Устройство для тепломассоэнергообмена

Авторы патента:

B01J19/10 - с использованием звуковых или ультразвуковых колебаний (для вспомогательной предварительной обработки очищаемых газов или паров B01D 51/08; для чистки B08B 3/12)

Владельцы патента RU 2462301:

Овченкова Оксана Анатольевна (RU)
Овченков Сергей Владимирович (RU)
Куканов Вячеслав Алесеевич (RU)

Изобретение относится к устройствам для тепломассоэнергообмена жидких, газовых, газожидкостных смесей, взвесей и дисперсий в механо-физико-химических процессах превращения акустическим способом и позволяет увеличить мощность акустического вихревого взаимодействия, обеспечить управление режимом резонанса акустического воздействия на продукт.Технический результат достигается тем, что в устройстве для тепломассоэнергообмена, содержащем раздельные напорные камеры, сообщенные тангенциальными пазами с соответствующими вихревыми трубами, расположенными по окружности относительно осевой вихревой трубы и выполненными раздельными относительно друг друга, на выходе вихревые трубы сообщены между собой резонаторными отверстиями. 3 ил.

Известно устройство [патент РФ 2331405, B01J 19/10, опубликован……], которое выполнено в виде цилиндроконических вихревых труб, расположенных вокруг осевой вихревой трубы, обеспечивающей частичное пересечение между собой конусных частей вихревых труб по образующим их конусных полостей.

Наиболее близким по технической сущности является устройство тепломассоэнергообмена [патент РФ 2310503, B01J 19/10, опубликован 20.11.07], в котором вихревые трубы направлены по ходу течения продукта, расположены по окружности, входные части выполнены раздельными, а выходные сообщены частичным пересечением по образующим друг с другом и с акустической камерой. Это устройство имеет ряд недостатков, а именно: неэффективное управление режимами кавитационно-акустического возбуждения; недостаточная воспроизводимость резонансного режима возбуждения.

Техническим результатом, на который направлено предлагаемое изобретение, является обеспечение равномерности управляющего воздействия на источники кавитационно-акустического возбуждения и его воспроизводимость в объеме протекающего продуктового потока, путем управления ультразвуковой интенсивностью и резонансным возбуждением.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для тепломассоэнергообмена, содержащем раздельные напорные камеры, сообщенные тангенциальными пазами с соответствующими вихревыми трубами, и акустическую камеру с выходным патрубком, вихревые трубы расположены по окружности относительно осевой вихревой трубы и выполнены раздельными относительно друг друга, а на выходе сообщены между собой резонаторными отверстиями, частично пересеченными с вихревыми трубами по образующим, при этом резонаторные отверстия могут быть одинаковой или разной глубины.

Предлагаемое техническое решение позволяет:

- улучшить воспроизводимость интенсивности кавитационно-акустического возбуждения во времени;

- улучшить стабильность резонансного возбуждения;

- увеличить интенсивность акустического воздействия на продукт;

- увеличить стабильность молекулярных и поверхностно-активных связей, определяющих постоянство физико-химических свойств продукта во времени.

Эти и другие особенности предлагаемого изобретения будут понятны из нижеследующего описания примеров его осуществления со ссылками на прилагаемые чертежи. На фиг.1 условно изображено устройство с двумя продуктовыми камерами. На фиг.2 показано сечение А-А устройства, вид сверху на вихревой блок с обозначением тангенциальных входных сопел вихревых труб. На фиг.3 показано сечение В-В устройства, вид снизу на выходную часть вихревого блока с обозначением выходов вихревых труб и резонаторов.

На фиг.1-3 условно изображено устройство, состоящее из первой напорной продуктовой камеры 1, второй напорной продуктовой камеры 2, первого входного патрубка 3, второго входного патрубка 4, первых тангенциальных пазов 5, вихревых труб 6, вытеснителей 7, крышки 8, вторых тангенциальных пазов 9, осевой вихревой трубы 10, осевого вытеснителя 11, осевой крышки 12, корпуса 13, резонаторных отверстий 14, акустической камеры 15 и отводного патрубка 16. Первая напорная камера 1 сообщена первыми тангенциальными пазами 5 с вихревыми трубами 6, которые расположены по окружности и по своей осевой содержат вытеснители 7, закрепленные на крышке 8. Вторая напорная камера 2 сообщена вторыми тангенциальными пазами 9 с осевой вихревой трубой 10, которая содержит осевой вытеснитель 11, прикрепленный к осевой крышке 12. Вихревые трубы 6 и осевая вихревая труба 10 размещены в корпусе 13 и сообщены между собой резонаторными отверстиями 14, частично пересеченными по образующим с вихревыми трубами 6 и осевой вихревой трубой 10. Выходные части вихревых труб 6 и осевой вихревой трубы 10 обращены к акустической камере 15, снабженной выходным патрубком 16.

Работает предлагаемое устройство следующим образом. Через первый 3 и второй 4 патрубки продукт поступает под давлением в первую 1 и вторую 2 напорные камеры. Далее через первые 5 и вторые 9 тангенциальные пазы в вихревых трубах 6 и осевой вихревой трубе 10 формируются раздельные вихревые потоки, которые по спиралеобразной траектории перемещаются в сторону акустической камеры 15. По достижении резонаторных отверстий 14 в продуктовом потоке происходят вращение и пульсации жидкости. Так как вихревые камеры 6 и осевая вихревая камера 10 сообщены между собой резонаторными отверстиями 14, то для каждой вихревой трубы 6 имеется три источника пульсации: по два резонаторных отверстия 14 по окружности и одно резонаторное отверстие 14, сообщаемое с осевой вихревой трубой 10. Изменяя давление продукта во второй напорной камере 2, можно менять линейную скорость вихревого потока осевой вихревой трубы 10 и частоту пульсации резонаторных отверстий 14, которые сообщены частичным пересечением с осевой вихревой трубой 10 и вихревыми трубами 6, расположенными по окружности. Регулируя частоту пульсации резонаторных отверстий 14, можно регулировать интенсивность резонансного возбуждения. Кроме этого, с помощью резонаторных отверстий 14 разной глубины можно инициировать пороговые возбуждения в каждой вихревой трубе, которые могут быть согласованы частотами с регулируемым возбуждением от осевой вихревой трубы 10. Таким образом можно устанавливать необходимую интенсивность возбуждения для разных продуктов. Возбужденные вихревые потоки распадаются в акустической камере 15, где происходит вторичное возбуждение, и обработанный звуком продукт выводят через выходной патрубок 16 на использование. Аналогичным образом происходит возбуждение и в устройстве с одной напорной продуктовой камерой.

Узлы и детали описанного устройства могут быть изготовлены на обычном оборудовании, что соответствует промышленной применимости изобретения.

Из вышеизложенного следует, что предлагаемое устройство для тепломассоэнергообмена позволяет управлять интенсивностью акустического возбуждения и осуществить воспроизводимость интенсивности возбуждения во времени.

Устройство для тепломассоэнергообмена, содержащее раздельные напорные камеры, сообщенные тангенциальными пазами с соответствующими вихревыми трубами, и акустическую камеру с выходным патрубком, отличающееся тем, что вихревые трубы расположены по окружности относительно осевой вихревой трубы и выполнены раздельными относительно друг друга, а на выходе сообщены между собой резонаторными отверстиями, частично пересеченными с вихревыми трубами по образующим, при этом резонаторные отверстия могут быть одинаковой или разной глубины.

Изобретение относится к плазмотермической переработке и утилизации твердых и жидких промышленных и сельскохозяйственных отходов (биомассы), позволяющей преобразовать углеродсодержащие соединения и воду в плазмогаз, и может быть использовано в энергетике, на предприятиях химической промышленности, при переработке твердых бытовых отходов.

Проточный ультразвуковой кавитационный реактор // 2446874

Изобретение относится к аппаратам для обработки различных технологических сред. .

Проточный ультразвуковой кавитационный реактор (варианты) // 2446873

Изобретение относится к аппаратам для обработки различных технологических сред в виде жидкости, смесей, суспензий, эмульсий и т.п. .

Способ повышения терморезистентности биологически активных компонентов пищевого и лекарственного сырья растительного и животного происхождения // 2444201

Изобретение относится к перерабатывающей и пищевой промышленности, включая производство кормов для животных, птицы и рыб, и может использоваться также в фармацевтической и парфюмерной промышленности при производстве витаминных препаратов и биологически активных добавок.

Ультразвуковой реактор проточного типа для производства йодированной поваренной соли // 2432317

Изобретение относится к ультразвуковой химической аппаратуре и может быть использовано в производстве йодированной соли. .

Способ проведения механохимических реакций и реактор для осуществления этого способа // 2426722

Способ получения йодированной поваренной соли // 2422362

Способ сонохимической обработки водных растворов для гидратации биополимеров // 2422198

Изобретение относится к области сонохимической обработки жидких сред и может использоваться при обработке использующихся для гидратации биополимеров водных растворов, для безреагентного снижения временной жесткости, стерилизации воды при водоподготовке для бытовых и хозяйственных нужд, в медицине и фармакологии, а также в пищевой и перерабатывающей промышленности в отношении растворов, предназначенных стать компонентами лекарственных препаратов, пищевых продуктов, полуфабрикатов и сырья.

Ультразвуковой проточный реактор // 2403085

Изобретение относится к области ультразвуковой техники, предназначенной для кавитационной обработки жидкостей. .

Способ обработки жидкой среды // 2402375

Изобретение относится к технологиям и оборудованию по обработке жидких сред и по их разделению на составные компоненты и может быть использовано в нефтеперерабатывающей, химической, медицинской и в других отраслях промышленности.

Способ проведения реакций и реактор для его осуществления // 2463100

Изобретение относится к технике физико-химических превращений текучих сред и может использоваться в химических, пищевых, фармацевтических технологиях, а также для получения эмульсий, состоящих из трудно смешиваемых компонентов

Способ получения газобетона // 2465252

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при производстве изделий из ячеистого бетона

Способ получения биопрепарата "ферригель" // 2466713

Изобретение относится к способу получения биопрепарата, который включает смешивание оксигидроксида железа с водорастворимым полимером с последующей обработкой суспензии ультразвуком, отличающийся тем, что используют гелеобразный оксигидроксид железа (ОГЖ-гель), выделенный на станциях обезжелезивания подземных вод, водорастворимый полимер и дополнительно вводят глицерин при соотношении компонентов, масс.%: ОГЖ-гель50-60 Водорастворимый полимер2,5-3 Глицерин 10-15 Водадо 100

Способ газификации твердого топлива // 2473669

Изобретение относится к области химии и теплоэнергетики

Способ возбуждения акустических колебаний в текучей среде и устройство (варианты) для его осуществления // 2476261

Изобретение относится к области гидродинамики и касается способа возбуждения акустических колебаний в текучей среде и устройства для его осуществления

Способ ультразвуковой кавитационной обработки жидких сред // 2477650

Изобретение относится к области кавитационной обработки жидких сред, а также сред, где удельное содержание воды или иной жидкой фазы превышает 65-70% от общей массы

Способ одновременной ультразвуковой кавитационной обработки различных по составу жидких сред // 2479346

Способ получения аморфного диоксида кремния из рисовой шелухи // 2480408

Изобретение относится к технологии переработки минерального сырья и может быть использовано для получения из аморфного диоксида кремния рисовой шелухи

Способ получения растворимого концентрата из побочной продукции пантового оленеводства // 2488401

Изобретение относится к области медицины, а именно к способу получения растворимого концентрата из побочной продукции пантового оленеводства

Магнитные преобразователи // 2500622

Изобретение относится к получению биосовместимых магнитных наночастиц и может быть использовано для терапевтических целей, в частности для борьбы с раком. Способ получения наночастиц, включающих оксид железа и кремнийсодержащую оболочку и имеющих значение удельного коэффициента поглощения (SAR) 10-40 Вт на г Fe при напряженности поля 4 кА/м и частоте переменного магнитного поля 100 кГц, содержит следующие стадии: А1) приготовление композиции по меньшей мере одного железосодержащего соединения в по меньшей мере одном органическом растворителе; В1) нагрев композиции до температуры в диапазоне от 50°C до температуры на 50°C ниже температуры реакции железосодержащего соединения согласно стадии С1 в течение минимального периода 10 минут; С1) нагрев композиции до температуры между 200°C и 400°C; D1) очистку полученных частиц; Е1) суспендирование очищенных наночастиц в воде или водном растворе кислоты; F1) добавление поверхностно-активного соединения в водный раствор, полученный согласно стадии E1); G1) обработку водного раствора согласно стадии F1) ультразвуком; H1) очистку водной дисперсии частиц, полученных согласно стадии G1); I1) получение дисперсии частиц согласно стадии H1) в смеси растворителя из воды и растворителя, смешивающегося с водой; J1) добавление алкоксисилана в дисперсию частиц в смеси растворителя согласно стадии I1); и К1) очистку частиц. Изобретение позволяет получить биосовместимые магнитные частицы с высоким значением удельного коэффициента поглощения (SAR). 6 н. и 36 з.п. ф-лы, 3 ил., 9 пр.