FI104621B

FI104621B - A method and apparatus for mixing a second medium with a first medium

Info

Publication number: FI104621B
Application number: FI965137A
Authority: FI
Inventors: Reijo Vesala; Kari Peltonen
Original assignee: Ahlstroem Oy
Priority date: 1996-06-03
Filing date: 1996-12-20
Publication date: 2000-03-15
Also published as: CA2256594C; DE69709102D1; CA2256594A1; DE69709102T2; EP0907409B1; FI965137A; EP0907409A1; ATE210492T1; FI965137A0; WO1997046309A1

Abstract

The present invention relates to a method and a device for mixing a second medium into a first medium. The method and the device according to the invention are particularly advantageous when used for mixing different chemicals, both liquid and gaseous, or steam into pulp suspension in the wood processing industry. In the method and device according to the invention, the first medium is fed into the mixer housing (10), mixed therein and removed from said housing (10), a freely rotatable rotor (20) being placed in said housing (10) and turned by means of the incoming medium flow into the housing (10).

Description

104621104621

Menetelmä ja laite toisen väliaineen sekoittamiseksi ensimmäiseen väliaineeseenA method and apparatus for mixing a second medium with a first medium

Esillä olevan keksinnön kohteena on menetelmä ja laite toisen väliaineen sekoittamiseksi ensimmäiseen väliaineeseen. Erityisen edullisesti keksinnön mukainen menetel-5 mä ja laite soveltuvat erilaisten, sekä nestemäisten että kaasumaisten, kemikaalien tai höyryn sekoittamiseksi kiinteästä ja nestemäisestä aineesta koostuvaan ns. ensimmäiseen väliaineeseen, esimerkiksi puunjalostusteollisuuden selluloosakuitususpensioihin tai esimerkiksi erilaisten juurikaslastujen (esimerkkeinä peruna ja sokerijuurikas) ja veden seoksiin.The present invention relates to a method and apparatus for mixing a second medium with a first medium. Particularly preferably, the method and apparatus of the invention are suitable for mixing various chemicals, both liquid and gaseous, or vapor with a so-called solid and liquid substance. the first medium, for example, cellulose fiber suspensions of the wood processing industry or, for example, mixtures of various beet chips (for example, potato and sugar beet) and water.

1010

Ennalta tunnettuja kyseiseen tarkoitukseen käytettyjä sekoittimia on kuvattu mm. US-patenttijulkaisuissa 5,279,709, 5,575,559 ja patenttihakemuksissa EP-A-92921912, EP-A-9100973, WO-A-96/32186 ja WO-A-96/33007. Kaikille tunnetuille sekoittimil-le on ominaista, että niissä on käytetty pyöritettävää roottoria riittävän sekoitustehok-15 kuuden aikaansaamiseksi. Pyöritettävällä roottorilla tarkoitetaan nimenomaan akselin välityksellä käyttölaitteisiin kytkettyä elintä, joka tavallisimmin ottaa käyttötehonsa tehtaan sähköjärjestelmästä. Useimmiten kyseinen sekoitin on lisäksi rakennettu niin, että sekoittimessa tapahtuu tietty painehäviö, joka käytännössä tarkoittaa, että sekoi-tinta jossakin vaiheessa prosessia olevan edeltävän pumpun valinnassa on otettu 20 huomioon sekoittimen painehäviön kompensoimiseksi tarvittava teho. KäytännössäPrior art mixers used for this purpose are described e.g. U.S. Patent Nos. 5,279,709; 5,575,559; and Patent Applications EP-A-92921912, EP-A-9100973, WO-A-96/32186 and WO-A-96/33007. All known agitators are characterized by the use of a rotatable rotor to provide sufficient agitation efficiency. A rotatable rotor is specifically a shaft-coupled drive actuator that usually draws its power from the factory electrical system. In most cases, the mixer in question is constructed so that a certain pressure drop occurs in the mixer, which in practice means that the power required to compensate the pressure loss of the mixer is taken into account when selecting the pre-process pump at some stage. In practice

• I I• I I

; t. t siis tehoa hukkuu sekä pumpussa sekoittimen painehäviön voittamiseen että itse; Thus, power is lost both in the pump to overcome the pressure loss of the mixer and in itself

I II I

• f .,,,; sekoittimessa sen roottorin pyörittämiseen.• f. ,,,; in a mixer to rotate its rotor.

1 < 104621 21 <104621 2

Toki ennalta tunnetaan ns. staattisia sekoittimia, mutta ne ovat useimmiten esimerkiksi US patenteissa 4,030,969, 5,492,409 ja 5,556,200 kuvatun tyyppisiä, joissa vir-tauskanavaan on jäljestetty jonkinasteinen kuristus, jossa virtausnopeus kasvaa ja paine pienenee. Tähän matalamman paineen vyöhykkeeseen sitten johdetaan sekoitet-5 tava kemikaali tai vastaava, joka sitten kuristuksen myös kehittämän turbulenssin vaikutuksesta sekoittuu varsinaisen virtausaineen joukkoon. Toisena mahdollisena vaihtoehtona on vaikkapa US patentissa 4,936,689 ja 5,564,827, joissa virtaus-kanavaan on jäljestetty virtaushaittoja turbulenssin synnyttämiseksi. Kummankin tyyppisille sekoittimille on ominaista, että synnytetty turbulenssi on hyvin paikallinen 10 ja lyhytkestoinen.Of course, the so-called prior art is known in advance. static mixers, but are mostly of the type described in, for example, U.S. Patents 4,030,969, 5,492,409 and 5,556,200, in which the flow passage is followed by some degree of throttling with increasing flow rate and pressure drop. To this lower pressure zone is then introduced a stirring chemical or the like, which then mixes with the actual fluid due to the turbulence also produced by the throttle. Another possible alternative is, for example, in U.S. Patent Nos. 4,936,689 and 5,564,827, wherein the flow channel is followed by flow disadvantages to generate turbulence. Characteristic of both types of mixers is that the turbulence generated is very local 10 and of short duration.

Esillä olevan keksinnön mukaisella menetelmällä ja laitteella voidaan kuristuselimen painehäviöistä syntyvä liike-energia ohjata sekoitukseen hallitummin ja laajemmalla alueelle, jolloin sekä tehokas sekoitustilavuus että sekoitusaika lisääntyvät olennaises-15 ti.By means of the method and apparatus of the present invention, the kinetic energy resulting from the pressure drops of the throttle member can be directed to the mixing in a more controlled and wider range, thereby substantially increasing both the effective mixing volume and the mixing time.

Esillä olevan keksinnön mukaiselle menetelmälle toisen väliaineen sekoittamiseksi ensimmäiseen väliaineeseen, jossa menetelmässä syötetään ensimmäinen väliaine sekoituslaitteen pesään, sekoitetaan siellä ja poistetaan mainitusta pesästä, on tunnus-, 20 merkillistä, että pesään sijoittuvaa sekoittimen roottoria pyöritetään pesään tulevallaFor the method of mixing the second medium with the first medium according to the present invention, wherein the first medium is introduced into, mixed with and removed from the housing of the mixing device, it is characteristic that the mixing rotor located in the housing is rotated

I II I

( tl i. . väliainevirtauksella.(t.l. with a flow of medium.

< I « I « < · « · ; Esillä olevan keksinnön mukaiselle laitteelle toisen väliaineen sekoittamiseksi ensim- * * * , . ·. mäiseen väliaineeseen, j ohon laitteeseen kuuluu sekoittimen pesä tulo- ja poistoauk- • · » • · · . ·: ·. 25 koineen j a niiden yhteyteen j ärjestettyine laippoineen, j a roottoreineen, on puolestaan i » · tunnusmerkillistä, että roottori on vapaasti pyörivä.<I «I« <· «·; For a device according to the present invention for first mixing a second medium, first * * *,. ·. The medium includes a mixer housing with an inlet and outlet • · »• · ·. ·: ·. 25, with its flanges and rotors arranged in connection therewith, is characterized by the fact that the rotor is freely rotatable.

• t» • · · t · · :Muut keksinnön mukaiselle menetelmälle ja laitteelle tunnusmerkilliset seikat käyvät , · ’ - ilmi oheisista patenttivaatimuksista.Other features of the method and apparatus of the invention will be apparent from the appended claims.

30 r < « • « * · « · v « 1 · • · « · 104621 330 r <«•« * · «· v« 1 · • · «· 104621 3

Seuraavassa keksinnön mukaista menetelmää ja laitetta selitetään yksityiskohtaisemmin viittaamalla oheisiin kuvioihin, joista kuvio 1 esittää aksiaalileikkauksena keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaista laitetta, 5 kuvio 2 esittää aksiaalileikkauksena keksinnön erään toisen edullisen suoritusmuodon mukaista laitetta, ja kuvio 3 esittää aksiaalileikkauksena keksinnön erään kolmannen edullisen suoritusmuodon mukaista laitetta.In the following, the method and device according to the invention will be described in more detail with reference to the accompanying figures, in which Figure 1 is an axial sectional view of a device according to a preferred embodiment of the invention;

10 Kuviossa 1 esitetty keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukainen laite koostuu pesästä 10, joka on yksinkertaisimmassa muodossaan väliaineen virtaussuunnassa sylinterimäinen, mutta joka voi olla myös roottorin akselin suunnassa sylinterimäi-nen. Edelleen sekoittimen pesä 10 voi olla myös jotakin muuta monimutkaisempaa muotoa, jos sellainen katsotaan perustelluksi. Pesässä 10 on tuloaukko 12 ja edulli-15 sesti roottorin pyörintäsuunnan suhteen tangentiaalisesti jäljestetty, poistoaukko 16 laippoineen 14 ja 18 sekä pesän 10 sisälle pyörivästi järjestetty roottori 20. Sekoitin on laipastaan 14 kiinnitetty ns. tuloputkistoon eli tulevan kuitususpension virtaus-kanavaan ja laipastaan 18 ns. poistoputkistoon eli sekoittimesta poistuvan kuitususpension virtauskanavaan. Roottori 20 muodostuu pesän 10 seinämän yhteyteen laake-20 roidusta akselista 22, joka sijoittuu edullisesti kohtisuoraan pesän 10 akselia X vas-The device according to a preferred embodiment of the invention shown in Fig. 1 consists of a housing 10 which, in its simplest form, is cylindrical in the direction of flow of the medium, but which may also be cylindrical in the direction of the rotor axis. Further, the mixer housing 10 may also be of some other more complex shape if such is considered justified. The housing 10 has an inlet 12 and preferably a track 15 tangentially tangential to the direction of rotation of the rotor, an outlet 16 with flanges 14 and 18 and a rotor 20 rotatably arranged inside the housing 10. to the inlet duct, i.e. the flow channel and flange of the incoming fiber suspension 18 so-called. to the exhaust piping, i.e. the flow channel of the fiber suspension leaving the mixer. The rotor 20 is formed by a bearing shaft 22 mounted in relation to the wall of the housing 10, preferably disposed perpendicular to the axis X of the housing 10.

• I• I

!. . taan. Tosin myös erilaiset kulma-asemat akselin 22 suunnalle ovat mahdollisia ja ,, _'; joissakin tapauksissa jopa suositeltavia. Itse asiassa on täysin mahdollista, että rootto- < « ; .rin akseli yhtyy esimerkiksi tuloaukon akseliin, tai on ainakin sen suuntainen, jolloin • · * • · · · . . ·. luonnollisesti roottorin siipien tulisi olla kierteiset, jotta roottori pyörisi. Akselin 22 ··· * . *: \ 25 pesän 10 sisälle ulottuvaan päähän on kiinnitetty kaksi tai useampia siipiä 24 siten, m että siipien 24 pyöriessä roottorin 20 keskustaan jää avoin tila. Kuvion suoritusmuo-: dossa siipiä 24 on viisi ja ne ovat poikkileikkaukseltaan olennaisesti suorakaiteen - : *· muotoisia pääakselin ollessa radiaalinen. Tosin siipien muodolle olennaisinta on, että ne saavat roottorin pyörimään ja myös aiheuttavat halutun sekoitintoiminnon. Siivet •. 30 24 ulottuvat edullisesti noin 10-80 mm:n etäisyydelle pesän 10 seinämästä. Roottori • I «!. . a. However, different angular positions for the axis 22 are also possible, and "_"; in some cases even recommended. In fact, it is quite possible that the rotation <«; The .rin axis, for example, aligns with, or is at least parallel to, the inlet axis, such that • · * • · · ·. . ·. naturally, the rotor blades should be threaded to allow the rotor to rotate. Shaft 22 ··· *. At one end of the housing 10 extending inside the housing 10, two or more blades 24 are attached such that as the blades 24 rotate, an open space remains in the center of the rotor 20. In the embodiment of the figure, there are five blades 24 and are substantially rectangular in cross-section: * · with the main axis radial. However, the most important aspect of the blade shape is that they make the rotor rotate and also cause the desired agitator function. Wings •. Preferably, the spacers 24 extend from about 10 mm to about 80 mm from the wall of the housing 10. Rotor • I «

.. 20 voi sijoittua pesään 10 joko keskeisesti niin, että siipien 24 pyörimiskehän C.. 20 may be disposed within housing 10 either centrally such that rotation circle C of blades 24

« · · • t · • · * • · • · 104621 4 etäisyys pesän 10 seinämästä on yhtä suuri roottorin 20 molemmin puolin tai epäkes-keisesti niin, että pyörimiskehän C ja pesän 10 seinämän välinen välys on roottorin 20 toisella sivulla pienempi kuin toisella. Roottori 20 tai lähemmin roottorin siivet voivat olla esimerkiksi muodoltaan sellaiset, että roottorin pyörähdysvaipan muoto on 5 olennaisesti pallomainen tai sylinterimäinen. Myös muunlaiset pyörähdysvaipan muodot voivat tulla kyseeseen, kunhan ne sovitetaan yhteen pesän poikkileikkaus-muodon kanssa. Pesä 10 on lisäksi tarvittaessa varustettu rivoilla 26 ja 28, jotka yhdessä roottorin 20 kanssa aiheuttavat virtaavaan suspensioon riittävän sekoituksen aikaansaavan turbulenssin. Ripa 26 on järjestetty niin tuloaukon 12 yhteyteen, että se 10 ohjaa tuloaukosta 12 sekoittimen pesään 10 aksiaalisesti tulevan virtauksen toispuoleisesti pesään 10, millä varmistetaan roottorin 20 pyöriminen. Toisin sanoen ripa 26 voi olla paitsi kuviossa 1 esitetyn viiston ohjauselimen kaltainen myös vaikka suoraan virtaustien akselia vastaan kohtisuoraan asemaan asetettu levy, jolla osa virtaustiestä peitetään. Olennaisinta on, että kyseisellä elimellä poikkeutetaan virtauksen painopiste 15 sivuun virtauskanavan akselilta.The distance from the wall of the housing 10 is equal on either side of the rotor 20 or off-center so that the clearance between the rotation ring C and the wall of the housing 10 on one side of the rotor 20 is smaller than on the other. For example, the rotor blades 20 or more may have the shape of a rotor blade such that the shape of the rotor diaphragm 5 is substantially spherical or cylindrical. Other forms of rotary diaper may be contemplated as long as they are compatible with the cross-sectional shape of the housing. The housing 10 is further provided, if necessary, with fins 26 and 28 which, together with the rotor 20, cause turbulence to cause sufficient agitation of the flowing suspension. The rib 26 is arranged at the inlet 12 such that it directs a flow axially from the inlet 12 to the mixer housing 10 one-sided to the housing 10, thereby ensuring rotation of the rotor 20. In other words, the rib 26 may not only be similar to the oblique control member shown in Fig. 1, but may also be a plate placed perpendicular to the axis of the flow path to cover part of the flow path. Most importantly, the member in question displaces the center of gravity of the flow 15 aside from the axis of the flow channel.

Kuviossa 1 esitetty vapaasti pyörivä sekoitin soveltuu sellaisenaan PCT- hakemuksessamme kuviossa 6 esitetyn lämmönvaihtimen yhteydessä käytettäväksi, jossa kaksi lämmönvaihdinta on kytketty sarjaan niin, että lämmönvaihtimien väliseen putkeen . 20 on järjestetty sekoittava elin. Suorittamiemme kokeiden mukaan sekoittimen ei suin-The free rotating mixer shown in Figure 1 is suitable as such for use in our PCT application with the heat exchanger shown in Figure 6, wherein two heat exchangers are connected in series so as to be in a tube between the heat exchangers. 20 is provided with a mixing member. According to our experiments, the mixer did not

1 I I1 I I

' - , kaan tarvitse fluidisoida massaa, vaan riittää, että massaa "hämmennetään" niin, että massapartikkelit, olivatpa ne tässä vaiheessa minkä suuruisia hyvänsä, sekoitetaan ; , 1, hyvin keskenään. Lopputuloksena sekoituksesta on joka tapauksessa lämmönvaihti- • M · . . ·, men sisääntulossa uudessa järjestyksessä oleva massatulppa, joka jakautuu eri tavalla • · · • « 1 . ·:1. 25 jälkimmäisen lämmönvaihtimen lämmönvaihdinpinnoille. Sekoittimena voidaan käyt- « tää vaikkapa kuviossa 1 esitetyn kaltaista laitetta tai laitetta, jossa sekoituselimenä on : 1 1 · ympyrä- tai ellipsirengas, joka pyörii virtauksessa vapaasti virtauksen vaikutuksesta.It is not necessary to fluidize the pulp, but it is sufficient that the pulp is "stirred" so that the pulp particles, whatever their size at this stage, are mixed; , 1, very well with each other. In any case, the final result of the mixing is the heat exchanger • M ·. . ·, A new plug of mass at the entrance of the manifold, distributed differently • · · • «1. ·: 1. 25 for the heat exchanger surfaces of the latter heat exchanger. As an agitator, a device such as that illustrated in Fig. 1 or a device having a 1 1 · circular or elliptical ring which rotates freely in the flow under the influence of the flow can be used.

• ♦ « • · « • · · • ·, Kuviossa 1 on lisäksi esitetty, kuinka sekoittimen pesän yhteyteen voidaan lisävarus- 30 teenä jäljestää säätöventtiili 30 joko elimelliseksi osaksi sekoitinta tai kiinnittämälläFigure 1 further illustrates how the control valve 30 can be optionally tracked to the mixer housing, either as an integral part of the mixer or by attaching it to the mixer housing.

l I Il I I

,venttiili sekoittimen laippaan 14. Säätöventtiili 30 kuviossa 1 on esitetty tavanomaise- • < • ·«, valve to mixer flange 14. Control valve 30 in Figure 1 is shown in a conventional • <• · «

« I«I

I II I

• I• I

• · 5 10462 Ί na luistiventtiilinä, joskin myös muunmuotoisia venttiilejä voidaan käyttää. Venttiilin 30 yhtenä tarkoituksena on luonnollisesti säätää virtausta, jolloin roottorin 20 sijoittuminen venttiilin 30 lähelle myös auttaa venttiilin 30 toimintaa varmistaen, että vent-tiililuistiin tai muuhun -elimeen ei pääse takertumaan kuituja, jotka vähitellen tukki-5 sivat venttiiliaukon 32. Venttiilin 30 toisena sekoittimen kannalta olennaisena toimintona on virtauksen ohjaaminen sekoittimen pesään 10 epäkeskeisenä virtauksena. Varmistamalla, että pesään 10 tuleva virtaus on epäkeskeinen, etenkin roottorin akselin suhteen, voidaan vakuuttua siitä, että roottori 20 pyörii kaikissa olosuhteissa nuolen A osoittamaan suuntaan.• · 5 10462 Ί as a slide valve, although other types of valves may also be used. One purpose of valve 30 is, of course, to control the flow, so that positioning of rotor 20 near valve 30 also assists valve 30 operation by ensuring that the valve slider or other member is not clogged with fibers gradually blocking valve port 32 from the second mixer. the essential function is to direct the flow to the mixer housing 10 as an eccentric flow. By ensuring that the flow from the chamber 10 is eccentric, especially in relation to the rotor axis, can be assured that the rotor 20 rotates in all circumstances in the direction of arrow A.

1010

Kuviossa 1 on vielä lisäksi esitetty, kuinka joko sekoittimen pesä 10 tai tuloputkisto, johon mahdollisen pesän 10 laippaan 14 kiinnitettävän venttiilinkin voidaan katsoa kuuluvan, voidaan varustaa yhteellä 38, 38' kemikaalin, laimennusnesteen, höyryn tai muun aineen lisäämiseksi virtauksen joukkoon. Kemikaalin syöttöyhteen sijoitus 15 valitaan sekä sekoittimen toiminnan että sekoitettavan väliaineen mukaan optimaalisesti. Esimerkiksi syötettäessä nestettä on edullista suunnata tulevan nesteen suihku roottorin pyörintäsuuntaan niin, että pyörintää ei jarruteta. Vastaavasti kaasun syöt-töyhde sijoitetaan mielellään pesän alaosaan ja poistoaukko pesän yläosaan, jotta kaasun virtaus syötöstä poistoon toimisi luotettavasti. Edellä kuvatussa esimerkissä, 20 jossa sekoitusta käytettiin ainoastaan tasoittamaan lämpötilaeroja massassa, ei kyseistä yhdettä tarvita luonnollisesti ollenkaan. Sekoitusyhteen 38 sijainnin suhteen on ainoastaan huomioitava, että sen on edullisesti sijoituttava riittävän kauas sekoittimen j pesän 10 poistoaukosta 16, jotta kemikaali tai vastaava ehtii sekoittumaan riittävän ·«· · : ·1. hyvin massan joukkoon ennen poistumistaan sekoittimesta. Eräänä ohjearvona voi- • · · :1·25 daan pitää sitä, että sekoitusyhde 38 olisi sijoitettava roottorin 20 pyörimissuuntaa vastaan ainakin 90 asteen, edullisesti yli 180 asteen etäisyydelle poistoaukosta 16. Luonnollisesti on huomattava, että myös sekoitettava väliaine asettaa omat rajoituk- - · · φ !,.1 : sensa sekoitusyhteen sijoittamiselle.Figure 1 further illustrates how either the mixer housing 10 or the inlet piping, which may include a valve link to the flange 14 of any housing 10, may be provided with means 38, 38 'for adding a chemical, diluent, vapor, or other material. The placement of the chemical inlet 15 is optimally selected according to both the operation of the mixer and the medium to be mixed. For example, when feeding the liquid, it is advantageous to direct the jet of incoming liquid in the direction of rotation of the rotor so that rotation is not inhibited. Similarly, the gas inlet conduit is preferably located at the bottom of the housing and the outlet at the top of the housing for a reliable flow of gas from the supply to the outlet. In the example described above, where mixing was only used to smooth out temperature differences in the pulp, the compound in question is naturally not needed at all. With respect to the location of the mixing unit 38, it is only to be noted that it must preferably be located sufficiently far from the outlet opening 16 of the mixer jet 10 so that the chemical or the like is sufficiently agitated. well into the pulp before leaving the mixer. As a guideline, it may be considered that the mixing connection 38 should be located at a distance of at least 90 degrees, preferably more than 180 degrees, from the outlet port 16 against the direction of rotation of the rotor 20. Of course, the medium to be mixed also has its own limitations. · Φ!,. 1: to place the mixing joint.

·»« 30 Kuviossa 2 esitetään keksinnön erään toisen edullisen suoritusmuodon mukainen sekoituslaite. Soveltuvin osin kuviossa 2 on käytetty kuviota 1 vastaavia viitenume- I I «« · • ia • c · 104621 6 roita, erotuksena on kuitenkin se, että kaikki kuvion 2 viitenumerot alkavat numerolla 1. Itse asiassa eroja kuviossa 1 esitettyyn suoritusmuotoon on vain muutamia.Figure 2 shows a mixing device according to another preferred embodiment of the invention. Where applicable, reference numerals corresponding to Fig. 1 are used in Fig. 2, except that all reference numerals in Fig. 2 begin with 1. In fact, there are only a few differences with the embodiment shown in Fig. 1.

Kuvion 2 suoritusmuodossa venttiili 130 on esitetty selvästi sekoittimen pesään 110 nähden erillisenä laitteena, joka kiinnitetään pesän laippaan 114. Toisena erona on 5 pesän 110 poistoaukon 116 sijoittaminen 90 asteen, tai jos otetaan huomioon poisto-putken laajeneminen, noin 100 asteen kulmaan tuloputkistoon nähden. Lisäksi poisto-aukko 116 on varustettu poistoputkella 140, joka on edullisesti virtaussuuntaan dif-fuusoriputken omaisesti laajeneva. Tarkoituksena poistoputken 140 laajentamiselle on ottaa talteen dynaamista painetta sekoittimen pesästä 10 poistuvasta virtauksesta.In the embodiment of Fig. 2, the valve 130 is clearly shown as a separate device for attachment to the flange 114 of the mixer housing 110. Another difference is the placement of the outlet 116 116 of the housing 110 at 90 degrees or about 100 degrees to the inlet pipe. Further, the outlet opening 116 is provided with an outlet tube 140 which is preferably expandable in the flow direction similar to that of a diffuser tube. The purpose of expanding the outlet 140 is to recover dynamic pressure from the flow exiting the mixer housing 10.

1010

Kuviossa 3 esitetään keksinnön erään kolmannen edullisen suoritusmuodon mukainen sekoituslaite. Soveltuvin osin kuviossa 3 on käytetty kuviota 1 vastaavia viitenumerolta, erotuksena on kuitenkin se, että kaikki kuvion 3 viitenumerot alkavat numerolla 2. Kuvion suoritusmuodossa sekoittimen poistoaukko 216 on sijoitettu vastapäätä 15 sekoittimen tuloaukkoa 212. Lisäksi poistoaukko 216 on varustettu poistoputkella 240 kuvion 2 tavoin. Erotuksena kuvion 2 poistoputkeen 140, joka on elimellinen osa sekoittimen pesää 10, on kuvion 3 poistoputki 240 kiinnitetty pesän 10 poistoaukon 216 laippaan 218. Luonnollisesti poistoputken sijoitus ja kiinnitystäpä eivät ole sidoksissa toisiinsa, vaan irroitettava poistoputki voidaan sijoittaa myös kuvion 2 mukai-20 seen "sivulta purkavaan" sekoittimeen ja kiinteä myös kuvion 3 mukaiseen ratkaisuun.Figure 3 shows a mixing device according to a third preferred embodiment of the invention. Where applicable, Figure 3 uses reference numerals similar to Figure 1, except that all reference numerals in Figure 3 begin with 2. In the embodiment of the Figure, mixer outlet 216 is located opposite mixer inlet 212. Furthermore, outlet 216 is provided with outlet 240 as in Figure 2. As opposed to the outlet pipe 140 of Fig. 2, which is an integral part of the mixer housing 10, the outlet pipe 240 of Fig. 3 is attached to the flange 218 of the outlet port 216 of the enclosure 10. side disassembly "mixer and also fixed to the solution of Fig. 3.

; > # Edellä kuvattujen keksinnön edullisten suoritusmuotojen mukainen laite toimii siten, • · · ··· · että sekoittimen tulopuolen kuristuksella, siis joko venttiilillä tai rivalla, säädetään • ♦ « ·«· . 1:'« 25 sekoittimeen tulevan kuitususpensiosuihkun nopeus edullisesti alueelle 5-30 m/s, edullisesti 10-20 m/s. Keskeisestä virtaussuunnasta poikkeutetun virtauksen ja : 1 · 1: mainitun virtausnopeuden yhdistelmän ansiosta saadaan aikaan se, että pesään 10 :1:1· järjestetty roottori 20 alkaa pyöriä. Sekoitin aiheuttaa toimiessaan painehäviön, joka t .·.1·. on luokkaa 0.5 - 3.5 bar, edullisesti 0.5 - 2.5 bar, josta suurimman osan aiheuttaa • · · , « . · \ 30 sekoittimen tuloaukon yhteyteen järjestetty kuristus, joko venttiilillä tai rivalla 26.; > # Apparatus according to the preferred embodiment of the invention described above is such that • · · · · · · that the mixer inlet side throttling, i.e., either a valve or a rib, provides • ♦ '·' ·. 1: The speed of the fiber suspension jet entering the mixer is preferably in the range of 5 to 30 m / s, preferably 10 to 20 m / s. The combination of the deflected flow and: 1 · 1: said flow rate results in the rotor 20, arranged in the housing 10: 1: 1 ·, to start rotating. When operating, the mixer causes a pressure drop which t. · .1 ·. is in the range of 0.5 to 3.5 bar, preferably 0.5 to 2.5 bar, most of which is caused by • · ·, «. · Throttle at the mixer inlet, either by valve 26

• · · .;. Toisin sanoen painehäviö on säädettävissä tulopuolen kuristusta säätämällä. Toisaalta « • 1 · · • · ♦ • · • « 104621 7 sekoittimen aiheuttamaa kokonaispainehäviötä on mahdollista pienentää muotoilemalla sekoittimen poistopuolen poistoputki optimaaliseksi eli sellaiseksi, joka ottaa osan dynaamisesta paineesta talteen.• · ·.;. In other words, the pressure drop is adjusted by adjusting the inlet side throttling. On the other hand «• • 1 · · · · ♦ • •« is possible to reduce the shaping of the mixer outlet side of the exhaust pipe that is optimally 104 621 total pressure loss caused by the mixer 7 so as to put part of the dynamic pressure recovered.

5 Kuten edellä esitetyistä muutamasta esimerkinomaisesta keksinnön edullisesta suoritusmuodosta huomataan, on kehitetty kokonaan uudentyyppinen energiataloudellinen sekoitin. Vaikka edellä on menetelmä ja laitteen käyttöä esitetty toisaalta hyvin yleisesti kuitususpension sekoituksessa, voidaan todeta, että kyseistä menetelmää ja laitetta voidaan soveltaa aina 15 %:n sakeuteen saakka. Toisaalta em. kuitususpensi-10 öistä puhuminen saattaa tuntua rajoitetulta, ja niinpä kannattaakin mainita, että keksintömme mukaista sekoitinta voidaan aivan vastaavasti käyttää myös esimerkiksi erilaisissa elintarviketeollisuuden sovellutuksissa, joissa käsitellään kiinteiden aineiden ja nesteiden seosta, kuten esimerkiksi juurikaslastujen käsittelyssä.As will be seen from the foregoing few exemplary preferred embodiments of the invention, a completely new type of energy-efficient mixer has been developed. On the other hand, although the method and the use of the device have been described very generally in the mixing of the fiber suspension, it can be stated that this method and the device can be applied up to a consistency of 15%. On the other hand, talking about the aforementioned fiber suspension may seem limited, and so it is worth mentioning that the mixer according to the invention can also be quite similarly used in various food industry applications dealing with a mixture of solids and liquids, such as beet chips.

V k • · · • · ·V k • · · • · ·

• · · I• · · I

• · I• · I

• · · #11 • < «• · · # 11 • <«

• 1 I• 1 I

• · · • · · • · ·• · · • · · · ·

• I I• I I

• · · " · ♦ ♦ * · · tM » « « « f · • « < i c * · · · f « f · • « · • · « • « ·• · · «· ♦ ♦ * · · tM» «« «f · •« <i c * · · · f «f · •« · • «« ««

• I• I

v ·v ·

Claims

104621

A method for mixing a second medium with a first medium, the method comprising feeding a first medium to a housing of a mixing apparatus, mixing said second medium with said second medium by means of a rotor and removing said mixture from said housing, rotor blades disposed at an angular position against the fluid flow, wherein said mixing of media is performed by said rotor disposed in said housing and rotatable by said fluid flow into the housing.

Method according to claim 1, characterized in that said first medium is a fiber suspension of the wood processing industry.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that the center of gravity of the fluid flow entering the mixer housing is offset from the central to control the flow appropriately to rotate the mixer rotor.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that. The flow to the mixer housing 20 is choked to adjust the flow rate to • · II, constant to rotate the mixer rotor. I I • {«.

. A method according to claim 1 or 2, characterized in that "the flow into the V mixer housing is choked to achieve the desired pressure difference.

6. A method according to claim 5, characterized in that the pressure • «· ** [; the difference is set between 0.5 and 2.5 bar. • · «• m · • · V ·: 30

A method according to claim 4, characterized in that the flow rate of the medium flow into the mixer casing after the throttling is 10 to 20 m / s. «* 9 104621

Method according to claim 1 or 2, characterized in that a medium to be mixed is introduced into the mixer housing or the inlet piping preceding the mixer.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that dynamic pressure is recovered from the flow exiting the mixer.

Process according to Claim 8, characterized in that the medium to be mixed is steam, water, oxygen, chlorine dioxide, or some other similar substance.

An apparatus for mixing a second medium with a first medium comprising a mixer housing (10) with inlet and outlet openings (12,16) and flanges (14, 18) therethrough, and a freely rotatable rotor 15 (20), characterized in that: the rotor (20) is formed at an angular position relative to the flow direction of the medium by an axis (22) mounted on the housing (10) and blades (24,122, 222) which leave the center of the rotor (20) open.

Device according to Claim 11, characterized in that flow restricting means (26,126, 226; 30, 130,230) are arranged at the inlet (12) of the housing (10).

Device according to Claim 12, characterized in that the throttling member is a rib (26, 126, 226) arranged in the vicinity of the housing inlet (12), by which the center of gravity of the flow to the housing (10) is displaced. • «* · • ♦ m ·« · • · · V

Device according to claim 12, characterized in that the throttling member is a valve (30, 130, 230) arranged in the vicinity of the inlet (12), by which the center of gravity of the flow into the housing (10) is offset. ··· • · e ·. * '30

A device according to claim 14, characterized in that said; The valve (30, 130, 230) is either disposed in the mixer housing (10), fixed to the mixer housing (10). (10) to the flange (14) or otherwise part of the mixer inlet pipe.

Device according to Claim 11, characterized in that one or more mixing means (26, 28; 126, 128; 226, 228) are arranged in the housing.

Device according to Claim 16, characterized in that at least one of the mixing members (26, 28; 126, 128; 226, 228) is disposed at a distance of at least 90 degrees from the outlet (16) of the housing (10). 10

Device according to Claim 15 or 16, characterized in that said mixing member is a rib (26, 28; 126, 128; 226, 228) affixed to the wall of the housing (10).

Device according to Claim 11, characterized in that a unit (38, 38 '; 138, 138'; 238, 238 ') is provided in the housing (10) or inlet pipe of the mixer for introducing a second medium into the first medium.

Device according to Claim 11, characterized in that a diffusor-like outlet pipe is provided in the outlet (116, 216) of the housing (10) to recover dynamic pressure.

Device according to Claim 11, characterized in that said input «« «! The X and the outlet openings (12,16) are spaced relative to each other so that the flow direction changes · · · ···, 25 at most about 100 degrees as it passes through the device. • · 9 •.

A device according to claim 11, characterized in that said • ♦ ·. · ♦ ·. the outlet (16,116, 216) is tangential to the direction of rotation of the rotor. • • • • • • • • • • • • • • • • 104621 11