Способ гомогенизации и устройство для его осуществления Советский патент 1989 года по МПК B01F13/00 

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 из камеры. Ударные волны разрядов формируют в виде кольцеобразных пучков плоских волн, направленных

навстречу друг другу и взаимодействую- ших между собой при кумуляции энергии прямых и отраженных волн в центральг ной части камеры.

Предлагаемый способ реализуют в устройстве, изображенном на чертеже.

Устройство содержит камеру 1, состоящую из трех последовательно сообщающихся 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 со- осно друг другу с межэлектродными зазорами в разрядных полостях 9,10 и соединены с источником импульсного

I

СО

ч

3

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 D широкой части параболоида в усеченную сферу, а центральная полость выполнена в форме усеченной

сферы с радиусом , где г - раS 1Пл

диус плоскости секущей сферу, of. - угол образующей конуса секущей плоскости с осью камеры. Отражатели 7 и выполнены шapOJэбpaзными с полостями

19,20, обращенными к центральной секции-камеры. Полость отражателя 8 размещенного у патрубка вывода среды 6, посредством канала 21 сообщена с разрядной полостью 10.

В качестве источника 15 иттульснаго электрического питания применен высоковольтный конденсатор с запиты- вающим электрогенератором с напряжением V на и энергией разряда

QK, , обеспечивак5Щи:-1И одновременные искровые электрические разряды в рабочей жидкости в полостях 9,10 с заданной мощностью и энергией в разряде.

Блок 16 KONiMyTanjiH установлен с возможностью бездугового подключения электродов 11 - 14 к источн1 ку с заданной частотой, например 5-20 подключений в сек .

Гомогенизацию жидкости осуществляют следующим образом.

Через патрубки 5 рабочую жидкость подают в камеру 1, Жидкость заполняет секции 2,3 и 4. Электроды 11 - 14 посредством блока 16 комм тации 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 1 „, длительностью

-S г Р

с энергией в разряде up

,

|10 ,

Искровые разряды возбуждают в жидкости, находящейся в разрядных полостях 9,10, гидродинамические ударные волны Мощностью ,8Wp с энергией Qg 0,8() акустического диапазона частот преимущественно 20 кГц,

0

5

0

0

5

0

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 uL к оси камеры.

Кольцевые ударные волны сходятся в центре секции 3, где кумулируется энергия ударных волн, в результате мег о в центре секции 3 возникает импульс сверхвысокого давления, достигающий Ю

ати.

Импульс давления в центре секции 3 возбуждает вторичную сферическую ударную волну, которая распространяется в секции 3 в радиальных направлениях, отражается от рефлекторных поверхностей камеры и полости 19 отражателя 7, а затем направляется в конусообразную 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 прякых, 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.

е т е н и я

Формула изобр

1. Способ гомогенизации, включающий обработку среды в рабочей камере пряГ ШМИ и отраженными гидродинамическими ударными волнами, возбуждав5 1

мыми электрическими разрядами, одновременно генерируемыми при подаче . среды в зоне акустической тени и ее вывода из камеры, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса гомогенизации, ударные волны разрядов формируют в виде кольцеобразных пучков плоских волн, направленньпс навстречу ДРУП другу и взаимодействующих между собой при кумуляции энергии прямых и отраженных волн.

2.Устройство для гомогенизации, содержащее рабочую камеру, состоящую из трех последовательно сообщающихся секций с рефлекторными поверхностями на оси которой расположены патрубки ввода и. вывода дреды и отражатели, образующие со стенками камеры разряд ные полости попарно уст ановленных во входной и выходной частях камеры электродов, соединенных с источником импульсного электропитания, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности процесса го376

могенизации, электроды размещены в патрубках ввода и вывода среды и соответственно на отражателях, при этом отражатели образуют со стенками крайних секций сообщенные с разрядными полостями кольцевые сопла, направленные к центру камеры.

3.Устройство по п. 2, о т л и- чающееся тем, что крайние секции выполнены в форме параболоида врй щения, переходящего в широкой части

в усеченную сферу, а центральная секция выполнена в форме усеченной сферы радиусом R r/sincii, где г - радиус плоскости, секущей сферу; об - угол образукидей конуса секущей плоскости с осью камеры.

4.Устройство по пп. 2 и 3, отличающееся тем, что отражатели выполнены шарообразными с полостями, обращенными k центральной секции, причем полость отражателя, размещенного у патрубка вывода среды, посредством канала сообщена с разрядной полостью.

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.