<Desc/Clms Page number 1>
"Hogedrukvat en daarvoor bestemde warmte-uitwisselaar"
Deze uitvinding heeft betrekking op een hogedrukvat met een structuurwand die een hogedrukkamer vormt en met een warmte-uitwisselaar voor het controleren van de temperatuur in genoemde hogedrukkamer.
Hogedrukvaten vinden reeds lang toepassing in de industrie, b. v. bij koudisostatische persen om poeders onder hoge druk te verdichten of bij heetisostatische persen om poeders te verdichten of reeds gevormde stukken na te verdichten ten einde ze porievrij te maken, of ook nog bij hydrothermale processen, simulatoren, enz.
Dergelijke hogedruksystemen kunnen nu ook aangewend worden om bijvoorbeeld voedingsprodukten onder hoge druk te brengen en daarbij een conserveringseffect te bekomen. Dergelijke produkten kunnen ofwel verpakt in een flexibele vorm of ook rechtstreeks onverpakt in dergelijke hogedrukvaten gebracht worden en daar gedurende een beperkte tijd door tussenkomst van een hogedrukvloeistof onder druk gehouden worden, waardoor een beter conserveringseffect bekomen wordt.
In het bijzonder bij de behandeling van voedingsprodukten is het belangrijk de temperatuur in de hogedrukkamer onder controle te kunnen houden. Bij dergelijke behandelingen is deze temperatuur meestal tussen -300C en 100 c gelegen.
Voor het controleren van de temperatuur
<Desc/Clms Page number 2>
in de hogedrukkamer zou men kunnen overwegen de hogedrukvloeistof op de gewenste temperatuur te brengen en doorheen deze kamer te laten circuleren. Wegens de hoge drukken is dit evenwel moeilijk technisch te realiseren.
In de praktijk is het reeds bekend rond de structuurwand van het hogedrukvat een mantel voor het rondcirculeren van een verwarmings- en/of koelvloeistof aan te brengen. Een dergelijk systeem laat evenwel geen accurate temperatuurscontrole toe, hetgeen nochtans bijvoorbeeld vereist is voor het verkrijgen van een optimaal conserveringseffect.
De uitvinding heeft dan ook tot doel een hogedrukvat voor te stellen waarin de temperatuur beter onder controle kan gehouden worden.
Tot dit doel is het hogedrukvat volgens de uitvinding daardoor gekenmerkt dat genoemde warmteuitwisselaar een ten minste dubbelwandige buis bevat die passend in genoemde hogedrukkamer geschoven is en een buitendiameter heeft overeenstemmend met de binnendiameter van genoemde hogedrukkamer, waarbij tussen beide wanden van genoemde buis ten minste een warmte-uitwisselingselement voorzien is.
Doordat de warmte-uitwisselaarsbuis passend in de hogedrukkamer geschoven is, worden de daarop uitgeoefende drukken door de structuurwand van het hogedrukvat opgevangen. Hierdoor is er dus een ruimere keuze aan materialen die geschikt zijn voor deze warmte-uitwisselaarsbuis.
In een voorkeursuitvoeringsvorm van het hogedrukvat volgens de uitvinding is tussen beide wanden van genoemde buis ten minste een kanaal voorzien
EMI2.1
voor het rondcirculeren van een verwarmings- koelfluidum.
Het verwarmings- kan
<Desc/Clms Page number 3>
corroderend tot zelfs sterk corroderend zijn, in het bijzonder wanneer dit voor lagere temperaturen gebruikt wordt. Door het gebruik van de dubbelwandige buis waartussen dit fluidum circuleert, komt dit fluidum echter niet in contact met de structuurwand die wegens de vereiste stevigheid, in de praktijk uit niet roestbestendig staal vervaardigd is.
Zoals hierboven uiteengezet kunnen voor de warmte-uitwisselingsbuis daarentegen zwakkere materialen gebruikt worden, waaronder roestvrij staal de voorkeur verdient.
De uitvinding heeft tevens betrekking op een warmte-uitwisselaar voor het controleren van de temperatuur in een hogedrukkamer van een hogedrukvat.
Deze warmte-uitwisselaar is daardoor gekenmerkt dat hij een ten minste dubbelwandige buis bevat die voorzien is om passend in genoemde hogedrukkamer geschoven te worden en een buitendiameter heeft overeenstemmend met de binnendiameter van genoemde hogedrukkamer, waarbij tussen beide wanden van genoemde buis ten minste een warmte-uitwisselingselement voorzien is.
Door het gebruik van een dergelijke warmte-uitwisselaar is een direktere en aldus betere temperatuurscontrole mogelijk terwijl verder de wand van het hogedrukvat zelf tegen mogelijke corrosie beschermd wordt.
Verdere voordelen en bijzonderheden van de uitvinding zullen blijken uit de hiernavolgende beschrijving van een hogedrukvat en van een daarin gebruikte warmte-uitwisselaar volgens de uitvinding.
Deze beschrijving wordt enkel als voorbeeld gegeven en is duidelijk niet bedoeld om de draagwijdte van de uitvinding te beperken. De gebruikte verwijzingscijfers hebben betrekking op de bijgaande figuur die schematisch een hogedrukvat volgens de uitvinding
<Desc/Clms Page number 4>
weergeeft en dit grotendeels in doorsnede.
Het hogedrukvat volgens de in de enige figuur weergegeven bijzondere uitvoeringsvorm van de uitvinding bestaat in hoofdzaak uit een structuurwand 1 die een hogedrukkamer 2 vormt, een bovenste 3 en een onderste deksel 4 ter afsluiting van deze kamer 2 en een warmte-uitwisselaar 5 langsheen de binnenwand van de hogedrukkamer 2.
De structuurwand 1 bestaat meer bepaald uit een dikwandige stalen cilinder die éénwandig of meerwandig kan uitgevoerd worden. Deze stalen cilinder is voorzien voor het opvangen van een druk in de
EMI4.1
hogedrukkamer 2 van 2000 ä 14000 bar, en in het bijzonder voor het opvangen van een druk van 4000 ä 10000 bar.
De deksels 3,4 worden hetzij aan de vatwand 1 vastgeschroefd, of worden vastgehouden door een niet weergegeven raam dat de eindbelasting op de deksels 3,4 opneemt. Ze hebben meestal een of meerdere aansluitingen 6 om een hogedrukvloeistof in en uit het vat te laten, in het bijzonder het onderste deksel 4, terwijl het andere deksel 3 eventueel aansluitingen heeft om het te behandelen produkt rechtstreeks in en uit het vat te brengen, en omgekeerd. In dit laatste geval kan in de hogedrukkamer 2 een flexibele scheidingswand voorzien worden om te verhinderen dat de hogedrukvloeistof in contact zou komen met het te behandelen produkt. In geval van voedingsprodukten zullen deze meestal echter in flexibele verpakkingen in de hogedrukkamer 2 aangebracht worden.
Dit biedt het belangrijke voordeel dat de produkten in hun uiteindelijke verpakking kunnen behandeld worden zodanig dat er nadien geen gevaar meer bestaat op besmetting.
Voor het creëren van een hoge druk in
<Desc/Clms Page number 5>
de kamer 2 bevat het weergegeven drukvat een reservoir 7 voor hogedrukvloeistof, bijvoorbeeld water, een hogedrukpomp 8 voor het doorheen een filter 9 wegpompen van vloeistof uit het reservoir 7 via een leiding 10 in de hogedrukkamer 2. De leiding 10 is voorzien van een aftakking 11 die via een afsluiter 12 terug aansluit op het reservoir 7. Bij voorkeur is er tevens een drukmeting 24 op de leiding 10 voorzien.
De warmte-uitwisselaar 5 uit het weergegeven hogedrukvat bestaat uit een dubbelwandige buis 13,14 die passend in de hogedrukkamer 2 geschoven is, en die een buitendiameter heeft overeenstemmend met de binnendiameter van de hogedrukkamer. Eventueel zou deze warmte-uitwisselaar nog bijkomende wanden kunnen bevatten.
Het warmte-uitwisselingselement uit de warmte-uitwisselaar 5 volgens de uitvinding is tussen beide wanden 13,14 van de buis voorzien. Dit element kan eventueel gevormd worden door een electrische weerstand of kan een dergelijke weerstand bevatten.
In de weergegeven voorkeursuitvoeringsvorm is tussen beide wanden 13,14 van de warmte-uitwisselaarsbuis 5 een spiraalvormig kanaal 15 voor het rondcirculeren van een verwarmings- en/of koelfluidum. Het spiraalvormig kanaal 15 bestaat meer bepaald uit een opwaartse tak 151 aangesloten op een toevoerleiding 16 en een neerwaartse tak 15" aangesloten op de afvoerleiding 17. Het afgevoerde verwarmings- en/of koelfluïdum komt in een reservoir 18 terecht van waaruit het door een circulatiepomp 19 over een warmteuitwisselaar 20 opnieuw in het spiraalvormig kanaal 15 gepompt wordt. Op de toevoerleiding 16 is bij voorkeur een temperatuursmeting 21 en een drukmeting 22 voorzien terwijl op de afvoerleiding 17 bij voorkeur eveneens een temperatuursmeting 23 voorzien is.
Het zal
<Desc/Clms Page number 6>
duidelijk zijn dat eventueel twee of meer parallelle spiraalvormige kanalen 15 kunnen voorzien worden of zelfs kanalen volgens een ander patroon, bijvoorbeeld volgens een blokpatroon, met verticale takken verbonden door horizontale ringvormige gedeelten. Het gebruik van spiraalvormige kanalen 15 biedt evenwel het voordeel dat ter plaatse van deze kanalen kleinere spanningen opgebouwd worden waardoor het risico op beschadiging van de warmte-uitwisselaar 5 tengevolge van de hoge drukken merkelijk kleiner is.
Om corrosie tegen te gaan, wordt de warmte-uitwisselaar 5 volgens de uitvinding bij voorkeur uit roestvrij staal vervaardigd. In de weergegeven uitvoeringsvorm bestaat deze warmteuitwisselaar 5 uit twee in elkaar passende roestvrij stalen cilinders 13,14. Het kanaal 15 wordt verkregen door in de buitenwand van de binnenste cilinder 13 een groef aan te brengen. Boven- en onderaan worden beide cilinders 13,14 aan elkaar gelast of door middel van dichtingen tegen elkaar bevestigd.
Belangrijke voordelen van het hogedrukvat en van de daarin toegepaste warmteuitwisselaar 5 volgens de uitvinding kunnen als volgt kort samengevat worden : 1. Een volledige scheiding tussen verwarming-en koelsysteem en de kringloop van hogedrukvloeistof en/of te behandelen vloeibaar produkt.
2. De mogelijkheid de werking van de buisvormige warmte-uitwisselaar te kunnen testen vooraleer hem in de hogedrukkamer te bevestigen.
3. De veel snellere invloed van de temperatuursregeling op de vereiste temperatuur in de vloeistof van de hogedrukkamer vergeleken met een verwarming/koeling aan de buitenzijde van het hogedrukvat.
4. Het vermijden van contact tussen de verwarmings-/
<Desc/Clms Page number 7>
koelvloeistof of verwarmingselementen en de wanden van het hogedrukvat, waardoor mogelijke niet te controleren corrosie vermeden wordt.
Uit de hierboven gegeven beschrijving zal het duidelijk zijn dat de uitvinding geenszins beperkt is tot de weergegeven of beschreven uitvoeringsvormen maar dat daaraan nog allerhande wijzigingen kunnen aangebracht worden onder meer wat betreft de vorm, de samenstelling en de aard van de verschillende onderdelen zonder buiten het kader van deze octrooiaanvraag te treden.