Способ гомогенизации и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к технике получения гемогенизированных жидкостей. Способ гомогенизации включает обработку жидкой среды в рабочей камере прямыми и отраженными гидродинамическими ударными волнами. Волны возбуждаются электрическими искровыми разрядами , одновременно генерируемыми при подаче среды в зоне акустической тени и ее выводе из камеры. Ударные волны разрядов формируют в виде кольцеообразных плоских волн, направленных навстречу друг другу и взаимодействующих между собой при кумуляции энергии прямых и отраженных волн в центральной части камеры. Устройство, в котором реализуется способ, содержит камеру, состоящую из трех последовательно сообщающихся секций. По оси камеры в крайних секциях расположены отражатели и патрубки ввода и вывода среды с попарно установленными электродами. Отражатели образуют со стенками крайних секций сообщенные с разрядными полостями кольцевые сопла, направленные к центру камеры. 3 з.п.ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (1) 4 В 01 F 13/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) - 4152444/23-26 (22) 26. 11.86 (46) 15.09.89. Бюл ° 9 34 (75) Г,Г.Кадыщев и Ю.В.Кванин (53) 66.063(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 543735, кл. В 01 F 11/02, 1974 (54) СПОСОБ ГОМОГЕНИЗАф1И И УСТРОГ1СТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЦЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к технике получения гемогенизированных жидкостей. Способ включает обработку жидкой среды в рабочей камере прямыми и отраженными гидродинамическими ударными волнами. Волны возбуждаются электрическими искровыми разрядами, одновременно генерируемыми при подаче

Изобретение относится к технике получения гомогенизированных жидкостей и может найти широкое применение в пищевой, микробиологической и других отраслях промышленности.

Целью изобретения является повышение эффективности процесса гомогенизации.

Способ гомогенизации включает обработку жидкой среды в рабочей камере прямыми и отраженными гидродинамическими ударными волнами, возбуждаемыми электрическими шаровыми разрядами, одновременно генерируемыми при подаче среды в зоне акустической тени и ее выводе иэ камеры. Ударные волны разрядов формируют в виде кольцеобраэных пучков плоских волн, направленных

„„Я0„„150?43? А 1

2 среды в зоне акустической тени и ее выводе из камеры. Ударные волны разрядов формируют в виде кольцеобраэных плоских волн, направленных навстречу друг другу и взаимодействующих между собой при кумуляции энергии прямых и отраженных волн в центральиой части камеры. Устройство, в коточ ром реализуется способ, содержит камеру, состоящую из трех последовательно сообщающихся секций. По оси камеры в крайних секциях расположены отражатели и патрубки ввода и вывода среды с попарно установленными электродами. Отражатели образуют со стенками крайних секций сообщенные с разрядными полостями кольцевые сопла, налравленные к центру камеры. 3 з.п. ф-лы, 1 ил. навстречу друг другу и вэаимодействуюших между собой при кумуляции энергии прямых и отраженных волн в централь-. ной части камеры.

Предлагаемый способ реализуют в устройстве, изображенном на чертеже. рф

Устройство содержит камеру 1, сос- фф тоящую иэ трех последовательно сооб- Д щающихся секций 2,3,4. По оси камеры расположены патрубки ввода 5 и вывода 6 среды и отражатели 7 и 8, образующие со стенками камеры разрядные полости 9, 10, попарно установленных у входа и выхода камеры электродов 11, 12 и 13,14, Электроды установлены соосно друг другу с межэлектродными зазорами в разрядных полостях 9,10 и соединены с источником импульсного

3 15074 электропитания 15 и блоком 16 коммутации ° Электроды 11 и 13 размещены в патрубках 5 и 6 и соответственно на отражателях 7 и 8. Отражатели 7 и

8 образуют со стенками крайних секций 2 и 4 сообщенные с разрядными полостями 9 и 10 кольцевые сопла 17 и

18, направленные к центру камеры.

Каждая крайняя секция выполнена в форме параболоида вращения, переходящего в широкой части параболоида в усеченную сферу, а центральная полость выполнена в форме усеченной сферы с радиусом К= —.—, где r — ра5 в1ЙА диус плоскости секущей сферу, oC— угол образующей конуса секущей плоскости с осью камеры. Отражатели 7 и 8 выполнены шарообразными с полостями 20

19, 20, обращенными к центральной секции камеры. Полость отражателя 8, размещенного у патрубка вывода среды

6, посредством канала 21 сообщена с разрядной полостью 10. 25

В качестве источника 15 имггульснс1го электрического питания применен высоковольтный конденсатор с запитывающим электрогенератором с напряжением V на клеммах и энергией разряда 30 (,, обеспечивающи;ги одновременные искровые электрические разряды в рабочей жидкости в полостях 9,10 с заданной мощностью и энергией в разряде.

Блок 16 коммутации установлен с возможностью бездугового подключения электродов 11 — 14 к источнику с заданной частотой, например 5-20 подключений в сек.

Гомогенизациго жидкости осуществля-40 ют следующим образом.

Через патрубки 5 рабочую жидкость подают в камеру 1 ° Жидкость заполняет секции 2,3 и 4. Электроды 11 — 14 посредством блока 16 коммутации подключают к конденсатору источника 15 с частотой 5 — 20 подключений в секунду. Во время каждого подключения электродов 11 — 14 к конденсатору в межэлектродных зазорах происходят искровые электрические разряды мощностью Ы =Ч 1 длительностью с,г,=5г рз

i10, с энергией в разряде gp=Wp tp °

Искровые разряды возбуждают в жидкости, находящейся в разрядных полостях 55

9,10, гидродинамические ударные волны мощностью И =0,84 с энергией

0,8(I1, акустического диапазона частот г1реиглуществеггно 20 кГц. изобретения

Формула

1. Способ гомогенизации, вклгочающий обработку среды в рабочей камере пря;гыми и отраженными гидродинамическими ударными волнами, возбуждае-

37 4

Ударные волны разрядов со скоростью звука в жидкости (1,5 ° 10 м/с) распространяются в разрядных полостях в радиальных направлениях, достигают параболических рефлекторных поверхностей, отражаются от них и в виде пучков плоских волн направляются в кольцевые сопла 17 и 18. Посредством рефлекторных поверхностей отражателей 7 и 8 ударные волны концентрируются в соплах 17 и 18 и по их каналам направляются к центру секции 3 навстречу друг другу под углом г к оси камеры.

Кольцевые ударные волны сходятся в центре секции 3, где кумулируется энергия ударных волн, в результате чего в центре секции 3 возникает импульс сверхвысокого давления, достигающий 10 ати.

Импульс давления в центре секции 3 возбуждает вторичную сферическую удар1 ную волну, которая распространяется в секции 3 в радиальных направлениях, отражается от рефлекторных поверхностей камеры и полости 19 отражателя 7, а затем направляется в конусообразг ую полость 20 отражателя 8.

Импульс ударной волны концентрируется в вершине конической полости отражателя 8, выбрасывает часть жидкости через канал 21 в разрядную полость 10 и в патрубок 6.

В результате наложения на поток жидкой среды гидродинамических ударных волн как в зоне подачи жидкости, так и в зоне вывода жидкости из камеры, формирования ударных волн в виде кольцеобразных пучков и истечения жидкости из полостей 9, 10 навстречу друг другу с возможностью кумуляции энергии сходящихся как прямых, так и отраженных ударных волн в центре секции 3 обеспечена эффективная гомогенизация жидкой среды.

Концентрация энергии в искровых электрических разрядах, а также в гидродинамических ударных волнах разрядов обеспечивает высокие градиенты перепадов давлений в жидкой среде, что снижает энергетические затраты процесса.

Составитель h.Ôåäoðoâà Редактор A.Äoëèíè÷ Техред М.Ходанич Корректор Т.Малец

Заказ 5487/12 Тираж 547 Подписное

BHHHIIH Государственного "îìèòåòà по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, осква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

5 15 мыми электрическими разрядами, одновременно генерируемыми при подаче среды в зоне акустической тени и ее вывода из камеры, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса гомогениэации, ударные волны разрядов формируют в виде кольцеобразных пучков плоских волн, направленных навстречу друг. другу и взаимодействующих между собой при кумуляции энергии прямых и отраженных волн.

2.Устройство для гомогенизации, содержащее рабочую камеру, состоящую иэ трех последовательно сообщающихся секций с рефлекторными поверхностями, на оси которой расположены патрубки ввода и. вывода среды и отражатели, образующие со стенками камеры разрядные полости попарно установленных во входной и выходной частях камеры электродов, соединенных с источником импульсного электропитания, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности процесса го07437

6 могенизации, электроды размещены в патрубках ввода и вывода среды и соответственно на отражателях, при этом

5 отражатели образуют со стенками крайних секций сообщенные с разрядными полостями кольцевые сопла, направленные к центру камеры.

3. Устройство по п. 2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что крайние секции выполнены в форме параболоида вращения, переходящего в широкой части в усеченную сферу, а центральная секция выполнена в форме усеченной сферы радиусом К=p/sine, где r — радиус плоскости, секущей сферу; оС вЂ” угол образующей конуса секущей плоскости с осью камеры.

4. Устройство по лв. 2 и 3, о т20 л и ч а ю щ е е с я тем, что отражатели выполнены шарообразными с полостями, обращенными k центральной секции, причем полость отражателя, размещенного у патрубка вывода среды, 25 посредством канала сообщена с разрядной полостью.