PL157233B1

PL157233B1 - A method of hydrodynamic mixing,especially of many liquid substances and a device for hydrodynamic mixing,especially of many liquid substances

Info

Publication number: PL157233B1
Application number: PL1987267403A
Authority: PL
Priority date: 1986-08-20
Filing date: 1987-08-20
Publication date: 1992-05-29
Also published as: EP0256965A3; EP0256965A2; EP0256965B1; CA1284799C; US4861165A; CN1009212B; KR880002568A; BR8703970A; PL267403A1; IN167565B; JP2601283B2; MX168465B; DE3766319D1; CN87105652A; JPS6354924A; PH24344A; KR920007009B1

Abstract

1. Sposób mieszania hydrodynamicznego, zwlaszcza wielu substancji plynnych przeprowadzanych przez kanal z koncem wlewowym i koncem wylewowym do zbiornika separacyjnego, znamienny tym, ze przed wpro wadzeniem do konca wlewowego kanalu mieszane sub stancje plynne wstepnie laczy sie w rozdzielaczu w mie szanine przeplywajaca ciaglym strumieniem, wypelnia sie nia kanal pod znacznym cisnieniem hydrodynamicznym, przy czym wywoluje sie turbulencje w strumieniu, prze prowadzajac substancje wzdluz szeregowo ustawionych stozkowych powierzchni, na przemian stosunkowo krót kich, zwezajacych sie do srodka i dluzszych, rozszerzaja cych sie na zewnatrz w kierunku przeplywu, a takze wywoluje sie zaburzenia strumienia mieszaniny i rozpra sza sie ja przeprowadzajac ja przez obszary o gwaltownej zmianie przekroju przy przejsciu od jednej z wymienio nych powierzchni do nastepnej powierzchni. 8. Urzadzenie do mieszania hydrodynamicznego, zwlaszcza wielu substancji plynnych, zawierajace kanal do ciaglego przeplywu plynu oraz, polaczony ze zbiorni kiem separacyjnym, koniec wylewowy, znamienne tym, ze przylegle do konca wlewowego kanalu (12) jest usytu owany rozdzielacz (11, 37) do laczenia wielu substancji plynnych, zas kanal (12) zawiera strefe (13,13') mieszania do wywolywania turbulencji, w której jest umieszczo nych, odpowiednio na przemian, szereg promieniowo... PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób mieszania hydrodynamicznego, zwłaszcza wielu substaπcji płynnych i urządzenie do mieszania l^ydrodynamicznego, zwłaszcza wielu substancci płynnych. Wynalazek znajduje zastosowanie w przemyśle papierniczym przy produkeci papieru, kiedy jednym ze składników może być zawiesina włóknista, a drugim jednorodny czynnik gazowy, jaki ma być dokładnie wymńeszany z tą zawiesiną.

Istnieje problem osiągania skutecznych, jednolitych wyników odbarwiania odzyskiwanej, zadrukowanej masy papierowej. Takie odbarwienie jest zwykła dokonywane przez gruntowne wyrmeszanie powwetrza w maaie, aby pęcherzyki powwetrza mocjly zetknąć się z mooliwie jak największą ilością cząstek farby. Cząstki farby z pęcherzykami powwetrza są następnie wydzielane w procesie flotacji, w którym pęcherzyki powwetrza wynoszą farbę na powwerzchnię, skąd jest ona usuwana wraz z wytworzoną pianę.

Dla zintensyfioi^wania mieszania istotne jest uzyskanie równimiernego rozdziału powietrza w zawiesinie włóknistej jeszcze przed rozpoczęciem mieszania, Celem mieszania jest wtedy zwiększenie prawdopodobieństwa zetknięcia się i połączenia pęcherzyków powwetrza z cząstkami farby.

Znane jest urządzenie do mieszania, w którym stosuje się szereg dzia^owanych tarczy umieszczonych w strumieniu powwetrza i masy, służących do wytwarzania powietrza koniecznego do mieszania. Przy pracy takiego urządzenia w niektórych sytuacjach, gdy w ciekłej masie występują długie włókna, dochodzi do zbrylania masy wokół tarczy. Przy zastosowaniu takiego urządzenia turbulencje są wywoływane bezpośrednio wokół każdej tarczy, zaś między tarczami nie oddziaływuje się na strumień. Powoduje to, że turbulencje w znacznym stopniu zanikają zanim strumień dotrze do następnej tarczy, włókna znajdujące się w masie mat^i^i-ału wym^zają

157 233 przepływ laminarny, co przeciwdziała mieszaniu, a ponadto wytłumia turbulencje. Powstrzymywanie i spowolnianie przepływu materiału powoduje nagromadzenie pęcherzyków powietrza.

Jakiekolwiek przesłony w tym układzie, jakie mogę być stosowane w miejscu dopływu powietrza do zawiesiny, doprowadzają do zatykania, a przez to do zmniejszania skuteczności mieszania.

Innym prz^^^adowt^^m procesem, w którym niezbędne jest dokładne wymieszanie jednej substancji płynnej z inną, jest proces bielenia, w którym gazy, takie jak tlen i ozon m.esza się z mai^ri^aiłem ciekłym w postaci masy papierowej. Jest zrozumiałe, że dla uzyskania dobrych wyników substancje wybielające i bielone muszę być równoιnieΓnie i dokładnie wymieszane ze sobą.

Podstawowym celem wynalazku jest uniknięcie wad, małej skuteczności, i innych problemów towarzyszęcych dotychczsKiwym sposobom meszan^a i utrzymywania w wymieszanym stanie substancci płynnych w procesie cięgłego przepływu.

Innym celem wynalazku jest znalezienie nowego lepszego sposobu i urzędzenia do dokładnego mieszania przepływajęcej gęstej zawiesiny w strumieniu gazu z cieczę.

Dalszym celem wynalazku jest uzyskanie nowego i ulepszonego sposobu i urzędzenia dostosowanego w szczególności do skutecznego turbulentnego napowóeerzania zawiesiny włóknistej, zawierajęcej farbę, a zawracanej do obiegu w procesie produk^i papieru, zanim następi stan usunięcia częstek farby, unoszonych przez pęcherzyki powóetrza.

Jeszcze innym celem wynalazku jest os^ęgni-ęcie nowego, lepszego sposobu i urzędzenia do dokładnego i równomiernego iapowiełrzaiia zawiesiny do wyrobu papieru w procesie ciągłym.

Dodatkowym celem wynalazku jest stworzenie takiego mieszadła, które by w sposób cięgły wpływało na strumień, zaplblłgająj tendeRcc! do zanikania turbulencc i-, którego powodem jest maeritał włóknisty.

Dalszym jeszcze celem wynalazku jest uzyskanie takiego mieszadła, które by wywoływało bardzo intensywne mieszanie, ale w sposób cięgły, równy i efektywny.

Wreszcie celem wynalazku jest stworzenie mieszadła oywolującłgl mieszanie całej masy we wszystkich tr^zech kierunkach.

Sposób mieszania hydrldyitmlcziłgo, zwłaszcza wielu substancci płynnych, według wynalazku, przeprowadzanych przez kanał z końcem wylewowym, polega na tym, że m.eszaił substancje płynne łęczy się w końcu wlewowym kanału w mieszaninę przepływa ją cę jiągyym strumieniem, oypejniαjąją ten kanał pod znacznym ciśnieneem hydrodynamicznym, przy czym w struneniu mieszaniny przy przepływie przez oymieniliy kanał wywo^je się turbulencję, powodujęcę duże rozproszenie i wymieszanie tubstannji, przy pomocy szeregu w zasadzie stożkowych następujęcych jedna za drugę powierzchni, na zmianę stosunkowo krótkich, zwężajęcych się do środka i dłuższych, rozszerzających się na zewnętrz w kierunku przepływu, przy czym oywilujł się zaburzenia strumienia mieszaniny, pΓzeprloadzająj ją przez obszary o nagłej zmianie przekroju przy przejściu od jednej z oymieniliyjh powierzchni do następnej powierzjhni, osięgajęc coraz większe rozproszenie i wymieszanie substancci w przepływającym w sposób cięgły strumieniu od końca wlewowego do końca wylewowego kanału, po czym tak obrobiony strumień wylewa się z końca wylewowego kanału do urzędzenia odbiorczego.

Korzystnie wprowadza się jedne substancje, w zasadzie osio^wo względem kierunku strumienia, a inne stycznie do tego strumienia uzyskujęc wstępne łęczenie się tubstaniji.

Korzystnie łęczenie substancji w strumień mieszaniny przeprowadza się w rozdzielaczu umieszczonym we wlewowym końcu kanału.

Korzystnie kieruje się strumień jednej substancći osίl^wl na powierzchnię stożkowę w rozdzielaczu i wprowadza się innę substancję do strumienia w sposób wujowy po tej powierzchii stożkowej uzyskujęc pouczenie substancci»

Korzystnie pouczone substancje wprowadza się do wlewowego końca kanału przy spadku ciśnienia.

Korzystnie ruch wirowy wymienionych łęczonych substancci oywolujł się przed spadkiem clśnienia ·

Korzystnie jako jednę z doprowadzanych substancci stosuje się zawiesinę włóknistę do wyrobu papieru, do której wprowadza się gaz.

157 233

Korzystnie jako zawiesinę stosuje się masę papierową z zadrukowanej makulatury, a doprowadzany gaz stanowi powietrze, które w zawiesinie łączy się z cząstkami farby w rezultacie wymienionego rozpraszania i mieszania substancji.

Korzystnie wymieszany strumień mieszaniny wprowadza się do zbiornika oddzielania farby.

Urządzenie do mieszania hydrodynamicznego, zwłaszcza wielu substancji płynnycn, według wynalazku, zawierające kanał do ciągłego przepływu płynu, posiadający koniec wlewowy i koniec wylewowy charakteryzuje się tym, że przyległe do końca wlewowego kanału jest usytuowany rozdzielacz do łączenia wielu substancji płynnych, a koniec wylewowy kanału jest połączony ze zbiornikiem separacyjnym, zaś kanał zawiera strefą mieszania do wywoływania turbulenc^i, w której jest umieszczany, odpowiednio na przemian, szereg promieniowo nachylonych do wewnntrz, zasadniczo stożkowych, krótszych powierzchni zaburzających i promieniowo odchylonych na zewnątrz dłuższych powierzchni zaburzających, a pomiędzy każdą powierzchnią zaburzającą i następującą za nią dłuższą powierzchnią zaburzającą jest utworzona krawędź dla wytwarzania turbulencji i mieszania cieczy przy jej przepływie od końca wlewowego do końca wylewowego kanału.

Korzystnie rozdzielacz zawiera elementy do wymuuzania ruchu wirowego strumienia wprowadzanych substannli.

Korzystnie elementy do w/nuuz^r^l.a ruchu wirowego obejmują rurą zasilającą usytuowaną wzdłuż osi kanału do wprowadzania pierwszej substancji oraz przewód zasilający usytuowany stycznie do obwodu rozdzielacza do wprow^t^^^f^i.a drugiej substancji stycznie do strumienia pierwszej substannci.

Korzystnie rozdzielacz jest połączony z końcem wlewowym kanału.

Korzystnie rozdzielacz zawiera człon pierścieniowy określający łączącą komorę, a przewód zasilający posiada otwór zasilający do kierowania drugiej substancji stycznie do strumienia pierwszej substanngi.

Korzystnie rozdzielacz zawiera pierwszą krótszą powierzchnię zaburzającą, umieszczoną przylegle do łączącej komory do wywoływania spadku ciśnienia między rozdzieaaceem i wldowym końcem kanału.

Korzystnie rozdzielacz zawiera powierzchnię stożkową do przejmowania jednej z substancji wprowadzanej osiowo do strumienia przepływu, a przewód zasilający jest usytuowany bocznie względem powierzchni stożkowej.

Korzystnie rozdzielacz zawiera tylną powierzchnię do wywoływania spadku ciśnienia między rlzdzietaczeeι i wlewowym końcem kanału.

Korzystnie rozdzielacz posiada komorę z umieszczonym w niej członem stożkowym, którego wierzchołek jest skierowany w stronę dyszy rury zasilającej, kierującej pierwszą z substancji na wierzchołek i powierzchnię stożkową stanowiącą powierzchnię boczną członu stożkowego, zaś przewód zasilający jest usytuowany bocznie względem członu stożkowego do wywoływania ruchu wirowego substancji opływających człon stożkowy.

Korzystnie człon stożkowy jest zaopatrzony od strony podstawy w trzon wystający w kierunku przepływ i elementy wsporcze utrzymujące człon stożkowy w komorze rozdzielacza.

Przedmiot wynalazku został przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig.l przedstawia urządzenie do odbarwiania odzyskiwanej, zadrukowanej masy papierowej z wbudowanym mieszadłem według wynalazku w przekroju podłużnym, fig»2 fragment urządzenia z fig. 1, wydzielonego lin^^mi II-II w powiększeniu w przekroju, fig.3 fragment urządzania wzdłuz linii III-III z fig.2 w przekroju poprzecznym, fig.4 fragment urządzenia z fig.l, wydzielonego lintael II-II w powiększeniu, w przekroju, w drugim przykładzie wykonania, fig.5 fragment urządzenia z fig.4 wzdłuż linii V-V w przekroju poprzecznym, fig.6 fragment urządzenia z fig.l, wydzielonego lnnaami II-II w powiększeniu, w przekroju poprzecznym, w przykładzie wykonania, fig.7 moduł z fig.6 w rzucie perspektywicznym.

Na fig.l pokazano schematycznie rozwiązanie urządzenia według wynalazku, dostosowanego w szczególności do odbarwiania zawiesiny mae^rial^u włóknistego, odzyskiwanego z zadrukowanej makulatury służącej do wytwarzania nowego papieru. Ciągły strumień takiej zawiesiny jest

157 233 doprowadzany rurę zasilającą 10 do rozdzielacza 11 umieszczonego od strony wlewu lub we wlewowym końcu przepłwoowego kanału 12, posiadającego strefę 13 mieszania. Od strony wlewu, czy w końcu kanał 12 jest połączony ze zbiornikiem separacyjnym 14.

W korzystnym przykładzie wykonania, pokazanym na fig.2 i 3, rozdzielacz 11 zawiera człon pierścieniowy 15 zaopatrzony w centralny, kołowy aerator lub łączącą komorę 17, do której doprowadzana jest w kierunku osiowym przez rurę zasilającą 10 płynna substancja, taka jak zawiesina masy papilrowel. Inna substancja, jak na przykład powietrze, względnie inny gaz lub ciecz, która ma być wymieszana z zawiesinę dopływajęcę rurę zasilającą 10, jest wytryskiwana do łączęcej komory 17 w zasadzie stycznie do cylindrycznego członu 15, wpływajęc na jego wewnętrznę średnicę poprzez otwór zasilający 18, do którego dotyczony jest przewód zasilający 19. W ten sposób substancja dostarczana przewodem 19 jest wtryskiwana równommernie do łęczęcej komory 17 po obwodzie i jest wprowadzana ruchem wirowym w strumień materiału dopływającego do łączęcej komory 17 z rury zasilającej 10.

Z łączęc^ komory 17 dopływajęcy gaz, np. powietrze i strumień zawiesiny przepływaJę do kanału 12 w sposób cięgły, wypełniaję kanał 12 pod jiśnieniem hydrodynamicznym. Strumień substancji przenikając do strefy 13 «eszania kanału 12 i przepływając przez nię podlega powtarzanemu i stopniowo coraz skutecziιi^ejSlmruJ rozproszeniu i wymieszaniu maaeriału.

W korzysnnym przykładzie wykonania strefa meszania 13 znajduje się w podłużnej, cylindrycznej , rurowej obudowie 20, do której końca górnego lub wlewowego dołączona jest w znany sposób rura zasilająca 10 albo integralnie, jak na fig.2, albo przy zastosowaniu odpowiednich połęczeń hydraulicznych.

Obudowa 20 strefy 13 mieszania zawiera szereg modułów mieszających 21 stykających się ze sobą. Jest piządaie, by każdy z modułów mieszających 21 mai w zasadzie jednakowę budowę i mał kształt cylindryczny, co umoOZlιiałobr osadzenie ich w obudowie 20 przez proste Wrs'..ιnięcil. Taka konstrukcja pozwala na łatwę zamianę modułów mieszających 21 w obudowie 20 i wymianę ich w razie potrzeby. Każdy moduł 21 ma na swoim końcu wylewowym występ oporowy o wąskiej pierśοιεηκϋΐ powierzchni oporowej 23 prostopadłej do osi modułu 21, skierowanej na ςι^^π, która po zmontowaniu urzędzenia opiera się na idpowiidniel , przeciwstawnej powierzchni oporowej 23 na końcu wlewowymi sęs iedn u^sjgo modułu 21. Innymi słowy, każdy moduł 21 ma na obu końcach utworzone czołowe oporowe powierzchnie 22 i 23. Pierwszy moduł z zestawionych szeregowo modułów 21, w celu przystosowania i dopasowania do współpracy z powierzchnię pierśc^orawego członu 15 rozdzielacza 11, ma na końcu wlewowym ukształiiwanę powierzchnię oporowę 22a, szerszę od odpowiadaJącej jej powierzchni czołowej 22 pozostałych modułów.

Każdy z modułów 21 ma od strony wlewu utworzonę lejowatą krótszę powierzchnię zaburza jącą 24, wzburzajęcę przepływ i majęcę kształt stożka ściętego ustawionego współosiowo z modułem 21, zbieżnego do wewniąΓz i ograniczonego krawędzię powierzchni oporowej 22 i ostrą krawędzię 25 otworu wlotowego dyfuzora 28. Dyfuzor 28 posiada dłuższę powierzchnię zaburzającę 27, tworzęcę w zasadzie współosiowy, rozszerzający się w kierunku przepisu stożek ścięty, dochodzęcy do powierzchni czołowej 23 na wylewowym końcu modułu 21.

W zalecanej konstrukcji modułu 21, o średnicy zewnętrznej około 75 mm, piżądaie wymiary krótszych powierzchni zaburzających 24 wynoszą: większa średnica od zewnątrz około 68 mm, a mniejsza średnica dyfuzora 28, określona na krawędzi 25 około 30 mm. Kąt nachylenia Itróitszej rowierzchini zaburzaj^ęcej 24 wzgl^^c^^m ^edn:^ modułu 21 wynosi 15°. ^podobni^e przy długości modułu 21 około 75 mm kęt nachylenia powierzchni stożkowej 27 dyfuzora 28 względem jego osi wynosi 15°. Stosunek długorói Itrótszej ^wierzclmi za^buΓzaJąjlJ ^{24 d}o idłu^zej powierzchni zaburzaJąjlj 27 może wynosić 1:4. Na krawędzi 25 dyfuzora 28 krótsza powierzchnia zaburzająca 24 i dłuzsza powierzchnia zaburzająca 27 sę względem siebie nachylone zasadniczo pod kętem prostym. Krótsza powierzchnia zaburzająca 24 i dłuższa powierzchnia zaburzająca 27 sę pouczone ze sobę pod kętem prostym również w miejscu pouczenia modułów.

Układ mieszadła jest tak ukształtowany, że przekrój dyfuzora 28 w^i^nnęrz każdego z modułów 21 powiększa się w sposób cięgły od węższego otworu wlewowego otoczonego krawędzię 25 do ^ok^oło ^pię^ć r^az^y wityszego ^przekro^ju maksymalnego otworu wył-ewowego. Chocia^{ż s}tosuiiek przekroju dyfuzora 28 w końcu wlewowym do przekroju w jego końcu wylewowym korzystnie wynosi jak 1 : 5 przy okreś^nym rodzaju masy papierowej o danej konstrukeci, to stosunek ten może

157 233 być inny i może wynosić w granicach od 1 : 2 aż do 1 : 8 w zależności od rodzaje mieszanej zawiesiny. Zależy to od konsystencji masy papierowej, gdyż konstrukcja określa wytrzymałość sieci włókien, a więc równi.aż siłę potrzebną do rozerwania tej sieci., na przykład przez wywoływanie burzliwego Mieszania przy fluidyzacji.

□ak zaobserwowano, ne całej długości kanału 12 w strefie 13 mieszania nie występuje powierzchnia, na której włókna mogłyby się zawieszać lub opóźniać w czasie przepływu w strumieniu. Dlatego, chociaż włókna znajdujące się w strumieniu, takie jak włókna w omawianej masie papierowej z odzysku, mogłyby wzmagać przepływ przeciwdziałając mieszaniu, wykryto, iż układ gwałtownych zwężeń, po których następuje stopniowe rozszerzenie prowadząca do następnego gwałtownego zwężenia wywołuje bardzo burzliwy przepływ bez wilców lub innych niepożądanych zastonnowych ukształtowań przepływu.

Podczas pracy, na strumień połączonych substancci płynnych dopływający do strefy 13 mieszania z komory 17 rozdzielacza 11, oddziaływują w sposób ciągły opisane moduły 21, powodując turbulencje ponawiane kilkakrotnie na drodze przepływu strumienia przez strefę 13 mie^^ar^i.a, meszające zawiesinę w całej jej objętości. Dzięki temu, przy przepływie strumenia przez kanał przepływowy 12, uzyskuje się stopniowo coraz większe rozproszenie i wymieszanie scdesen^!. W końcu wylewowym kanału przep^Nowego 12 materiał przedostaje się do zbiornika separacyjnego 14 w postaci już jednolitej zawiesiny.

Przepływając przez strefę 13 mieszania, eateriał dostarczany z rozdzielacza 11 do wlotu kanału przep^Nowego 12 zostaje poddany mieszaniu, wskutek turbulencji wywołanej zetknięciem się strumienia z pierwszą krótszą powierzchnią zaburzającą 24 i przyśpieszeniem jego ruchu przy przepływie przez krawędź 25 dyfuzora, za którą następuje nagły spadek ciśnienia w komorze dyfuzora 28 modułu 21. Takie intensywne działanie Meszająci powtarza się przy przepływie strumienia przez każdy kolejny moduł 21, doprowadzając do wysokiego stopnia jednolitości zawiesiny przy wypływie jej ze strefy 13 mieszania. W przypadku, gdy turbulencje są wywoływane bez stosowania skrajnie wąskich przewężeń czy przegród, nie występuje problem zbrylania włókien zawiesiny w strumieniu. Rurowy kształt wywołuje turbulencje we wszystkich kierunkach i powoduje, ze powierzchnie w strefie meszania oczyszczają się same.

Zależnie od rodzaju Meszanych sudeten^! płynnych może zajść potrzeba połączenia wielu modułów mieszających 21 szeregowo. I tak, w przedstawóonym przykładzie wykonania, przy «eszaniu powietrza lub innego gazu z zawiesiną, zastosowano pięć modułów, w celu wymaganego wielokrotnego yγyoi.γ^^ni.a kolejnych turbulencji przy przepływie zawiesiny przez strefę 13 mieszania, dla uzyskania wymaganej jednolitości zawiesiny. Po każdym wywo^niu turbulencji w strumieniu mieszaniny przepływającej przez strefę 13 mieszania, zachodzi coraz dokładniejsze wymieszanie substan^j na przykład powietrza i włókien, przy dużej prędkości przepływu. Mieszanie jest wzmagane, gdy strumień napotyka na jakąkolwiek z krótszych powierzchni zaburza jących 24, co przeciwdziała tender^i do tworzenia się efektu kanałowego i to mimo działania włókien w kierunku wzmacniania przepływu, a także przeciwdziała powstawaniu turbulencji przy skierowaniu strumienia do krawędzi 25. W każdym module 21 mieszanie wzmaga się przy przepływie strumienia ze zwiększoną prędkością przez krawędź 25, przy gwałoownym przejściu do dyfuzora 28, po czym następuje spadek ciśnienia wskutek stopniowego rozprężenia mieszaniny płynącej ku zwiększonemu przekrojowi komory dyfuzora 28.

Ponieważ cykl mieszania turbulencyjnego jest powtarzany w każdym module 21 strefy 13 mieszania, to przy wylewowym końcu kanału 12 i przy wlocie do zbiornika separacyjnego 14 /fig.l/ osiąga się maksymalną wydajność zmesztinia. W zbiorniku separacyjnym 14 pęcherzyki z porowanymi cząstkami farby unoszą się tworząc pianę 29 na powierzchni wzburzonej masy szaniny 30. Ssawka 31 instalacji podciśnieniowej usuwa pianę 29 wraz z farbą. Reguluje się prędkość dopływu dokładnie wymieszanego powietrza z Meszanką do zbiornika separacyjnego 14, zapewniając skuteczny wypływ do piany 29 z farbą unoszoną przez pęcherzyki, w wyniku działania siły unoszenia i prędkości cieczy. Oczyszczona zawiesina włóknista przepływa pod przegrodą 32 i przelewa się poprzez próg 33 do komory wyładowczej 34, skąd doprowadzana jest rurą wylewową 35 do dalszego stanowiska w procesie produkcyjnym lub w razie potrzeby do drugiego stopnia odbarwiającego, na sita lub do innego urządzenia produkcyjnego.

157 233

V/ pewnych przypadkach może być konieczne zastosowanie rozdzielacza 37 pokazanego na fig.4 i 5» W tym rozwiązaniu substancje płynne łączy się w strumień przepływający w sposób ciągły, wyppłniając całkowicie komorę przepływowy 38 w podłużnej , cylindrycznej obudowie 33 z denkiem 40 od strony wlewu do komory 38o Przyległy do denka 40 umieszczony jest w ściance obudowy 34 stycznie do niej przewód zasilający 41, którym wprowadzane sy do komory 38, w największym przekroju całej jej objętości, korzystnie cięższe z mieszanych substancji, jak na przykład zawiesina masy papierowej. W denku 40 jest usytuowana osiowo rura zasilająca 42 zaopatrzona w dyszę 43, przez którą inne substancje jak powietrze lub inny pożydany gaz, sy wprowadzane do komory 38 wzdłuż jej osi.. W otworze wylotowym dyszy 43, umieszczony jest ysρółśrodkoyt wierzchołek 44 zasadniczo stożkowej bocznej powierzchni 45, po której przemieszcza się warstwa substancJl wypływajycej z dyszy 43, rozchodzyca się od wierzchołka 44 spiralnym strumieniem w komorze 38. Połyczone strumienie substancći przepływajy spiralnie po stożkowej powierzchni 45 w kierunku jej kołowej krawędzi 47, tworzycej ze ścianky obudowy 39 pierścientową zwężkę 48, Substancja przemieszczająca się wzdłuż powierzchni 45 przedostaje się przez zwężkę 48 i wpływa z duży prędkościy do strumienia substancji dostarczanej do komory 38 przez otwór zasilający 41. 2 wylotu zwężki 48, pouczony strumień wtryskiwany jest w sposób burzliwy, skutecznie mieszεjąJ substancje, do obszaru 49 połąJzonego z wlewowym końcem strefy 13 mieszania, podobnej do strefy mieszania 13 pokazanej na fig.2. Do strefy 13 mieszania strumień wpływa w sposób turbulentny, podobnie jak strumień mieszanki wypływa^lycy z wejściowej komory 17 w przykładzie pokazanym na fig.2. Wewiląr·z strefy 13 mieszania moduły 21* mocy być, jeśli to korzystne, krótsze jak to pokazano na rysunku, ale pod innymi względami sy one w zasadzie takie same, jak moduły 21 na fig.2.

W zalecanym wykonaniu, stożkowa powierzchna 45 może stanowić powierzchnię stożkowego członu 50. Od strony podstawy człon 50 ma utworzony promieniową, zięzającą się do wewnątrz tylny powierzchnię 51, ρrzechodząJą w środkowy trzon 52 w kształcie pocisku, iystaJącą w kierunku przepływu i podparty na elementach takich jak zebra wsporcze 53. Żebra wsporcze 53 yysΐaJą promieniowo na zewnętrz i maję od strony wlotowej krawędzie 54 ścięte na kształt noży, nachylone względem osi komory 38 i w zasadzie równoległe do tylnej powierzchni 51. Sy one umieszczone w obszarze 49, do którego wpływa strumień mieszanki w stanie bardzo wzburzonym, przylegle do zwężki 48, po stronie wypływu strumienia, Taka konstrukcja zabezpiecza przeo nagromadzeniem się materiału włóknistego,

W przypedku niektórych zawiesin, może być konieczne zastosowanie krótszych stopni wywołująJych turbulencję. Można to uzyskać przez zastosowanie indywidualnych modułów krótszych nz m;^cJLJίtą 21* pokazane na fig.4 odpowiednich dla wymaganej długości strefy mieszania. Taki przykład pokazano na fig.6 i 7, gdzie cylindryczna obudowa rurowa 55, podobna do opisanej obudowy 20, tworzy strefę 57 mieszana złożony z kilku mieszających modułów 58, które nogą mieć w przybliżeniu taky samy długość jak moduły 21 na fig,2, ale każdy ma wielosoopnoową budowę, na przykład może muc, ale me tylko dwa stopnie 59 zaburzające przepływ. Podwójne moduły 58 na końcu wlewowym i wylewowym ^^jy prostopadłe do swojej osi, odpowiednie pierścieniowe powierzchne oporowe 60 i 61, którymi sysie^ie moduły 58, zestawione szeregowo stykają się ze sobą. Każdy ze stopni 59 ma stosunkowo krotky powierzchnię zaburzający 62, o kształcie stożkowym i nachylony w kierunku przepływu strumienia i ku osi modułu 58. Ostra krawędź 63 łączy powierzchnię zaburzający 52 ze stosunkowo dłuzszy powierzchnię stożkowy 64, nachylony w kierunku przepy^u strufem.a, ale od osi modułu 58 na zewnątrz. Powierzchnie 62, 64, sy połączone korzystnie pod tym samym kytem jak powierzchnie 24 i 27, sy tylko odpowiednio krótsze od nich. Średnica krawędzi 63 jest zasadniczo większa od średnicy krawędzi 25. Minimalna średnica kanału 65 w strefie 57 mieszania jest większa od minimalnej średnicy przepywwowego kanału 12 w poprzednim rozwiyzaniu. Otwór wylewowy każdej z komór poszczególnych stopni 59 modułu 58 może muć średnicę równy średnicy otworu wylewowego w komorze 28.

Ponieważ konfiguracja geometryczna modułów 58 jest w zasadzie taka sama jak modułów 21, tylko zwielokrotniona, strumień wykazuje turbulencje przy przepływie przez szereg stopni 59 wzdiuz modułów 58, podobnie jak przepływ opisany przy przepływie modułów 21, ale ze zwiększony częstotIwwością i z możliwie mniejszy intensywnośny niż to jest dopuszczalne dla dane157 233 go ciśnienia hydrodynamicznego, Jednakże intensywność mieszania może być skompensowana w razie potrzeby przez zwiększenie prędkości przepływu strumienia przez kanał przepływowy 65.

Ze względu na gładkie, okręgłe powyerzchnie i ich wsppłdziałanie w strefach 13,

13* i 57 mieszania w rozwiązaniu według wynalazku, przy stromych przejściach jednych powierzchni w drugie, osięga się nie tylko dokładne wymieszanie substancji w strumieniu hydrodynamicznym materiału przy przepływie przez strefy mieszania, ale też zapewnia iż przepływający maeriał nie gromadzi się nigdzie ani nie zbryla·

Należy także zauważyć, iż strefy 13, 13*, 57 m.eazan^a nie m^aę ruchomych części., przy czym maję budowę modularnę nie tylko ułatwiającę wytwarzanie, ale też wygodną w montażu i przy zamianie lub modułów dla uzyskania pożądtnyjh zmian w intensywności mieszania. Przyczynia się to do wysokiej skuteczności i niskich kosztów sposobu działania i samego urzędzenia, według wynalazku.

Aczkolwiek zastosowanie wynalazku przy odbarwianiu zawiesiny papierowej z makulatury zostało podane jako główny przykład praktycznego jego wykonywania, oczywiste sę też i inne zastosowania. Na przykład, wynalazek może służyć w maazynie papierniczej do odkłaczkawywania masy celulozowej przed skrzynię wlewową. Można też wykorzystać go przy mieszaniu innego rodzaju, na przykład kilku różnych zawiesin masy celulozowej, zawiesiny z jhemikaliami itp.

Rozumie się, że w ramach istoty i zakresu nowego roiyiązania według wynalazku mogę być dokonywane pewne zmiany i mo^yfkacje.

157 233

ό

Ul

Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 5000 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób mieszania hydrodynamicznego, zwłaszcza wielu substancj i płynnych przeprowadzanych przez kanał z końcem wlewowym i końcem wylewowym dt zbiornika separacyjnego, znamienny tym, że przed wprowadzeniem do końca wlewowego kanału m.eszane substancje płynne wstępnie łączy się w rozdzielaczu w mieszaninę przepływającą ciągłym strumieniem, wypełnia się nią kanał pod znacznym ciśnieniem hydrodynamicznym, przy czym wywołuje się turbulencję w strumieniu, przeprowadzając substancję wzdłuż szeregowo ustawionych stożkowych powierzchni, na przemian stosunkowo krótkich, zwężających się do środka i dłuższych, rozszerzających się na zewnątrz w kierunku przepływu, a także wyw^aje się zaburzenia strumienia mieszaniny i rozprasza się Ją przeprowadzając je przez obszary o gwałtownej zdanie przekroju przy przejściu od jednej z wymienionych powwerzchni do następnej powierzch ni.
2. Sposób według zastrz.l, znamienny tym, że przy wstępnym łączeniu substancji wywoouje się jej przepływ wirowy.
3. Sposób według zastrz.l, znamienny tym, że przy wstępnym łączeniu substancci wprowadza się jedne substancje, zasadniczo osiowo względem kierunku strumienia, a inna stycznie do tego strumienia.
4. Sposób według zastrz.3, znamienny tym, że wstępnie połączone substancje wprowadza się do wlewowego końca kanału wytwarzając spadek ciśnienia w strumieniu.

c iśmenia

Sposób według zastrz.4, z w strumieniu, wywoouje się namienny tym, ze przed wytworzeniem spadku ruch wirowy łączonych sutastannci.

nę

6.

włóknis

Sposób według zastrz.l, znamię tą do wyrobu papieru z wprowadzeniem η n y do niej t y m, że wstępnie łączy się zawiesigazu.
7. Sposób według zastrz.6, znamienny tym, że wstępnie łączy się masę papieoową z zadrukowanej makulatury z powietrzem, którym następnie absorbuje się cząstki farby poprzez rozpraszanie i mieszanie substanngi.
8. Urządzenie do mieszenia hydrodynamicznego, zwłaszcza wielu substancci płynnych, zawierające kanał do ciągłego przepływu płynu oraz połączony ze zbiornikem separacyjnym, koniec wylewowy, znamienne tym, że przyległe do końca wlewowego kanału/12/ jest usytuowany rozdzielacz /11, 37/ do łączenia wielu substancci płynnych, zaś kanał /12/ zawiera stre^fę /13, 13*/ mieszania do wywoł^ywania turbulencći, w ^której jes^t umieszczonych, odpowiednio ne przemian, szereg promieniowo nachylonych do wewwntrz, zasadniczo stożkowych, krótszych powierzchni zaburzających /24, 62/ i promieniowo odchylonych na zewnątrz dłuższych powierzchni zaburzających /27, 64/, a pomiędzy każdą krótszą powierzchnią zaburzającą /24, 64/ i następującą za nią dłuzszą powierzchnią zaburzającą /27, 64/ jest utworzona krawędź /25, 63/ dla wytwarzania turbulencji i mieszania cieczy przy jej przepływie od końca wlewowego do końca wylewowego kanału /12/.
9. Urządzenie według zastrz.8, znamienne tym, że rozdzielacz /11, 37/ zawiera elementy do wyrnuuzania ruchu wirowego strumienia wprowadzanych substannci.
10, Urządzenee wedugg 2^astr^z9i, znamienne t m m, że eemmenty do wymuszania ruchu wirowego w rozdzielaczu /11, 37/ obejmują rurę zasilającą /10, 42/ usytuowaną wzdłuż osi kanału /12/ do wprowadzania pierwszej substancci oraz przewód zasilający /19, 41/, usytuowany stycznie do obwodu rozdzielacza /11, 37/, do wprowadzania drugiej substancji stycznie do strumienia pierwszej substancci.
11. Urządzenie według zastrz. 10, znamienne tym, że rozdzielacz /11/

157 233 zawiera człon pierścieniowy /15/ określający łączącą komorę /17/, a przewód zasilający /19/ posiada otwór zasilający /18/ do kierowania drugiej substancji stycznie do strumienia pierwszej subsSannci.
12. Urządzenie według zastrz.11, znamienne tym, że rozdzielacz /11/ zawiera pierwszą krótszą powierzchnię zaburzającą /24/ umieszczoną przylegle do łączącej komory /17/ do spadku ciśnienia między rozdzieaaczem /11/ i wlooowym końcem kanału /12/.
13. Urządzenie według zastrz.10, znamienne tym, że rozdzielacz /'37/ zawiera pot^wt^rzchnię stożkową /45/, względem której bocznie jest usytuowany przewód zasilający /41/.
14. Urządzenie według zastrz.13, znamien-ne tym, że rozdzielacz /37/ zawiera tylną powierzjhnię /51/ do wywoływanie spadku ciśnienia między rozdzielaczem /37/ i wlewowym końcem kanału /12/.
15. Urządzenie według zastrz.10, znamienne tym, że rozdzielacz /37/ posiada konorę /38/ z um-eszczon^m w niej czynem stożkowym /50/, który jest usytuowany półosiowo z zasilającą rurą /42/, a jego wierzchołek /44/ jest skierowany w stronę dyszy /43/ rury zasilającej /42/, kierującej pierwszą z substencći na wierzchołek /44/ i powierzchnię stożkową /45/₁ stanowiącą powierzchnię boczną członu stożkowego /^0/, zaś przewód zasilający /41/ jest usytuowany bocznie względem członu stożkowego /50/ do wywoływania ruchu wirowego substancci opływającej człon stożkowy /50/.
16. Urządzenie według zastrz.15, znamienne tym, że człon stożkowy /50/ jest zaopatrzony od strony podstawy w tr^zon /52/, wystający w kierunku przepływu i elementy wsporcze /53, 54/, utrzymujące człon stożkowy /50/ w kom^r^e /38/ dystrybutora /37/.