Способ испарения стерилизующей жидкости и устройство для его осуществления Советский патент 1988 года по МПК B01D1/02 

СП

Изобретение относится к технике испарения жидкости, путем ее смешивания с нагретым газом.

Целью изобретения является повышение эффективности и тем самым получение смеси с более высокой точкой росы и значительно большим объемом в единицу времени, пригодной для предварительной стерилизации упаковочных машин.

Пример осуществления способа. Стерилизующую жидкость, состоящую из перекиси водорода, подают Б вертикальную цилиндрическую камеру сверху вдоль центральной оси в виде капель и одновременно подают нагретый до 300 С воздух со скоростью 150 м/с сообщая ему циркулирующее движение по траектории цилиндрической спирали где центральной осью спирали является ось камеры.

Воздух можно подавать и в противотоке стерилизующей жидкости в виде капель размером 10-80 мкм. Размер капель выбран таким потому, что разбрызгивающая насадка производит капли главным образом внутри этих пределов ,

На чертеже изображено устройство для испарения стерилизующей жидкости с частичным вырезом.

Устройство содержит вертикальную цилиндрическую смесительную камеру 1 окруженную корпусом с цилиндрической боковой стенкой 2 и торцовыми стенками 3. Кроме того, имеются впускной и выпускной трубопроводь 4 и 5 соответственно, соединяющиеся с цилиндрической стенкой 2 по касательной. Впускной трубопровод 4 расположен возле нижней торцовой стенки смесительной кс1меры, а выпускной трубопровод 5 - рядом с верхней торцовой стенкой 3 смесительной камеры 1. Цилиндрическая стенка 2, торцовые стенки 3 и трубопроводы 4 и 5 изготовлены из нержавеющей стали, причем стенка 2 имеет относительно большую толщину порядка 5 мм. Общая высота камеры 0,5 м, а диаметр - 150 мм.

Внутри камеры 1 установлена спиральная направляющая 6, проходящая вдоль поверхности боковой стенки между двумя торцовыми стенками. Направляющая 6 изготавливается из полосы материала в виде спирали, при этом ее ширина уменьшается от 60 мм у верхнего конца смесительной камеры

,

, 10

13

20

25

30

35

40

45

50

55

82

ДО 20 мм у нижнего конца смесительной камеры. Поскольку направляющая 6 одной своей кромкой располагается на внутренней поверхности боковой стенки 2, то последовательное уменьшение ее ширины означает, что направляющая имеет центральное коническое отверстие с углом конуса 15®.

В смесительной камере 1 имеется сопло 7, установленное в центре верхней торцовой стенки 3. Выпускное отверстие сопла 7 располагается в камере сразу же за внутренней поверхностью торцовой стенки 3, а центральное размещение его означает, что выпускное отверстие сопла находится на продолжении геометрической центральной оси, являющейся общей для направляющей 6 в форме спирали и цилиндрической стенки 2 смесительной камеры .1. Сопло 7 выполнено распыляющего типа, образует капли величиной 10 - 80 мкм, которые распыляются в виде конической струи, УГОЛ конуса которой составляет примерно 15 и, таким образом, соответствует коническому углу центрального отверстия направляющей. 6. Снаружи камеры сопло 7 соединяется через клапан с подающими трубопроводами 9 и 10 для жидкости и газа соответственно. Трубопровод

9соединяется с баком для жидкости (не показан), а трубопровод 10 - с источником стерильного воздуха.

При установке устройства в упаковочную машину подающие и выпускные Трубопроводы соединяются с машинной системой стерильного воздуха и стерилизующей жидкости соответственно.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом предварительной стерилизации горячий стерильный воздух подается через впускной трубопровод 4 со скоростью 150 м/с. Поскольку впускной трубопровод 4 расположен по касательной к стенке 2, то воздуху сообщается циркулирующее движение. С помощью направляющей 6 циркулирующий воздух поднимается вверх в смесительной камере 1 и постепенно достигает выпускной трубопровод 5, также соединенный по касательной. После прохождения горячего воздуха через смесительную камеру 1, когда последняя в течение определенного времени нагревается до температуры воздуха, т.е. 300 С, перекись водорода и стерильный воздух подаются под большим давлением по трубопроводам 9 и 10 соответственно в сопло 7. Стерилизующая жидкость вспрыскивается через выпускное отверстие сопла в смесительную камеру 1 в противотоке относительно воздушного потока, т.е. вниз. Сопло 7 впрыскивает жидкость в виде капель размером 10-80 мкм и распыляет ее в виде равномерной конической струи с углом конуса 15°. Поскольку циркулирующее движение сообщается газу или горячему воздуху, движущимся вдоль стенок смесительной камеры 1, то стерилизующая жидкость, поступающая через сопло 7, подается в центр циркулирующего движения и, в частности, вдоль центральной оси спирального движения газа. Меньшего размера капли стерилизующей жидкости выходящие из сопла 7, смешиваются очень быстро с вращающимся горячим воздухом и испаряются, тогда как среднего и крупного размера капли падают дальше вниз в камеру 1,пока они не нагреются до такой степени, чтобы испариться. Епагодаря принципу противотока более крупные капли по достижении нижнего конца смеситель- ной камеры 1 встречаются с горячим воздухом с более высокой температурой, чем гарантируется хорошая испаряемость даже относительно крупных капель стерилизующего агента. Спиральное движение горячего воздуха означает, что капли, когда они захватываются горячим воздухом, увлекаются им (хотя и испаряются) к периферии смесительной камеры, где (если они не достигли ранее испаряемости) контактируют с цилиндрической стенкой 2 смесительной камеры 1, которая нагрелась горячим воздухом до высокой температуры, и сразу же испаряются.

Впрыскивание стерилизующей жидкости в смесительную камеру производится предпочтительно периодически с такими интервалами, которые позволяют получить воздух, насьщенный стерилизующим агентом, с соотв.етствующей точкой росы. В промежутках между впрыскиваниями цилиндрическая стенка 2, благодаря большей толщине может абсорбировать и хранить термическую энергию проходящего горячего воздуха Указанная термическая энергия используется при последующих впрыскиваниях

f 0 5 0 д

5

0

5

стерилизующей жидкости и позволяет повысить точку росы смеси еще на 10 С.

Последовательное испарение и тщательное смешивание, а также центробежное воздействие при впрыскивании горячего воздуха в смесительную камеру позволяют на практике достигать очень эффективного испарения и, как результат, очень высокой точки росы для получаемой смеси. При оптимальных условиях точка росы находится всего на один или несколько градусов ниже теоретического верхнего предела, который определяется тепловым содержанием воздуха (обычно 60°С). Спиральная направляющая служит не только для направления газа от впуска к выпуску для наиболее эффективного поддержания испарения, но и для уменьшения уровня шума в процессе работы.

Формула изобретения

1.Способ испарения стерилизующей жидкости, преимущественно перекиси водорода, путем смешивания ее с наг ретым воздухом в камере, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, воздуху сообщают циркулирующее движение по траектории цилиндрической спирали с одновременной подачей жидкости в виде капель вдоль центральной оси спирального движения,

2,Способ по П.1, о тлич а ю- щ и и с я тем, что воздух подают в противотоке жидкости размером 10 -

80 мкм.

I

3,Устройство для испарения стерилизующей жидкости, содержащее камеру с впускным и.выпускным трубопроводами для воздуха и сопло для жидкости, отличающееся тем, что, камера вьтолнена цилиндрической и снабжена внутренней спиральной направляющей, выпускное отверстие сопла установлено на торцовой стенке камеры со стороны выпускного трубопровода соосно с центральной осью спиральной направляющей, проходящей вдоль внутренней боковой поверхности камеры, при этом впускной и выпускной трубопроводы соединены с камерой по касательной на противополож-i ных концах, и канал, образованный

513860186

внутренней поверхностью спиральной 4. Устройство по п.З, о т л и - направляющей, вьтолнен расширяющимся -чающееся тем, что канал име- в направлении от сопла к входному ет угол при вершине, равный углу рас- патрубку.пыления сопла.

Изобретение относится к технике испарения жидкости путем ее сме- шивакия с нагретьЕч газом. Цель изобретения - повышение эфгрективности и тем самым получение смеси с более высокой точкой росы и значительно большим объемом в единицу времени, пригодной для предварительной стерилизации упаковочных машин. Способ испарения стерилизукяцей жидкости состоит в том, что жидкость, состоящую из раствора перекиси водорода, подают в вертикальную цилиндрическую камеру 1 сверху вдоль центральной оси в виде капель и одновременно подают нагретый до воздух со скоростью 150 м/с, сообщая ему циркулирующее движение по траектории спиральной направляющей 6, где центральной осью спирали является ось камеры 1. Воз дух можно подавать и в противотоке подачи стерилизующей жидкости в виде капель размером 10-80 мкм. 2 с. и 2 з.п. ф-лы, I ил.