DE10106538A1 - Mixing unit, for fiber suspension part-flows, has an entry chamber with an eddy choke at the outlet, to give a spiral mixed flow to be smoothed by flow guides to pass to the stock inlet of a papermaking machine - Google Patents

Mixing unit, for fiber suspension part-flows, has an entry chamber with an eddy choke at the outlet, to give a spiral mixed flow to be smoothed by flow guides to pass to the stock inlet of a papermaking machine

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Abstract

The mixer unit (10), to mix part-flows (QH,QL) of fiber suspension for a stock inlet which delivers the pulp to a papermaking machine, brings the flows together in an entry chamber (12). The chamber has an eddy choke (14) at the end of it, in the flow direction (S), to give a spiral mixed suspension (QM) outflow. The mixer unit, for a stock inlet at a papermaking machine, has a flow channel (16) for the spiral flow of mixed suspension, after the eddy choke. The choke and/or channel are structured so that the spiral suspension flow travels around the inner wall of the channel. The flow channel has a geometry which reduces the suspension flow speed, where its width is =0.75 times its height, and the flow stretch through the channel length is >=5 times the hydraulic diameter. The flow channel has flow guides (18) to reduce the twist of the spiral flow, at a gap (d) from the eddy choke which is >=2 times the hydraulic diameter.

Description

Die Erfindung betrifft eine Mischvorrichtung zum Mischen von Suspensi­ onsteilströmen für einen mit einer Stoffsuspension zu speisenden Stoffauflauf einer Papiermaschine. Eine solche Mischvorrichtung ist bei­ spielsweise aus der DE 40 19 593 A1 bekannt.The invention relates to a mixing device for mixing Suspensi on streams for one to be fed with a stock suspension Headbox of a paper machine. Such a mixing device is at known for example from DE 40 19 593 A1.

Beim Zusammenführen von Teilströmen beispielsweise in einem für einen Stoffauflauf bestimmten Verdünnungssystem ist zum Vermischen der be­ treffenden Teilströme Energie bzw. Turbulenz erforderlich. Dazu ist übli­ cherweise eine runde Drossel vorgesehen. Es besteht nun aber das Pro­ blem, daß die Mischwirkung einer solchen Drossel nicht optimal ist. So bleibt die Schichtung bzw. die Anordnungsseite der Zugabe bzw. des hin­ zugegebenen Teilstroms in einer Konzentrationsschichtung erhalten. Die Mischungsturbulenz eines Standard-Stufendiffusors vermag nun aber nicht mit der erforderlichen Zuverlässigkeit den ganzen Querschnitt zu erfassen bzw. zu durchdringen.When merging partial streams, for example, in one for one Headbox specific dilution system is used to mix the be energy or turbulence required. This is übli A round choke is usually provided. But now there is a pro blem that the mixing effect of such a throttle is not optimal. So remains the stratification or arrangement side of the addition or the obtained partial stream obtained in a concentration stratification. The Mix turbulence of a standard step diffuser can now does not close the entire cross-section with the required reliability grasp or penetrate.

Ziel der Erfindung ist es, eine Mischvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der eine höhere Mischgüte sichergestellt ist.The aim of the invention is a mixing device of the aforementioned To create a way with which a higher mixing quality is ensured.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Mischvorrichtung zum Mischen von Suspensionsteilströmen für einen mit einer Stoffsus­ pension zu speisenden Stoffauflauf einer Papiermaschine, bei der die be­ treffenden Suspensionsteilströme in einer Eintrittskammer zusammengeführt werden und in Strömungsrichtung anschließend an diese Eintritts­ kammer eine Wirbeldrossel vorgesehen ist, durch die der die Eintritts­ kammer verlassende Suspensionsmischstrom in Drehung versetzt und entsprechend gemischt wird.According to the invention, this object is achieved by a mixing device for mixing partial suspension streams for one with a substance suspension pension to be fed headbox of a paper machine, in which the be striking partial suspension streams brought together in an inlet chamber  be and in the flow direction following this entry Chamber a vortex choke is provided through which the entry suspension mixed stream leaving the chamber rotated and is mixed accordingly.

Aufgrund dieser Ausbildung wird im Vergleich zu Mischvorrichtungen mit einer herkömmlichen Drossel eine deutlich höhere Mischgüte erreicht.Because of this training is compared to mixing devices with a conventional throttle achieves a significantly higher mixing quality.

Der Wirbeldrossel ist in Strömungsrichtung vorzugsweise ein Kanal nach­ geschaltet. Dabei sind die Wirbeldrossel und/oder der Kanal zweckmäßi­ gerweise so ausgeführt, daß der Suspensionsmischstrom an der Um­ fangswandung des Kanals zum Anliegen kommt.The vortex throttle is preferably a channel downstream connected. The vortex throttle and / or the channel are expedient partially executed so that the mixed suspension stream at the Um the wall of the channel comes to rest.

Der Kanal kann eine die eingebrachte Rotationsgeschwindigkeit des Sus­ pensionsmischstroms reduzierende Geometrie besitzen. In diesem Fall ist der Kanal vorzugsweise so bemessen, daß seine Breite kleiner als das 0,75-fache seiner Höhe und die durch die Kanallänge definierte Nachlauf­ strecke größer als das 5-fache des hydraulischen Durchmessers ist. Dabei ist unter dem hydraulischen Durchmesser das Verhältnis zwischen dem 4-fachen der Kanalquerschnittsfläche und dem benetzten Kanalumfang zu verstehen.The channel can be a rotational speed of the Sus have geometry that reduces the mixed mixed current. In this case the channel preferably dimensioned so that its width is smaller than that 0.75 times its height and the wake defined by the channel length distance is greater than 5 times the hydraulic diameter. there below the hydraulic diameter is the ratio between the 4 times the cross-sectional area of the duct and the wetted circumference of the duct understand.

Alternativ oder zusätzlich können auch Strömungsleitelemente in die nachgeschaltete Strömung bzw. den nachgeschalteten Kanal eingebracht sein, um den Drall des Suspensionsmischstroms zumindest zu reduzie­ ren. Dabei sind die Strömungsleitelemente vorzugsweise in einem Abstand von der Wirbeldrossel angeordnet, der größer als das 2-fache des hydrau­ lischen Durchmessers ist. Durch die Strömungsleitlemente ist also dafür gesorgt, daß der Drall aus dem Suspensionsmischstrom herausgenommen und durch den Siebdiffusoreffekt anschließend ein gut gefüllter Strö­ mungsquerschnitt erhalten wird.Alternatively or additionally, flow guiding elements can also be inserted into the downstream flow or the downstream channel introduced to at least reduce the swirl of the mixed suspension stream ren. The flow guide elements are preferably at a distance arranged by the vortex throttle, which is larger than 2 times the hydrau is diameter. So the flow guide is for that  ensured that the swirl is removed from the mixed suspension stream and then a well-filled flow through the sieve diffuser effect mung cross section is obtained.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels un­ ter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigen:The invention is un based on an embodiment ter explained in more detail with reference to the drawing; in this show:

Fig. 1 eine schematische, teilweise geschnittene Darstellung einer Mischvorrichtung zum Mischen von Suspensions­ teilströmen und Fig. 1 is a schematic, partially sectioned representation of a mixing device for mixing suspensions and partial flows

Fig. 2 eine Querschnittsdarstellung einer beispielhaften Wir­ beldrossel, geschnitten entlang der Linie I-I der Fig. 1. Fig. 2 is a cross-sectional view of an exemplary We choke, cut along the line II of Fig. 1st

Fig. 1 zeigt in schematischer, teilweise geschnittener Darstellung eine Mischvorrichtung 10 zum Mischen von Suspensionsteilströmen QH, QL für einen mit einer entsprechenden Stoffsuspension zu speisenden Stoffauf­ lauf einer Papiermaschine. Im Fall eines sektionierten Stoffauflaufs kann jeder Sektion jeweils ein solcher Mischer zugeordnet sein. Fig. 1 shows a schematic, partially sectioned illustration of a mixing device 10 for mixing partial suspension streams Q H , Q L for a pulp to be fed with a corresponding stock suspension in a paper machine. In the case of a sectioned headbox, each section can be assigned such a mixer.

Die betreffenden Suspensionsteilströme QH, QL werden in einer Eintritts­ kammer 12 der Mischvorrichtung 10 zusammengeführt.The relevant partial substreams Q H , Q L are combined in an inlet chamber 12 of the mixing device 10 .

An die Eintrittskammer 12 schließt sich in Strömungsrichtung S eine Wirbeldrossel 14 an, durch die der die Eintrittskammer 12 verlassende Suspensionsmischstrom QM in Drehung versetzt und entsprechend ge­ mischt wird. Der Wirbeldrossel 14 ist in Strömungsrichtung S ein Kanal 16 nachgeschaltet. Die Wirbeldrossel 14 und/oder der Kanal 16 sind so ausgeführt, daß der Suspensionsmischstrom QM an der Umfangswandung des Kanals 16 möglichst schnell zum Anliegen kommt. Dabei kann die Strömungsgeschwindigkeit im nachgeschalteten Kanal 16 beispielsweise etwa 0,5 bis etwa 2,5 m/s betragen.At the inlet chamber 12 , a vortex choke 14 connects in the flow direction S, through which the suspension mixed flow Q M leaving the inlet chamber 12 is rotated and mixed accordingly. The vortex throttle 14 is followed by a channel 16 in the flow direction S. The vortex throttle 14 and / or the channel 16 are designed so that the mixed suspension flow Q M comes to rest as quickly as possible on the peripheral wall of the channel 16 . The flow rate in the downstream channel 16 can be, for example, approximately 0.5 to approximately 2.5 m / s.

Zur anschließenden Reduzierung des Mischungswirbels bzw. der einge­ brachten Rotationsgeschwindigkeit des Suspensionsmischstroms QM kann der Kanal 16 eine entsprechende Geometrie besitzen. In diesem Fall ist der Kanal 16 vorzugsweise so bemessen, daß seine Breite kleiner als das 0,75-fache seiner Höhe und die insbesondere durch die Kanallänge defi­ nierte Nachlaufstrecke größer als das 5-fache des hydraulischen Durch­ messers ist. Unter hydraulischem Durchmesser ist hierbei das Verhältnis zwischen der 4-fachen Querschnittsfläche des Kanals und dem benetzten Kanalumfang zu verstehen.For the subsequent reduction of the mixing vortex or the introduced rotational speed of the mixed suspension flow Q M , the channel 16 can have a corresponding geometry. In this case, the channel 16 is preferably dimensioned such that its width is less than 0.75 times its height and the stopping distance defined in particular by the channel length is greater than 5 times the hydraulic diameter. Hydraulic diameter is to be understood here as the ratio between 4 times the cross-sectional area of the channel and the wetted channel circumference.

Alternativ oder zusätzlich können in die nachgeschaltete Strömung bzw. den nachgeschalteten Kanal 16 Strömungsleitelemente 18 eingebracht sein, um den Drall des Suspensionsmischstroms QM zumindest zu redu­ zieren. Dabei sind die Strömungsleitelemente 18 vorzugsweise in einem Abstand d von der Wirbeldrossel 14 angeordnet, der größer als das 2- fache des hydraulischen Durchmessers ist.As an alternative or in addition, flow guiding elements 18 can be introduced into the downstream flow or the downstream channel 16 in order at least to reduce the swirl of the mixed suspension flow Q M. The flow guide elements 18 are preferably arranged at a distance d from the vortex throttle 14 which is greater than 2 times the hydraulic diameter.

Solche Strömungsleitelemente 18 sind insbesondere bei hydraulisch run­ den Formen von Vorteil. Sie nehmen den Drall heraus und sorgen durch den sogenannten Siebdiffusoreffekt für einen anschließend gut gefüllten Strömungsquerschnitt. Such flow guide elements 18 are particularly advantageous in the case of hydraulic run. They take out the swirl and use the so-called sieve diffuser effect to ensure that the flow cross-section is then well filled.

Fig. 2 zeigt eine Querschnittsdarstellung einer beispielhaften Wirbeldros­ sel 14, geschnitten entlang der Linie I-I der Fig. 1. Wie anhand dieser Fig. 2 zu erkennen ist, besitzt die Wirbeldrossel 14 einen Drosselquerschnitt mit Leitelementen 20 zur Rotationserzeugung. Fig. 2 shows a cross-sectional view of an exemplary vortex throttle 14 , cut along the line II of Fig. 1. As can be seen from this Fig. 2, the vortex throttle 14 has a throttle cross section with guide elements 20 for generating rotation.

Es ergibt sich somit insgesamt eine die Mischgüte verbessernde Hydrau­ lik, bei der anstelle der bisher üblichen runden Standarddrossel (v = 4- 20 m/s) eine Wirbeldrossel eingesetzt wird, die die Strömung in Drehung versetzt bzw. mischt und die gleichzeitig dafür sorgt, daß die Strömung im nachgeschalteten Kanal (zum Beispiel v = 0,5-2,5 m/s) schnell zum An­ liegen kommt. Der Mischungswirbel bzw. die eingebrachte Rotationsge­ schwindigkeit wird anschließend entweder durch die Kanalgeometrie (Breite/Höhe < 0,75, Nachlaufstrecke < 5 × hydraulischer Durchmesser) wieder reduziert, oder es werden Leitelemente in einem Abstand größer als 2 × hydraulischer Durchmesser (besonders bei hydraulisch runden For­ men) in die nachgeschaltete Strömung eingebracht. Diese nehmen den Drall heraus und sorgen durch den Siebdiffusoreffekt anschließend für einen gut gefüllten Strömungsquerschnitt. The overall result is a hydrau which improves the mixing quality lik, in the place of the round standard choke (v = 4- 20 m / s) a vortex throttle is used, which turns the flow offset or mixes and which at the same time ensures that the flow in the downstream channel (for example v = 0.5-2.5 m / s) quickly turned on comes to lie. The mixing vortex or the introduced rotational rotation Speed is then determined either by the channel geometry (Width / height <0.75, overrun section <5 × hydraulic diameter) reduced again, or there are guide elements at a distance greater than 2 × hydraulic diameter (especially with hydraulically round for men) introduced into the downstream flow. These take that Twist out and then ensure through the sieve diffuser effect a well-filled flow cross-section.  

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010

Mischvorrichtung
mixing device

1212

Eintrittskammer
inlet chamber

1414

Wirbeldrossel
vortex throttle

1616

Kanal
channel

1818

Strömungsleitelemente
flow guide

2020

Leitelement
QH vane
Q H

;Suspensionsteilstrom
QL ; Suspension partial flow
Q L

;Suspensionsteilstrom
QM ; Suspension partial flow
Q M

;Suspensionsmischstrom
S Strömungsrichtung
d Abstand
; Suspension mixed stream
S flow direction
d distance

Claims (7)

1. Mischvorrichtung (10) zum Mischen von Suspensionsteilströmen (QH, QL) für einen mit einer Stoffsuspension zu speisenden Stoffauf­ lauf einer Papiermaschine, bei der die betreffenden Suspensionsteil­ ströme (QH, QL) in einer Eintrittskammer (12) zusammengeführt werden und in Strömungsrichtung (5) anschließend an diese Ein­ trittskammer (12) eine Wirbeldrossel (14) vorgesehen ist, durch die der die Eintrittskammer (12) verlassende Suspensionsmischstrom (QM) in Drehung versetzt und entsprechend gemischt wird.1. Mixing device (10) for the mixing of suspension partial streams (Q H, Q L) are brought together for one with a pulp suspension to be fed Stoffauf running of a paper machine, in which the suspension member concerned flows (Q H, Q L) in an inlet chamber (12) and in the direction of flow ( 5 ) subsequent to this an entry chamber ( 12 ) a vortex throttle ( 14 ) is provided, through which the inlet chamber ( 12 ) leaving suspension mixed flow (Q M ) is rotated and mixed accordingly. 2. Mischvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wirbeldrossel (14) in Strömungsrichtung (S) ein Kanal (16) nachgeschaltet ist.2. Mixing device according to claim 1, characterized in that the vortex throttle ( 14 ) in the flow direction (S) is followed by a channel ( 16 ). 3. Mischvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirbeldrossel (14) und/oder der Kanal (16) so ausgeführt sind, daß der Suspensionsmischstrom (QM) an der Umfangswan­ dung des Kanals (16) zum Anliegen kommt. 3. Mixing device according to claim 2, characterized in that the vortex throttle ( 14 ) and / or the channel ( 16 ) are designed so that the suspension mixed flow (Q M ) on the circumferential extension of the channel ( 16 ) comes to rest. 4. Mischvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (16) eine die eingebrachte Rotationsgeschwindigkeit des Suspensionsmischstroms (QM) reduzierende Geometrie besitzt.4. Mixing device according to one of the preceding claims, characterized in that the channel ( 16 ) has a geometry which reduces the rotational speed of the suspension mixed flow (Q M ). 5. Mischvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (16) so bemessen ist, daß seine Breite kleiner als das 0,75fache seiner Höhe und die durch die Kanallänge definierte Nachlaufstrecke größer als das 5fache des hydraulischen Durch­ messers ist.5. Mixing device according to claim 4, characterized in that the channel ( 16 ) is dimensioned so that its width is less than 0.75 times its height and the wake length defined by the channel length is greater than 5 times the hydraulic diameter. 6. Mischvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in die nachgeschaltete Strömung bzw. den nachgeschalteten Kanal (16) Strömungsleitelemente (18) eingebracht sind, um den Drall des Suspensionsmischstroms (QM) zumindest zu reduzieren.6. Mixing device according to one of the preceding claims, characterized in that in the downstream flow or the downstream channel ( 16 ) flow guide elements ( 18 ) are introduced in order to at least reduce the swirl of the suspension mixed flow (Q M ). 7. Mischvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsleitelemente (18) in einem Abstand (d) von der Wirbeldrossel (14) angeordnet sind, der größer als das 2fache des hydraulischen Durchmessers ist.7. Mixing device according to claim 6, characterized in that the flow guide elements ( 18 ) are arranged at a distance (d) from the vortex throttle ( 14 ) which is greater than twice the hydraulic diameter.
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