КАМЕРА ДЛЯ ГЕНЕРИРОВАНИЯ ИМПУЛЬСНОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ Российский патент 2020 года по МПК C02F1/48 B01J19/08 A23L3/32 

Область техники, к которой относится предлагаемое изобретение

Предлагаемое изобретение относится к камере для генерирования импульсного электрического поля.

Предпосылки создания предлагаемого изобретения

Из уровня техники известны установки, содержащие камеры для генерирования импульсного электрического поля. В качестве примера может быть названа установка, описанная в международной заявке WO 2009/126084, предназначенная для нейтрализации микроорганизмов. Эта установка содержит по меньшей мере одну диэлектрическую камеру для перекачивания среды, поддающейся насосной перекачке, которая снабжена первой и второй электродными пластинами. В описании упомянутой международной заявки WO 2009/126084 сказано, что эта камера в составе установки может представлять собой насос избыточного давления, соединенный с подводящим впускным трубопроводом и отводящим выпускным трубопроводом. Упомянутый насос избыточного давления, входящий в состав установки, может представлять собой поршневой насос, верхняя часть поршня которого образует одну из электродных пластин. Утверждается, что такое решение обеспечивает преимущество, так как электродные пластины могут быть легко встроены в стандартное насосное устройство. Кроме того, в международной заявке WO 2009/126084 сказано, что описываемое в ней изобретение может применяться также при использовании насоса, в котором замкнутая камера и два электрода выполнены в виде гибкой вкладки, расположенной между подвижным поршнем и неподвижной стенкой или другим поршнем, выполненным с возможностью перемещения в противоположном направлении. Раскрыты такие возможности, как, например, насос, подобный насосу инфузионного пакета или сменного картриджа.

Существуют также другие публикации, в которых раскрыты насосы, используемые в системах генерирования импульсного электрического поля. В качестве одного из примеров может быть названа международная заявка WO 03/056941, в которой раскрыты способ и установка для непрерывной обработки электрическим полем вещества, поддающегося насосной перекачке. В упомянутой публикации сказано, что в составе установки могут быть использованы поршневые насосы прямого вытеснения. В качестве примеров могут быть названы кулачковые роторные насосы и шестеренчатые насосы.

Одна из целей предлагаемого изобретения состоит в создании усовершенствованной камеры для генерирования импульсного электрического поля. Камера для генерирования импульсного электрического поля согласно предлагаемому изобретению имеет ряд преимуществ по сравнению с известными устройствами этого типа, в частности, она является легко монтируемой и легко заменяемой, легко встраиваемой в систему генерирования импульсного электрического поля вместе с другими дополнительными устройствами, о чем будет сказано ниже, при этом обеспечена возможность упрощенного изготовления такой камеры для генерирования импульсного электрического поля как таковой.

Краткое описание предлагаемого изобретения

Достижение указанной выше цели предлагаемого изобретения и его преимуществ, описанных выше, обеспечено созданием камеры для генерирования импульсного электрического поля, которая содержит трубку с двумя открытыми концами, которые снабжены средствами крепления, что делает эту камеру съемным устройством (сменным модулем), при этом упомянутая трубка имеет длину L, простирающуюся от одного открытого конца трубки до ее другого открытого конца, и внутреннюю ширину IW, простирающуюся от одной крайней точки поперечного сечения трубки, взятого перпендикулярно упомянутой длине L, до его другого бока, при этом имеет место геометрическое сужение внутренней ширины IW трубки на некотором участке в пределах ее длины L, при этом камера для генерирования импульсного электрического поля содержит сетку из изолирующего материала, которая установлена на упомянутом участке геометрического сужения, или же предусмотрены электродные блоки, расположенные друг напротив друга на участке геометрического сужения внутренней ширины IW в пределах упомянутой длины L трубки (2).

Средства крепления, о которых было упомянуто выше, могут быть реализованы во многих различных формах и, разумеется, могут быть реализованы на разных концах трубки в разных формах. В качестве примера можно назвать резьбовые соединения, которые могут быть использованы для съемной камеры для генерирования импульсного электрического поля и для соединительных элементов, с которыми эта камера должна быть соединена.

Кроме того, следует заметить, что два или большее число, как это будет обсуждено ниже, электродных блоков могут содержать обычную электродную пару или две расположенные друг напротив друга электродные полосы.

Среда, подвергаемая обработке, должна быть сжата до такой степени, чтобы был устранен риск образования воздушных или газовых пузырьков. В упомянутых международных заявках WO 2009/126084 и WO 03/056941 это достигается с помощью насосов. Однако согласно предлагаемому изобретению это достигается наличием сужения реальной камеры для генерирования импульсного электрического поля в месте установки расположенных друг напротив друга электродов. При таком решении обеспечивается ряд преимуществ, таких как упрощение процесса изготовления системы генерирования импульсного электрического поля в целом по сравнению с системами, требующими использования камеры для генерирования импульсного электрического поля в виде насоса. В системе генерирования импульсного электрического поля согласно предлагаемому изобретению может быть использована насосная установка любого типа, которая может быть расположена полностью за пределами блока генерирования импульсного электрического поля. Кроме того, камера для генерирования импульсного электрического поля согласно предлагаемому изобретению может быть выполнена в виде съемного блока, что само по себе обеспечивает ряд преимуществ, таких как сокращенное время настройки, когда необходимо заменить камеру для генерирования импульсного электрического поля, и обеспечение возможности более легкой установки и присоединения дополнительных компонентов, относящихся к сменному блоку.

В отношении приведенного выше описания можно дополнительно заметить, что международная заявка WO 03/056941 не только уводит от идеи предлагаемого изобретения с точки зрения использования насоса в системе. В установке, раскрытой в международной заявке WO 03/056941, предполагается также, что отдельное пространство, в котором должна подвергаться обработке некоторая среда, имеет форму цилиндра, то есть, международная заявка WO 03/056941 не предусматривает возможности какого-либо ограничения в геометрическом строении (в виде сужения) камеры для генерирования импульсного электрического поля. Следует дополнительно заметить, что никакой такой формы камеры не предусматривается также в международной заявке WO 2009/126084. Опять же, обе международные заявки WO 2009/126084 и WO 03/056941 направлены на использование насосов в качестве камер для генерирования импульсного электрического поля.

Известна камера для генерирования импульсного электрического поля другого типа, которая относительно продольной оси ее трубчатого тела имеет ограничение в геометрическом строении (в виде сужения). Такая камера описана в патенте США US 6110423, в котором раскрыта система для деактивации микроорганизмов в пищевом продукте. Эта система содержит первый электрод и изоляционный участок, который соединен с упомянутым первым электродом, при этом упомянутый изоляционный участок имеет изоляционную перетяжку, отверстие и переходную область, расположенную между ними, и при этом упомянутое отверстие имеет большую площадь поперечного сечения, чем упомянутая изоляционная перетяжка, при этом изоляционный участок имеет выемку, проходящую через изоляционную перетяжку, переходную область и отверстие, и при этом система содержит также второй электрод, соединенный с изоляционным участком, при этом первый электрод расположен на первой стороне изоляционной перетяжки, а второй электрод расположен на второй стороне изоляционной перетяжки.

Есть ряд очень четких и важных различий между предлагаемым изобретением и системой, раскрываемой в патенте США US 6110423. Прежде всего, в камере для генерирования импульсного электрического поля согласно предлагаемому изобретению расположенные друг напротив друга электроды находятся на участке геометрического сужения поперечного сечения, взятого перпендикулярно длине трубки. Это не так в системе, раскрытой в патенте США US 6110423, в отношении которой вполне ясно, что перетяжка или сужение на самом деле представляет собой изолятор, а электроды расположены перед перетяжкой и за нею. Это указывает также на еще одно очень важное различие. Электрическое поле, обеспечиваемое системой, раскрытой в патенте США US 6110423, является последовательным, в то время как электрическое поле, генерируемое камерой согласно предлагаемому изобретению, является параллельным. Кроме того, назначение перетяжки в патенте США US 6110423 состоит в создании ограниченной электродной поверхности, в то время как сужение в камере согласно предлагаемому изобретению создано как ограничение геометрического строения, чтобы обеспечить повышение давления, что имеет значение, когда приложено реальное импульсное электрическое поле. Этот аспект не предусмотрен патентом США US 6110423 ни прямо, ни косвенно.

В патенте КНР CN 101502304 описана камера для обработки высоковольтного импульсного электрического поля, содержащая изолирующую полую трубку, два имеющих форму дуги окружности металлических электрода и полупроводниковый материал. Как можно видеть на фиг. 1, упомянутые электроды установлены таким образом, что они образуют суженную часть трубки. Это можно ясно увидеть на фиг. 2. При таком решении должна быть обеспечена возможность использовать электроды меньшего размера и тем самым сократить площадь металлических поверхностей, пребывающих в контакте с обрабатываемой жидкой средой. Однако, как говорилось выше, сужение в предлагаемом изобретении предусмотрено в качестве ограничения геометрического строения для обеспечения повышения давления с целью устранения риска появления в среде воздушных или газовых пузырьков при приложении реального импульсного электрического поля. Это не является целью изобретения, раскрываемого в патенте КНР CN 101502304, и предложенное в указанном патенте решение, как представляется, не может обеспечить необходимое повышение давления. Кроме того, ясно, что в патенте КНР CN 101502304 именно электроды как таковые создают суженный участок трубки, а затем концы электродов находятся в контакте с жидкой средой, поступающей в этот суженный участок.

Кроме того, в патенте США US 5690978 описано устройство для обработки импульсным электрическим полем с целью стерилизации и консервирования поддающихся перекачке пищевых продуктов. Это устройство имеет по меньшей мере два электрода и изолятор, и о нем сказано, что оно является особенно подходящим для деактивации растительных и бактериальных споровых микроорганизмов. Сказано, что проточные камеры с электродами и изолятором могут иметь разные геометрические формы и формы поперечных сечений, включая трубчатую, цилиндрическую, прямоугольную, эллиптическую, а также нестандартный дизайн. Одно из таких устройств в патенте США US 5690978 изображено на фиг. 4, оно имеет форму сужающейся проточной камеры. Как можно видеть на фиг. 4, электроды не расположены на сужающемся участке проточной камеры. Это явно отличается от предлагаемого изобретения. Согласно предлагаемому изобретению, сетка из изолирующего материала или электродные блоки расположены друг напротив друга на участке геометрического сужения внутренней ширины IW в поперечном сечении, взятом перпендикулярно длине L трубки. Как должно быть понятно из вышесказанного, ключевым признаком предлагаемого изобретения является создание сужения для обеспечения повышения давления, а также для размещения сетки или расположенных друг напротив друга электродов в пределах этого сужения с целью гарантировать именно здесь приложение импульсного электрического поля в камере для генерирования импульсного электрического поля.

Краткое описание прилагаемых графических материалов

На фиг. 1 схематично изображена камера для генерирования импульсного электрического поля согласно одному из конкретных вариантов осуществления предлагаемого изобретения.

На фиг. 2 схематично изображена камера для генерирования импульсного электрического поля согласно другому конкретному варианту осуществления предлагаемого изобретения.

На фиг. 3 схематично изображена камера для генерирования импульсного электрического поля согласно еще одному из конкретных вариантов осуществления предлагаемого изобретения.

На фиг. 4 также схематично изображена камера для генерирования импульсного электрического поля согласно одному из конкретных вариантов осуществления предлагаемого изобретения.

На фиг. 5 схематично изображена камера для генерирования импульсного электрического поля согласно еще одному конкретному варианту осуществления предлагаемого изобретения.

На фиг. 6 схематично изображена часть камеры для генерирования импульсного электрического поля согласно одному из конкретных вариантов осуществления предлагаемого изобретения, снабженная регулируемым электродом.

На фиг. 7 схематично изображено одно из возможных средств крепления для камеры для генерирования импульсного электрического поля согласно одному из конкретных вариантов осуществления предлагаемого изобретения.

На фиг. 8 схематично изображена камера для генерирования импульсного электрического поля согласно одному из конкретных вариантов осуществления предлагаемого изобретения, при этом камера помещена в корпус, имеющий средство для контакта с электродами.

На фиг. 9 схематично изображена камера для генерирования импульсного электрического поля согласно одному из конкретных вариантов осуществления предлагаемого изобретения, в котором два круглых электрода выполнены с образованием поверхностей с сечением в форме дуг окружности внутри трубки на участке ее геометрического сужения.

На фиг. 10 схематично изображена камера для генерирования импульсного электрического поля согласно одному из конкретных вариантов осуществления предлагаемого изобретения, при этом на участке геометрического сужения трубки установлено несколько пар круглых электродов.

На фиг. 11 изображена схема системы, содержащей камеру для генерирования импульсного электрического поля согласно одному из конкретных вариантов осуществления предлагаемого изобретения, Приведены также графики, изображающие импульс Р, напряжение V и импульсы V₂ и V₃.

Конкретные варианты осуществления предлагаемого изобретения

Ниже рассматриваются некоторые конкретные варианты осуществления предлагаемого изобретения.

Согласно одному из конкретных вариантов осуществления предлагаемого изобретения, трубка камеры для генерирования импульсного электрического поля является неэлектропроводной. Это еще одно отличие от патента США US 6110423, в котором раскрыта электропроводная трубка с электродами, а изоляционный участок предусмотрен в виде перетяжки.

Ограничению геометрического строения или сужению трубки предлагаемой камеры для генерирования импульсного электрического поля может быть придана разная форма. Согласно одному из конкретных вариантов осуществления предлагаемого изобретения, этот участок геометрического сужения имеет форму трубки Вентури.

Кроме того, геометрическое сужение на участке трубки камеры для генерирования импульсного электрического поля согласно предлагаемому изобретению может быть выполнено разными способами и разными средствами. Согласно одному из конкретных вариантов осуществления предлагаемого изобретения, этот участок геометрического сужения получают сжатием противолежащих сторон трубки камеры. Оно может быть получено, например, сжатием в горячем состоянии. В качестве альтернативы этот участок геометрического сужения может быть получен снятием материала трубки с последующим встраиванием компонентов в выемки, полученные после снятия материала. Упомянутые встраиваемые компоненты могут представлять собой электроды как таковые, или же это могут быть компоненты из подходящего материала, которые снабжены прикрепленными к ним электродами. В контексте изложенного выше, согласно одному из конкретных вариантов осуществления предлагаемого изобретения, участок геометрического сужения снабжен одним или большим числом встраиваемых компонентов. Упоминавшаяся выше и описываемая в последующем изложении сетка может рассматриваться как один из таких возможных встраиваемых компонентов.

Со ссылкой на изложенное выше следует заметить, что предлагаемое изобретение допускает любую геометрическую форму упомянутого участка геометрического сужения трубки, как при получении этого сужения путем сжатия в горячем состоянии, так и при получении его путем снятия материала трубки или другим способом. Форма трубки Вентури - это только один из примеров, возможны и другие формы сужения, например, коническое сужение на стороне поступления обрабатываемой среды, за которым следует участок постоянного сечения, или формы, предусматривающие геометрическое сужение только с одной стороны трубки, в то время как другая сторона по всей длине имеет постоянное сечение.

Как говорилось выше, камера для генерирования импульсного электрического поля согласно предлагаемому изобретению допускает установку дополнительных устройств для системы генерирования импульсного электрического поля согласно предлагаемому изобретению. Согласно одному из конкретных вариантов осуществления предлагаемого изобретения, по меньшей мере упомянутый участок геометрического сужения трубки помещен и вложен в наружный корпус с целью обеспечения изоляционной устойчивости и (или) стойкости к скачкам давления. Как можно было понять из вышеизложенного, не только участок сужения помещен и вложен в наружный корпус, но также и участки до и после него. С таким вложением в наружный корпус могут сочетаться все различные варианты осуществления предлагаемого изобретения, однако особый интерес с точки зрения такого решения представляют варианты, в которых без наружного корпуса возникает очевидный риск протекания обрабатываемой среды. Такое протекание ни в коем случае не приемлемо, поэтому всегда при наличии такого риска устройство должно быть надежно герметизировано либо путем описанного выше вложения, либо другими средствами. В качестве материала для наружного корпуса, обеспечивающего такое вложение, может быть использована прессованная пластмасса или резина, например, жидкая пластмасса. Так как устройство предназначено для использования в условиях высокого напряжения, важны изоляционные свойства. Кроме того, участки, на которых риск протекания более высок, такие как участки между трубкой и встроенными электродными блоками, могут быть перед вложением герметизированы, например, с помощью силиконовых или резиновых уплотнений и т.п.

Как было сказано выше, геометрическое сужение трубки выполнено как геометрическое ограничение конструкции, служащее для повышения давления. Это повышение давления имеет важное значение с точки зрения устранения риска образования газовых пузырьков при приложении импульсного электрического поля. Импульсное электрическое поле прикладывают с помощью электродных блоков, которые расположены друг напротив друга в месте упомянутого геометрического сужения.

Упомянутые электродные блоки могут иметь разную форму. Согласно одному из конкретных вариантов осуществления предлагаемого изобретения, электродные блоки выполнены таким образом, что они образуют внутри трубки поверхности в форме полукруговой дуги. Примеры можно видеть на фиг. 9 и фиг. 10. Как видно на этих чертежах, электроды имеют круглую форму и выполнены таким образом, что внутри трубки они образуют полукруговые дуги. Как должно быть понятно, возможны и другие формы электродов как внутри трубки, так и за ее пределами. Форма полукруговой дуги внутри трубки обеспечивает преимущество, состоящее в том, что часть электрода, находящаяся в контакте с жидкостью или субстратом, подлежащим обработке, обеспечивает более однородное поле, когда прикладывают импульсное электрическое поле. Кроме того, круглые электроды без углов обеспечивают преимущество, состоящее в том, что при этом не имеет места угловой эффект. Угловой эффект мог бы привести к повышенному нагреву углов, что могло бы вредно повлиять на распределение поля при приложении импульсного электрического поля.

Кроме того, согласно еще одному конкретному варианту осуществления предлагаемого изобретения, область трубки между электродными блоками, простирающаяся на расстояние D₂ внутренней ширины IW, составляет менее 50% области трубки за пределами участка геометрического сужения внутренней ширины IW, простирающейся на расстояние D₁ внутренней ширины IW. Один из примеров такого решения проиллюстрирован на фиг. 9.

Кроме того, согласно еще одному конкретному варианту осуществления предлагаемого изобретения, несколько электродных блоков расположены друг напротив друга в пределах участка геометрического сужения внутренней ширины IW трубки в поперечном сечении, взятом перпендикулярно ее длине L. Согласно одному из вариантов осуществления предлагаемого изобретения, на каждой стороне трубки расположено два или три электрода, образующих две или три электродных пары. При использовании нескольких электродов меньшего размера, таких как круглые электроды меньшего размера, которые можно видеть на фиг. 10, обеспечена возможность моделирования одного электрода большего размера и распределения ширины прилагаемого импульсного электрического поля в направлении течения без того, чтобы увеличивать вольтамперную характеристику во столько же раз, во сколько раз увеличена ширина поля.

Согласно еще одному конкретному варианту осуществления предлагаемого изобретения, расположенные друг напротив друга электродные блоки размещены также за пределами участка геометрического сужения внутренней ширины IW трубки в поперечном сечении, взятом перпендикулярно ее длине L. Один из примеров такого решения проиллюстрирован на фиг. 9, на котором можно видеть одну такую электродную пару, расположенную в трубке. Такие электронные блоки могут представлять собой заземленную трубку или электроды, расположенные на расстоянии от электродных блоков на участке геометрического сужения как изолированная электродная пара. Это можно видеть на фиг. 9. Согласно одному из конкретных вариантов осуществления предлагаемого изобретения, расстояние от электродного блока, расположенного за пределами участка геометрического сужения, до электродного блока, расположенного в пределах участка геометрического сужения, по меньшей мере в 10 раз, например, в количество раз от 10 до 30, превышает расстояние между двумя электродными блоками, расположенными друг напротив друга на участке геометрического сужения.

Электродные блоки, установленные за пределами участка геометрического сужения, обеспечивают соединение генератора переменного тока с камерой для генерирования импульсного электрического тока. Это решение проиллюстрировано на фиг. 11 и будет описано ниже.

Согласно другому конкретному варианту осуществления предлагаемого изобретения, камера для генерирования импульсного электрического тока снабжена сеткой из изолирующего материала, за которой расположена вспомогательная камера, сообщенная с насосом. Упомянутая вспомогательная камера сообщена с насосом через один или большее число трубопроводов. От насоса через упомянутый трубопровод во вспомогательную камеру перекачивается электропроводная жидкость или гель. Эта жидкость или гель заполняет вспомогательную камеру и через отверстия в сетке вступает в контакт с субстратом, подлежащим обработке. Трубопровод, входящий во вспомогательную камеру, выполнен из электропроводного материала, проводящего импульс в гель или жидкость. При таком решении создан электрод, представляющий собой проводящую жидкость / проводящий гель, находящийся в контакте с субстратом, подлежащим обработке. Кроме того, этот электрод не изнашивается, так как жидкость или гель непрерывно замещается.

Согласно одному из конкретных вариантов осуществления предлагаемого изобретения, участок геометрического сужения выполнен эластичным. Это предполагает, что участок, на котором выполнено геометрическое сужение, может деформироваться (расширяться), если приложенное давление слишком велико, при этом предполагается, что расширение участка геометрического сужения зависит от давления в камере. Это свойство может быть обеспечено различными средствами. Согласно одному из вариантов осуществления предлагаемого изобретения, участок геометрического сужения выполнен из материала, который сам по себе является эластичным. Разумеется, этот материал следует выбирать из соображений подходящей степени эластичности. Согласно еще одному конкретному варианту осуществления предлагаемого изобретения, участок геометрического сужения снабжен пружинной нагрузкой или содержит противовес, например, такой как балансировочное устройство. Например, участок геометрического сужения трубки может быть снабжен пружинным зажимом или пружинным держателем и т.п. В качестве одного из примеров можно отметить, что устройство может содержать комбинацию трубки из более эластичного материала, которая снабжена пружинным зажимом или пружинным держателем.

При использовании сил упругости физическая пружина может нажимать на трубку сбоку, чтобы создать геометрическое сужение. Такая пружина может настраиваться или регулироваться с помощью регулировочного винта, и если давление в трубке становится слишком высоким, то пружина соответственно поддается. Кроме того, упомянутый регулировочный винт может быть использован для регулирования расстояния между электродами. Вместе с этим, согласно одному из конкретных вариантов осуществления предлагаемого изобретения, становится регулируемым геометрическое сужение трубки.

Как можно понять из вышеизложенного, регулировочный винт может быть снабжен пружинной нагрузкой таким образом, чтобы электроды имели возможность прогнуться назад при повышении давления или при прохождении через участок геометрического сужения более крупных частиц.

Как говорилось выше, могут быть использованы средства крепления разных типов - и как таковые, и по отношению друг к другу. Согласно одному из вариантов осуществления предлагаемого изобретения, по меньшей мере одно из средств крепления снабжено резьбой, представляет собой гайку или фланец. Следует заметить, однако, что для использования в предлагаемом изобретении пригодны все возможные решения, которые могут обеспечить надежную фиксацию. С точки зрения надежности фиксации могут представлять интерес также уплотнительные элементы, такие как прокладки. Возможной альтернативой решениям, рассмотренным выше, является использование дополнительных средств фиксации для установки, таких как запорные рычаги и т.п., которые могут быть использованы при соединении камеры для генерирования пульсирующего электрического поля с трубопроводами. Такие запорные рычаги могут быть отдельными деталями для использования только при установке, снятии и замене камеры для генерирования пульсирующего электрического поля согласно предлагаемому изобретению. И в этих случаях тоже в местах соединения камеры для генерирования пульсирующего электрического поля с другими компонентами, в частности, с трубопроводами, важную роль могут играть прокладки, в частности, О-образные уплотнительные кольца.

Кроме того, камера для генерирования пульсирующего электрического поля согласно предлагаемому изобретению может быть частью системы. Эта система может представлять собой, например, сменный модуль, который легко заменить целиком. Такой сменный модуль можно рассматривать также как расходную деталь системы стыковки.

Как можно понять из вышеизложенного, в качестве модульной системы согласно предлагаемому изобретению может быть использован встраиваемый модуль, содержащий камеру для генерирования импульсного электрического поля. Этот модуль может быть снабжен соединительными средствами, такими как штырьки и т.п., предназначенные для соединения с фиксированным модулем, находящимся в контакте с источником электроснабжения, когда модуль установлен на предназначенном для него месте. Поэтому такой модуль может быть снабжен разными средствами индикации. Поэтому, согласно одному из конкретных вариантов осуществления предлагаемого изобретения, камера для генерирования пульсирующего электрического поля является частью модуля, имеющего средства контакта, то есть, соединительные средства и средства индикации нахождения на предназначенном месте. Следует заметить, что камера для генерирования пульсирующего электрического поля согласно предлагаемому изобретению, не являющаяся частью модульной системы, все же может иметь различного рода средства индикации, например, такие как указание на нахождение на предназначенном месте, или указание на ошибочное положение. Средства индикации могут быть разного типа. В качестве одного из примеров можно назвать средства индикации на основе светоизлучающих диодов. Еще один пример - световой индикатор в виде пластмассового стержня, который проводит свет от фиксированного материнского соединительного модуля. Возможны также любые другие известные предупредительные указания.

Возможны также другие средства индикации. В качестве одного из примеров можно назвать средства защиты от копирования. Это может быть осуществлено с помощью штрих-кода, энергонезависимого запоминающего средства, содержащего серийный номер, время использования и другие производственные параметры и т.п. и т.д. В процессе эксплуатации такое запоминающее средство может быть заменено электрической схемой, чтобы спрогнозировать момент окончания срока действия, продолжительность максимального использования и т.д.

Предлагаемое изобретение может найти применение во многих различных отраслях промышленности. Камера для генерирования электрического поля согласно предлагаемому изобретению может быть использована во всех отраслях, в которых технология камер для генерирования электрического поля представляет интерес. В качестве примеров можно назвать такие технологические процессы, как обработка перекачиваемых жидкостей, в частности пищевых, обработка балластной воды и санитарная обработка ила перед его внесением в почву, например, в сельском хозяйстве или в качестве его предварительной обработки перед ферментацией или производством биогаза.

Подробное описание прилагаемых графических материалов

На фиг. 1 схематично изображена камера 1 для генерирования импульсного электрического поля согласно одному из конкретных вариантов осуществления предлагаемого изобретения. Камера 1 для генерирования импульсного электрического поля содержит трубку 2 с двумя открытыми концами 3 и 4, снабженными средствами крепления 5 и 6, соответственно, благодаря которым камера 1 для генерирования импульсного электрического поля может быть использована как съемный модуль. В рассматриваемом варианте упомянутые средства крепления снабжены резьбой. Как можно видеть, трубка имеет участок геометрического сужения, на котором внутренняя ширина IW в поперечном сечении, взятом перпендикулярно ее длине L, сокращена. На этом участке геометрического сужения трубки установлены два расположенных друг напротив друга электрода 7 и 8. В рассматриваемом варианте эти два электрода 7 и 8 могут быть расположены внутри трубки 2 камеры 1 для генерирования импульсного электрического поля, при этом для получения участка геометрического сужения трубка 2 была подвергнута сжатию в горячем состоянии или иной обработке.

На фиг. 2 схематично изображена камера 1 для генерирования импульсного электрического поля согласно другому конкретному варианту осуществления предлагаемого изобретения. В рассматриваемом варианте использована сетка 9 из изолирующего материала, расположенная на участке геометрического сужения трубки. За сеткой 9 находится вспомогательная камера 10, которая сообщена с насосом 11. При таком решении обеспечена возможность использовать электропроводную жидкость или гель, перекачиваемый по трубопроводу и через вспомогательную камеру 10. Упомянутая электропроводная жидкость или гель заполняет вспомогательную камеру 10 и контактирует с субстратом, подлежащим обработке, через отверстия в сетке 9.

На фиг. 3 схематично изображена камера 1 для генерирования импульсного электрического поля согласно еще одному конкретному варианту осуществления предлагаемого изобретения. В рассматриваемом варианте использованы два электрода 7 и 8, которые встроены в стенки трубки 2, которые могут быть выполнены из пластмассы. Как можно видеть на фиг. 4, где проиллюстрировано другое подобное решение, может понадобиться заполнить наружный корпус и ввести трубку 2 с подходящей прессованной пластмассой или резиной, например, с жидкой пластмассой. На фиг. 4 это обозначено пунктирными линиями.

На фиг. 5 схематично изображена камера 1 для генерирования импульсного электрического поля согласно еще одному конкретному варианту осуществления предлагаемого изобретения. В рассматриваемом варианте, как можно видеть на чертеже, два электрода 7 и 8 введены в трубку 2 на участке ее геометрического сужения.

На фиг. 6 схематично изображена часть камеры 1 для генерирования импульсного электрического поля согласно одному из конкретных вариантов осуществления предлагаемого изобретения, снабженная регулируемым электродом. Как можно видеть на чертеже, в рассматриваемом варианте предусмотрен регулировочный винт, с помощью которого обеспечена возможность регулировать положение электрода 7 и, тем самым, расширять участок геометрического сужения трубки.

На фиг. 7 схематично изображено одно из возможных средств крепления для камеры 1 для генерирования импульсного электрического поля согласно одному из конкретных вариантов осуществления предлагаемого изобретения. В рассматриваемом варианте система соединена с трубопроводом с помощью фланцевого устройства. Разумеется, могут быть использованы соединительные средства многих других типов. Кроме того, для уплотнения могут быть использованы также дополнительные средства, такие как запорные рычаги.

На фиг. 8 схематично изображена камера 1 для генерирования импульсного электрического поля согласно одному из конкретных вариантов осуществления предлагаемого изобретения, при этом камера помещена в корпус, имеющий средство для контакта с электродами. Это средство для контакта с электродами можно видеть на левой стороне корпуса.

На фиг. 9 схематично изображена камера 1 для генерирования импульсного электрического поля согласно одному из конкретных вариантов осуществления предлагаемого изобретения, в котором два круглых электрода (E₁ и Е₂) выполнены с образованием поверхностей с сечением в форме дуг окружности внутри трубки на участке ее геометрического сужения. Как можно видеть на чертеже, размер D₂ приблизительно равен размеру D₃, однако величина размера D₂ обычно меньше, чем 50% величины размера D₁, который представляет собой ширину трубки за пределами участка геометрического сужения. Подходящие размеры, разумеется, зависят от скорости потока и типа жидкости, подлежащей обработке.

Кроме того, в рассматриваемом варианте предусмотрена электродная пара (Е₃¹ и Е₃²), которая заземлена и расположена на расстоянии от участка геометрического сужения трубки и расположенных там электродов. Расстояние между электродными парами E₁-Е₂ и Е₃¹-Е₃² обычно в количество раз от 10 до 30 больше, чем расстояние между электродами E₁ и Е₂. Преимущество такого решения состоит в том, что электрический ток сначала проходит через конденсатор и субстрат / жидкость, подлежащую обработке через два близлежащих электрода на участке геометрического сужения. По окончании импульса конденсатор оказывается заряженным, после чего электрический ток протекает через более дальние электроды, а затем снова к одному из электродов, расположенных на участке геометрического сужения трубки. Таким образом обеспечивают быстрый короткий импульс в одном направлении, а затем более долговременный импульс в противоположном направлении, которым разряжается конденсатор.

На фиг. 10 схематично изображена камера для генерирования импульсного электрического поля согласно одному из конкретных вариантов осуществления предлагаемого изобретения, при этом на участке геометрического сужения трубки установлено несколько пар круглых электродов (E_2,1, Е_2,2, Е_2,3). Такое решение возможно как альтернатива варианту, проиллюстрированному на фиг. 9, в котором использованы заземленные электроды, установленные за пределами участка геометрического сужения трубки.

Заземленные электроды, использованные в варианте, проиллюстрированном на фиг. 9, обеспечивают соединение генератора переменного тока с камерой для генерирования импульсного электрического поля. При использовании такой электродной пары (Е₃¹-Е₃²) может быть использовано соединение для переменного тока, изображенное на фиг. 11. Соединение для переменного тока дает преимущество, заключающееся в уменьшении потребления энергии, так как при заряжании конденсатора имеет место генерирование биполярных импульсов.

В целях дальнейшего объяснения фиг. 11 необходимо заметить, что электроды E₁ и Е₂ расположены в камере для генерирования импульсного электрического поля на участке геометрического сужения трубки. Они соединены с источником импульсов HV через конденсатор С₁. При приложении импульса Р конденсатор C₁ заряжается, что приводит к тому, что по завершении импульса Р напряжение V оказывается приложенным к конденсатору С₁. В то же самое время между электродами E₁ и Е₂ возникает импульс V₂. Схема может факультативно содержать резистор R₁, так что конденсатор C₁ разряжается через третий электрод Е₃ на электрод Е₂, что порождает импульс V₃ между электродами Е₃ и Е₂. Электрический ток между электродом Е₂ и субстратом или жидкостью, подлежащей обработке, будет течь в двух направлениях. При таком решении обеспечено уменьшение потерь материала электрода и лучшая обработка субстрата или жидкости.

Как говорилось выше, электрод Е₃ может быть отдельным и изолированным, но на деле может быть также частью установки, если использована трубка из электропроводного материала. В таком случае для использования в установке подходит генератор с «виртуальным плавающим заземлением».

Заявленное изобретение может быть использовано в микробиологии и водоочистке. Камера 1 для генерирования импульсного электрического поля, которая содержит трубку 2 с двумя открытыми концами 3 и 4, снабженными средствами крепления 5 и 6. Трубка 2 имеет длину L от одного ее открытого конца 3 до другого ее открытого конца 4 и внутреннюю ширину IW от одной ее стороны до другой в поперечном сечении, перпендикулярном упомянутой длине L. В трубке 2 выполнен участок геометрического сужения в месте, расположенном в пределах упомянутой длины L трубки 2. Камера 1 снабжена электродными блоками 7, 8, установленными напротив друг друга на упомянутом участке геометрического сужения в пределах упомянутой длины L трубки 2. Между электродами (7, 8) выполнена область, простирающаяся на расстояние D₂ в пределах внутренней ширины IW, являющееся расстоянием между электродами (7, 8). При этом указанная область составляет менее 50% от области, образованной за пределами участка геометрического сужения и простирающейся на расстояние D₁ внутренней ширины IW. Электродные блоки (7, 8) установлены с образованием внутри трубки (2) поверхности в форме полукруглой арки. Изобретение позволяет обеспечить повышение давления и приложение импульсного электрического поля именно в пределах создаваемого сужения. 14 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Камера (1) для генерирования импульсного электрического поля, содержащая трубку (2) с двумя открытыми концами (3, 4), снабженными средствами крепления (5, 6), обеспечивающими возможность использования камеры (1) как съемного модуля, при этом трубка (2) имеет длину L от одного ее открытого конца (3) до другого ее открытого конца (4) и внутреннюю ширину IW от одной ее стороны до другой стороны в поперечном сечении, перпендикулярном упомянутой длине L, при этом трубка (2) имеет участок геометрического сужения в месте, расположенном в пределах упомянутой длины L трубки (2), при этом камера (1) снабжена электродными блоками (7, 8), установленными напротив друг друга на упомянутом участке геометрического сужения в пределах упомянутой длины L трубки (2), причем между электродами (7, 8) выполнена область, простирающаяся на расстояние D₂ в пределах внутренней ширины IW, являющееся расстоянием между электродами (7, 8), при этом указанная область составляет менее 50% от области, образованной за пределами участка геометрического сужения и простирающейся на расстояние D₁ внутренней ширины IW, при этом электродные блоки (7, 8) установлены с образованием внутри трубки (2) поверхности в форме полукруглой арки.

2. Камера по п. 1, в которой трубка (2) выполнена неэлектропроводной.

3. Камера по любому из пп. 1 или 2, в которой упомянутый участок геометрического сужения имеет форму трубки Вентури.

4. Камера по любому из пп. 1-3, в которой упомянутый участок геометрического сужения выполнен путем сжатия трубки (2) с противолежащих сторон.

5. Камера по любому из пп. 1-3, в которой упомянутый участок геометрического сужения получен с помощью одного или более встраиваемых компонентов.

6. Камера по любому из пп. 1-5, в которой по меньшей мере участок геометрического сужения трубки (2) помещен и вложен в наружный корпус с обеспечением изоляции и (или) стойкости к скачкам давления.

7. Камера по любому из пп. 1-6, в которой участок геометрического сужения трубки (2) выполнен как геометрическое конструктивное ограничение геометрического строения для обеспечения повышения давления.

8. Камера по любому из пп. 1-7, в которой несколько электродных блоков (7, 8) установлены напротив друг друга и вдоль участка геометрического сужения в пределах длины L трубки (2).

9. Камера по любому из пп. 1-8, в которой электродные блоки установлены напротив друг друга также за пределами участка геометрического сужения в пределах длины L трубки (2).

10. Камера по п. 9, в которой расстояние от электродных блоков, установленных за пределами участка геометрического сужения, до электродных блоков (7, 8), установленных в пределах участка геометрического сужения трубки, по меньшей мере в 10 раз больше расстояния между электродными блоками (7, 8), расположенными напротив друг друга в пределах участка геометрического сужения.

11. Камера по любому из пп. 1-6, снабженная сеткой (9) из изолирующего материала и дополнительной камерой (10), расположенной за упомянутой сеткой (9) и сообщенной с насосом (11).

12. Камера по любому из пп. 1-11, в которой упомянутый участок геометрического сужения выполнен эластичным.

13. Камера по любому из пп. 1-12, в которой упомянутый участок геометрического сужения выполнен регулируемым.

14. Камера по любому из пп. 1-13, в которой по меньшей мере одно из упомянутых средств крепления (5, 6) снабжено резьбой и является гайкой или фланцем.

15. Камера по любому из пп. 1-14, выполненная как часть модуля, снабженного средствами обеспечения контакта для электродов и индикацией «правильного положения», «ошибочного положения» и (или) запоминающим средством.