УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО НАГРЕВА ЖИДКИХ ПРОДУКТОВ Российский патент 2010 года по МПК A23L3/15 

Описание патента на изобретение RU2398499C1

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к устройствам для обработки жидких продуктов нагреванием, включая их пастеризацию.

Известен промышленный кавитационный генератор фирмы «Hydrodynamic inc», США, для нагрева жидкости, содержащий корпус с крышками и ротор в виде барабана с ячеистой наружной поверхностью, контактирующий с гладкой внутренней поверхностью цилиндрической части корпуса /1/.

Недостатком известной конструкции является громоздкость устройства и недостаточная тепловая производительность.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является устройство для нагрева жидкости, содержащее статор с выемками на внутренней стороне, установленный внутри него с образованием зазора для перемещения и нагрева обрабатываемого продукта ротор в виде цилиндра с набором выемок, аналогичных выемкам статора, образующих при совмещении камеры переменного сечения, и патрубки для подачи и отвода продукта /2/.

Недостатками его являются достаточно высокие потери тепла в окружающую среду и неравномерность или пульсация нагрузки из-за одновременного совпадения при вращении ротора всех ячеек и их закрытия, сопровождающегося срезом жидкого продукта в зазоре ротор-статор.

Задачей заявленного технического решения является обеспечение равномерности нагрузки на ротор при его вращении и повышение кпд устройства.

Она решается тем, что на наружной поверхности ротора выполнен набор ячеек, расположенных рядами по винтовой линии, на внутренней поверхности статора - аналогичные ячейки, расположенные также по винтовой линии, но с другим шагом рядов ячеек, в корпусе статора предлагаемого устройства выполнена соответствующая длине ротора осесимметричная кольцевая полость, выполняющая роль выдерживателя и теплоизолятора рабочей части нагревателя от внешней среды, сообщающаяся с ячеистой рабочей частью устройства отверстием в зоне нагрева продукта до температуры пастеризации.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен схематический разрез устройства для гидродинамического нагрева жидких продуктов по его продольной оси; на фиг.2 - сечение А-А устройства на фиг.1; на фиг.3 - фрагмент развертки взаимного расположения ячеек на поверхностях статора и ротора.

Устройство для гидродинамического нагрева жидких продуктов состоит из статора 1 (фиг.1) в виде полого цилиндра с расположенным с зазором в его полости ротором 2, закрытым с обеих сторон крышками 3 и 4, в которых установлены подшипники 5 и 6 вала 7 ротора. Внутри статора 1 имеется осесимметричная кольцевая полость 8 (фиг.2), выполняющая роль выдерживателя, объем которого соответствует конкретной производительности устройства для гидродинамического нагрева жидких продуктов. Она же служит теплоизолятором рабочей части предлагаемого устройства от внешней среды.

На наружной поверхности ротора 2 выполнен набор ячеек 9, например продолговатых, расположенных рядами по винтовой линии с шагом t (фиг.3) под углом α.

На внутренней поверхности статора 1 выполнены аналогичные ячейки 10, расположенные также по винтовой линии, но с другим шагом рядов ячеек, обеспечивающим изменение количества рядов ячеек на статоре 1, например, на один ряд в сравнении с количеством рядов ячеек на роторе 2 и смещение шага их на величину b. Угол β наклона рядов ячеек 10 на статоре 1 может быть равным или большим угла α наклона рядов ячеек 9 ротора 2. При этом оси продолговатых ячеек статора 1 могут быть параллельны осям ячеек ротора так, что при их совпадении образуются замкнутые камеры.

Устройство для гидродинамического нагрева жидких продуктов имеет патрубок подачи 11 продукта для тепловой обработки в нем и патрубок отвода 12 продукта после тепловой обработки, сообщающийся с полостью 8 статора 1, которая в свою очередь отверстием 13 соединена с ячеистой рабочей частью устройства.

Статор 1 и ротор 2 устройства могут выполняться коническими.

Работает устройство следующим образом.

Поступающий на тепловую обработку жидкий продукт по патрубку подачи 11 заполняет ячейки 9 и 10. При вращении ротора 2 он захватывается рядами его ячеек 9, как лопастями насоса, наклоненными под углом α, обеспечивая самовсасывание продукта в устройство. В зазоре между ротором 2 и статором 1 продукт подвергается интенсивному гидродинамическому воздействию благодаря центробежному разгону ячейками 9 ротора, резкому торможению ячейками 10 неподвижного статора 1, интенсивному вихреобразованию, трению слоев продукта между собой и о поверхности статора 1 и ротора 2. В результате этого происходит преобразование подводимой к устройству энергии привода в тепловую энергию, поглощаемую обрабатываемым продуктом, нагревая его до температуры пастеризации. При этой температуре нагретый продукт через отверстие 13 поступает в полость 8 статора для его выдержки, после чего выводится через патрубок отвода 12 из устройства в линию дальнейшей его тепловой обработки: регенерации, охлаждения и хранения.

Различный шаг t рядов ячеек 9 и 10 на статоре 2 и якоре 1 и углов их наклона β и α по винтовой линии обеспечивают поочередное взаимное их закрытие и последующее постепенное открытие по мере вращения ротора 2, что снижает пульсацию нагрузки на гидродинамическую обработку продукта в приводе устройства и выравнивает ее.

Расположение же выдерживателя в кольцевой полости 8 статора 1 обеспечивает сокращение потерь тепла из рабочей ячеистой части устройства в окружающую среду, что повышает его кпд.

Источники информации

1. Jim Frederick, Daniel Armstead, Steve Lien, Wolfgang Schmidl, Bijan Kazem. Economic Benefits of Utilizing Controlled Cavitation Technology for Black Liquor Oxidation and Heating. TAPPI Journal, January, 2002.

2. Авторское свидетельство RU №1324620, кл. А23С 3/033, 1987 (прототип).

Похожие патенты RU2398499C1

название год авторы номер документа
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПАСТЕРИЗАЦИИ ЖИДКИХ ПРОДУКТОВ 2013
  • Краснов Иван Николаевич
  • Краснова Александра Юрьевна
  • Лебедько Денис Андреевич
RU2529896C2
УСТАНОВКА ДЛЯ ПАСТЕРИЗАЦИИ ЖИДКИХ ПРОДУКТОВ 2015
  • Краснов Иван Николаевич
  • Краснова Александра Юрьевна
  • Лебедько Денис Андреевич
RU2600128C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОЙ ПАСТЕРИЗАЦИИ ЖИДКИХ ПРОДУКТОВ 2006
  • Краснова Александра Юрьевна
  • Краснов Иван Николаевич
  • Удовкин Александр Иванович
RU2305409C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕРМООБРАБОТКИ ЖИДКИХ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ 1994
  • Кринский А.Ю.
  • Буторин А.Н.
  • Егоров В.И.
  • Левицкий В.В.
RU2045910C1
СПОСОБ И УСТРОЙСТВО СОЗДАНИЯ ТЯГИ БЕЗЛОПАСТНЫМ РОТОРОМ 2020
  • Ильясов Роман Ильдусович
  • Дежин Дмитрий Сергеевич
RU2767858C2
УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАГРЕВАНИЯ ЖИДКОСТИ 2004
  • Фоминский Леонид Павлович
RU2267719C1
СПОСОБ ПОДГОТОВКИ КРАХМАЛСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ К СБРАЖИВАНИЮ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ЭТАНОЛА И ЛИНИЯ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2009
  • Сухов Александр Иванович
  • Руденко Николай Сергеевич
RU2411293C2
РОТОРНЫЙ ВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ ПАСТЕРИЗАТОР ЯИЦ 2004
  • Михайлова Ольга Валентиновна
  • Кириллов Николай Кириллович
  • Новикова Галина Владимировна
  • Ванеркин Николай Григорьевич
  • Новикова Марьяна Валентиновна
RU2285394C2
РЕАКТОР ДЛЯ КАВИТАЦИОННОЙ ОБРАБОТКИ ЖИДКОСТИ (ВАРИАНТЫ) 2007
  • Мартыненко Владимир Сергеевич
  • Мартыненко Сергей Анатольевич
RU2381061C2
СПОСОБ НАГРЕВА ЖИДКОГО АГЕНТА И ТУРБОРОТОРНЫЙ ГЕНИРАТОР ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2011
  • Никитин Максим Евгеньевич
RU2600656C2

Иллюстрации к изобретению RU 2 398 499 C1

Реферат патента 2010 года УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО НАГРЕВА ЖИДКИХ ПРОДУКТОВ

Изобретение относится к устройствам для обработки жидких продуктов нагреванием. Устройство состоит из статора с установленным в нем с образованием зазора цилиндрическим ротором. На наружной поверхности ротора выполнен набор ячеек, расположенных рядами по винтовой линии. На внутренней поверхности статора выполнены аналогичные ячейки, расположенные также по винтовой линии, но с другим шагом рядов ячеек. В корпусе статора выполнена соответствующая длине ротора осесимметричная кольцевая полость, сообщающаяся с ячеистой рабочей частью устройства отверстием в зоне нагрева продукта до температуры пастеризации. Изобретение позволяет обеспечить равномерность нагрузки на ротор при его вращении и повысить производительность устройства. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Формула изобретения RU 2 398 499 C1

1. Устройство для гидродинамического нагрева жидких продуктов, характеризующееся тем, что оно состоит из статора с установленным в нем с образованием зазора цилиндрическим ротором, на наружной поверхности ротора выполнен набор ячеек, расположенных рядами по винтовой линии, на внутренней поверхности статора выполнены аналогичные ячейки, расположенные также по винтовой линии, но с другим шагом рядов ячеек, в корпусе статора выполнена соответствующая длине ротора осесимметричная кольцевая полость, сообщающаяся с ячеистой рабочей частью устройства отверстием в зоне нагрева продукта до температуры пастеризации.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что винтовая линия расположения ячеек ротора выполнена под углом наклона к образующей наружной его поверхности меньшим или большим угла наклона винтовой линии расположения ячеек к образующей внутренней поверхности статора.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что продолговатые ячейки ротора и статора выполнены так, что их продольные оси параллельны друг другу.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что ротор и статор в месте их сочленения выполнены коническими.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2010 года RU2398499C1

Устройство для нагрева жидкости 1985
  • Заушицын Владимир Евгеньевич
  • Фомин Владимир Иванович
  • Фаянс Юрий Аронович
  • Проценко Галуст Иванович
  • Кривцов Лев Николаевич
  • Мучник Михаил Ильич
SU1324620A1
СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ АКТИВИРОВАННОЙ ВОДЫ, СПОСОБ ВЫРАЩИВАНИЯ РАСТЕНИЙ И СПОСОБ ПИТАНИЯ ЖИВОТНЫХ 2004
  • Дьяков М.В.
  • Суханов Е.Б.
  • Дьяков И.М.
RU2266255C1
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА С ЖИДКОСТНЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ СТАТОРА 2004
  • Кравченко Александр Игнатьевич
  • Матвеев Лев Иванович
  • Федоренко Римма Ивановна
RU2283525C2

RU 2 398 499 C1

Авторы

Краснова Александра Юрьевна

Краснов Иван Николаевич

Лебедько Денис Андреевич

Даты

2010-09-10Публикация

2009-02-24Подача