專利名稱：用于高頻電場流體處理設(shè)備的處理室的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于高頻電場流體處理設(shè)備的處理室，它主要應(yīng)用于食品工 業(yè)中果蔬汁等流體食品的殺菌滅酶、飲用瓶裝水的預(yù)處理，釀酒中的陳化工藝、 有效成分的分離提取以及其他與流體處理有關(guān)的行業(yè)，如污水處理、水凈化等方 面，是一種利用高頻電場對流體進行各種處理或預(yù)處理的裝置。本發(fā)明處理室可 適用于各種不同的電場源，包括脈沖電場、高頻電場等。
背景技術(shù)：
目前所設(shè)計的利用高頻電場的處理室，絕大部分只能在實驗室中使用，遠未 達到工業(yè)應(yīng)用的程度，主要有如下問題有待解決處理室內(nèi)供液體流過的截面面 積過小，處理室內(nèi)存在電場分布不均勻的問題，在處理室內(nèi)，電極形狀等因素的 影響使兩電極之間各個局部的電場強度相差甚遠，這將導(dǎo)致兩方面不良的效果 其一，電場強度過高的局部可能產(chǎn)生電弧放電；其二，電場強度過低的局部可能 達不到名義電場強度的處理效果。
例如目前所通用的一種處理室(如圖2去除金屬導(dǎo)體或?qū)Ь€后的視圖所示)， 它的處理室腔體是由兩根分別與高頻電源的兩極連接的金屬空心管1和設(shè)于兩 根金屬空心管連接處之間的絕緣體隔離環(huán)2組成，其電場分布情況如圖4所示， 從圖中可以看出，電場在處理室管壁兩側(cè)較為密集，表示在靠近管壁處電場強度 最大，隨著遠離管壁，在管的中心處等勢線迅速稀疏，隨著管直徑的增大這種效 應(yīng)更加明顯，相反流體在管中心的流速是最大的，因此這樣的電場分布較難達到 理想的流體處理效果，從而限制處理室及其高頻電場設(shè)備在工業(yè)化的應(yīng)用。
而為了改變上段所述處理室存在的問題，專利號為200410011305. 9的中國 發(fā)明專利公開了一種高壓脈沖電場處理裝置，其改進之處在于在兩個金屬空心 管管內(nèi)、對應(yīng)于絕緣體隔離環(huán)處還架設(shè)有一徑向尺寸小于絕緣體隔離環(huán)的絕緣體 芯棒。通過該改進，流體可沿靠近管壁的狹縫流過兩極交界處的處理部位，可避 免管中心等勢線稀疏、流體流速卻最大而導(dǎo)致的處理效果差的問題，使流體僅沿 電場強度最大的貼近管壁處流過，達到較好的處理效果。但這樣做卻使得可供液 體流過的截面面積減小，流體流經(jīng)的狹縫僅在毫米數(shù)量級范圍，使液體所通過的 狹縫尺寸受到一定程度的限制，導(dǎo)致流體流通量大大減少。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種用于高頻電場流體 處理設(shè)備的處理室，它不僅大大提高了物料通過量(樣液可從任意大管徑中通過， 而不是狹縫)，而且使電場分布更加均勻，樣液處理速度快、效率高、效果好， 有利于高頻電場處理技術(shù)在各個領(lǐng)域進入工業(yè)化應(yīng)用。
本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣構(gòu)成的，它包括由兩根金屬空心管和絕緣體隔離環(huán) 組成的處理室腔體，絕緣體隔離環(huán)設(shè)于兩根金屬空心管的連接處之間，其特征在 于兩個金屬空心管分別與高頻電源的兩極連接，在兩個金屬空心管管內(nèi)、與絕 緣體隔離環(huán)相鄰的部位分別連接有至少一根金屬導(dǎo)體或?qū)Ь€。
較之已有技術(shù)而言，本發(fā)明通過在處理室的空心管中增加金屬導(dǎo)線或?qū)w， 使得處理室中的電場等勢線分布變得更加密集和均衡，因而使處理室空心管管徑 的大小不再受到限制，不僅大大提高了物料通過量，而且使電場分布更加均勻， 樣液處理速度快、效率高、效果好，有利于高頻電場技術(shù)進入工業(yè)化應(yīng)用。
上述技術(shù)方案中，所述金屬導(dǎo)體或?qū)Ь€可通過端部與金屬空心管焊接在一 起，金屬導(dǎo)體或?qū)Ь€的數(shù)目可以隨著金屬空心管孔徑的增大而增加。
為了使電場等勢線分布更加密集和均衡，所述金屬導(dǎo)體或?qū)Ь€最好垂直于金 屬空心管的軸線。當(dāng)然，在較小角度范圍內(nèi)的適當(dāng)傾斜對于處理室的電場等勢線 的分布均衡性和密集性不會產(chǎn)生很大影響。
當(dāng)處理的流體為食品時，為了防止銹蝕，上述金屬空心管和金屬導(dǎo)體或?qū)Ь€ 最好由不銹鋼材料或?qū)κ称钒踩珶o威脅的貴金屬材料(如金箔等)制成。
位于兩個金屬空心管內(nèi)的金屬導(dǎo)體或?qū)Ь€可根據(jù)場強分布需要而相互平行、 或者呈一定夾角設(shè)置。


圖1是本發(fā)明的一種樣液處理流程圖(可根據(jù)高頻電場應(yīng)用于不同領(lǐng)域而有 所不同)。
圖2是本發(fā)明處理室示意圖。
圖3是圖2的側(cè)視圖。
圖4是現(xiàn)有的處理室中空心管內(nèi)沒有外加金屬導(dǎo)體或?qū)Ь€的電場等勢圖。 圖5是本發(fā)明處理室空心管內(nèi)有一對平行金屬導(dǎo)體或?qū)Ь€時的電場等勢圖。 圖6是本發(fā)明處理室空心管內(nèi)有三對平行金屬導(dǎo)體或?qū)Ь€時的電場等勢圖。 圖7是本發(fā)明處理室空心管內(nèi)有五對平行金屬導(dǎo)體或?qū)Ь€時的電場等勢圖。 圖8是現(xiàn)有的處理室中空心管內(nèi)沒有外加金屬導(dǎo)體或?qū)Ь€的場強分布圖。
圖9是本發(fā)明處理室空心管內(nèi)有五對平行金屬導(dǎo)體或?qū)Ь€時的場強分布圖。
圖IO表示改進前后管內(nèi)橫截面不同位置的細菌相對存活率。
具體實施例方式
下面結(jié)合說明書附圖和具體實施方式
對本發(fā)明內(nèi)容進行詳細說明
如圖2和圖3所示，本發(fā)明具體實施方式
包括由兩根金屬空心管1、 2和絕 緣體隔離環(huán)3 (如聚四氟乙烯材料)組成的處理室腔體，絕緣體隔離環(huán)設(shè)于兩根 金屬空心管的連接處之間，兩個金屬空心管分別與高頻電源的兩極連接，形成兩 空心金屬電極；其特征在于在兩個金屬空心管管內(nèi)、與絕緣體隔離環(huán)相鄰的部 位分別連接有至少一根金屬導(dǎo)體或?qū)Ь€4 (如果是處理食品，金屬空心管和金屬 導(dǎo)體或?qū)Ь€最好由不銹鋼材料或?qū)κ称钒踩珶o威脅的貴金屬材料(如金箔等)制 成；如果是處理其它流體，可由其它金屬材料制成)。所述金屬導(dǎo)體或?qū)Ь€的端 部與金屬空心管焊接在一起，當(dāng)然也可以通過其它方式與金屬空心管固定在一 起，但必須是導(dǎo)電連接的。金屬導(dǎo)體或?qū)Ь€最好垂直于金屬空心管的軸線。偉于 兩個金屬空心管內(nèi)的金屬導(dǎo)體或?qū)Ь€相互平行、或者相互呈任意夾角設(shè)置。金屬 導(dǎo)體或?qū)Ь€的形狀可以是圓柱體、菱形體、長方體等各種形狀皆可，導(dǎo)體或?qū)Ь€ 的橫截面尺寸可大可小，形狀和粗細可以根據(jù)需要進行調(diào)整，數(shù)量可以是l根、 2根或若干根，金屬導(dǎo)體或?qū)Ь€可以隨著金屬空心管孔徑的增大而增長、增多， 可根據(jù)需要自行調(diào)整。絕緣體隔離環(huán)和兩根金屬空心管之間的空隙形成高頻電場 的連續(xù)式處理室。物料通過泵從一個金屬空心管流入，從另一個流出。
要達到非熱力殺菌效果，本發(fā)明采用的高頻電場的場強一般應(yīng)M).2kV/cm， 頻率20kHz—50MHz。而當(dāng)場強和頻率分別低于上述數(shù)值時，處理效果不佳，當(dāng) 頻率分別高于上述數(shù)值時，將對設(shè)備提出過高要求，在實際中不易實現(xiàn)。
圖5、 6、 7分別表示在兩根空心管中各增加一條、三條、五條平行金屬導(dǎo)體 或?qū)Ь€的電場等勢線分布圖，從圖中可以看出，增加的金屬導(dǎo)體或?qū)Ь€改變了電 場等勢線的分布規(guī)則，大大增加了處理室中部的電場強度，提高樣液處理效率。
圖8表示現(xiàn)有的處理室未經(jīng)過改進的電場強度分布，在管壁處電場強度很高，在管中心處電場強度很弱。
圖9表示本發(fā)明處理室空心管內(nèi)有五對平行金屬導(dǎo)體或?qū)Ь€時的電場強度分布，在管壁處和管中心處電場強度都很高，很均勻。
圖10虛線表示在改進前細菌相對存活率，在靠近管壁處細菌相對存活率很低，在中心處細菌相對存活率很高；實線表示改進后的細菌相對存活率，在管壁 處和中心處細菌相對存活率都很低。
綜上所述，由于在金屬空心管內(nèi)增加了導(dǎo)體，改善了處理室的電場分布，使 得處理室的直徑可不受限制，不管處理室的直徑有多大，可以根據(jù)處理室的直徑 和需要的場強，將導(dǎo)線進行各種組合和搭配，得到理想的電場強度。因此，本發(fā) 明可大大提高物料通過量，無論是用于食品工業(yè)中果蔬汁的殺菌滅酶處理，釀酒 的陳化工藝還是有效成分的提取或是其他與流體處理相關(guān)的行業(yè)如污水處理、水 凈化，該裝置都可使樣液處理速度快、效率高、效果好，有利于高頻電場技術(shù)進 入工業(yè)化應(yīng)用。
權(quán)利要求
1.一種用于高頻電場流體處理設(shè)備的處理室，它包括由兩根金屬空心管(1、2)和絕緣體隔離環(huán)(3)組成的處理室腔體，絕緣體隔離環(huán)設(shè)于兩根金屬空心管的連接處之間，其特征在于兩個金屬空心管分別與高頻電源的兩極連接，在兩個金屬空心管管內(nèi)、與絕緣體隔離環(huán)相鄰的部位分別連接有至少一根金屬導(dǎo)體或?qū)Ь€(4)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于高頻電場流體處理設(shè)備的處理室，其特征在于所述金屬導(dǎo)體或?qū)Ь€的端部與金屬空心管焊接在一起。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于高頻電場流體處理設(shè)備的處理室，其特征在于所述金屬導(dǎo)體或?qū)Ь€垂直于金屬空心管的軸線。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于高頻電場流體處理設(shè)備的處理室，其特征在于所述金屬空心管和金屬導(dǎo)體或?qū)Ь€由不銹鋼材料制成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于高頻電場流體處理設(shè)備的處理室，其特征在于位于兩個金屬空心管內(nèi)的金屬導(dǎo)體或?qū)Ь€相互平行。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于高頻電場流體處理設(shè)備的處理室，其特征在 于位于兩個金屬空心管內(nèi)的金屬導(dǎo)體或?qū)Ь€相互呈任意夾角設(shè)置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于高頻電場流體處理設(shè)備的處理室，它包括由兩根金屬空心管和絕緣體隔離環(huán)組成的處理室腔體，絕緣體隔離環(huán)設(shè)于兩根金屬空心管的連接處之間，其特征在于兩個金屬空心管分別與高頻電源的兩極連接，在兩個金屬空心管管內(nèi)、與絕緣體隔離環(huán)相鄰的部位分別連接有至少一根金屬導(dǎo)體或?qū)Ь€。本發(fā)明不僅大大提高了物料通過量(樣液可從任意大管徑中通過，而不是狹縫)，而且使電場分布更加均勻，樣液處理速度快、效率高、效果好，有利于高頻電場處理技術(shù)在各個領(lǐng)域進入工業(yè)化應(yīng)用。
文檔編號C02F1/48GK101200321SQ20071000975
公開日2008年6月18日 申請日期2007年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月4日
發(fā)明者陳錦權(quán) 申請人:陳錦權(quán)