Пристрій для термообробки рідких середовищ

1. Пристрій для термообробки рідких середовищ, що має циркуляційний насос з приводом обертання, окремо розташований проточний бак, порожнина якого підключена до входу насоса через рециркуляційний патрубок і до виходу насоса через засіб збудження гідродинамічної кавітації, і патрубки відповідно для подачі рідкого середовища на термообробку І для відведення термообробленого рідкого середовища, який в і д р і з н я є т ь с я тим, що проточний бак виконаний у вигляді розташованого над насосом І оснащеного похилою перегородкою симетричного відносно вертикальної площини резервуара, засіб збудження гідродинамічної кавітації виконаний у вигляді кавітаційного сопла, яке відкрите в придонну частину проточного бака під похилою перегородкою, патрубок для подачі підключений на вхід насоса, патрубок для виведення підключений до проточного бака в його верхній час гині над похилою перегородкою, а вхід в рециркуляційний патрубок розташований в придонній частині проточного бака перед нижньою кромкою похилої перегородки. 2 Пристрій за п. 1, який в і д р і з н я є т ь с я тим, що геометрична вісь кавітаційного сопла розташована у вертикальній площині симетрії бака і відхилена є протилежний входу * рециркуляційний патрубок бік. 3. Пристрій за п. 1, який в і д р і з н и є т ь с я тим, що проточний бак ма циліндричну форму. 4. Пристрій за п. І, який в і д р і з н $ є т ь с я тим, що патрубки для подачі виведення оснащені регуляторами витрат 5. Пристрій за п. 1, який в і д р і з и є т ь с я тим, що патрубок для подс підключений на вхід насоса чер рециркуляційний патрубок. Корисна модель стосується конструкції пристроїв для термообробки рідких середовищ в умовах регульованої гідродинамічної кавітації, а більш конкретно - переважно стерилізації або пастеризації' в поєднанні з гомогенізацією таких харчових продуктів, як молоко, вершки, молочні коктейлі, фруктові і /або овочеві соки. Кавітація, тобто порушення суцільності потока краплинної рідини через локальні падіння тиску нижче критичного значення, яке практично дорівнює тиску насичс пари цієї рідини за конкретною т пературою, звичайно розглядаєтьс техніці як небажане явище [Ст "cavitation", "cavitation erosion", "cavit; noise" // Словник McGrow-НіІІ, Dictions Scientific and Technical Terms. - Se Edition - P . 261] Однак за певних умов кавітація корисна і Ті широко застосовують в те наприклад: для очищення довільних 350 лей машин від жирових забруднень перед нанесенням покриттів; для отримання стійких суспензій або емульсій диспергуванням твердих або рідких матеріалів в Рідинах, т о не змішуються з ними І не 5 ЇОЗЧИНЯЮТЬ їх. Ці процеси звичайно дійснюють із застосуванням ультразвукових зсобів збудження регульованої акустичної звітації [Ультразвуковая обработка // Поли;хничєский словарь ~ М.: Советская Энцик- 10 >педия. 1976.-С. 520], Дійсно, ультразвук дуже зручний як удник кавітації через можливість точного лавного регулювання амплітуди коливань (ІльностІ його потужності практично не- 15 цінний у випадках, коли кавітацію треба 'джувати в рідині, в'язкість якої істотно це за в'язкість води, або в рідині, яка ходиться в непроточному резервуарі ма20 э (до 1 л) об"єму. Однак для вказаної вище області застоіння регульованої кавітації процеси бао проводити в інтенсивному потоці ого середовища, загальна маса або ата якого можуть бути дуже значними, 25 ількох тони до десятків тонн за добу. ї,ля цих умов найбільш придатна саме динамічна кавітація І відповідно такі трої для термообробки рідких овищ, якГ забезпечують регульоване ЗО ування і зникнення каверн з супутнім регульованим нагрівом. таких пристроїв до того, що пропоя. найбільш близький пристрій, схема відома з опису 1 креслень (особливо 35 8 І 9) публікації WO 98/42987 жодної заявки PCT/UA 97/00003. ,омий пристрій має циркуляційний приводом обертання,вертикальний стоячий проточний бак, який слугує 40 умулятором і відомими для фахівців їй, тобто патрубками для підводу І може бути підключений до батарей о опалювання І у якого придонна підключена на вхід насоса через 45 ЇЯЦЇЙНИЙ патрубок, а верхня частиючена до виходу з насоса через дження гідродинамічної кавітації. оЬом слугує напірний патрубок 5 великого діаметра з переважно 50 отно меншими за діаметром сими бзйпасними патрубками для і виході з насоса частини рідкого . ца, що нагрівається, І його поі в основний потік цього 55 іа як збурюючих струменів, истрій може бути дуже ефективно іий саме як теплогенератор для ЙНОГО опалювання, оскільки вказасіб збудження гідродинамічної кавітації і проточний бак-теплоакумулятор в сукупності утворюють контур рециркуляції рідкого середовища. Однак вертикальне положення проточного бака І його установка безпосередньо на тому ж фундаменті, на якому встановлені циркуляційний насос І привід його обертання, І підключення засобу збудження гідродинамічної кавітації до верхньої частини бака утрудняють розділення рідкого середовища, що подається на термообробку, ! термообробленого рідкого середовища. Тому в основу корисної моделі положена задача шляхом удосконалення форми виконання бака І зміни взаємозв'язку засобу збудження гідродинамічної кавітації вказаного бака створити такий пристрій, який забезпечував би якомога більш ефективне розділення рідкого середовища, що подається на термообробку, І термообробленого рідкого середовища і якомога простіше регулювання термообробки і, особливо стерилізації або пастеризації, рідких середовищ. Поставлена задача вирішена тим, що в пристрої для термообробки рідких середовищ, який має циркуляційний насос з приводом обертання, окремо розташований проточний бак, порожнина якого підключена до входу насоса через рециркуляційний патрубок і до виходу насоса через засіб збудження гідродинамічної кавітації, І патрубки відповідно для подачі рідкого середовища на термообробку І для відведення термообробленого рідкого середовища, згідно з винахідницьким задумом, проточний бак виконаний у вигляді розташованого над насосом і оснащеного похилою перегородкою симетричного відносно вертикальної площини резервуара, засіб збудження гідродинамічної кавітації виконаний у вигляді кавітаційного сопла, яке відкрите в придонну частину проточного бака під похилою перегородкою, патрубок для подачі підключений на вхід насоса, патрубок для відведення підключений до проточного бака в його верхній частині над похилою перегородкою, а вхід в рециркуляційний патрубок розташований в придонній частин! проточного бака перед нижньою кромкою похилої перегородки. У такій форм! виконання запропонований пристрій для термообробки за умови регулювання витрати забезпечує вельми ефективне розділення рідкого середовища, що подається на термообробку І, термообробленого рідкого середовища, що вїдбираєтьсй, наприклад на розлив ( заку 350 порювання. Дійсно, перегородка в (юзташованому над насосом проточному баці в поєднанні з взаеморозташуоанням рециркуляційного патрубка, патрубка для відведення 1 кавітаційного сопла практично виключає 5 змішування вказаних рідких середовищ. Перша додаткова відмінність полягає в тому, що геометрична аісь кавітаційного сопла розташована у вертикальній площині симетрії проточного бака 1 відхилена а сто- 10 рону, протилежну входу в рециркуляційний патрубок. Це полегшує виведення рідкого середовища, що нагрівається внаслідок зникнення каверн, у верхню частину проточного бака на видалення з пристрою 15 І/або рециркуляцію. Друга додаткова відмінність полягає о тому, що проточний бак має циліндричну форму, що найбільш технологічно при виготовленні і промивці. 20 Третя додаткова відмінність полягає о тому, що патрубки для подачі і відведення оснащені регуляторами витрати, що полегшує настройку пристрою на заданий режим стерилізації або пастеризації рідких 25 середовищ. Четверта додаткова відмінність полягає втому, що патрубок для подачі підключений на вхід нэсосэ через рециркуляційний патрубок. Тим самим спрощується піджив- 30 лення запропонованого пристрою рідким середовищем, що підлягає термообробці. Далі суть корисної" моделі пояснюється докяадним описом конструкції і роботи пристрою, що пропонується, з посиланнями 35 на креслення, де зображені на: Фіг. 1 - пристрій для термообробки рідких середовищ (вигляд збоку з частковим розрізом по проточному баку); фіг. 2-той же пристрій (вигляд спереду, на якому умовно 40 не показані патрубки для подачі і відведення з кранами-регуляторами). Пристрій для термообробки рідких середовищ (див. фіг. 1) має вібростійку опорну раму 1. Безпосередньо на рамі 1 45 встановлені циркуляційний насос 2 І привід його обертання переважно у вигляді електродвигуна 3. Над ними на стойках 4 жорстко закріплений переважно горизонтальний 50 проточний бак 5, прмАонна частина якого підключена до циркуляційного насоса 2 рециркуляційним патрубком 6. Цей бак 5 має переважно циліндричну в поперечному перетині форму, але може бути виконаний І 55 у вигляді іншого резервуара, "ліва" і "права" частини якого симетричні відносно вертикальної" площини. На виході з циркуляційного насоса 2 розташоване кавітаційне сопло 7, яке відкрите s нижню частину порожнини проточногобяка 5. Бажано, щоб геометрична вісь цього сопла 7 була розташована у вертикальній площині си метрії проточного Бака 5 ! відхилена у протилежний йходу в рециркуляційний патрубок 6 бік. Кавітаційне сопло 7 може бути виконане або добре відомим фахівцям чином у вигляді відрізка труби, в порожнині якого розміщено погано обтічне тіло, за яким неминуче виникають нерегулярні аііхори І розриви суцільності потоку рідкого середовища, або так, як описано у зазначеній Міжнародній заявці РСГ/UA 97/00003, тобто з використанням щонайменше одного отвору в стінці відрізка труби для введення збурюючого струменя в основний потік рідкого середовища У порожнині проточного бака 5 над випускним торцег.5 кавітаційного сопла 7 І за зоною відбору рідкого середовища на рециркуляцію крізь патрубок 6 встановлена похила перегородка 8, що розділяє вказану порожнину на таку, що розширяється знизу вгору зону 9 заспокоєння рідкого середовища, щотермообробляється, і на таку, що розширяється зверху вниз зону 10 відбору тєрмообробленого рідкого середовища нв рециркуляцію і/або аидалення з пристрою. При цьому вхід а рециркуляційний патрубок 6 розташований в придонній частині проточного b&va 5 перед нижньою кромкою похилої перегородки 8. Для подачі рідкого середовища на термообробку і виведення термообробленого рідкого середовища передбачені патрубки 11 І 12 з відповідними кранамирегуляторами 13 ї 14 витрати. При цьому патрубок 11 для подачі підключений на вхід циркуляційного насоса 2 переважно через рециркуляційний патрубок 6, а патрубок 12 для виведення приєднаний до передньої торцевої стінки проточного бака 5 і відкритий у верхню частину зони 10 порожнини цього бакз 5. Рідкі середовища за допомогою описаного пристрою термічно обробляють (зокрема, стерилізують або пастеризують) таким чином. Під час запуску оідкривають кранрегулятор 13 витрати і через патрубок 11 подають таку кількість рідкого середовища, що підлягає термообробці, яка достатня для заповнення порожнини циркуляційного насоса 2. кавітаційного сопла 7, донної частини проточного бака Ь І рециркуляційного патрубка 6. Потім, продовжуючи подачу рідкого середовища на обробку, включають циркуляційний насос 2, 1 в режимі 8 350 рециркуляції нагрівають рідке середовище Після досягнення заданої температури до необхідної температури стерилізаиїт або регулюванням витрати на підживлення І пастеризації. відбору за допомогою кранів-регуляторів 13 І Нагрівання відбувається внаслідок ут14 встановлюють такий баланс подачі І виворення каверн при проході рідкого ведення рідкого середовища, за яким засередовища крізь кавітаційне сопло 71 зникбезпечуються ефективна термообробка І нення цих каверн при його розтіканні продуктивність запропонованого привздовж похилої перегородки 8 І заспострою. коєння в зоні 9 проточного бака 5. Далі заПриродно, що наведені приклади спокоєне підігріте рідке середовище через 10 конструктивної реалізації винахідницького зону 10 потрапляє на рециркуляцію І/або задуму І зазначені технологічні можливості відбір на злив через кран-регулятор 14 І не вичерпують всі аспекти промислового запатрубок 12. стосування запропонованого пристрою. Фіг. 1 350 Фіг. 2 Упорядник Замовлення 46В5 Техред М.Келемеш Коректор О. Кравцова Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, Київ-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул.Гагаріна, 101