DE60001149T2

DE60001149T2 - Apparatus for introducing a first fluid into a second fluid, preferably for introducing steam into flowing pulp pulp

Info

Publication number: DE60001149T2
Application number: DE60001149T
Authority: DE
Inventors: Rolf Ekholm
Original assignee: Kvaerner Pulping AB
Current assignee: GLV Finance Hungary Kft Luxembourg Branch
Priority date: 1999-01-26
Filing date: 2000-01-24
Publication date: 2003-11-13
Anticipated expiration: 2020-01-25
Also published as: ATE230627T1; DE60001149D1; DE60001149T3; EP1154843A1; SE512192C2; WO2000044486A1; EP1154843B1; SE9900221D0; CA2358984C; EP1154843B2; CA2358984A1

Abstract

The invention concerns apparatus for the admixing of a first fluid, preferably steam, into the flow of a second fluid, preferably cellulose pulp. With the purpose of obtaining a high and good admixing capacity and avoiding the generation of noise, the admixing of the second fluid is effected in the end of a pipe, which pipe has an increase in area of at least 50 %, directly after the admixing, viewed in the direction of flow of the second fluid.

Description

TECHNICAL AREA

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Einleitung eines ersten Fluids in ein in einem Rohr strömendes zweites Fluid, die aus einem rohrförmigen Körper mit einem Durchflusskanal für das zweite Fluid mit im Wesentlichen konstanter Querschnittsfläche, einer oder mehreren Kammern, die sich um mindestens den Hauptteil des Umfangs des Durchflusskanals entlang mindestens einem Teil seiner Längserstreckung erstrecken, und einem Anschluss zur Zuführung des ersten Fluids zu den Kammern von einer Druckquelle besteht, wobei eine Reihe von Durchgangslöchern im rohrförmigen Körper im Bereich der einen oder mehreren Kammern angeordnet ist, wobei das erste Fluid unter dem Einfluss der Druckdifferenz zwischen den Kammern und dem Durchflusskanal durch diese Löcher in das durch den Durchflusskanal strömende zweite Fluid geleitet werden kann.The invention relates to a device for introducing a first fluid into a second fluid flowing in a pipe, which consists of a tubular body with a flow channel for the second fluid with a substantially constant cross-sectional area, one or more chambers extending around at least the main part of the circumference of the flow channel along at least part of its longitudinal extent, and a connection for supplying the first fluid to the chambers from a pressure source, wherein a series of through holes is arranged in the tubular body in the region of the one or more chambers, wherein the first fluid can be guided through these holes into the second fluid flowing through the flow channel under the influence of the pressure difference between the chambers and the flow channel.

Die Erfindung wird vorteilhafterweise auf die Zumischung von Dampf in einen Zellstoffstrom angewandt.The invention is advantageously applied to the addition of steam into a pulp stream.

GENERAL STATE OF THE ART

Vorrichtungen der oben erwähnten Art sind bekannt, siehe zum Beispiel SE 468 341 und SE 502 393. Die in der SE 502 393 beschriebene Vorrichtung wird in erster Linie als eine Mischvorrichtung in den Bleichereien in den Zellulosefabriken zur Zumischung von Dampf in eine Zellstoffsuspension zwecks Erhöhung ihrer Temperatur auf eine Höhe, die dazu erforderlich ist, zu gewährleisten, dass eine bestimmte Reaktion mit der gewünschten Geschwindigkeit in einem anschließenden Bleichschritt stattfindet, verwendet. Die Vorrichtung kann für eine gute Zumischung von Dampf in die Suspension sorgen, aber es ist schwierig, die Dampfmenge zu steuern, die zur Temperatursteuerung erforderlich ist, ohne gleichzeitig die Wirksamkeit des Zumischens zu verringern. Die Dampf Zumischung wird herkömmlicherweise mittels eines Ventils im Dampfrohr zur Kammer reguliert. Wenn jedoch die Dampfzufuhr zur Verringerung der Dampfeinleitung gedrosselt wird, verringert sich auch der Druck in der Kammer und somit auch die Druckdifferenz zwischen der Innenseite der Kammer und der Zellstoffsuspension im Rohr. Dies bedeutet wiederum eine Verringerung der Geschwindigkeit des Dampfs, während er in das Zellstoffdurchflussrohr eintritt, und dadurch auch des Eintretens des Dampfes in die Zellstoffsuspension.Devices of the above-mentioned type are known, see for example SE 468 341 and SE 502 393. The device described in SE 502 393 is used primarily as a mixing device in the bleaching plants in the cellulose factories for admixing steam into a pulp suspension in order to raise its temperature to a level necessary to ensure that a certain reaction takes place at the desired rate in a subsequent bleaching step. The device can provide a good admixture of steam into the suspension, but it is difficult to control the amount of steam required for temperature control without at the same time reducing the effectiveness of the Steam admixture is traditionally regulated by means of a valve in the steam pipe to the chamber. However, if the steam supply is throttled to reduce steam introduction, the pressure in the chamber also decreases and thus the pressure difference between the inside of the chamber and the pulp suspension in the pipe. This in turn means a reduction in the speed of the steam as it enters the pulp flow pipe and thus also the entry of the steam into the pulp suspension.

Ein kennzeichnendes Merkmal der SE 468 341 besteht darin, dass das Durchflussrohr als ein schmaler, ringförmiger Durchgang für das zweite Fluid hergestellt ist, was eine gute Zumischwirkung fördern soll. Jedoch ohne sich darauf festzulegen, ob dieser Gedanke richtig ist oder nicht, oder ob die Möglichkeit nur unter gewissen Bedingungen zutrifft, lässt sich in der Praxis beobachten, dass die Ausführung gewisse Probleme mit sich bringt. Dies ist wahrscheinlich darauf zurückzuführen, dass das erste Fluid bei seiner mit hoher Geschwindigkeit durchgeführten Einleitung in das durch den engen Raum strömende zweite Fluid mit dem im Durchflusskanal installierten Einschnürkörper zusammenwirkt und dass es - wahrscheinlich aufgrund von Resonanzerscheinungen - in der Vorrichtung zu starken Vibrationen kommen kann.A characteristic feature of SE 468 341 is that the flow tube is made as a narrow, annular passage for the second fluid, which is intended to promote a good mixing effect. However, without committing to whether this idea is correct or not, or whether the possibility only applies under certain conditions, it can be observed in practice that the design presents certain problems. This is probably due to the fact that the first fluid, when introduced at high speed into the second fluid flowing through the narrow space, interacts with the constricting body installed in the flow channel and that - probably due to resonance phenomena - strong vibrations can occur in the device.

Des Weiteren besteht ein anderer Nachteil bei bestehenden Vorrichtungen darin, dass eine ungleichmäßige Temperaturverteilung in der Zellstoffsuspension nach der Dampfeinleitung entstehen kann. Es sind manchmal zwischen den oberen und unteren Punkten in einem Querschnitt des stromabwärtigen Rohrs Temperaturschwankungen von ca. 10ºC gemessen worden. Große Temperaturunterschiede sind offensichtlich dann ein großer Nachteil, wenn mit Bleichchemikalien gearbeitet wird, die oftmals sehr temperaturempfindlich sind, wie zum Beispiel Wasserstoffperoxid. Weiterhin sind die bestehenden Vorrichtungen relativ schwer. Da das normalerweise verwendete Material rostfreier Stahl hoher Qualität ist und da zudem die Vorrichtung relativ schwer herzustellen ist, sind dementsprechend die Gesamtkosten der Vorrichtung hoch.Furthermore, another disadvantage of existing devices is that an uneven temperature distribution can arise in the pulp suspension after steam introduction. Temperature fluctuations of about 10ºC have sometimes been measured between the upper and lower points in a cross-section of the downstream pipe. Large temperature differences are obviously a major disadvantage when working with bleaching chemicals, which are often very temperature-sensitive. such as hydrogen peroxide. Furthermore, the existing devices are relatively heavy. Since the material normally used is high quality stainless steel and since the device is relatively difficult to manufacture, the overall cost of the device is accordingly high.

BRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION

Der Zweck der Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Vorrichtung, die den oben erwähnten Beschränkungen oder Nachteilen nicht unterliegt: Insbesondere zielt die Erfindung darauf hin ab, eine Vorrichtung bereitzustellen, die für eine gute Zumischung des ersten Mediums in das zweite Medium sorgt und gewährleistet, dass im stromabwärtigen Rohr eine gute Wärmeverteilung erhalten wird, das heißt das in einem willkürlich gewählten Querschnitt des stromabwärtigen Rohrs sehr geringe Temperaturunterschiede erhalten werden.The purpose of the invention is to provide a device that is not subject to the above-mentioned limitations or disadvantages: In particular, the invention aims to provide a device that ensures good mixing of the first medium into the second medium and ensures that a good heat distribution is obtained in the downstream pipe, that is to say that very small temperature differences are obtained in an arbitrarily chosen cross-section of the downstream pipe.

Eine andere positive Wirkung der Vorrichtung besteht in der Erzeugung relativ geringer Vibrationen und der Bereitstellung einer guten Einrichtung zur einstellbaren und steuerbaren Zumischung eines ersten Mediums in ein zweites Medium.Another positive effect of the device is the generation of relatively low vibrations and the provision of a good device for the adjustable and controllable mixing of a first medium into a second medium.

Diese und andere Ziele können mit der durch die Offenbarungen der nachfolgenden Patentansprüche gekennzeichneten Vorrichtung erreicht werden. Weitere Merkmale, Aspekte und Vorteile der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform dargelegt.These and other objects can be achieved with the device characterized by the disclosures of the following patent claims. Further features, aspects and advantages of the invention are set forth in the following description of a preferred embodiment.

SHORT DESCRIPTION OF THE CHARACTERS

In der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform wird auf die angehängten Zeichnungen Bezug genommen; es zeigen darin:In the following description of a preferred embodiment, reference is made to the attached drawings, in which:

Fig. 1 die erfindungsgemäße Vorrichtung, die in einem Rohr montiert ist, undFig. 1 shows the device according to the invention mounted in a pipe, and

Fig. 2 ausgewählte Teile einer Seitenansicht der Vorrichtung, teilweise als Querschnitt, wobei bestimmte Teile weggelassen wurden.Fig. 2 selected parts of a side view of the device, partly in cross section, with certain parts omitted.

DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT

Die Vorrichtung, die im Folgenden beschrieben werden soll, ist zur Zumischung von Dampf in eine Suspension aus Zellulosefasern (Zellstoff) in einem Rohr entwickelt und ausgeführt, die den Zellstoff zu einer Bleicherei einer Zellulosefabrik befördert, um den Zellstoff auf eine bestimmte Temperatur vorzuwärmen, die sich für einen anschließenden Bleichschritt eignet. Das Prinzip der Erfindung kann jedoch auch für Einrichtungen zur Zumischung von anderen Fluiden als Dampf in ein zweites Fluid verwendet werden, zum Beispiel zur Zumischung von Gasen, wie zum Beispiel Sauerstoff, Chlorgas und möglicherweise auch Ozon, oder zur Zumischung einer Flüssigkeit, wie zum Beispiel einer den pH einstellenden Flüssigkeit, Chlordioxid oder einer anderen Behandlungsflüssigkeit oder einer Verdünnungsflüssigkeit, in das zweite Fluid, bei dem es sich nicht notwendigerweise um eine Zellstoffsuspension zu handeln braucht.The device to be described below is designed and constructed for admixing steam into a suspension of cellulose fibers (pulp) in a pipe which conveys the pulp to a bleaching plant of a cellulose factory in order to preheat the pulp to a certain temperature suitable for a subsequent bleaching step. However, the principle of the invention can also be used for devices for admixing fluids other than steam into a second fluid, for example for admixing gases such as oxygen, chlorine gas and possibly also ozone, or for admixing a liquid such as a pH-adjusting liquid, chlorine dioxide or another treatment liquid or diluent liquid into the second fluid, which does not necessarily have to be a pulp suspension.

Zunächst auf Fig. 1 Bezug nehmend, wird eine erfindungsgemäße Vorrichtung allgemein mit der Zahl 1 bezeichnet. Sie ist in einem Rohr 2 für eine Zellstoffsuspension angeordnet, die in dem hier beschriebenen Beispiel einen Fasergehalt mittlerer Konsistenz, MC (medium consistency), das heißt einen Trockensubstanzgehalt von 5-20%, vorzugsweise 8 - 16%, aufweist. Das Förderrohr 2 erstreckt sich von einer (nicht gezeigten) MC-Pumpe zu einem (nicht gezeigten) Behandlungsbehälter in einer Bleicherei. Das Beispiel zeigt einen Peroxidschritt. Die mittels der Vorrichtung 1 durchzuführende Aufgabe besteht in der Vorwärmung der Zellstoffsuspension mittels Dampf im Förderrohr 2 auf eine Temperatur, die sich für den Bleichprozess eignet, zum Beispiel ca. 100ºC. Die Durchflussmenge des Zellstoffs im Rohr 2 beträgt ca. 5-15 m/s. Ein mit 4 bezeichnetes Dampfeinleitrohr bringt druckbeaufschlagten Dampf von einer (nicht gezeigten) Druckquelle in die Vorrichtung 1. Im Rohr 4 befindet sich ein Drosselventil 5.Referring first to Fig. 1, a device according to the invention is generally designated by the number 1. It is arranged in a pipe 2 for a pulp suspension which, in the example described here, has a fibre content of medium consistency, MC, i.e. a dry matter content of 5-20%, preferably 8-16%. The conveying pipe 2 extends from an MC pump (not shown) to a treatment tank (not shown) in a bleaching plant. The Example shows a peroxide step. The task to be carried out by means of the device 1 consists in preheating the pulp suspension by means of steam in the conveyor pipe 2 to a temperature suitable for the bleaching process, for example approx. 100ºC. The flow rate of the pulp in the pipe 2 is approx. 5-15 m/s. A steam inlet pipe designated 4 brings pressurized steam from a pressure source (not shown) into the device 1. A throttle valve 5 is located in the pipe 4.

Ein mittleres, erstes Element in der Vorrichtung wird mit 10 bezeichnet. Dieses erste Element 10 besteht aus einem kreiszylindrischen, rohrförmigen Teil, das im Folgenden als Rohrkörper bezeichnet wird. Der Rohrkörper weist den gleichen Innendurchmesser auf wie das stromaufwärtige Rohr 2A, mit dem der Rohrkörper verbunden ist. Die Innenseite des Rohrkörpers, die durch die Innenwände definiert wird, bildet einen Durchflusskanal für den im Rohr 2 beförderten Zellstoff. Zur Installation der Vorrichtung 1 im Rohr 2 sind ein erster Flansch 11 bzw. ein zweiter Flansch 12 vorgesehen. Der erste Flansch stößt an eine stromabwärtige Wand 13 einer Kammer 14 für den Dampf, wobei die Kammer unten ausführlicher beschrieben wird. Der andere Flansch 12 stößt an den Flansch 16, der sich im stromaufwärtigen Ende des Rohrkörpers 10 befindet. Der Flansch 11 und die Wand 13 sowie der Flansch 12 bzw. der Flansch 16 sind auf herkömmliche Weise mittels Schrauben miteinander verbunden.A central, first element in the device is designated 10. This first element 10 consists of a circular cylindrical tubular part, hereinafter referred to as the tubular body. The tubular body has the same internal diameter as the upstream tube 2A to which the tubular body is connected. The inside of the tubular body, which is defined by the internal walls, forms a flow channel for the pulp conveyed in the tube 2. For installing the device 1 in the tube 2, a first flange 11 and a second flange 12 are provided. The first flange abuts a downstream wall 13 of a chamber 14 for the steam, which chamber is described in more detail below. The other flange 12 abuts the flange 16 located in the upstream end of the tubular body 10. The flange 11 and the wall 13 as well as the flange 12 or the flange 16 are connected to one another in a conventional manner by means of screws.

Fig. 2 zeigt, dass sich die Kammer 14 um den hinteren und den mittleren Teil des Rohrkörpers 10 herum erstreckt. Sie wird durch die hintere Rückendwand 13, eine ringförmige Vorderendwand 17 und einen zylindrischen Mantel 18 gebildet. Die Vorderendwand 17 ist durch Verschweißen sowohl mit dem zylindrischen Mantel 18 als auch mit dem Rohrkörper 10 verbunden. Zusammen bilden die Rückwand 13, die Vorderwand 17 und der zylindrische Mantel 18 ein Gehäuse, das die umgebene Kammer 14 umfasst. Ein Verbindungszapfen zur Kammer 14 wird mit 19 bezeichnet. Das Dampfrohr 4 ist über eine allgemein mit 21 bezeichnete Flanschverbindung mit dem Zapfen 19 und somit mit der Kammer 14 verbunden.Fig. 2 shows that the chamber 14 extends around the rear and middle part of the tube body 10. It is formed by the rear end wall 13, an annular front end wall 17 and a cylindrical shell 18. The front end wall 17 is connected by welding to both the cylindrical shell 18 and the tube body 10. Together, the rear wall 13, the front wall 17 and the cylindrical casing 18 forms a housing which encloses the surrounding chamber 14. A connecting pin to the chamber 14 is designated 19. The steam pipe 4 is connected to the pin 19 and thus to the chamber 14 via a flange connection generally designated 21.

Im vorliegenden Beispiel weist der Rohrkörper 10 einen Innendurchmesser von zum Beispiel 100 mm auf. Im Bereich des hinteren Teils der Kammer 14 weist der Rohrkörper 10 Schlitze 28 auf, die sich durch die Wand des Rohrkörpers 10 erstrecken und die gleichmäßig um den Umfang des Rohrkörpers 10 verteilt sind. In dem beschriebenen Beispiel weist jeder Schlitz eine Länge von ca. 10-50 mm und eine Breite von ca. 4-12 mm auf. Der Abstand zwischen jedem Schlitz beträgt ca. 5 mm. Weiterhin sind die Schlitze schräg ausgebildet, so dass sie zur Strömungsrichtung des Zellstoffs einen spitzen Winkel von ca. 30º bilden.In the present example, the tubular body 10 has an inner diameter of, for example, 100 mm. In the area of the rear part of the chamber 14, the tubular body 10 has slots 28 which extend through the wall of the tubular body 10 and which are evenly distributed around the circumference of the tubular body 10. In the example described, each slot has a length of approximately 10-50 mm and a width of approximately 4-12 mm. The distance between each slot is approximately 5 mm. Furthermore, the slots are designed obliquely so that they form an acute angle of approximately 30º to the flow direction of the pulp.

Ein hülsenförmiger Schirm 32 liegt mit gutem Sitz am Rohrkörper 10 an. Der Schirm 32 kann aus einer vorderen Position, in der die gesamte Fläche jedes Schlitzes freiliegt und einen offenen Durchgang zwischen der Kammer 14 und der Innenseite des Rohrkörpers 10 bildet, in eine rückwärtige Position, wie in Fig. 2 dargestellt, in der die Schlitze 28 durch den Schirm 32 bedeckt werden, verschoben werden. Der Schirm 32 kann jedoch auch in eine Position zwischen der vollständig vorderen Position und der vollständig rückwärtigen Position bewegt werden, um eine gewünschte Fläche jedes Schlitzes 28 freizulegen.A sleeve-shaped shield 32 is snugly fitted to the tubular body 10. The shield 32 can be moved from a forward position, in which the entire area of each slot is exposed and forms an open passage between the chamber 14 and the inside of the tubular body 10, to a rearward position, as shown in Fig. 2, in which the slots 28 are covered by the shield 32. However, the shield 32 can also be moved to a position between the fully forward position and the fully rearward position to expose a desired area of each slot 28.

Zur Bewirkung der Bewegung des Schirms 32 ist ein Bewegungsglied, vorzugsweise ein Druckluftzylinder 34, außerhalb der Vorrichtung 1 vorgesehen. Der Zylinder weist eine Kolbenstange 35 auf. Diese ist über ein Joch 36 mit zwei Stangen 37 verbunden, die sich durch die Endwand 17 in die Kammer 14 erstrecken, wo sie, wie in Fig. 2 dargestellt, mit dem Schirm 32 verbunden sind. Dichtringe 38 sind in Nuten in den Bohrungen durch die Endwand 17 angeordnet, und sind mit einer engen Passung um die Stangen 37 herum ausgeführt.To effect the movement of the screen 32, a moving member, preferably a compressed air cylinder 34, is provided outside the device 1. The cylinder has a piston rod 35. This is connected via a yoke 36 to two rods 37 which extend through the end wall 17 into the chamber 14, where they are connected as shown in Fig. 2, are connected to the screen 32. Sealing rings 38 are arranged in grooves in the bores through the end wall 17 and are designed to be a close fit around the rods 37.

Die Bewegungen des Kolbens im Druckluftzylinder 34 und seine Positionierung im Zylinder werden auf die in der eigenen Anmeldung 9703732-9 beschriebene Weise, das heißt in Abhängigkeit von der im Rohr 2 stromabwärts der Vorrichtung 1 gemessenen Temperatur, zweckmäßig reguliert, wobei der gemessene Wert zu einem IP-Wandler gesendet wird, um die Positionierung des Kolbens und der Kolbenstange 35 zur Regulierung der zugemischten Dampfmenge, so dass die Temperatur auf einem Sollwert gehalten wird, auf bekannte Weise einzustellen. Normalerweise wird Mitteldruckdampf verwendet, der mit ca. 12 bar zur Verfügung steht. Nichtsdestotrotz kann auch die Verwendung eines Hochdruckdampfs von 17- 18 bar und in bestimmten Fällen auch eines Niederdruckdampfs vorgesehen werden. Es ist jedoch wichtig, zu gewährleisten, dass zwischen dem Druck in der Kammer 14 und im Rohr 2 und somit auch im Rohrkörper 10 eine Druckdifferenz von mindestens 0,5 bar sichergestellt wird. Diese Druckdifferenz bewirkt zusammen mit der Positionierung des Schirms 32, wiederum abhängig vom gewünschten Dampfstrom, eine Dampfströmung durch die Löcher 28 mit sehr hoher Geschwindigkeit. Dadurch wird gewährleistet, dass der Dampf tief in die durch den Durchflusskanal 9 im Rohrkörper 10 strömende Zellstoffsuspension eintritt, so dass eine wirksame Zumischung des Dampfs in den Zellstoff und somit eine gute Wärmeübertragung, oder gegebenenfalls eine gute Zumischung anderer Gase oder Fluide, erreicht wird. Der Dampf besitzt eine Geschwindigkeit von über 100 m/s und normalerweise bis zu oder über 200 m/s.The movements of the piston in the pneumatic cylinder 34 and its positioning in the cylinder are suitably regulated in the manner described in the own application 9703732-9, i.e. as a function of the temperature measured in the pipe 2 downstream of the device 1, the measured value being sent to an IP converter in order to adjust the positioning of the piston and the piston rod 35 in a known manner to regulate the amount of steam mixed in so that the temperature is maintained at a set point. Normally medium pressure steam is used, which is available at around 12 bar. Nevertheless, the use of high pressure steam of 17-18 bar and, in certain cases, low pressure steam can also be provided. However, it is important to ensure that a pressure difference of at least 0.5 bar is ensured between the pressure in the chamber 14 and in the pipe 2 and thus also in the pipe body 10. This pressure difference, together with the positioning of the screen 32, again depending on the desired steam flow, causes a steam flow through the holes 28 at a very high speed. This ensures that the steam penetrates deep into the pulp suspension flowing through the flow channel 9 in the tube body 10, so that an effective admixture of the steam into the pulp and thus a good heat transfer, or if necessary a good admixture of other gases or fluids, is achieved. The steam has a speed of over 100 m/s and normally up to or over 200 m/s.

Unabhängig von der Position des Schirms 32 wird der Dampf mit einer Geschwindigkeit in den Zellstoff eingeleitet, die in Anbetracht der zwischen dem zur Verfügung stehenden Dampfdruck und dem Druck im Durchflusskanal 9 zur Verfügung stehenden Druckdifferenz optimal hoch ist.Regardless of the position of the screen 32, the steam is injected into the pulp at a speed which is optimally high considering the pressure difference between the available steam pressure and the pressure in the flow channel 9.

Des Weiteren wird gezeigt, dass das stromabwärtige Rohr 2B einen bedeutend größeren Durchmesser aufweist als das stromaufwärtige Rohr 2A. Die Flächenvergrößerung bezüglich des Durchflusskanals 9 sollte mindestens ca. 50% betragen. Wie in Fig. 2 zu sehen, kann die Flächenvergrößerung vorteilhafterweise ca. 400% betragen. (Es sei darauf hingewiesen, dass Fig. 2 die Vorrichtung von der Seite, aber aus einer anderen Richtung als in Fig. 1, das heißt von hinten, zeigt.) Somit wird gemäß Fig. 2 gezeigt, dass das stromabwärtige Rohr 2B einen Durchmesser aufweist, der ca. doppelt so groß ist wie der Innendurchmesser des Durchflusskanals 9. Dies bedeutet in dem gegebenen Beispiel, dass der Durchmesser des Durchflusskanals 100 mm und der des stromabwärtigen Rohrs 200 mm beträgt.Furthermore, it is shown that the downstream pipe 2B has a significantly larger diameter than the upstream pipe 2A. The area increase with respect to the flow channel 9 should be at least about 50%. As can be seen in Fig. 2, the area increase can advantageously be about 400%. (It should be noted that Fig. 2 shows the device from the side, but from a different direction than in Fig. 1, i.e. from behind.) Thus, according to Fig. 2, it is shown that the downstream pipe 2B has a diameter that is about twice the inner diameter of the flow channel 9. This means in the given example that the diameter of the flow channel is 100 mm and that of the downstream pipe is 200 mm.

Des Weiteren ist in Fig. 2 zu sehen, dass die Löcher/Schlitze 28 in der Nähe des hinteren Endes des Durchflusskanals 9 positioniert sind. Mit dem Ziel der Beseitigung des Bedarfs nach einer übermäßigen Materialmenge zwischen der Flanschinnenseite der 13 und dem Rohrkörper 10 ist ein ringförmiges Anschlussteil 7 am hinteren Ende des Rohrkörpers positioniert und zweckmäßigerweise mittels Verschweißen so angeordnet, dass es eng am Rohrkörper 10 sowie am Flansch 13 sitzt. In Fig. 2 ist zu sehen, dass der Abstand vom vorderen Rand der Schlitze 28 zum hinteren Rand des Durchflusskanals 9 kleiner als der Durchmesser ist, das heißt kleiner als 100 mm. Aufgrund der plötzlichen Flächenvergrößerung unmittelbar hinter dem Durchflusskanal 9 werden Turbulenzen erzeugt, die zu einer zusätzlichen Beimischung des hinzugefügten Dampfes führen, wodurch gewährleistet wird, dass eine gleichmäßige Verteilung der dem Zellstoff zugeführten Wärme im stromabwärtigen Rohr 2B erhalten wird.Furthermore, it can be seen in Fig. 2 that the holes/slots 28 are positioned near the rear end of the flow channel 9. With the aim of eliminating the need for an excessive amount of material between the flange inside of the 13 and the pipe body 10, an annular connector 7 is positioned at the rear end of the pipe body and conveniently arranged by welding so that it fits tightly against the pipe body 10 as well as the flange 13. In Fig. 2 it can be seen that the distance from the front edge of the slots 28 to the rear edge of the flow channel 9 is smaller than the diameter, i.e. smaller than 100 mm. Due to the sudden increase in area immediately behind the flow channel 9, turbulence is generated which leads to an additional admixture of the added steam, thereby ensuring that a uniform distribution of the heat supplied to the pulp in the downstream pipe 2B is obtained.

Die plötzliche Flächenvergrößerung wird vorzugsweise in einer einzigen Stufe bewirkt, wie in Fig. 2 gezeigt. Falls gewünscht, kann die Flächenvergrößerung in aufeinanderfolgenden Stufen bewirkt werden, es ist aber ausschlaggebend, dass die Flächenvergrößerung innerhalb einer Länge stattfindet, die weit unter dem Durchmesser des Rohrs 10 liegt. Die plötzliche Flächenvergrößerung wirkt als ein Verzögerungsbereich für den Zellstoffstrom, wobei in dem Bereich Zeit für die Verteilung des Dampfs in den Zellstoff besteht und die erzeugten Turbulenzen eine gute Zumischung gewährleisten.The sudden area increase is preferably effected in a single stage as shown in Fig. 2. If desired, the area increase can be effected in successive stages, but it is essential that the area increase takes place within a length well below the diameter of the tube 10. The sudden area increase acts as a delay region for the pulp flow, in which region there is time for the steam to be distributed into the pulp and the turbulence created ensures good mixing.

Der in den Zellstoff eingeleitete Dampf tritt in Form von schmalen Hochgeschwindigkeitsstrahlen in den Zellstoff ein, wobei die Strahlen durch den Zellstoffstrom abgelenkt werden. Durch die plötzliche Flächenvergrößerung wird die Wahrscheinlichkeit, dass der Dampf die Wand des Kanals 2B erreicht, verringert, was sonst zu einem schnellen Abkühlen und Aufprall führen würde, wobei der Aufprall Lärm erzeugen würde.The steam introduced into the pulp enters the pulp in the form of narrow, high-speed jets, which jets are deflected by the pulp flow. The sudden increase in area reduces the probability of the steam reaching the wall of channel 2B, which would otherwise result in rapid cooling and impact, the impact generating noise.

Durch die Kombination aus der Verteilung der Löcher 28 nahe dem hinteren Rand 7 des Durchflusskanals 9 und der Bewirkung der Flächenvergrößerung in nur einer Stufe und um mindestens 50% der Fläche des Durchflusskanals wird die Erzeugung von durch den Aufprall von Dampf an den Wänden des Kanals entstehendem Lärm effektiv verhindert.The combination of the distribution of the holes 28 close to the rear edge 7 of the flow channel 9 and the effect of the area increase in only one step and by at least 50% of the area of the flow channel effectively prevents the generation of noise caused by the impact of steam on the walls of the channel.

Gleichzeitig wird eine gute und gleichmäßige Zumischung des Dampfes in den Zellstoffstrom erreicht.At the same time, a good and even mixing of steam into the pulp stream is achieved.

Wie in Fig. 1 gezeigt, ist das stromabwärtige Rohr 2B eine getrennte Einheit in Bezug auf die Vorrichtung 1 und bildet somit das Rohr zur nächsten Vorrichtung in der Prozessfolge. Es ist jedoch möglich, dass dieser Turbulenzbereich aus einem getrennten, begrenzten Rohrabschnitt oder aus einer in der Vorrichtung integrierten Einheit besteht, die vorteilhafterweise so ausgeführt sein kann, dass sie an ein beliebiges erwünschtes stromabwärtiges Rohr angeschlossen werden kann, das im Allgemeinen den gleichen Durchmesser wie das Einlassrohr 2A besitzt.As shown in Fig. 1, the downstream pipe 2B is a separate unit with respect to the device 1 and thus forms the pipe to the next device in the process sequence. However, it is possible for this turbulent region to consist of a separate, confined pipe section or of a unit integrated in the device, which can advantageously be designed to be connected to any desired downstream pipe having generally the same diameter as the inlet pipe 2A.

Es sei darauf hingewiesen, dass die Erfindung innerhalb des durch die folgenden Patentansprüche definierten Schutzbereichs geändert werden kann. Es wurde bereits erwähnt, dass die zuzumischenden Fluide andere Fluide als Dampf und eine Zellstoffsuspension sein können, wodurch im Allgemeinen andere Eigenschaften als die Temperatur durch Regulieren der Zumischbedingungen des ersten Fluids in das zweite Fluid gesteuert werden müssen. Ein Beispiel könnte die Zumischung von Chemikalien in den Zellstoffstrom sein. Weiterhin ist es offensichtlich, dass andere Einrichtungen als ein Druckluftkolbenzylinder zur Verschiebung des Schirms 32 verwendet werden können, wie zum Beispiel ein Hydraulikkolbenzylinder oder ein Elektromotor, der mit einer Steuervorrichtung usw. zusammenwirkt. Darüber hinaus können auch andere Bewegungsformen für die Bewegung des Schirms als rein axial, zum Beispiel schraubenförmig, vorgesehen werden. Eine zusätzliche Modifikation betrifft die Ausrichtung der Vorrichtung 1. In dem gezeigten Beispiel strömt das zweite Medium, die Zellstoffsuspension, in Fig. 1 von links nach rechts und in Fig. 2 von rechts nach links. Die Vorrichtung 1 kann jedoch in der entgegengesetzten Richtung verwendet werden, so dass sich der Schirm 32 in seiner vollständig offenen Position stromaufwärts der Löcher 31 und 28 befindet. In diesem Fall könnte dies bei Verschiebung des Schirms 32 aus seiner vollständig offenen Position in eine Position, in der eine Reihe von Löchern nur teilweise bedeckt ist, so dass der Strom des ersten Fluids durch die Löcher in diese Reihe von Löchern gedrosselt ist, dazu führen, dass das durch diese Löcher strömende Fluid eine verringerte Eindringtiefe in das zweite Fluid besitzt, wobei die Strömungswirkung in den folgenden stromabwärts ausgerichteten Löchern beseitigt ist.It should be noted that the invention can be modified within the scope of protection defined by the following claims. It has already been mentioned that the fluids to be mixed may be fluids other than steam and a pulp suspension, whereby in general properties other than temperature must be controlled by regulating the mixing conditions of the first fluid into the second fluid. An example could be the mixing of chemicals into the pulp flow. Furthermore, it is obvious that other means than a pneumatic piston cylinder can be used to displace the screen 32, such as a hydraulic piston cylinder or an electric motor cooperating with a control device, etc. Furthermore, other forms of movement for the movement of the screen than purely axial, for example helical, can also be provided. An additional modification concerns the orientation of the device 1. In the example shown, the second medium, the pulp suspension, flows from left to right in Fig. 1 and from right to left in Fig. 2. However, the device 1 can be used in the opposite direction, so that the screen 32 is in its fully open position upstream of the holes 31 and 28. In this case, this could result in the screen 32 being displaced from its fully open position to a position in which a row of holes is only partially covered, so that the flow of the first fluid through the holes in this series of holes is throttled, result in the fluid flowing through these holes having a reduced penetration depth into the second fluid, the flow effect being eliminated in the following downstream holes.

Für Fachleute liegt des Weiteren auf der Hand, dass der rohrförmige Körper und die Rohre andere Querschnitte als den oben gezeigten rein kreiszylindrischen, zum Beispiel einen rechteckigen, aufweisen können. Weiterhin versteht sich, dass die Möglichkeit besteht, mehr als einen Anschluss zur Einleitung des Fluids zu verwenden. Darüber hinaus versteht sich, dass statt Schlitzen, wie oben gezeigt, kreisförmige Löcher verwendet werden können. Ebenso versteht sich, dass die Ausrichtung der Schlitze zu anderen Positionen als der Darstellung in Fig. 2 geändert werden kann. Darüber hinaus versteht sich, dass mehr als eine Reihe von Schlitzen angeordnet werden kann.It is also obvious to those skilled in the art that the tubular body and the tubes can have cross-sections other than the purely circular cylindrical one shown above, for example a rectangular one. It is also understood that it is possible to use more than one connection for introducing the fluid. It is also understood that instead of slots as shown above, circular holes can be used. It is also understood that the orientation of the slots can be changed to positions other than that shown in Fig. 2. It is also understood that more than one row of slots can be arranged.

Claims

1. Device for introducing a first fluid into a second fluid flowing in a pipe (2A, 2B), which consists of a tubular body (10) with a flow channel (9) for the second fluid with a substantially constant cross-sectional area, one or more chambers (14) extending around at least the main part of the circumference of the flow channel along at least part of its longitudinal extent, and a connection (19) for supplying the first fluid to the chamber(s) from a pressure source, a series of through holes (28) being arranged in the tubular body (10) in the region of the one or more chambers (14), the first fluid being able to be guided through these holes into the second fluid flowing through the flow channel (9) under the influence of the pressure difference between the chamber(s) and the flow channel, characterized in that downstream of the flow channel and in direct contact therewith, a downstream section (2B) is arranged with a cross-sectional area which is significantly larger than that of the flow channel, so that an area increase of at least 50% is obtained near the connection for the supply of the first medium.

2. Device according to claim 1, characterized in that the surface enlargement is expediently 200-600%, preferably 400%.

3. Device according to claim 2, characterized in that the area enlargement is carried out in a single step.

4. Device according to claim 2, characterized in that the surface enlargement is carried out over a length that is smaller than the diameter of the flow channel (9).

5. Device according to claim 3 or 4, characterized in that the area enlargement is carried out within a distance that is smaller than the diameter of the flow channel (9) when calculated from the through holes (28) and when viewed in the flow direction of the second fluid.

6. Device according to claim 5, characterized in that the holes (28) are designed as long, narrow slots.

7. Device according to claim 6, characterized in that the slots run obliquely.

8. Device according to claim 6, characterized in that a movable screen (32) is arranged outside the tubular body (10), which can control the size of the exposed slot parts.

9. Device according to claim 1, characterized in that the flow channel (9) has a circular cross-section.

10. Device according to claim 9, characterized in that at least a significant number of the holes (28) around the tubular body (10) at a distance from the rear edge of the tubular body which is less than 200 mm and preferably less than 100 mm.

11. Device according to claim 9, characterized in that the downstream pipe section (2B) is designed as an integrated part of the device.

12. Device according to claim 9, characterized in that the connecting pipe section (2B) is designed as a separate part.

13. Device according to claim 9, characterized in that the connecting pipe section (2B) forms a partial section of the downstream pipe with the same dimension.