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Vorrichtung zum Mischen von Flüssigkeiten, insbesondere Faserstoffaufschwemmungen
und Wasser
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Mischen von Flüssigkeiten,
insbesondere Faserstoffaufschwemmungen und Wasser. Derartige Vorrichtungen werden
häufig bei Industriebetrieben verwendet, um die Konzentration irgendwelcher Gemische,
wie Faserstoffaufschwemmungen, durch Einspritzen von Flüssigkeiten, beispielsweise
Wasser, zu ändern, wobei das Wasser durch eine Mischvorrichtung innig mit der Ursprungsmischung
vermengt wird.
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Bei derartigen Mischvorrichtungen ist es bereits bekannt, in einer
gegebenenfalls erweiterten Leitung für die eine Flüssigkeit, beispielsweise die
Faserstoffaufschwemmung, ein zylinderförmiges, mit zahlreichen Öffnungen und einem
Steuerkörper versehenes Zuleitungsrohr für die andere Flüssigkeit, beisp,ielsweise
das zuzumischende Wasser, anzuordnen.
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Die Steuerkörper bestehen bei diesen bekannten Vorrichtungen aus
einem Kolbenschieber, der gegen den Druck einer Feder verstellbar angeordnet ist.
Die Einstellung des Kolbens zur Feder erfolgt in der Weise, daß in der Ruhelage
der Kolben die Öffnungen des zylindrischen Verteilungskörpers verdeckt.
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Die Feder dient somit zur Sicherheit des Kolbenrückganges bei nachlassender
Zufuhr der zuzumischenden Flüssigkeit.
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Wenn diese Flüssigkeit in das in der erweiterten Leitung liegende
Zuleitungsrohr einströmt, wird ein Druck auf den Kolbenschieber ausgeübt und dieser
entgegen dem Druck der Feder so weit verschoben, bis die Durchströmöffnungen freigelegt
werden. Je nach dem Druck der zuzumischenden Flüssigkeit wird also die Anzahl der
freigelegten Öffnungen größer oder kleiner werden.
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Die Anordnung der Feder soll die Funktion der Vorrichtung auch dann
sicherstellen, wenn beim Durchtritt von Flüssigkeiten oder Gasen Bedingungen auftreten,
die zu einem fortschreitenden Verstopfen der Öffnungen führen.
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Hierbei wird jedoch übersehen, daß das Mischungsverhältnis weitgehend
von der Federcharakteristik und vor allem auch von der Pumpencharakteristik abhängt,
also nicht konstant ist.
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Eine Kolbenpumpe wird entsprechend ihrem Hubvolumen den Durchtritt
der geförderten Flüssigkeitsmenge durch die Zuströmöffnungen erzlwingen. Mit einer
Kreisel- oder Schleuderpumpe, die in Zellstoffabriken vornehmlich angewendet werden,
wird diese Wirkung sich jedoch nicht erreichen lassen, da bei den letzteren Pumpen
der Förderdruck mit abnehmender Förderleistung nur unwesentlich ansteigt.
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Wenn also die ersten Löcher verstopft sind, kann eine Kreiselpumpe
den Kolben, wenn überhaupt, nicht mehr weit genug gegen den Druck der Feder verschieben.
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Bei den bekannten Vorrichtungen schwankt weiterhin die Beimischung
der einen Flüssigkeit zu der anderen in Abhängigkeit von den herrschenden Drücken,
da für die Einstellung des Kolbens in erster Linie die Druckdifferenz maßgebend
ist.
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Wenn der Förderungsdruck der in der Hauptleitung befindlichen Flüssigkeit
sinkt, würde zuviel von der zuzumischenden Flüssigkeit eingeleitet werden.
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Umgekehrt wird bei steigendem Druck in der Hauptleitung weniger Mischfiüssigkeit
zutreten, da der Kolben dann eine größere Anzahl von Durchtrittsöffnungen verdeckt.
Von einer Konstanz des Mischungsverhältnisses kann daher bei den bekannten Einrichtungen
keine Rede sein.
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Die Erfindung will diesen Nachteil vermeiden und erreicht dies dadurch,
daß der als Steuerkörper verwendete Kolben oder Schieber einstellbar und in beliebiger
Stellung feststellbar ausgebildet ist.
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Die Einstellung und Feststellung des Steuerkörpers erfolgt zweckmäßigerweise
von außen her durch ein geeignetes Verstellorgan, beispielsweise ein Handrad. In
einem erweiterten Rohrstück 1 (Abb. I) wird das zu verdünnende Gemisch an einem
in der Mitte desselben liegenden, zylindrischen Einspritzrohr 2 vorbeigeleitet.
Diesem Spritzrohr wird durch die Rohrleitung 3 durch eine Pumpe oder einen höher
stehenden Behälter die Einspritzflüssigkeit direkt zugeführt. Das Einspritzrohr
besteht aus einem zylindrischen Rohrstück, in das entweder Löcher in ganz bestimmter
Anordnung gebohrt sind (Abb. 2) oder in das Schlitze senkrecht (Abb. 3) oder in
schräger Lage zur Achse (Abb. 4) eingeschnitten sind. In diesem Rohr befindet sich
ein beweglicher Kolben 4, der auch durch einen beweglichen Hülsenschieber 5 (Abb.
3 und 5) ersetzt werden kann. Dieser Hülsenschieber wird entweder auf das Ende des
Einspritzrohres Von außen aufgeschoben oder innen eingeschoben. Er ist auf der äußeren
Seite abgeschlossen.
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Im Gegensatz zu der obenerwähnten Anordnung der Löcher oder Schlitze
in dem Einspritzrohrende können die Durchtrittsöffnungen natürlich auch in dem Hülsenschieber
angeordnet sein (vgl. Abb. 5).
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Je nach der axialen Lage des Kolbens 4 oder der Hülse 5 innerhalb
oder auf dem Ende des Einspritzrohres 2 werden mehr oder weniger Öffnungen für den
Durchtritt der beizumischenden Flüssigkeit frei.
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Es ist auf diese Weise möglich, die Menge der Einspritzflüssigkeit
in viele radial nach außen gerichtete Strahlen möglichst großer Einspritzgeschwindigkeit
aufzuteilen und durch die dadurch erzeugten Wirbel innerhalb des an dem Einspritzrohr
2 vorbeifließenden Gemisches eine überaus innige Durchmischung der zusätzlichen
Flüssigkeitsmenge mit dem Anfangsgemisch zu erreichen.
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Ein besonderer Vorteil dieser Mischvorrichtung liegt in ihrem niedrigen
Durchflußwiderstand, da die Strömungsenergie des eintretenden Ursprungsgemisches
für die Mischarbeit nicht herangezogen, also auch nicht größtenteils vernichtet
wird, wie dies bei anderen Bauarten durch häufig verlustreiche Änderungen der Strömungsrichtung
hervorrufende Einbauten oder durch tangentiales Einführen mit der verlustreichen
Drallwirkung auf das Gemisch geschieht.
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Eine weitere wesentliche Verbesserung wird durch die von dem Regelorgan
je nach der benötigten Einspritzmenge mehr oder weniger - freigegebenen Einspritzöffnungen
erreicht. Bei dieser neuen Anordnung steht vor den Einspritzlöchern immer'der volle
Einspritzdruck zur Verfügung, während bei anderen Einrichtungen die Regelung der
Menge der Einspritzfiüssigkeit durch Drosselung in der Zuleitung erfolgt, wodurch
bereits eine Verkleinerung des Eintrittsdruckes vor den Löchern erreicht wird.
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Wie die Abb. 6 und 7 zeigen, kann diese Einrichtung durch Verbindung
des Einstellkolbens mit dem Steuerzylinder einer Regelanlage in einfachster und
zweckmäßigster Weise zum Gleichhalten einer bestimmten Eigenschaft des Gemisches,
die von der Menge der eingespritzten Flüssigkeit abhängig ist, benutzt werden.