專利名稱：液體動力加溫器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本裝置是對用于流動介質(zhì)流的裝置結(jié)構(gòu)的一種實用新型，具體地說，就是紊流發(fā)生器，尤其是對強(qiáng)制流動或循環(huán)流動的流動介質(zhì)流，進(jìn)行調(diào)節(jié)的動力空穴發(fā)生器的結(jié)構(gòu)的實用新型。
這種裝置主要可以用作1、空穴發(fā)生器，它的再循環(huán)回路最好裝備有封閉式自主供熱系統(tǒng)(包括熱水供暖或蒸汽供暖)的蓄熱器和住房，公共設(shè)施及廠房熱水供應(yīng)的局部封閉式系統(tǒng)的蓄熱器。這些蓄熱器由“夜間”優(yōu)惠時段的電網(wǎng)或者風(fēng)力發(fā)動機(jī)及小型水力渦流機(jī)的免費(fèi)能源提供工作能源；2、在強(qiáng)紊流或空穴狀態(tài)工作的，帶流通回路的加熱攪拌器，它們用于向理想擴(kuò)散介質(zhì)中添加不溶解材料配置的穩(wěn)定擴(kuò)散溶液，列如——(最好是)直接送入到蒸汽鍋爐或工業(yè)爐點(diǎn)燃前的水性重油乳液；——用來涂刷面包烘烤模具，鑄件模具和制做混凝土、鋼筋混凝土及其它由初始狀態(tài)粘接材料制成的零件的模具表面的粘接材料水乳液；——遏制食品微生物生長的熱處理水懸濁液，如，“豆奶”和以大豆為主要原料的醬油的加熱，按照慣例，同時進(jìn)行巴氏滅菌或者消毒——這樣的食品包括牛奶、奶油、蔬菜汁和水果汁、不含酒精或低酒精度的冷卻飲料、啤酒等；——這樣的藥品包括乳液形態(tài)的涂抹、搽敷、注射用藥物溶液或者適宜藥用載體中的藥物懸濁液，以及類似的化妝品，如潤膚水、營養(yǎng)霜等；3、在強(qiáng)紊流或空穴狀態(tài)中工作的，帶流通或再循環(huán)回路的加熱激活器，它們用于將反應(yīng)性混合物裝入(機(jī)械)化學(xué)設(shè)備(例如，由含有再生橡膠的混合物制成的，相應(yīng)長條橡膠工業(yè)制品和單個橡膠工業(yè)制品，成形用擠壓機(jī)和加壓硫化機(jī))前的熱力化學(xué)處理，該反應(yīng)性混合物至少含有一種橡膠碎屑型的硬惰性材料；4、更多的是粘性有機(jī)材料熱力化學(xué)處理用的流通空穴加熱反應(yīng)器，例如用于石油精煉廢料熱力降解等；5、更廣泛地用于流動介質(zhì)中硬脆性材料懸浮用的流通空穴設(shè)備。
本文開頭和以下所采用的術(shù)語1、流動介質(zhì)其一、主要是指標(biāo)準(zhǔn)液體，如水、任何無機(jī)和有機(jī)物質(zhì)的水性和非水性溶液、奶狀水乳夜，低濃度的水性和非水性懸濁液、啤酒等。那些本身就含有或者是人工加入溶解氣體成分的液體(至于組成流動介質(zhì)的主流材料，則其中應(yīng)能激發(fā)紊流或空穴)；其二、以擾流或摻入物的形式，在用量明顯小于主流用量的條件下加入流動介質(zhì)主流中的任何材料，這樣的材料包括——上述主要的標(biāo)準(zhǔn)液體，那些一般以擾流加入主流和在紊流或空穴條件下加入并完全與流動介質(zhì)主流混合，盡管從化學(xué)成分上來說，改變了主流的原始材料的液體；——重油、低聚物或聚合物型的粘性非標(biāo)準(zhǔn)液體，不同成分的任何懸濁液和乳化液，它們一般是以摻入物的形式強(qiáng)制加入到紊流或空穴流狀態(tài)下的流動介質(zhì)主流中，然后留在整體生成物中；——或者是氣體，如空氣、氧氣、氬氣、二氧化碳等，它們實際上一直當(dāng)作工藝摻入物，定量地?fù)饺氲街髁髦胁⒃谖闪骰蚩昭l件下，流動介質(zhì)的期望加工完成后從主流中釋放出來；2、流通回路(作用于流動介質(zhì)流裝置的)是指一套依次相連的設(shè)備，這套設(shè)備至少能完成兩項工作，一是定期按需要量收回不能自行返回的已處理過的流動介質(zhì)；一是定期補(bǔ)給新鮮的流動介質(zhì)，它至少包括下列一套功能上獨(dú)立的組件；輸入端——任何一種連接到流動介質(zhì)源上的，連續(xù)運(yùn)行的泵，使流動介質(zhì)在紊流或空穴狀態(tài)中進(jìn)行某一種處理；泵的出口——該介質(zhì)流的至少一個紊流設(shè)備；輸出端——把已處理流動介質(zhì)供給到至少一個用戶設(shè)備上的設(shè)施(一般是帶法蘭盤的一段導(dǎo)管或者其它的連接元件)，可以保證流動介質(zhì)相對于起主流紊流設(shè)備，有短時間再循環(huán)的反向連接設(shè)備；3、再循環(huán)回路(作用于流動介質(zhì)流裝置的)是指一套功能上獨(dú)立的組件，它至少包括三個以上所列的設(shè)備，且必須加上——第一，至少一個保證流動介質(zhì)相對于其主流紊流設(shè)備的，恒定再循環(huán)的反向連接設(shè)備；——第二，初始加滿的設(shè)備以及給流動介質(zhì)回路定期補(bǔ)給的設(shè)備，以便補(bǔ)償流動介質(zhì)的損耗；4、管路(已處理流動介質(zhì)壓送用的)一般是指裝配好的導(dǎo)管，它由幾個相互剛性相連的部分組成，且?guī)讉€部分不一定是圓的，橫截面的尺寸也不一定相同。在紊流所需要的壓力下，從泵的輸出套管往這組導(dǎo)管的輸入端輸入流動介質(zhì)，在這組導(dǎo)管里進(jìn)行紊流或空狀態(tài)下的流動介質(zhì)處理，也可能是它的預(yù)鎮(zhèn)靜處理。這組導(dǎo)管的輸出端至少接通到已處理流動介質(zhì)的一個用戶設(shè)備上；5、紊流設(shè)備它至少應(yīng)該是符合以下條件的適用設(shè)備，既可以切斷流動介質(zhì)的層流狀態(tài)，又可以從機(jī)械和/或者液壓設(shè)備(最好是分布于靠近泵的增壓套管輸出端的管路外和/或者里)中選定的；6、除氣設(shè)備能夠滿足下列要求的任一設(shè)備，列如，機(jī)械去除由液體中析出的任何揮發(fā)氣體，降低它們在紊流流動介質(zhì)中的濃度；7、反向連接是連接管路選定段與裝置選定功能元件輸入端的旁路導(dǎo)管(列如泵，紊流設(shè)備等)，該導(dǎo)管根據(jù)需要可以裝備適用的閥門調(diào)節(jié)元件；8、閥門調(diào)節(jié)元件指帶手動或自動控制的開關(guān)或閥門。
空穴現(xiàn)象在成滴流體連續(xù)性破壞時也會出現(xiàn)，因為壓力局部下降到低于其臨界值，這個值實際上等于具體溫度時該流體飽和蒸汽的壓力。具體的解釋是，從紊流狀態(tài)到空穴狀態(tài)的流動介質(zhì)轉(zhuǎn)移明顯減少，如果在這一個介質(zhì)中出現(xiàn)溶解氣體雜質(zhì)，包括空氣的話，那么紊流和空穴是自然出現(xiàn)的，技術(shù)上一般是不希望該現(xiàn)象的出現(xiàn)。
實際上，紊流和空穴現(xiàn)象更多的是伴隨著船舶推進(jìn)器、水力渦輪機(jī)、泵或液壓馬達(dá)的葉輪等工作機(jī)構(gòu)工作時而出現(xiàn)，從而降低了這類設(shè)備的工作效率，產(chǎn)生強(qiáng)烈的流體動力噪聲，導(dǎo)致腐蝕，且經(jīng)常引起上述液壓機(jī)械部分提前、特別危險的、不可預(yù)見的損壞。
因此在這種情況下，自然紊流和自然非調(diào)節(jié)性空穴現(xiàn)象及其后果，在大多數(shù)百科全書中被稱為危險的(見McGrow-Hill、Dictionry ofscientific and Techcical Terms，Sacond Editiom詞典中的《turbulencc》和論文“cavitation”、“cavitation erosion”、“cavitation noise”)。
所以由液體動能轉(zhuǎn)化為熱能的產(chǎn)熱過程，和液態(tài)介質(zhì)流中的化學(xué)過程經(jīng)常減少，有時完全杜絕空穴現(xiàn)象和紊流現(xiàn)象發(fā)生。
例如，從SU1627790A1了解到特別的摩擦熱發(fā)生器，該熱發(fā)生器中液態(tài)介質(zhì)的加熱，是它工作機(jī)構(gòu)的摩擦來完成，摩擦是風(fēng)力發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的。
這個熱發(fā)生器在近似于層流的狀態(tài)中工作，避免了空穴現(xiàn)象，因此在使用中是十分可靠的。但是專家證明，它的單位功率較低，且發(fā)熱率也較低。
根據(jù)SU1703924A1，功率和發(fā)熱率明顯增大的雙回路熱發(fā)生器，配帶有離心泵和水—水殼管熱交換器的液態(tài)載熱介質(zhì)再循環(huán)的內(nèi)回路，離心泵作為該液態(tài)載熱介質(zhì)流紊流化和分餾的設(shè)備，熱交換器則作為向外往用戶回路輸熱的設(shè)備。這樣的熱發(fā)生器中流動介質(zhì)用強(qiáng)紊流加熱到它能產(chǎn)生空穴為止。因此在內(nèi)回路的中心輸入套管安裝了一個引射泵，它保證向泵提供壓力較高、避免產(chǎn)生空穴的液體。
這樣，定向的紊流明顯改善了熱發(fā)生器的熱物理性能，接下來就需要解決降低液體動力噪聲、減小震動和提高可靠性的問題，這對產(chǎn)生流動介質(zhì)紊流的所有裝置來說是一個待解決的問題。
專家們認(rèn)為，有意地轉(zhuǎn)入空穴狀態(tài)，既可以提高熱效率，加快流動介質(zhì)流中某些物質(zhì)的物理化學(xué)處理過程，也可以幫助上述問題的解決。因此，流動介質(zhì)中所產(chǎn)生的紊流以及空穴必須有效地進(jìn)行調(diào)節(jié)。
容積相對較小(達(dá)10L，但一般都小于5L)的周期動作設(shè)備中，很容易保證所需要的調(diào)節(jié)，這種設(shè)備廣泛用于涂刷油漆或金屬涂層之前給機(jī)械零件去除油污，也用來獲得固態(tài)和液態(tài)材料，在其非溶解液體中的穩(wěn)定擴(kuò)散乳化液或懸濁液等。
這些早已熟悉的過程進(jìn)行時，一般采用有音空穴局部定向激勵的超聲波設(shè)備(見“科技詞典”、“聯(lián)盟百科全書”出版社，1976年，論文“超聲波處理”，520頁)。事實上，超聲波第一，可以適當(dāng)?shù)刈鳛椤拔闪骰币蛩?，因為其有對液態(tài)介質(zhì)的功率、密度、震動頻率和幅度進(jìn)行精確和均勻調(diào)節(jié)的可能性；第二，如果空穴需要在小容積內(nèi)的粘性非標(biāo)準(zhǔn)液，或者不流通容器中的任何液體內(nèi)進(jìn)行激勵時，實際上是不能替代的。
但是在很多領(lǐng)域中，作用于流動介質(zhì)流的裝置的采用，都給人留下了笨重和耗資十分巨大的印象。例如，再循環(huán)回路的封閉式自主供熱系統(tǒng)，可以容納幾噸，甚至幾百噸水，而供給到熱電站大功率蒸汽鍋爐燃燒室噴嘴前的重油，需在流通回路中進(jìn)行摻水和乳化調(diào)節(jié)，以便充分燃燒和降低燃燒產(chǎn)物的毒性，重油消耗可能達(dá)幾十至幾百噸每小時。
任何帶紊流的裝置和有空穴處理的裝置的使用都與前面一樣，需要消耗大量的流動介質(zhì)，且必然伴隨有振動和液體動力噪聲。這些振動可以分為(1)任何作用于流動介質(zhì)流的裝置中，針對紊流或空穴流的穩(wěn)定狀態(tài)，都具有不同特性的，有規(guī)律的振動；(2)無規(guī)律的振動，包括伴隨任一作用于流動介質(zhì)流的裝置，起動和停止而產(chǎn)生的振動，以及由于裝置中液態(tài)介質(zhì)紊流或空穴流穩(wěn)定狀態(tài)“撞擊”破壞，而出現(xiàn)的非周期性振動。長時間工作時有規(guī)律振動和起動停止時短時間無規(guī)律振動，對可靠性的有害影響，在作用于流動介質(zhì)流的裝置的設(shè)計和制造時，用特別加固外側(cè)部分和采用適當(dāng)?shù)臏p振器及消息器的方法可以很輕松地減輕。減少“撞擊”型振動的問題則顯得十分復(fù)雜。
在以下所敘述的某些條件下，這種振動的出現(xiàn)，是因為流動介質(zhì)中存有前面所提到的揮發(fā)氣體雜質(zhì)。這些氣體是一開始就存在于用作大多數(shù)流通和再循環(huán)回路中，用作主要流動介質(zhì)的“原始”自來水中，且這種水始終含有空氣和氯或者臭氧；
或者是逐步且不可避免地加入到，封閉式再循環(huán)供熱系統(tǒng)里的，即在加注除氣流動介質(zhì)時，比如深度除氣水，就可能帶到系統(tǒng)中去。
氣體進(jìn)入到再循環(huán)回路的先決條件是液體通過密封裝置滲入到低壓區(qū)域(泵吸入套管前部分)。
為了避免導(dǎo)管和熱交換器中出現(xiàn)氣塞，以固態(tài)、液態(tài)或氣態(tài)燃料工作的，一般的供熱網(wǎng)絡(luò)里所積聚的多余空氣，應(yīng)定期地排放到大氣中。
但是，在紊流，特別是空穴狀態(tài)中已處理的流動介質(zhì)不能完全除氣。
事實上，任何裝置中的流動介質(zhì)流紊化時，揮發(fā)氣體都是第一個“消失”，同時促使液體中這種汽相汽泡數(shù)量和規(guī)模愈來愈猛地增大，這些氣泡作為空穴的“核子”或者“坯胎”。由于氣泡的匯合，在紊流化流動介質(zhì)流中出現(xiàn)了巨大的空洞(氣孔)，并發(fā)現(xiàn)空穴增大的現(xiàn)象。除氣流動介質(zhì)中的氣孔碰破時，液體粒子從每一個氣孔的“外殼”向它的中心，以明顯超過聲音傳播速度，約幾百米每秒移動。因此空穴流伴隨著急速的(微)撞擊，因而合成強(qiáng)烈的液體動力噪聲，并產(chǎn)生管路零件的磨損和振動。
如果氣孔里存在流動介質(zhì)流成分中，再度溶解相對較慢的揮發(fā)氣體的話，這些氣孔碰破的速度則要低一些。相應(yīng)地也降低液體動力噪聲、減小起動停止時和無規(guī)律地振動、管路里紊流或空穴流穩(wěn)定狀態(tài)下的有規(guī)律振動和對這些管路的磨損。
這樣的效果產(chǎn)生得越快，出現(xiàn)得越明顯，分散在流動介質(zhì)紊流中氣體的揮發(fā)性和濃度就越高。
遺憾的是，氣體雜質(zhì)對某一“濃度極限值”的超越，會導(dǎo)致出現(xiàn)十分大的氣孔，它們的“尾巴”明顯遠(yuǎn)離紊流區(qū)域。以小于除氣流動介質(zhì)的速度進(jìn)行這種氣孔的碰破，只能在管路的個別區(qū)域里完成，且伴隨著劇烈(一般是非周期性的)撞擊和管路零件的強(qiáng)烈磨損。
這種現(xiàn)象專家們稱之為“超級空穴。對這種空穴的抑制，以及盡可能地預(yù)防非周期性的空穴撞擊，以便減輕磨損和無規(guī)律的振動，只有在有效控制流動介質(zhì)中的氣體濃度時才能達(dá)到。
但是，根據(jù)發(fā)明人現(xiàn)有的數(shù)據(jù)，目前還無法有效解決超級空穴抑制問題，因為作用于流動介質(zhì)流的裝置的創(chuàng)始人，把主要注意力都集中到了最好的紊流設(shè)備及紊流在管路中的分布，和以減小穩(wěn)定狀態(tài)中液體動力噪聲，及有規(guī)律振動的紊流鎮(zhèn)定設(shè)備上了。
已有的紊流設(shè)備可以分為三個主要類型(1)機(jī)械式的，其中包括稱之為“不良的流線體”，它剛性固定在流動介質(zhì)壓送的管路里，以便得到這種介質(zhì)的強(qiáng)烈紊流(例如，UA patents 8051 A和17850A、RU patent2131094等)；或者是上面提到的超聲波振動發(fā)聲器，其傳聲管應(yīng)該與流動介質(zhì)壓送管壁傳音式地相連(例如SU1628994 A1和UApatent 25035)(2)液壓(噴射)式的例如，那種流動介質(zhì)主流壓送管路的管壁上至少開有一個孔，該孔直接與管路內(nèi)腔開通，最好在-60℃~+45℃范圍內(nèi)選取定與主流方向形成的角度，以輸送化學(xué)成分與主流相同或不同的流動介質(zhì)射流；(如本發(fā)明人刊登在國際公報PCT/UA97/00003的W098/42987中的圖1~3、5和6以及第10頁的6~38行，第11頁的全部、第12頁首行至37行及第14頁2~16行)；(3)由以上兩種組成的綜合式的例如，或者是有一個不良好流線體中心孔的那種，這個孔固定在軸對稱管路里的托架地板上，它用來壓送流動介質(zhì)主流，以及射流形成用的外部流動介質(zhì)源，這種射流通過整個托架輸送并通過上述中心孔迎著主流輸出(如，謝多夫·Л·И的著作“整體介質(zhì)力學(xué)”，第二冊，第82頁，莫斯科出版社，1976年)；或者是專家們所預(yù)見的那種組合形式，即管壁上至少有一個射流供給孔，且與該管壁相連的還有來自超聲波振動發(fā)生器的傳聲管；或者是專家們所預(yù)測的另外一種組合形式，即有一個安裝在里面的不良流線體的管路和與該管路壁相連的，來自超聲波發(fā)生器的傳聲管。
用來減少穩(wěn)定狀態(tài)中的液體動力噪聲，和有規(guī)律振動的設(shè)備是多種多樣的。這些設(shè)備的共同點(diǎn)如下(1)裝填不同的，隨液流而增大的球狀圓柱形導(dǎo)管段和均勻共扼擴(kuò)散器(US Patent 3，866，630)；(2)較好的流線體，它只有相對較短的，沿液流的前半部分被一套同心分布的不良的流線體包圍，而實際上比較長的，沿液流的后半部分則均勻收縮(US Patent 4，212，326)；(3)由均勻共扼擴(kuò)散段和漸縮管組成的依次交替段(RU Patent 2007660)。
遺憾的是，這些液流鎮(zhèn)靜設(shè)備第一，明顯增大了液體阻力，為克服這些阻力需損失部分能量，同時也增大了作用于流體動力介質(zhì)流的裝置的材料消耗量；第二，對靠近紊流化區(qū)域的最重要管段上的這些裝置的可靠性，稍微受到影響(由于可能的超級空穴)。
所以，為強(qiáng)制鎮(zhèn)靜，最理想的是使用裝備有，能對紊流化流動介質(zhì)流中揮發(fā)氣體摻入濃度，進(jìn)行調(diào)節(jié)的元件的那些裝置。
從技術(shù)角度來看，該裝置是作用于流動介質(zhì)流有最理想裝置，其示意圖在前面所提及的WO98/42987中刊登(見其中的圖2、4、6，特別是圖8和圖9，第12頁的第38行，第13頁的第1-32行，第14頁的第17-38行和第15頁的第1-13行)。這種裝置依次分布著不斷把流動介質(zhì)輸送去處理的泵；連接到泵的增壓套管上，壓送已處理流動介質(zhì)流的管路；已處理流動介質(zhì)流的紊流化設(shè)備，其中部分設(shè)備上至少有一個位于上述管路壁上，用來向流動介質(zhì)主流中輸送紊流(“射流”)的孔；至少一個往紊流化流動介質(zhì)流中定量輸入鎮(zhèn)靜氣體的設(shè)備，它沿液體流分布在紊流設(shè)備下方，還有一個往紊流介質(zhì)主流中輸送紊流的孔，它與液流中輸送氣體的管路管壁上的孔連通；紊流氣體鎮(zhèn)靜添加劑除氣設(shè)備，它位于前面所說的氣體定量加入孔之后。同時，在個別情況下，用作蓄熱箱，它具有——連接到管路輸出端上的底部，該管路位于向紊流化流動介質(zhì)流中定量輸入鎮(zhèn)靜氣體的設(shè)備之后，因此，裝置工作時，始終充滿著加氣的流動介質(zhì)；——在裝置工作時充當(dāng)氣體(空氣)腔的上半部分，與其相連的有水分離器，水分離器把旁通氣體管路，與紊流化流動介質(zhì)流中定量輸入鎮(zhèn)靜氣體用的孔連接起來。
根據(jù)這一方案，已制成用于熱水供應(yīng)系統(tǒng)和熱水供暖系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)型熱發(fā)生器，它們具有流體阻力可以接受的，單位熱效率較高(按重量單位算)的管路。
但是，這種熱發(fā)生器的長期使用表明，在地球重力場中，蓄熱箱里進(jìn)行的流動介質(zhì)“自然”除氣(這些流動介質(zhì)在液流紊流化之后進(jìn)行補(bǔ)充加氣)。只有在供給紊流化的流動介質(zhì)(也包括水)中氣體(一般是空氣)較低的初始濃度穩(wěn)定條件下，才能減輕流體動力噪聲和有規(guī)律的振動，但任何方法也不能避免可能的、不可預(yù)見的非周期性超級空穴撞擊、無規(guī)律的振動和空蝕。
事實上，注入流動介質(zhì)紊流化區(qū)域的液流中，氣體的濃度可以用偶然的方法或者由于前面所述的，空氣通過密封口的摻入而提高到超過某些理想值，這一數(shù)值或許是針對每一個具體裝置和每一種具體流動介質(zhì)而試驗確定的。造成這一實際不良后果的超級空穴越強(qiáng)烈，以及非周期性撞擊越強(qiáng)烈，流動介質(zhì)流中氣體實際濃度和理想濃度的差值就越大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，是通過對氣體摻入物濃度控制裝置的改進(jìn)，來完善使流動介質(zhì)流紊流化，也包括空穴化的這一裝置。該裝置不取決于流體紊流化裝置執(zhí)行的具體形式，因此，紊流化液流中對氣體摻入物濃度更有效地調(diào)節(jié)，由超級空穴實質(zhì)危險性的減少，和以它為前提條件的管路內(nèi)非周期性撞擊可能性的減小來保證，這樣一來，使用中才會更可靠。
所提出課題的解決，靠的是作用于流動介質(zhì)流裝置內(nèi)有連續(xù)地將流動介質(zhì)流送去處理的泵、連接到泵的增壓套管口上，用于輸送已處理流動介質(zhì)流的管路、該管路里的使已處理流動介質(zhì)流紊流化的裝置，和紊流化液流的除氣裝置。根據(jù)本發(fā)明，除氣裝置直接分布于液流紊流化裝置之后，并裝備有對已析出氣體去除可操作的恰當(dāng)閥門調(diào)節(jié)元件。
為了避免從紊流化區(qū)域輸出以后，對紊流化了的流動介質(zhì)人為地加氣，采用了紊流化液流的連續(xù)除氣調(diào)節(jié)，以及至少使用周期性的多條氣體排放的措施，多余氣體或者排放到大氣，或者輸送到氣體收集器里。這樣就實質(zhì)性地減少了超級空穴的危險性，和以它為前提條件的非周期性撞擊和磨損。這類的多余氣體就是泵輸送的流體介質(zhì)，哪怕是普通蒸餾水中所含的飽和空氣、氯、臭氧和其它揮發(fā)性氣體。
上述最簡單的壓送方案的裝置，可以帶有流通回路，或者再循環(huán)回路，而其中作為液流紊流化裝置，則可以使用前面所敘述的機(jī)械式、液壓式和綜合式裝置中的任何一種。這些裝置可以有效地運(yùn)用于配置穩(wěn)定水溶液，包括水性重油溶液和乳化液，也可用于能夠進(jìn)入到泵與紊流化裝置間管路中的流動介質(zhì)，使其中的固態(tài)物質(zhì)的擴(kuò)散。
剛一開始就飽含氣體的流動介質(zhì)中，氣體摻入物濃度的更精確調(diào)節(jié)，采用下面所敘述的回授方法來保證。
這樣一來，第一個補(bǔ)充區(qū)別就在于，該裝置具有至少讓一部分流動介質(zhì)從除氣裝置的出口返回到泵的入口的回授。很容易看出，液壓回路的這一局部方案重復(fù)了本發(fā)明人以前提到的，前面也作過敘述并在通告WO98/42987的圖8上示出的空穴熱發(fā)生器。事實上，在這個熟悉的熱發(fā)生器中，積聚已除氣并加熱的水，且有可能被當(dāng)作“除氣裝置液壓輸出端”的蓄熱箱底下部分，接通到泵的入口上。
但是，在熟悉的裝置中，這一回授只用于該流動介質(zhì)(水)的再循環(huán)，在這里，從水分離器的氣體輸出端，向紊流化裝置的輸入端，輸送紊流化液流鎮(zhèn)靜氣體，那么在該裝置里，根據(jù)發(fā)明，該回授應(yīng)充當(dāng)流動介質(zhì)紊流化以前，使流動介質(zhì)中氣體摻入物濃度下降的裝置，因為需去除從流動介質(zhì)中已分離出來的氣體。這樣，前面所述超級空穴抑制效果就明顯提高。應(yīng)該指出的還有，作為第一補(bǔ)充區(qū)別而提出的回授在熱處理(滅菌或巴式消毒)時，利用裝備再循環(huán)作用于流動介質(zhì)流裝置的過程中，最好是針對液體食品的，如牛奶、奶油、水果汁和蔬菜汁、礦泉水及以水為主要原料的不含氣體的冷飲料、豆奶等。這些食品在初始狀態(tài)時，只含有已溶解的空氣這一摻入物。空氣具有相對弱的腐蝕性，而它們滲入則始終進(jìn)行到泵前為止。所以回授接通到泵的輸入端，實際上不影響其零部件的腐蝕磨損。借助這一回授所達(dá)到的特殊補(bǔ)充作用，體現(xiàn)在熱處理奶制品的除臭中。
第二個補(bǔ)充區(qū)別在于，該裝置具有把部分流動介質(zhì)，從除氣設(shè)備液壓輸出端，返回到紊流設(shè)備輸出端的回授。這一回授也可用作紊流化以前，流動介質(zhì)中氣體摻入物濃度下降用的設(shè)備。從這一觀點(diǎn)看，它實際上與前面所敘述的回授是一致的。
但是裝配有作用于流動介質(zhì)流的該裝置，最好用在自來水加熱或以工藝溶液為主要原料的液體加熱方面。事實上，用于自來水消毒的氯氣和臭氧與空氣相比，具有更強(qiáng)的腐蝕性。對于所供應(yīng)的熱水和其它工藝用液體來說，采用不可回收的方法，從水中把上述物質(zhì)完全去除，從經(jīng)濟(jì)角度來說是不合適的。所以從再循環(huán)回路中取消泵，可以明顯減輕它的腐蝕磨損。
第三個補(bǔ)充區(qū)別在于該裝置具有把部分流動介質(zhì)，從除氣設(shè)備輸入端返回到泵的輸入端的回授。這一局部結(jié)構(gòu)方案最好用于根據(jù)本發(fā)明，最好是在深度除氣，也包括排氣的流動介質(zhì)中工作的那些裝置中，也就是說，用于封閉式供熱系統(tǒng)組成中的空穴熱發(fā)生器中。事實上，吸入到這些系統(tǒng)的再循環(huán)回路中的空氣，最好是在它的積聚過程中去除。
第四個補(bǔ)充區(qū)別在于，在泵輸出端與紊流設(shè)備輸入端之間的區(qū)域中，所接管路的內(nèi)腔與給管路定量供給氣體的設(shè)備相連。用它來保證對長時間保持氣體摻入物最佳濃度的空穴過程，進(jìn)行十分精確調(diào)節(jié)的可能性，該濃度可保證紊流化流動介質(zhì)流中，提高加熱效果的振動小氣泡的形成。
這些氣體在流動介質(zhì)中可能是飽和的，當(dāng)然，這些氣體是很好地溶解的，接著，空穴空洞消失以后，液體會輕松吸收這些氣體(例如二氧化碳被水基流動介質(zhì)進(jìn)行化學(xué)吸收)。
第四個補(bǔ)充與第五和第六區(qū)別補(bǔ)充分別是，該裝置具有把部分流動介質(zhì)，從除氣設(shè)備液壓輸出端或者返回到泵的輸出端，或者返回到給予管路定量供給氣體的設(shè)備輸入端的回授。這樣保證給流通回路供給或者給再循環(huán)回路供給，明顯含有可溶解氣體摻入物的新鮮流動介質(zhì)時，液流中缺體摻入物濃度，可以更加精確的調(diào)節(jié)。在此時與第一個補(bǔ)充區(qū)別類似的第五個補(bǔ)充區(qū)別，可降低泵的輸入端上流動介質(zhì)中氣體的濃度；與第二個補(bǔ)充區(qū)別類似的第六個補(bǔ)充區(qū)別，保證能夠保護(hù)泵避免在自來水消毒時使用的腐蝕性氣體，或者生產(chǎn)牛乳酒和馬奶酒時，所采用的奶原料中所出現(xiàn)的揮發(fā)性有機(jī)酸，在再處理前長時間(由幾小時至一晝夜)停留所導(dǎo)致的腐蝕。
相對于第四個補(bǔ)充區(qū)別的第七個、第八個和第九個補(bǔ)充分別是，該裝置具有把部分流動介質(zhì)，從除氣設(shè)備輸入端返回到或者是泵的輸入端，或者是往管路中定量供給氣體的設(shè)備輸入端，或者是紊流設(shè)備的輸入端的回授。這樣來保證采用已除氣體的新鮮流動介質(zhì)，供給流通回路或者供給再循環(huán)回路時，輸入到紊流設(shè)備輸入端的液流中，氣體摻入物濃度可更加精確地調(diào)節(jié)。此時第七個補(bǔ)充區(qū)別最好是，或者與第三個補(bǔ)充區(qū)別相似，用在以空穴熱發(fā)生器為基礎(chǔ)的封閉式供熱系統(tǒng)中，或者是用在作用于那些采用昂貴試劑進(jìn)行熱化學(xué)處理的系統(tǒng)介質(zhì)的裝置，例如，用來蒸煮存在著高純度氧化鈣并帶反應(yīng)混合物最大飽和狀態(tài)，以及高純度二氧化碳的甜菜汁的裝置。
第八個補(bǔ)充區(qū)別可保護(hù)泵避免用于下列材料熱化學(xué)激活的化學(xué)活性試劑的腐蝕，這些材料包括生產(chǎn)瀝青時使用的潤滑用渣油，特別是酸性渣油和橡膠殘渣磨碎所獲得的橡膠碎末；第九個補(bǔ)充區(qū)別可以提高二相和三相流動介質(zhì)的處理次數(shù)，并提高加入到它里面的乳化液體或者懸浮狀固態(tài)物質(zhì)的擴(kuò)散質(zhì)量。
補(bǔ)充于第四個的第十個補(bǔ)充區(qū)別是，該裝置具有把部分流動介質(zhì)，從往管路定量供給氣體的設(shè)備的輸出端，返回到泵的輸入端的回授。給泵供給加氣的流動介質(zhì)，降低了泵里的噪聲和對它的傳動機(jī)構(gòu)的加載。
補(bǔ)充于第四個的第十一個補(bǔ)充區(qū)別是，該裝置具有把部分流動介質(zhì)從往管路定量供給氣體的設(shè)備輸入端，返回到泵的輸入端的回授。這種結(jié)構(gòu)更便于在使用于被調(diào)節(jié)空穴引爆同時，應(yīng)該從化學(xué)角度，改變對泵的零件不會產(chǎn)生腐蝕的流動介質(zhì)的氣體形式試劑。添加那些對制造起泡沫的凝乳所必須的氣體泡沫劑時，這種氣體泡沫劑不適合通過泵進(jìn)行再循環(huán)，因為剛一開始，即供給到泵進(jìn)行工作之前，流動介質(zhì)就被加熱到很高(明顯超過100℃)的溫度。
對主要發(fā)明人意圖或者對第四個區(qū)別補(bǔ)充的第十二個區(qū)別在于，除氣設(shè)備制成紊流化流動介質(zhì)的節(jié)流門，且至少有節(jié)流空間的管路管壁上，與閥門調(diào)節(jié)元件輸入端相通的一個穿通孔。
補(bǔ)充于第十二個區(qū)別的第十三個區(qū)別在于節(jié)流門制成過渡漸縮管，它的輸入孔直徑大于里面裝有紊流設(shè)備的管路的輸出孔直徑。制成這種形式的節(jié)流門比較容易實現(xiàn)，不管是在單獨(dú)制造的節(jié)流漸縮管與通道對接的部分方案中，還是在以管路材料擴(kuò)管成這樣的漸縮管的部分方案中。
補(bǔ)充于第十二個區(qū)別的第十四個區(qū)別在于，節(jié)流閥制成擴(kuò)大的，圓柱形的管路延伸段，在延伸段的入口上安裝了節(jié)流格柵。這種格柵是可更換的，而且可以用作流動介質(zhì)壓力下降值，和氣體從流動介質(zhì)中析出有效程度的補(bǔ)充調(diào)節(jié)設(shè)備。
補(bǔ)充于第十二個區(qū)別的十五個區(qū)別在于，節(jié)流閥制成帶可滲透的，例如鉆孔的或者不完整的隔板的貯存器，該隔板把這個貯存器的腔分隔成至少兩部分，即部分除氣的已處理流動介質(zhì)的流動備份用的底下部分，及從裝有流動介質(zhì)流紊流化設(shè)備的管路段，接受已處理流動介質(zhì)的上半部分，況且該管路段的輸出端位于該板的上方。
制成這種形式的節(jié)流閥便于在空穴熱發(fā)生器中使用，因為它可以算作加熱流動介質(zhì)中間蓄熱器的組成部分。該蓄熱器的底下部分可以接通到這一介質(zhì)再循環(huán)用的泵上，以便加熱到所需要的溫度，并接通到輸出干管上。這種貯存器與WO98/42987所刊登的貯存器的原則區(qū)別在于，根據(jù)本發(fā)明，通往貯存器氣體空間的加熱流動介質(zhì)輸出端，位于隔板的上方，而不是在充滿液體的底下部分里。也就是因為這個，才成功無撞擊地“切斷”超級空穴的尾巴，它們可能在揮發(fā)氣體濃度過高的紊流化流動介質(zhì)中出現(xiàn)。
補(bǔ)充第十五個區(qū)別的第十六個區(qū)別在于，貯存器的底下部分，用回授方法接通到泵的輸入端上，而貯存器的上半部分，則接通到已處理流動介質(zhì)深度除氣的補(bǔ)充設(shè)備上，該設(shè)備的氣體空間通過閥門調(diào)節(jié)元件與大氣相通，而加滿液體的空間，也通過閥門調(diào)節(jié)元件與壓力主管相連。
根據(jù)本發(fā)明，制成這種形式的裝置，最好用于裝備有自主供熱和/或者自主供熱水的系統(tǒng)中。
總的來說，在作用于流動介質(zhì)流的裝置的具體制作形式選擇時，可能會有上述補(bǔ)充區(qū)別與主要發(fā)明人意圖的任何組合，而且下面所敘述的其具體化的最好的例子決不限制發(fā)明的范圍。


下面通過詳細(xì)介紹設(shè)計裝置的結(jié)構(gòu)和工作并參考附帶的圖紙說明的要點(diǎn)，圖紙包括有圖1—作用于流動介質(zhì)流的最簡易裝置簡圖，只備有直接位于紊流器材之后的消毒器材；圖2—具有從消毒器材出口部分返回至泵入口的，流體回授的那種，作用于液體的最簡易裝置簡圖；圖3—具有從消毒器材出口返回到紊流器入口，部分液體回授的那種作用于流體的最簡易裝置簡圖；圖4—具有從消毒器材入口返回到泵入口，的部分流體回授的那種作用于流體的最簡易裝置簡圖；圖5—與圖1相比，較為復(fù)雜的流體作用裝置簡圖，在紊流裝置入口處另外安裝有向流體壓送管道定量供氣裝置；圖6—具備從消毒器材出口返回至泵入口，部分流體回授的，作用較為復(fù)雜的裝置簡要示意圖；圖7—具有從消毒器材出口到管道定量供氣裝置入口，部分流體返回回授的流體作用較為復(fù)雜裝置簡圖；圖8—具有從消毒器材入口到泵入口處，部分流體返回回授的，作用較為復(fù)雜的裝置簡圖；圖9—具有從消毒器材入口到管道定量供氣裝置入口，部分流體返回回授的，液體作用較為復(fù)雜的裝置簡圖；圖10—具有從消毒器材入口到紊流器入口，部分流體返回回授的，作用較為復(fù)雜的裝置簡圖；圖11—具有從管道定量供氣裝置出口泵入口，部分流體返回回授的，作用較為復(fù)雜的裝置簡圖；圖12—具有從管道定量供氣裝置入口到泵入口，部分流體返回回授的，作用較為復(fù)雜的裝置簡圖；圖13—進(jìn)氣收斂段、管道定量供氣裝置、應(yīng)處理流體紊流射流裝置和處理后流體收斂段基礎(chǔ)上，消毒節(jié)流裝置依次分布的管道區(qū)域(在直徑縱剖面方向)；圖14—輸入收斂段、管道定量供氣裝置、不良流線體狀應(yīng)處理流體主流紊流裝置，和收斂段基礎(chǔ)上的處理后流體消毒節(jié)流裝置(在直徑縱剖面方向)，依次分布的管道區(qū)域圖15—輸入收斂段，管道定量供氣裝置、不良流線體應(yīng)處理流體主流紊流裝置，和格柵基礎(chǔ)上的處理后液體消毒節(jié)流裝置(在直徑縱剖面方向)，依次分布的管道區(qū)域；
圖16—以滲透隔板容器為基礎(chǔ)的，帶有處理后流體消毒節(jié)流裝置的，重復(fù)循環(huán)熱發(fā)生器示意圖。
具體實施方式
流體作用簡易裝置至少(見圖1)應(yīng)當(dāng)在泵送管路中依次分布有流體連續(xù)壓送泵1，它的抽吸短管連通這種流體介質(zhì)的任意源頭；這種流體在管路4內(nèi)的任意紊流裝置3，管路線脫離泵1的無特別標(biāo)記的增壓短管；消毒裝置5，直接位于紊流裝置3后面。消毒裝置5的泵壓出口(直接地或者經(jīng)過本簡明示意圖上未標(biāo)明的污水池)接通任意適當(dāng)?shù)南疽后w介質(zhì)用戶，在紊流狀態(tài)、最好在空穴狀態(tài)，小規(guī)模地處理消毒流體介質(zhì)，而裝置5的氣體出口經(jīng)過閉鎖調(diào)節(jié)元件6或者與大氣接通，或者通至圖1上也未標(biāo)明的加工流體分離出的氣體集氣器。
當(dāng)按照圖1所示的方式建立流體介質(zhì)作用具體裝置時應(yīng)當(dāng)使用最好選用離心式(盡管其它轉(zhuǎn)子式的也可以)機(jī)械泵1；傾向于射流(通常選自同一發(fā)明人的、在WO98/42987刊栽中的敘述)和/或制成不良繞流體的管路4內(nèi)，流體介質(zhì)流紊流裝置3(但上述文中其它層流破壞裝置也可以)；盡量選用下述節(jié)流器結(jié)構(gòu)形狀各異的有效消毒裝置5，可以保證紊流流體壓力的顯著下降，和揮發(fā)性氣體的相對強(qiáng)勁分離；管道4，最好在流體紊流裝置3所在部位管道段，其管壁內(nèi)側(cè)粗糙度可以調(diào)節(jié)。
為了達(dá)到上述發(fā)明實質(zhì)概述中描述的特別效果，應(yīng)當(dāng)使流體作用裝置回路中裝備有旁通導(dǎo)管式的反饋，每個都可以帶有便于簡化而未表示出的閉鎖調(diào)節(jié)元件，特別是從消毒裝置5的液壓出口，到泵1抽吸短管2部分流體返回旁通導(dǎo)管7(見圖2)；或者是從消毒裝置5的液壓出口，到紊流裝置3的入口部分流體返回旁通導(dǎo)管8(見圖3)；或者是從消毒裝置5入口，到泵1抽吸短管2的紊流且含有揮發(fā)性氣體雜質(zhì)的，部分流體返回旁通導(dǎo)管9(見圖4)。
圖1-4所示的裝置用于作用于這樣的流體介質(zhì)流或者原來含有足以起爆增大空穴作用的空氣類揮發(fā)氣體，或者由于上述抽吸，可以自行迅速飽含空氣，經(jīng)過壓縮直到形成可以起超級空穴作用的濃度。
為了更為精確地控制流體中揮發(fā)氣體的濃度，應(yīng)選用圖5中的裝置，它與圖1-4中的裝置相比在紊流裝置3的入口，管道4處，另外安裝了定量供氣裝置10。這種裝置與上述裝置一樣，也可以安裝每個都帶有閉鎖調(diào)節(jié)元件11的旁通管式反饋，特別是另外安裝了從消毒器5的液壓出口，到泵1的抽吸短管2的部分流體返回旁通管7(見圖6)；或者是從消毒器5的液壓出口，到管道4定量供氣裝置10的入口，部分流體返回旁通管12(見圖7)；或是從消毒器5的入口到泵1抽吸短管2的，紊流并含有揮發(fā)氣體的部分流體返回旁通管9(見圖8)；或是從消毒器5的入口到管道4定量供氣裝置10的入口，部分紊流并含有揮發(fā)氣體的流體返回旁通管13(見圖9)或是從消毒器5的入口到紊流器的入口，部分流體返回旁通管14(見圖10)；或是從管道4定量供氣裝置10的液壓出口，到泵1的抽吸短管2的部分流體返回旁通管15(見圖11)；或是從管道4定量供氣裝置10的入口，到期泵1的抽吸短管2的部分流體返回旁通管16(見12)。
流體紊流有效消毒器5(無論流體原來是含有揮發(fā)氣體、還是在紊流前強(qiáng)制充氣)都應(yīng)在節(jié)流器基礎(chǔ)上制成。例如，圖13-17中表示的是符合發(fā)明的、消毒器5結(jié)構(gòu)各異的許多可行裝置構(gòu)成形式中的若干范例。
其中圖13-15中表示的是部分管道4，包括進(jìn)口收斂段17和與這個收斂段平滑連接的圓柱形工作段18，裝有定量供氣裝置10和紊流器3，出口處連接節(jié)流器基礎(chǔ)上的紊流消毒器5。
圖13和14可見，節(jié)流器可以制成中間收斂段19，其出口孔徑大于管道4圓柱形工作段18的出口孔徑，并且或可以與管道4剛性連接(如圖13)，或可以鏜孔在管道4內(nèi)成型(見圖14)。
下一種實現(xiàn)發(fā)明思路的常見方案(圖15)中，節(jié)流器可制成管道4的圓柱形擴(kuò)寬延長段，在其入口處最好安裝可更換的(且相應(yīng)的有不同的流通總截面)的節(jié)流格柵20。
同時可有不同制造形式1、通過排除節(jié)流空間的多余氣體的流體紊流去氣裝置5可有集氣管21(圖13)或者用帶閉鎖調(diào)節(jié)元件23的旁通管22，直接連接到無特別標(biāo)記的部分氣體少量返回孔，氣體從紊流流體中分離、在紊流器3之前返回管道4內(nèi)(圖13-14)，或有上述旁通管22和沒有特別標(biāo)明的大氣出口，或者經(jīng)過也未特別標(biāo)明的，附加閉鎖調(diào)節(jié)元件的分離氣體收集器；2、流體紊流器3，例如至少有一個孔，最佳為管道4內(nèi)若干個孔，由總集散器24相連，等角距離分布，且與液體流方向反向成銳角(圖13)，或者為不良繞流體3形狀，在管道4內(nèi)部剛性固定在人為未標(biāo)明的中心軸上，中心軸也可用作紊流器(圖14和15)或者圖13、14或15所示的或是其它上述裝置的組合形式；3、紊流器3前的管道4定量供氣裝置10，最好(但非必須)可制成上述帶閉鎖調(diào)節(jié)元件23的旁通管22，用于有管道4的節(jié)流空間直接反饋，如圖14和15，或通過集流器25的間接反饋，如圖13所示，或者未特別標(biāo)出的壓縮氣體可恢復(fù)的余量存儲器和通道4入口氣體壓力和消耗調(diào)節(jié)器形式，或者圖16所示形式，如下祥述。
其中圖16上表示的是一種(根據(jù)發(fā)明裝置基礎(chǔ)上的許多可行裝置之一)重復(fù)循環(huán)空穴熱發(fā)生器(它就是流體介質(zhì)熱處理機(jī))，有一個帶滲透性(例如帶孔的或不完全的)隔板27的中間存儲器26。這個隔板27既可以與底部28的母線平行，也可以與這一底部28成銳角傾斜，并且底部28的上方應(yīng)當(dāng)伸出管道4上述區(qū)段的出口端。
位于隔板27上方的存儲器26上部腔作為節(jié)流器，使得在空穴或者較少在紊流狀態(tài)下，處理后的充氣流體介質(zhì)易于氣體分離。
位于隔板27下面的存儲器26底部腔，用于處理后流體的當(dāng)前儲備，盡管部分被去毒氣，并且大部分(通常占總加工量的90-99％范圍內(nèi))都經(jīng)過旁通短管7返回到泵1的入口管2內(nèi)，用于相對紊流器3的多次重復(fù)循環(huán)。
這種熱發(fā)生器(或裝置)通常裝備有附加的氣體分離器29，經(jīng)過帶閉鎖調(diào)節(jié)元件31的排出管30，連接到存儲器26的頂部腔。這個分離器29有1、帶有閉鎖調(diào)節(jié)元件33的排氣短管32，用于將分離氣體排入或排入大氣，或經(jīng)過虛線所表示的旁通管22，排入到流入紊流器3的流體供氣集氣管26內(nèi)；2、帶有閉鎖調(diào)節(jié)元件35的支管34用于放出加熱的或熱處理過的流體供應(yīng)使用(在流體應(yīng)當(dāng)深度去除毒氣時)；3、帶閉鎖調(diào)節(jié)元件37的支管36，用于從泵1出口，經(jīng)過帶閉鎖調(diào)節(jié)元件39和40的排出管38，放出使用的加熱或熱處理流體的稀釋(當(dāng)流體可能含有溶解氣體時)。
這種熱發(fā)生器(或裝置)，必須有帶輸入閉鎖調(diào)節(jié)元件42的供應(yīng)支管41。最后它最好可以裝備射流器43，用于將部分加工過的流體從排出管38抽至供應(yīng)管41；帶閉鎖調(diào)節(jié)元件45的導(dǎo)管包扎物44，連接至存儲器26的頂部并在供應(yīng)管41處閉合；帶閉鎖調(diào)節(jié)元件47的附加連通管46，用于連接導(dǎo)管包扎物44與排出管38；帶閉鎖調(diào)節(jié)元件49的附加連通管48，用于連接導(dǎo)管包扎物44與管道4初始段；帶閉鎖調(diào)節(jié)元件51的附加連通管50，用于連接管道4初始段和排出管38。
體現(xiàn)發(fā)明思路的上述不同范例描述的發(fā)明裝置，用于流體介質(zhì)流紊流，和用于激勵可調(diào)式液體動力空穴作用，方式如下。
如圖1可見，泵1經(jīng)過抽吸短管2連續(xù)供應(yīng)任意來源的流體。泵1將此介質(zhì)壓入管道4內(nèi)，在此處其動能在紊流器3的作用下轉(zhuǎn)換為熱能。消毒器5直接位于紊流器3之后，將流體中存在的過剩氣體分離，并經(jīng)過閉鎖調(diào)節(jié)元件6，最低限度定期去除裝置中的過剩氣體。從而切斷超級空穴的“尾部”并極大地降低了這種超級空穴爆響時，可能產(chǎn)生的不定期撞擊和空蝕的危險。
從圖2可以看出，回授(旁通導(dǎo)管7)可以至少保證部分消毒氣裝置5液壓出口流體介質(zhì)返回泵1入口。如果只是采用含氣的果汁或奶類流體材料作為流體介質(zhì)，那么也可降低送入泵前的空氣濃度，并可以保證目標(biāo)產(chǎn)品的有效除臭。
旁通導(dǎo)管8(見圖3)可保證消毒裝置5液壓出口和紊流器3入口之間的回授，可以用于封閉合供熱系統(tǒng)加注那種活性腐蝕性氣體，如氯、臭氧或水基水分散消毒的自來水。的確，在供熱系統(tǒng)啟動時，這種氣體沒有經(jīng)過泵1重新循環(huán)，而是最后由抽吸空氣稀釋，并經(jīng)過鎖閉調(diào)節(jié)元件6排出系統(tǒng)之外。
保證消毒器5入口與泵1入口之間回授的旁通管9(見圖4)，可以有效調(diào)節(jié)那些在加注到封閉供熱系統(tǒng)之前被深度去氣的流體介質(zhì)中的氣體濃度。
無論何時應(yīng)用在紊流器3之前的管道4的定量供氣裝置10(見圖5-12)，其作用都是有效控制紊流流體介質(zhì)流體內(nèi)的揮發(fā)氣體濃度。
的確，使用不同的揮發(fā)氣體(特別是那些在流質(zhì)中能充分溶解，并且在空穴爆響之后易于被流體吸收的)，流體紊流時，在其內(nèi)部均能夠形成擺動的氣體氣泡。這些氣泡能保證流體中的規(guī)律空穴，并極大提高加熱效率，或者無論是牛頓液體，還是非牛頓液體的熱機(jī)械化學(xué)處理的效率。
使用可以裝配上述裝置10的那種流體作用裝置，動能構(gòu)件之間的各種反饋，可以形成額外的工藝能力。
如圖6，裝置中的旁通管7，可以降低泵1入口流體介質(zhì)中的揮發(fā)氣體濃度，而圖7所示裝置中的旁通管12，可以防止泵1受到用于自來水消毒的侵蝕性氣體、或者受到可出現(xiàn)于生產(chǎn)酸牛奶或酸馬奶時使用的奶料中、在奶料加工前長期存放時，產(chǎn)生的揮發(fā)有機(jī)酸的腐蝕。
圖8裝置中旁通管9、圖9中裝置的旁通管13和圖10中裝置旁通管14，可以保證傳至紊流器3入口的流體中。氣體濃度精確地調(diào)節(jié)，在供給流動式或者補(bǔ)給再循環(huán)回路時，使用消毒新鮮流體介質(zhì)。同時圖8中的裝置在采用昂貴試劑進(jìn)行流體介質(zhì)熱化學(xué)處理時，尤為有效，例如，在釀造甜菜汁時，存在高純度氧化鈣之后，還有高純度二氧化碳飽和反應(yīng)混合物；圖9中的裝置，在防止泵1受到化學(xué)活性試劑腐蝕時，尤為有效，如用于那種油性的，以及特別是酸性油渣、用于瀝青生產(chǎn)的材料、和橡膠廢料粉碎時得到的橡膠屑等材料，熱化學(xué)激活時使用的制劑；圖10中的裝置，在多次處理兩相和三相流體介質(zhì)，以配制穩(wěn)定的乳液和懸濁液時，十分有效。
圖11中的旁通管15，可以降低泵1內(nèi)的噪音和傳動載荷，因為泵補(bǔ)給的是充氣流體介質(zhì)。
最后，圖12中的旁通管16可保證氣態(tài)制劑對流體介質(zhì)的化學(xué)變性處理，并防止其對泵1零件的腐蝕作用，或者加入不需要經(jīng)過泵1往復(fù)循環(huán)的氣體泡沫發(fā)生器，或者使用供入泵1之前，已加熱至大大超過100℃溫度的流體介質(zhì)工作。
在上述所有情況下，圖6-12上所示的閉鎖調(diào)節(jié)元件11，都能完全精確地調(diào)節(jié)全新循環(huán)的流體介質(zhì)的流量，并將相應(yīng)的裝置調(diào)節(jié)到最佳工作狀態(tài)，并考慮到所處理介質(zhì)的流變特性和允許的流體動力噪聲等級。
制成紊流流體介質(zhì)節(jié)流器狀的消毒器5的工作最有效。的確，管道4的任何擴(kuò)寬，或是圖13和14中的收斂段19擴(kuò)喇叭口，或是圖15中的、帶入口節(jié)流格刪20的管道4的簡單加寬段，都使紊流器3所形成的流體介質(zhì)流減速，并形成揮發(fā)氣體的分離條件。之后這些從節(jié)流空間分離的氣體，經(jīng)過旁通管22和閉鎖調(diào)節(jié)元件23，可以至少部分地用于經(jīng)過裝置10供給紊流器3的入口。
在重復(fù)循環(huán)空穴熱發(fā)生器(或者流體介質(zhì)熱處理裝置)構(gòu)成中的、位于隔板27上方的存蓄器26的頂部腔(見圖16)，也以同樣方式作為節(jié)流器工作。
這一熱發(fā)生器(裝置)的工作應(yīng)當(dāng)研究得更為詳細(xì)。
在起動之前閉鎖調(diào)節(jié)元件35、37、39和40經(jīng)過輸入閉鎖調(diào)節(jié)元件42，將熱發(fā)生器(裝置)的內(nèi)部體積封閉，供給短管41和泵1抽汲短管2，使其通常充滿應(yīng)加熱或應(yīng)熱處理的流體介質(zhì)，使中間存蓄器26的內(nèi)部流體介質(zhì)達(dá)到滲透隔板27的液面高度，并且完全充滿了旁通管7。
之后接通泵1，至少打開閉鎖調(diào)節(jié)元件35和40其中之一，并且通過輸入閉鎖調(diào)節(jié)元件，42供應(yīng)短路41和抽汲短路2繼續(xù)供應(yīng)流體介質(zhì)或者直到充滿用作流體介質(zhì)熱量載體的封閉供熱系統(tǒng)，之后輸入閉鎖調(diào)節(jié)元件42轉(zhuǎn)換為規(guī)定的供應(yīng)系統(tǒng)(然后只是定期連通外部流體介質(zhì)源以補(bǔ)償其損失)，或者直到閉鎖調(diào)節(jié)元件42，和至少其中一個閉鎖調(diào)節(jié)元件35和40常開條件下，應(yīng)當(dāng)熱處理的(例如消毒滅菌)流體介質(zhì)收支平衡。
流體介質(zhì)從泵1出口連續(xù)送入道管4，紊流，經(jīng)過裝置3(其中，繞過不良繞流體，如圖16所示)并在滲透隔板27上方節(jié)流。同時隔板27上方中間蓄存器26的部分腔始終充滿極大充氣的流體介質(zhì)，而隔板27下方的部分所示腔，還始終充滿極大消毒的流體介質(zhì)，它的大部分(達(dá)總重的99％)經(jīng)過旁通管7的連續(xù)重新循環(huán)，經(jīng)過泵1、通道4、紊流器3和消毒器5(即文中所述的帶隔板27的蓄存器26)，而一小部分經(jīng)過至少其中一個閉鎖調(diào)節(jié)元件35和40，作為熱載體消耗使用或者作為熱處理產(chǎn)品分裝。
激發(fā)可調(diào)液體動力空穴所必須的揮發(fā)性氣體，有時會進(jìn)入流體介質(zhì)應(yīng)(熱)處理的系統(tǒng)。但是更多時是被強(qiáng)制通過集氣管25，進(jìn)入紊流器3之前的管路4內(nèi)，使用的——或者是閉鎖調(diào)節(jié)元件47和未明出的外來氣源；——或者是氣體分離器29(和相應(yīng)的排出管30、閉鎖調(diào)節(jié)元件31和附加連通管46，或者排氣管32、閉鎖調(diào)節(jié)元件33和旁通管22)。
當(dāng)然，在使用排出管30、閉鎖調(diào)節(jié)元件31和附加連通管46時，氣體進(jìn)入集氣管25組成極大充氣的流體介質(zhì)。
處理流體介質(zhì)當(dāng)中分離出的過剩氣體，通過帶有閉鎖調(diào)節(jié)元件33的排氣管32，或排入大氣層中，或排入未特別標(biāo)出的適當(dāng)集氣器內(nèi)。
在封閉重復(fù)循環(huán)供熱系統(tǒng)中，為了避免導(dǎo)管和暖氣片中的氣塞，加熱的流體介質(zhì)通常通過閉鎖調(diào)節(jié)元件35和短管34，在附加氣體分離器29內(nèi)必須深度除氣之后排出。
如果圖16中的裝置用作熱處理機(jī)器，包括同時加氣，那么處理后的流體介質(zhì)在經(jīng)過上述系統(tǒng)充分再循環(huán)之后，通常從泵1出口經(jīng)過帶有閉鎖調(diào)節(jié)元件51的附加連通管50，和帶有閉鎖調(diào)節(jié)元件39和40的排放管38排出，而分離器29用于精確調(diào)節(jié)氣體濃度，同時將除氣的流體介質(zhì)(在閉鎖調(diào)節(jié)元件35關(guān)閉條件下)，經(jīng)過帶有閉鎖調(diào)節(jié)元件37的短管36，轉(zhuǎn)輸入導(dǎo)管38內(nèi)。
為了防止泵1內(nèi)的空穴，排放導(dǎo)管38中的部分處理后的流體介質(zhì)，可以在必要時經(jīng)過引射器43輸入供應(yīng)管41內(nèi)。
帶有閉鎖調(diào)節(jié)元件45的導(dǎo)管捆扎物44，通常在經(jīng)過供應(yīng)管41傳入泵1的流體介質(zhì)微弱初步充氣起動時使用。
帶有閉鎖調(diào)節(jié)元件47的附加連通管46，通常用于熱水供應(yīng)系統(tǒng)，因為這些系統(tǒng)中的排放管38，內(nèi)可以供入相當(dāng)氣化的流體介質(zhì)。
發(fā)明以及發(fā)明思路的任意體現(xiàn)形式，都可以通過采用機(jī)械制造業(yè)的普通設(shè)備的工業(yè)途徑來實現(xiàn)。
精確調(diào)節(jié)揮發(fā)氣體物質(zhì)的濃度，可以幾乎排除紊流流體介質(zhì)流中的不可控制超級空穴，及其形成的不規(guī)則振動和非周期性撞擊。從而極大提高了空穴熱發(fā)生器、液體食物消毒器、空穴化學(xué)反應(yīng)器和其它在發(fā)明基礎(chǔ)上可制出設(shè)備的使用可靠性。
所列舉出的發(fā)明思路結(jié)構(gòu)體現(xiàn)的范例及工藝能力范例，無法說明所有的全部具體結(jié)構(gòu)和全部可行的發(fā)明裝置工業(yè)應(yīng)用觀點(diǎn)。如可有圖上未特別標(biāo)出的，部分流體介質(zhì)流“交叉饋電”僅相對于紊流器3，這對于附加調(diào)節(jié)流體雷諾數(shù)較為有利。
在泵1、紊流器3、消毒器5和最好是管道4、定量供應(yīng)裝置10之后也有許多反饋，在總旁通管的基礎(chǔ)上制成，帶有專家熟知的且市場上常見的多路(通常為三路)閥門的分支管路；也可以使用與上述節(jié)流器不同的紊流流體介質(zhì)流去氣消毒裝置。
權(quán)利要求1.液體動力加溫器，具有把流體介質(zhì)持續(xù)供給處理的泵，連接到泵增壓套管的已處理流動介質(zhì)液流壓送用管路，這個管路里的用于已處理流動介質(zhì)液流的紊流設(shè)備和紊流除氣設(shè)備，其特征在于，除氣設(shè)備直接分布在液流紊流設(shè)備之后，且裝備有適當(dāng)?shù)?、使析出氣體有控制地排出用的閥門調(diào)節(jié)元件。
2.按照權(quán)利要求1所述的液體動力加溫器，其特征在于，它具有把部分流動介質(zhì)，從除氣設(shè)備液壓輸出端返回到泵的輸入端的回授。
3.按照權(quán)利要求1所述的液體動力加溫器，其特征在于，它具有把部分流動介質(zhì)，從除氣設(shè)備液壓輸出端返回到紊流設(shè)備輸入端的回授。
4.按照權(quán)利要求1所述的液體動力加溫器，其特征在于，它具有把部分流動介質(zhì)，從除氣設(shè)備輸入端返回到泵輸入端的回授。
5.按照權(quán)利要求1所述的液體動力加溫器，其特征在于，泵輸出端和紊流設(shè)備輸入端之間的管段中，該管路的內(nèi)腔與往管路里定量供給氣體的設(shè)備相連。
6.按照權(quán)利要求5所述的液體動力加溫器，其特征在于，它具有把部分流動介質(zhì)，從除氣設(shè)備液壓輸出端返回到泵的輸入端的回授。
7.按照權(quán)利要求5所述的液體動力加溫器，其特征在于，它具有把部分流動介質(zhì)，從除氣設(shè)備液壓輸出端返回到往管路里定量供給氣體的設(shè)備輸入端的回授。
8.按照權(quán)利要求5所述的液體動力加溫器，其特征在于，它具有把部分流動介質(zhì)，從除氣設(shè)備輸入端返回到泵輸入端的回授。
9.按照權(quán)利要求5所述的液體動力加溫器，其特征在于，它具有把部分流動介質(zhì)，從除氣設(shè)備輸入端返回到往管路里的定量供給氣體的設(shè)備輸入端的回授。
10.按照權(quán)利要求5所述的液體動力加溫器，其特征在于，它具有把部分流動介質(zhì)，從除氣設(shè)備輸入端返回到紊流設(shè)備輸入端的回授。
11.按照權(quán)利要求5所述的液體動力加溫器，其特征在于，它具有把部分流動介質(zhì)，從往管里定量供給氣體的設(shè)備的輸出端，返回到泵的輸入端的回授。
12.按照權(quán)利要求5所述的液體動力加溫器，其特征在于，它具有把部分流動介質(zhì)，從往管路里定量供給氣體的設(shè)備的輸入端返回到泵輸入端的回授。
13.按照權(quán)利要求1或權(quán)利要求5所述的液體動力加溫器，其特征在于，除氣設(shè)備制成紊流化流動介質(zhì)的節(jié)流門，且至少有與閥門調(diào)節(jié)元件輸入端相通的節(jié)流空間里，管路壁上的一個穿通孔。
14.按照權(quán)利要求13所述的液體動力加溫器，其特征在于，節(jié)流門制成過渡漸縮管，其輸入孔的直徑大于里面安裝紊流設(shè)備的管路段輸出孔的直徑。
15.按照權(quán)利要求13所述的液體動力加溫器，其特征在于，節(jié)流門制成管路的擴(kuò)口圓柱形延長段，在它的輸入端上安裝有節(jié)流個格柵。
16.按照權(quán)利要求13所述的液體動力加溫器，其特征在于，節(jié)流門制成帶可滲透隔板的儲存器，該隔板把這個儲存器的腔分隔成，至少將部分已經(jīng)除氣處理的流動介質(zhì)，進(jìn)行流動備份用的底下部分和從裝備有流動介質(zhì)紊流設(shè)備的管路段，接受已處理流動介質(zhì)的上半部分，況且這個管路段的輸出端位于該隔板的上方。
17.按照權(quán)利要求16所述的液體動力加溫器，其特征在于，儲存器的底下部分用回授連接到泵的輸入端上，而儲存器的上半部分則連接到已處理流動介質(zhì)深度除氣的補(bǔ)充設(shè)備上，其氣體空間通過閥門節(jié)流元件與大氣相連，而充滿液體的空間也通過閥門節(jié)流元件與壓力干管相連。
專利摘要作用于流動介質(zhì)流的裝置,具有把流動介質(zhì)持續(xù)供給處理的泵,已處理流動介質(zhì)流壓送用的管路,這個管路里已處理流動介質(zhì)流的紊流設(shè)備,和紊流化液流的除氣設(shè)備。為減小出現(xiàn)氣塞和“超級空穴”撞擊的危險性,進(jìn)行紊流化流動介質(zhì)流中氣體摻入物濃度的調(diào)節(jié)。為此,除氣設(shè)備直接位于液流紊流設(shè)備之后,且裝備有析出氣體可調(diào)節(jié)地排出用的閥門調(diào)節(jié)元件。對于氣體摻入物濃度更加精確的調(diào)節(jié),可能有在紊流設(shè)備輸入端以前,往管路里定量供給氣體和紊流的設(shè)備,或泵的輸入端和除氣設(shè)備之間,有不同的回授方案。
文檔編號F15D1/00GK2509363SQ01265559
公開日2002年9月4日 申請日期2001年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月29日
發(fā)明者奧西邊科·謝爾蓋·鮑利索維奇 申請人:哈爾濱永安熱能發(fā)展有限公司