳的混合。
根据本发明的另外的方面，用于通过喷嘴设备将化学品和/或添加剂引入到尤其是用于制造纤维幅或无纺布幅的制造过程的过程流内的方法的特征在于，为喷嘴设备的尤其是混合区的至少一个区提供尤其是气体流的至少一个化学品流，且在此反应区或混合和反应区内与所涉及的化学品和至少一个另外的反应参与物发生尤其是沉淀反应的化学反应。
在此，沉淀产物可在各区内有利地与通过喷嘴入口提供给喷嘴设备的喷射流混合。
但在一定的情况中，也有利的是在各区内与至少一个另外的反应参与物发生尤其是沉淀反应的化学反应，所述另外的反应参与物包含在通过喷嘴入口提供给喷嘴设备的尤其是部分流体流的喷射流中。
在本方法中也有利的是，根据涉及至少一个反应区或混合和反应区的使用的本发明的第二方面，也使用根据本发明的节流装置，但这不是强制的。
根据本发明的尤其适合于执行方法的用于将化学品和/或添加剂引入到尤其是用于制造纤维幅或无纺布幅的制造过程的过程流内的喷嘴设备的特征在于，喷嘴设备具有带有至少一个混合和/或反应区的基础部分，可为所述基础部分提供至少两种相互待混合的或相互化学反应的介质，且优选包括布置在喷嘴出口的区域内的节流装置，所述节流装置的流动特性可变地可改变和/或所述节流装置可拆卸地与基础部分连接以便实现分别与另外的节流装置的更换。
优选地，喷嘴设备包括多个在主流动方向上观察时前后相继地布置的混合和/或反应区。
根据本发明的喷嘴设备的优选的实用性实施形式，所述喷嘴设备的主流动横截面在至少一个混合和/或反应区的区域内具有产生湍流的横截面扩宽部。
合适地，喷嘴出口也可通过节流装置完全封闭。因此，喷嘴设备可例如为清洁目的而完全地截断过程流。
特别有利的是节流装置包括尤其构造为夹管阀的阀，所述阀带有优选至少一个尤其是可被机械地、气动地或液压地加载的柔性软管或柔性套管。
通过根据本发明的方法和根据本发明的喷嘴设备明显地提高了化学品和/或添加剂的配量和混入过程流内的效率。本发明特别有利地可尤其用于制造纤维幅或无纺布幅。
根据本发明，一种介质可与另一种介质一起混入喷嘴设备的区内，其中在一个或多个另外的后接的区内可重复此混入过程，然后将所获得的作为结果的混合流优选地通过可调节的，有利地也可完全关闭的节流装置配量到过程流内。选择的节流装置可包括阀的功能，以此喷嘴设备的出口且因此在出口的区域内的流动速度可变化地被调节或控制和/或调控。根据更简单的实施形式，也可构思可更换的节流装置。在此，例如提供了喷嘴设备的壳体的相应的构造，通过所述构造可将各节流装置容易地以具有不同的流动特性的另外的节流装置替换。
喷嘴设备可例如构造为带有一个或多个在主流动方向上至少基本上前后相继地布置的混合区的混合喷嘴。在此，在混合区内可给例如喷射流添加至少一个流体化学品或流体添加剂。同时也可以给一个或多个混合区添加例如两种或多种流体化学品或添加剂，且例如与喷射流混合，其中例如也可以是部分流。此混合原理可在一个或多个前后相继的混合区内重复。
待配量的优选地流体化学品或添加剂可例如是助流剂，例如聚丙烯酰胺(PAM)，聚乙烯亚胺(PEI)，聚酰胺胺(PAAm)，可交联的聚酰胺胺树脂，聚二甲基二烯丙基氯化铵，聚乙烯胺(PVAm)，聚氧化乙烯(PEO)。
此外，待配量的化学品也可以是微米颗粒或纳米颗粒，因此例如是膨润土或硅酸盐。
此外，待配量的化学品可包含淀粉、灭菌剂和/或例如染料或增光剂。
此外，化学品可例如是中性上胶剂，例如烷基烯酮二聚体(AKD)或烯基琥珀酸酐(ASA)。此外，例如也可以配量矿物材料，例如“泥浆”形式的碳酸钙和/或二氧化钛。
混合喷嘴可尤其包括柱形外壳，其中具有形成一个或多个混合区的混合元件。各混合元件可例如包括柱形体，所述柱形体的外周面具有环形凹陷，在所述凹陷内在径向方向上引入孔，所述孔通入混合元件的中心轴向孔内。各混合元件的环形间隙可穿过壳体的壁并且与一个或多个介质供给装置连接。单独的混合元件可通过密封件相互密封且相对于壳体壁密封。轴向孔和径向孔之间的角度合适地分别为90°。
在主流动方向上观察时各位于前方的混合元件的内横截面(轴向孔)的柱形直径优选小于各随后的混合元件的内柱形的尤其是圆柱形的横截面的柱形直径。此横截面放大或阶跃也可提供在主流动方向上观察时第一混合元件的前端的区域内。由前后相继的单独的混合元件等形成的柱形流动通道的旋转对称的横截面的阶跃放大导致了如下效应。
圆柱形孔的流动横截面的放大导致了流动内的反向涡旋。在此，可尤其在涡旋的边界层上出现很大的剪应力，所述剪应力导致了湍流，通过所述湍流实现了所引入的流体化学品或添加剂或气体在混合元件内的有效的混合。因此，通过横截面扩宽部所形成的剪切区可用于混入各流体介质。在此，化学品或添加剂或气体可尤其引入到各混合元件或混合区的最大湍流的区内。这可例如通过为施加所涉及的介质而提供的径向孔的相应的布置来实现。
尤其可构思如下的喷嘴设备的构造，其中喷射流首先在当在主流动方向上观察时的第一混合元件的内柱形横截面内导引，且然后通过阶跃部被继续导引到具有相应地更大的内柱形横截面的随后的混合元件内。在阶跃部之后的直径D2和在阶跃部之前的直径D1之间的比例(阶跃比=D2/D1)有利地处在大约1.1至大约5.0的区域内，尤其在大约1.1至大约2.0的区域内，且优选地在大约1.2至大约1.5的区域内。
在主流动方向上观察时第一柱形混合元件的长度L1有利地取决于阶跃扩宽部，且合适地处在长度(D2-D1)/2的10倍至50倍。在此长度范围内湍流最强。在混合区的更长的构造中，湍流又减弱。
各混合元件或混合区的所选择的长度也可取决于各化学品或添加剂的类型或设备状态。优选，第一混合区的在主流动方向上延伸的轴向柱形孔的长度等于k*(D2/D1)，其中恒定的因数k取决于在混合元件中待配量的化学品或添加剂，且尤其可取在大致20至大致180之间的范围。在配量气体的情况中，对于因数k允许取更大的值，以便可在混合元件的柱形壁内引入最大所需的径向孔(出口面)的数量，其中通过引入各气体，湍流本身在混合区内的进一步升高。
如果节流装置包括阀，例如夹管阀，则此阀可合适地在分开的壳体内例如通过与包括至少一个混合和/或反应区的基体部分法兰连接装置可拆卸地连接。尤其气动地或液压地运行的阀可包括弹性体软管或由弹性体制成的套管，所述软管或套管例如在封装的阀体或壳体内布置在最后的混合区的下方或后面。喷嘴设备的壳体且至少与夹管阀相关的压力室的壳体可根据压力范围的要求而定尺寸且尤其构造为双层构造，以便在其内构建套管。此外，压力室壳体可构造为分开的部件，且以通常的方式例如通过螺纹连接、法兰连接等与喷嘴设备的壳体连接。因此，压力室壳体，例如在双侧构造有法兰连接装置。
如果阀体的内部空间内的压力相对于弹性体软管的内部内的压力升高，则软管或套管被挤压在一起且介质通过软管或套管的流量变化。因此，套管的开口或间隙宽度可取决于压力而通过气动或液压可变地被调节。
阀壳体的压力加载可例如使用被过滤的或无油的压缩空气或水进行。柔性的弹性体软管或套管可合适地也完全地被封闭。通过例如在大约0.5巴至大约30巴的范围内的优选地在大约1巴至大约3巴的范围内差压供给，通过夹管阀壳体内的取决于弹性体质量的介质/运行压力可例如封闭夹管阀。在此，例如形成了唇形的关闭图形。只要封闭的阀体的内部内的压力降低或压力供给中断且夹管阀壳体被排空，则夹管阀套管由于其复位弹性而又完全打开到原始的直径。由于套管的复位弹性和介质压力，在打开之后保证了自由的横截面。套管在关闭和打开时的运动被防止，使得在套管壁上形成了沉积。在待配量的介质中的固体在套管关闭时被包围，使得保持了阀的密封性。因此，可保证维护很低的且在流体介质配量时密封的运行。
此外，可构思此夹管阀的自动加载，其中例如在夹管阀和先导阀之间可提供压力开关，通过所述压力开关可查询套管的打开压力和关闭压力。为保证尽可能短的打开时间，快速排空阀可直接连接在例如夹管阀的壳体的空气接头上。
但喷嘴的间隙宽度的调节也可通过另外的方式进行。因此，在套管内形成的间隙例如机械式地通过一个或多个调节元件变形或也完全地封闭。在此，这些调节元件可例如通过手动、电动、气动或液压驱动的调节装置调节。所有通常在夹管阀的情况中提供的方法可用于使夹管套管变形。
夹管阀的使用除带来完全截断功能而因此可将剩余的过程流完全地分离的可能性外，尤其还带来这种优点：喷嘴出口的区域内的流动速度根据夹管套管的开口的面积而改变。以此，从喷嘴设备到过程流内的流动速度能够可变地调节。特别有利的是过程流和配量流之间的最佳的速度比通过可调节的出口可变地调节和应用。
套管可尤其由不同的弹性体制造且适配于例如压力、温度的介质特征以及另外的环境标准。取决于介质特征和压力范围，套管在此可例如至少部分地由天然橡胶、氯丁橡胶、EPDM、氟橡胶、硅树脂、亚硝酸盐、丁基橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶等。此外，所使用的套管材料可以以特氟龙或另外的覆层材料涂层。优选地，所使用的尤其是由弹性体制成的套管构造为带有优选地包含例如尼龙的塑料纤维的内部组织。
尤其由弹性体制成的套管的内部轮廓可不同地构造，其中所述内部轮廓可例如为柱形或锥形。有利地，套管的内部轮廓可构造为使得在喷嘴设备的出口的区域内可复现地达到例如直至30m/s的流动速度的可变调节。套管的外部轮廓可尤其被选择为获得可复现的节流。
有利的构造进一步在于，在混合区内使至少两个流动同心地汇聚且在流出到混合区内时相互混合，其中离开混合室的出口可被所述类型的节流部收缩或封闭。
根据本发明的方法和根据本发明的喷嘴设备不限制于液体化学品或添加剂的配量。而是也可构思如下的构造或结构，其中在喷嘴设备内除例如液体化学品外也使例如CO2的气体和例如氢氧化钙例如作为悬液(石灰乳、氢氧化钙在水中的悬浊液)或石灰水反应。
氢氧化钙(CA(OH)2)在水中的可溶性在20℃时仅为1.7g/l，其中可溶性随温度升高而降低。因此优选使用石灰乳，石灰乳具有比CA(OH)2明显更高的在例如30g/l至150g/l的范围内的浓度。但也可构思使用高纯度的氢氧化钙水溶液，所述氢氧化钙水溶液在通过混合和反应喷嘴设备提供的混合空间或混合区内与CO2反应。
在喷嘴设备内例如也可引入与钙(石灰乳)或氢氧化钙水溶液反应的碳酸水。
在由氢氧化钙(CA(OH)2)制造石灰乳时，悬液可立即被调节到使用浓度。但使用浓度例如也可直接在混合设备和反应设备中在与CO2接触之前通过稀释流体混入前接的混合区内而被调节。
在使用石灰乳时，可有利的是在所涉及的向喷嘴设备的供给装置内前接有过滤器，通过所述过滤器保留不可溶解的成分，以排除配量系统的阻塞的可能性。在石灰水配量时可省去过滤器。在使用石灰乳时，流动速度应尤其不低于1.0m/s且优选地大于1.5m/s。尤其在向喷嘴设备供给的管道长度长于大约20m时，来自环形管道系统的石灰乳的配量是有利的，以排除在管道系统中沉积的可能性。
在使用氢氧化钙悬液(石灰乳)的情况中，尤其在提出对于颗粒分布和颗粒尺寸的要求时，因为此参数明显地影响石灰乳的可反应性。颗粒分布应有利地尽可能均匀，以便可有效地排出在与二氧化碳反应时产生的碳酸钙沉淀。优选地，应使用其均匀的颗粒谱由许多小的微粒形成的氢氧化钙(CA(OH)2)，因为反应速度基本上受到微粒尺寸的影响。
特别有利的是根据本发明的方法和根据本发明的喷嘴设备的如下的构造或结构，其中在喷嘴设备中例如通过石灰乳与二氧化碳的反应出现沉淀反应。在此，以此方式产生的沉淀的碳酸钙可有利地通过另外的流体流尤其是喷射流和/或石灰乳的水相配量到过程流内。通过喷嘴设备，可同时在过程流中进行沉淀反应和配量。此外，通过同一个喷嘴设备同时地将尤其另外的流体化学品或添加剂在过程中配量。
特别有利的是，在喷嘴设备中实现各反应参与物的尤其T形的汇合，且因此形成至少一个混合区，其中通过相应的区的几何形状可调节驻留时间或反应时间。例如，在施加CO2时，在反应区和混合区内的相应的汇合可通过多个尤其径向的优选小的直径的孔实现。
特别有利的是，碳酸钙的至少一个初级沉淀反应在过程流外或造纸机的恒定的部分外在混合和反应喷嘴设备内实现，使得通过选择喷射介质影响沉淀反应的过程。
如果使用例如无纤维成分的过程水作为喷射介质，例如使用经过滤的滤液(Flotat)或滤出液或新鲜水作为喷射介质，则由于沉淀反应在喷嘴设备内提供了碳酸钙且将碳酸钙配量到过程流中。如果使用纤维悬液自身作为喷射介质，也就是说例如使用部分流体流作为喷射流，则已经在混合和反应喷嘴设备内进行包含在部分流体流内的纤维材料上的沉淀反应。
通过混合和反应喷嘴设备可例如提供碳酸钙的不同的施加形式。
1)在使用纤维悬液的部分物质流作为喷射流时，配量在混合和反应喷嘴设备内在部分流体流的纤维上沉淀的碳酸钙，
2)在使用无纤维材料的喷射流，例如在使用滤出物、经过滤的滤液或新鲜水时，通过混合和反应喷嘴设备配量沉淀的碳酸钙，
3)使用石灰乳悬液自身作为喷射流体而无另外的流体，且石灰乳与CO2在喷嘴设备的各混合和反应区内尤其直接在配量前同时反应。
尤其也可构思根据本发明的方法和根据本发明的配量设备的如下的构造和结构，其中在达到最佳的沉淀条件的方面将例如喷射流体的pH值或例如温度的另外的参数在同一个喷嘴设备的、前接于沉淀反应的混合区内调节。
如已所提及，例如二氧化碳和石灰乳的反应可已在喷嘴设备内即在过程流外实现。如果反应例如在提供给喷嘴设备的纤维悬液的部分流中进行，则碳酸钙已在喷嘴设备内沉淀在部分流的悬液的纤维上(尤其是初级反应)，且然后配量到过程流内。石灰乳和二氧化碳在混合和反应喷嘴设备内的反应在此可通过混入条件的改变比在过程流自身中明显更有选择地进行。因此，例如二氧化碳的气泡尺寸和气泡数量通过混合区内的孔直径和孔数量调节。
在混合和反应喷嘴设备内的初级反应期间，未转化的石灰乳或未参与反应的CO2可在次级反应期间在过程流中完全地相互反应。通过混合和反应喷嘴设备的优选的几何形状，可以明显降低所需的反应时间，使得真正的初级转化或初级反应已在例如小于3秒内完成，优选地在小于1秒内完成。
沉淀反应可例如通过气泡的尺寸控制和/或调节，以此进一步提高了效率。
尤其也可通过将反应划分为多级反应过程(例如，初级反应和次级反应)明显提高石灰乳和CO2的转化效率。此外，可通过喷嘴设备的各混合区的几何尺寸和混合参数而可变地调节沉淀的碳酸钙的均匀性。以此，可在所要求的参数特征方面例如在阻光性和光散射和体积等方面影响沉淀的碳酸钙的晶体结构。
此外通过前述多级过程，实现了沉淀的碳酸钙在纤维上更均匀的分布，以此明显改进了因此而引入的碳酸钙的光学质量特征和留着。
附图说明
本发明在下文中根据实施例通过参考附图详细解释，各图为：
图1示出了例如根据本发明的喷嘴设备的示例的实施形式的包括多个混合和/或反应区的基础部分的示意性图示，
图2至图5示出了夹管软管的不同的仅示例性的轮廓形状的示意性图示，
图6示出了根据本发明的喷嘴设备的示例性实施形式的示意性图示，所述喷嘴设备带有包括通过气动或液压可调节的夹管阀的节流装置，
图7示出了根据本发明的喷嘴设备的示例性实施形式的示意性图示，所述喷嘴设备带有包括机械可调节的夹管阀的节流装置，其中夹管阀描绘为处于打开状态，和
图8示出了根据图7的喷嘴设备，但其中夹管阀在本情况中描绘为处于完全关闭的状态。
具体实施方式
图1在示意性图示中示出了根据本发明的用于将化学品和/或添加剂引入到制造过程的过程流16(也见图6至图8)的喷嘴设备14的示例性实施形式的包括多个混合和/或反应区101、102的基础部分12，其中制造过程可尤其是用于制造纸纤维或无纺布纤维的过程。在此，可为各混合和/或反应区101、102提供至少待两个相互混合和/或相互化学反应的介质28、54。
如从图6至图8中已知，喷嘴设备14可包括布置在喷嘴出口18的区域内的节流装置20。
在本情况中，喷嘴设备14包括例如两个在主流动方向22上观察时前后相继布置的混合和/或反应区101、102。
如根据图1可见，喷嘴设备14的主流动横截面在至少一个混合和/或反应区10i的区域内具有产生湍流的横截面扩宽部24。在本实施例中，此横截面扩宽部处在沿主流动方向22观察时的第一混合和/或反应区101的前端的区域内以及第二混合和/或反应区102的前端的区域内。
如最好地根据图6至图8可见，可通过喷嘴入口26为喷嘴设备14提供喷射流28。
喷嘴设备14可尤其包括被提供以至少一个流体化学品或添加剂流50的至少一个混合和/或反应区10i。也可尤其实现为至少一个混合区10i提供至少一个稀释流体流48。在此，尤其也可构思喷嘴设备14的这种构造，其中为至少一个混合区10i提供至少一个气体流。
如果如在图1中所图示在各区10i内，例如通过喷嘴设备14的主流动横截面的横截面扩宽部24产生湍流，则可例如将各化学品流或添加剂流50、气体流和/或稀释流体流48合适地引入到区10i的最大湍流的区域内。
有利地，尤其也可构思如下的构造，其中为喷嘴设备14的至少一个区10i提供至少一个化学品流50尤其是气体流，且其在此区10i内与所涉及的化学品和至少一个另外的反应参与物发生尤其是沉淀反应的化学反应。在此，沉淀产物可在各混合和反应区10i内与例如通过喷嘴入口26提供给喷嘴设备14的喷射流28混合。但在各区10i内可例如也与至少一个另外的反应参与物发生化学反应尤其是沉淀反应，所述另外的反应参与物包含在通过喷嘴入口26提供到喷嘴设备14内的喷射流28内，尤其是包含在部分流体流内。
喷嘴设备14可包括柱形的壳体30，在所述壳体30内具有一个或多个形成区10i的混合元件，所述混合元件分别包括一个柱形体32，所述柱形体32的外周面提供有环形的凹陷34，在所述凹陷34内在径向方向上引入了孔36，所述孔36通入混合元件的在主流动方向22上延伸的中心轴向孔38内。各混合元件的环形凹陷34穿过壳体30的壁与至少一个介质供给装置连接。单独的混合元件通过密封件40相互密封且相对于壳体壁密封。轴向孔38和径向孔36之间的角度优选地为90°。
如尤其根据图1可见，形成了第一混合区101的混合元件的内柱形的尤其是圆柱形的横截面积(轴向孔)38的柱形直径D3小于位于其后的形成了第二混合区102的混合元件的内柱形的尤其是圆柱形的横截面积的柱形直径D3。由前后相继的单独的混合元件形成的柱形流动通道或轴向柱形孔38的旋转对称的横截面的阶跃放大导致了如下效应：
圆柱形孔38的流动横截面的放大导致了流动内的反向涡旋42(见图1)。尤其在涡旋42的边界层上出现很大的剪应力，所述剪应力导致了湍流，通过所述湍流实现了所引入的介质在混合元件内的有效的混合。在此，通过横截面扩宽部24所形成的剪切区可用于混入所涉及的介质，尤其是流体化学品或气体。对于所涉及的流体流的配量或用于施加所涉及的介质的孔36的布置在此优选地在相应的混合元件的最大湍流的区域内进行。
喷射流28首先在形成了混合元件的第一区101的柱形内横截面内导引，且然后在阶跃部中并且在形成第二区102的第二混合元件中继续导引。喷射流28可通过基础部分12的第一部分段44导引到第一混合区101内。部分段44的内柱形横截面的直径以D1表示，第一混合区101的内柱形横截面的直径以D2表示，且第二混合区102的内柱形横截面的直径以D3表示。直径D2和直径D1之间的比，即阶跃比D2/D1，其中D2是阶跃之后的直径，而D1是阶跃之前的直径，此阶跃比有利地处在大约1.1至大约5.0的区域内，尤其在大约1.1至大约2.0的区域内，且优选地在大约1.2至大约1.5的区域内。
第一柱形混合区101的长度L1与阶跃扩宽部有关，且有利地处在长度(D2-D1)/2的10倍至50倍的范围内。在此长度范围内湍流最强。在混合区的更长的构造中，湍流又减弱。
在混合元件的长度设计方面，这也取决于化学品类型或设备状态。第一柱形混合元件的长度L1有利地等于k*(D2/D1)。在此，恒定的因数k取决于在混合元件中待配量的化学品或添加剂，且可有利地取在大致20至大致180之间的范围。
在配量气体时，允许因数k取更大的值，以便可在混合元件的柱形壁内引入最大所需的一般径向孔(出口面)的数量，其中通过引入气体自身，在混合区内的湍流进一步升高。
如前所述，各区10i也可提供为反应区或混合和反应区，其中至少两个反应参与物导致尤其是沉淀反应的化学反应。
在此，特别有利的是至少两种介质且尤其是各反应参与物在喷嘴设备14内的T形汇合，以便因此形成至少一个混合区，其中通过相应的区的几何形状可调节驻留时间或反应时间。例如，在施加CO2时，提供多个优选小直径的例如一般径向的孔以便在反应混合区内相应的汇合。
如尤其根据图6至图8可见，喷嘴设备14也可包括布置在喷嘴出口18的区域内的节流装置20，所述节流装置的流动特性可变地可改变，和/或所述节流装置20可拆卸地与基础部分12连接，以便实现用另外的节流装置更换。在此，节流装置20例如可与喷嘴设备14的壳体30可拆卸地连接。
喷嘴出口18可通过节流装置20合适地完全地封闭，使得喷嘴设备14可完全与过程流16分开。
如尤其根据图2至图8可见，节流装置20可包括尤其构造为夹管阀的阀，所述阀带有优选至少一个尤其气动地或液压地加载的柔性软管或柔性套管。在此，图2至图5在示意性图示中示例地示出了合适的夹管阀46的不同的有利的轮廓形式的示意性图示。
因此，根据图2的夹管阀46例如具有槽轮廓。
在图3中描绘的实施例中，夹管阀46具有相对于内横截面的根据双锥类型的轮廓形式。
根据图4，夹管阀46可例如也具有贯穿的柱形内部轮廓。
图5示出了示例性实施形式，根据所述实施形式，夹管阀46具有单锥形状的内轮廓。
通过节流装置20的夹管阀-所述夹管阀可布置在喷嘴出口18的区域内且尤其可布置在此区域和包括至少一个混合和/或反应区10i的基础部分12之间(见图6至图8)，混合和/或反应喷嘴设备14可合适地完全地相对于过程流16被截断。可至少部分地由可变形的套管形成的夹管阀在此可被调节在完全打开和完全关闭之间的每个任意的位置中。在喷嘴出口18的区域内的流出速度可通过在喷嘴出口的区域内的可变地改变的横截面或通过套管横截面积相应的改变而可变地调节。以此，在喷嘴出口18的区域内的流速可与化学品或添加剂浓度无关地且也在化学品或添加剂的恒定的配量的量下调节。通过调节例如在混合和/或反应喷嘴内稀释的助留剂在喷嘴出口18的区域内的最佳的流动速度，例如可有利地影响絮凝特征。
如根据图6可见，节流装置20可例如包括可通过气动或液压调节的夹管阀，所述夹管阀带有夹管软管或夹管套管46和相关的压力壳体48。
如前所述，可通过喷嘴入口26为喷嘴设备14提供喷射流28，其中所述喷射流28可以是部分流体流。为第一混合区101例如提供稀释流体流作为混合流48。为第二混合级102可例如提供以化学品或添加剂流50。但基本上，也可提供仅一个或超过两个的区，其中如前所述这两个区可以分别是混合和/或反应区。也如前所述，为各混合和/或反应区10i可提供例如至少一个化学品流，至少一个添加剂流，至少一个气体流和/或至少一个稀释流体流。
如从图7可见，节流装置20可例如包括可机械调节的夹管套管或夹管套46。夹管套管46在此例如可通过机械的，例如横向于主流动方向22可调节的调节元件52加载。夹管套管46在本实施例中描绘为处于打开的状态。
喷嘴设备14的包括混合和/或反应区10i的基础部分12可尤其又构造为如根据图1和图6所述的情况。相对应的部分配有相同的附图标号。
图8示出了根据图7的喷嘴设备14，但其中夹管套管46在本实施例中描绘为处于完全关闭的状态。相对应的部分又配有相同的附图标号。
附图标号列表
10i  混合和反应区
12   基础部分
14   喷嘴设备
16   过程流
18   喷嘴出口
20   节流装置
22   主流动方向
24   横截面扩宽部
26   喷嘴入口
28   喷射流
30   柱形壳体
32   柱形体
34   环形凹陷
36   径向孔
38   中心轴向孔
40   密封件
42   反向涡旋
44   部分段
46   夹管软管或夹管套管
48   混合流
50   化学品或添加剂流
52   机械调节元件
54   介质

Claims (17)

1.一种用于通过喷嘴设备(14)将化学品和/或添加剂引入到制造过程、尤其是用于制造纤维幅或无纺布幅的过程的过程流(16)内的方法，
其特征在于，
使用喷嘴设备(14)，所述喷嘴设备(14)带有至少一个混合区(10i)和布置在喷嘴出口(18)的区域内的节流装置(20)，所述节流装置的流动特性能够可变地改变和/或所述节流装置能用具有不同的流动特性的另外的节流装置(20)替换，以便能够可变地改变所述喷嘴出口(18)的区域内的流动特性，
在各混合区(10i)内分别将至少两种介质相互混合，且
分别相应地改变所述节流装置(20)的流动特性或分别以具有不同的流动特性的节流装置(20)替换各节流装置(20)，以便调节离开所述喷嘴出口(18)的、待引入到所述过程流(16)内的混合流的不同的流动速度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使用带有多个在主流动方向(22)上观察时前后相继地布置的混合区(101,102)的喷嘴设备(14)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，通过各喷嘴入口(26)为所述喷嘴设备(14)供给至少一个喷射流(28)。
4.根据前述权利要求中一项所述的方法，其特征在于，为至少一个混合区(10i)提供至少一个、尤其是流体的化学品流和/或至少一个添加剂流。
5.根据前述权利要求中一项所述的方法，其特征在于，为至少一个混合区(10i)提供至少一个稀释流体流。
6.根据前述权利要求中一项所述的方法，其特征在于，为至少一个混合区(10i)提供至少一个气体流。
7.根据前述权利要求中一项所述的方法，其特征在于，在各混合区内产生促进所涉及的介质的混合的湍流。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述湍流在各混合区(10i)内至少部分地通过所述喷嘴设备(14)的主流动横截面的横截面扩宽部(24)产生。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，至少一个化学品流、至少一个添加剂流、至少一个气体流和/或至少一个稀释流体流引入所述混合区(10i)的最大湍流的区域内。
10.一种用于通过喷嘴设备(14)将化学品和/或添加剂引入到制造过程、尤其是用于制造纤维幅或无纺布幅的过程的过程流(16)内的方法，尤其是根据前述权利要求中一项所述的方法，
其特征在于，
为喷嘴设备(14)的至少一个区、尤其是混合区(10i)提供至少一个化学品流、尤其是气体流，且在此反应区或混合和反应区(10i)内与所涉及的化学品和至少一个另外的反应参与物发生化学反应、尤其是沉淀反应。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述沉淀产物在所述各区(10i)内与通过喷嘴入口(26)提供给喷嘴设备(14)的喷射流混合。
12.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，在所述各区(10i)内与至少一个另外的反应参与物发生化学反应、尤其是沉淀反应，所述另外的反应参与物包含在通过喷嘴入口(26)提供给所述喷嘴设备(14)的喷射流(18)、尤其是部分流体流中。
13.一种尤其用于执行根据前述权利要求中任一项所述的方法的用于将化学品和/或添加剂引入到制造过程、尤其是用于制造纤维幅或无纺布幅的过程的过程流(16)内的喷嘴设备(14)，
其特征在于，
所述喷嘴设备(14)具有带有至少一个混合和/或反应区(101、102)的基础部分(12)，可为所述基础部分(12)提供至少两个待相互混合或相互化学反应的介质，且优选地包括在喷嘴出口(18)的区域内布置的节流装置(20)，所述节流装置(20)的流动特性能够可变地改变和/或所述节流装置(20)以可拆卸的方式与所述基础部分(12)连接以便能够被具有不同流动特性的另外的节流装置(20)分别更换。
14.根据权利要求13所述的喷嘴设备，其特征在于，所述喷嘴设备包括多个在主流动方向(22)上观察时前后相继地布置的混合和/或反应区(101、102)。
15.根据权利要求13或14所述的喷嘴设备，其特征在于，所述喷嘴设备(14)的主流动横截面在至少一个混合和/或反应区(101、102)的区域内具有产生湍流的横截面扩宽部(24)。
16.根据权利要求13至15中一项所述的喷嘴设备，其特征在于，所述喷嘴出口(18)也能通过所述节流装置(20)完全封闭。
17.根据权利要求13至16中一项所述的喷嘴设备，其特征在于，所述节流装置(20)包括尤其构造为夹管阀的阀，所述阀带有优选地至少一个尤其可被机械地、气动地或液压地加载的柔性软管或柔性套管。
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