CN101618284B - 用于给液体脱气的旋转施加构件、进给阀、设备和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于给液体脱气的旋转施加构件、进给阀、设备和方法,其中包括:一种用于将液体引入脱气设备(20)的脱气设备(20)的进给阀(12)的旋转施加构件(1),一种用来将液体引入脱气设备(20)的进给阀(12),以及一种用于给液体脱气的设备(20)和一种用于给液体脱气的方法。所述旋转施加构件(1)包括至少一个流动引导构件(8),由此角动量可施加在流过进给阀(12)的液体上。
Description
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的用于将液体引入脱气设备的脱气设备的进给阀的旋转施加构件,一种根据权利要求10的用来将液体引入脱气设备的进给阀,一种根据权利要求19的用于给液体脱气的设备,和根据权利要求20和25的用于给液体脱气的方法。
背景技术
液体(例如液体食物,特别是饮料)的脱气或除气通常在脱气设备内执行。这里,经常结合相对于周围温度升高的温度,将液体暴露给减小的绝对压力。为了尽可能彻底地实现液体的脱气,有必要将液体的所有体积元暴露给上述条件。为此目的,液体通过喷洒或以薄膜的形式被引入脱气设备。
文献JP 2003-164706提出了一种脱气设备,其中要被脱气的液体竖直地从上方且与中心轴线同轴地被引入桶型脱气容器。在脱气容器内存在减小的绝对压力。详细地,通过布置在脱气容器的上部范围中的进给阀执行进给,液体通过固定地预设的环形间隙从进给阀进入脱气容器。在进给阀的打开状态下,环形间隙由阀座和阀锥体界定。阀座是进给阀外壳的下端部。该阀锥体适于由控制装置驱动以便允许实现两种阀状态,即完全打开的阀状态和完全关闭的阀状态。
当液体在进给阀的打开状态下穿过环形间隙时,液体流过阀锥体进入脱气容器。阀锥体构造成伞的形状,具有与进给阀相比加大的直径并且沿径向从进给阀的中心轴线向外向下倾斜,该进给阀的中心轴线设置成与脱气容器的中心轴线同轴。在理想情况下,流出的液体在阀锥体上形成薄膜,该膜在锥体终止的边沿处分离。在自由下落之后,液体膜撞击脱气容器的内壁从而沿竖直方向向下流动。
从文献DE 297 22 673 U1已知一种用来给具有粘滞结持性的敏感食物脱气的设备,提出一种用来产生薄液体膜的旋转的锥形盘。旋转的盘的直径近似对应于脱气容器的内直径,在盘边缘和容器壁之间形成窄的环形间隙。在脱气过程期间,粘性液体通过环形间隙排出并且随后由于旋转运动而起作用的剪切力而被分布在盘上。由剪切力引起的旋转锥体盘的离心效应在产生流动膜的同时使液体层变薄。在从进给阀到容器壁附近的盘边缘的整个距离上,液体膜表面接触地处于盘的上周边表面上。
由于当对不同的液体和/或在变化的边界物理条件下进行脱气时,可能会出现对于从液体中移除气体而言是次优的薄膜或伞形形成,因此使用常规的、其中通过阀锥体上的液体流动的径向偏转来形成液体膜的进给阀是有缺点的。当不同的液体或可变组分的液体被引入具有相同进给装置的脱气设备时,液体的不同的流变学或流动特性可导致不可避免地偏离对于脱气来说最佳的膜形状的不同形状的液体膜的形成。除边界物理条件外,液体的组分大体上决定其流变学性质并且因此决定其流动特性。而所述组分由溶剂(在实际情况下特别地为水或油)决定,并且由被溶解的成分的量和种类决定。在悬浮液的情况下,固体含量还对流变学性质具有额外的影响。
常规进给阀的另一缺点是,流入脱气设备的液体的恒定体积流量是形成具有最佳厚度的液体膜的前提。然而,由于外部影响,特别是在连续生产或处理过程中布置在上游或下游的单元的影响,在脱气期间液体的体积流量可能出现波动。然而,偏离最初指定目标值的体积流量导致形成对于脱气来说不是最佳的液体膜,并且因此导致不足的脱气结果。
除了不足的脱气结果,在脱气过程期间偏离最佳液体膜也可导致增加的液体起泡。特别地,如果液体膜以不利的十分陡峭的角度撞击在脱气容器的内壁上,则可能发生这种情况。如果脱气容器中的起泡达到泡沫抵达抽空机构(该抽空机构经常同轴地集成在进给阀中)的强度,则可能出现脱气过程和在给定情况下整个制造过程的不规则。
使用液体膜以表面接触的方式位于其上的锥体盘额外涉及占据大空间的额外部件的复杂安装。此外,提出的锥体盘需要复杂的安装和用来旋转锥体盘的机械上复杂的驱动机构。此外,具有这种设施的脱气设备难以清洁,特别地在液体食物的脱气中这是缺点。
此外,迄今不能将脱气容器的上部中的、位于液体膜的撞击表面上方的内表面的那部分用作脱气表面。这是对可用脱气表面的限制,该限制导致气体的不充分去除且导致较大尺寸的容器。
发明内容
因此,本发明所基于的目标是提供至少一种用于将液体引入脱气设备的脱气设备的进给阀的旋转施加构件,一种用来将液体引入脱气设备的进给阀,一种用于给液体脱气的设备或一种用于给液体脱气的方法,从而获得液体到脱气设备中的一种引入,其即使在变化的液体组分和/或体积流量的情况下,也使得产品受到在形成最佳液体膜时很少起泡的柔和的处理。
在设备技术方面,通过具有权利要求1的特征的用于将液体引入脱气设备的脱气设备的进给阀的旋转施加构件,通过具有权利要求10的特征的用来将液体引入脱气设备的进给阀,并且通过具有权利要求19的特征的用于给液体脱气的设备,实现了这个目标。
在过程技术方面,还通过具有权利要求20和25的特征的用于给液体脱气的方法实现了这个目标。
根据本发明,首次提出一种用于将液体引入脱气设备的进给阀的旋转施加构件,具有至少一个流动引导构件。由此,可以将角动量施加到流过进给阀的液体上。
根据本发明,因此首次提出将旋转施加构件用于进给阀,其中进入的液体通过与至少一个流动引导构件的相互作用而接受角动量,从而具有旋转。角动量的产生导致流动的液体切向加速,这产生沿大体径向的额外的运动分量。角动量引起液体在形成液体膜或伞形的同时从旋转施加构件分离。
这里,优点是液体膜具有对于脱气来说最佳的性质,特别是最佳膜厚度。由于产生的液体膜的最佳脱气性质,因此可以保证从液体充分去除气体。
液体膜的切向加速还首次引起液体膜立即被施加到进给阀或脱气容器的内表面上。因此,首次,脱气容器的几乎整个内表面都可用作脱气表面。
由于液体膜被立即施加在内表面上并且液体膜在流走的同时紧密接触内表面,要被脱气的液体的起泡可被进一步减小。
角动量施加在流过旋转施加构件的液体上还首次使得即使在变化的体积流量下,产生具有最佳厚度的液体膜也成为可能。因此,例如,进给阀内的流动速度在体积流量增加时增加,液体的角速度也由于液体与至少一个流动引导构件的相互作用而增加。而这增加径向速度分量,使得与较高的体积流量无关地形成具有不变且最佳厚度的液体膜。根据本发明,膜形成过程的主动控制因此是不必要的。
此外,本发明的旋转施加构件仅引起低的剪切力作用在流动的液体上,使得要被脱气的液体受到轻柔的处理且其品质被维持。
此外,常规进给阀可以通过本发明的旋转施加构件被翻新改进,使得本发明的优点可通过成本和组装方面的最小花费而实现。
本发明的旋转施加构件的有利改进是所附权利要求2到9的主题。
因此,本发明的旋转施加构件可包括支撑结构。支撑结构在决定流动引导构件的三维取向的同时支撑流动引导构件。
特别有利的是,如果支撑结构具有大体上圆柱形或管形构造。具有大体上圆形横截面的支撑结构引起对围绕支撑结构流动的最小流动阻力。
此外,在根据本发明的旋转施加构件中,至少一个流动引导构件可布置在支撑结构的外周边表面上和/或内表面上。这种布置在为相对于流动最优化的构造留下余量的同时允许旋转施加构件的最大设计自由。
特别有利的是,如果流动引导构件具有螺旋状(helical)或螺线形(spiral-shaped)构造。由此可以以简单的构造方式实现切向加速以便施加角动量或者以便产生旋转,因此产品受到轻柔的处理。
此外,存在流动引导构件的螺距在与流动接触的部分上不恒定的可能性。这有利地允许在液体流过旋转施加构件时起作用的可变的力的预设。由此,可以以特别简单的方式实现液体的非恒定加速。
特别地,流动引导构件的螺距可以在与流动接触的那部分上在下游方向上减小。由此,在剪切力不是突然地而是稳定地增加的情况下,实现液体在其穿过旋转施加构件期间的递增的加速。这实现了使产品受到特别轻柔的处理且避免起泡的加速。
由于流动引导构件的递减的螺距,流动横截面积在下游方向上沿流动引导构件减小,由此以有利的方式获得正在穿过的液体上的压力的增加。
这还导致备用点(backup point)的出现,通过其增加的压力损失保证位于上游的阀将不会变干。
在下游侧端部,所述支撑结构可具有与上游侧端部处的直径相比增加的直径。由于额外的径向加速分量,这种增加的直径使得流动更容易在旋转施加构件的下游侧端部分离。
在下游侧端部,所述支撑结构可具有与上游侧端部处的直径相比减小的直径。这允许流动破裂边沿的形成,有利地使得流动更容易在旋转施加构件的下游侧端部处分离。
此外,首次提出用来将液体引入脱气设备的进给阀,该进给阀包括阀外壳和旋转施加构件。
前面论述的本发明的旋转施加构件的优点类似地适用于本发明的进给阀。
旋转施加构件的直径可以是阀外壳的内直径的0.8倍到1.1倍之间,特别地在0.9倍到1.0倍之间。
本发明的进给阀的有利改进是所附权利要求11到18的主题。
因此,可在支撑结构和阀外壳的内表面之间形成至少一个开口,液体可通过该开口被引入脱气设备的脱气容器。当逆着流动方向观察时,所述开口大体上具有圆环段的形状,该圆环段由支撑结构的外周边表面,阀外壳的内表面,和流动引导构件的下游侧端部或是两个流动引导构件的下游侧端部界定。这里,可以通过开口尺寸的合适的预设来顾及形成最佳液体膜的体积流量范围。此外,可以通过开口的尺寸将排出进给阀的液体的流动速度预设在预定的体积流量。
此外,进给阀可包括内表面,特别是在用来连接到脱气设备的脱气容器的法兰上形成的内表面,在该内表面上可形成液体膜。这种将内表面有意指定为用于液体膜的撞击表面允许流动从进给阀到脱气容器的内表面的不间断的过渡。而这保证以少的湍流和起泡地引入液体。此外,从旋转施加构件到周围内表面的最佳流动过渡可以在制造厂家且独立于脱气容器的构造地,甚至在将进给阀安装在脱气设备中之前,就已经被预设。
在有利的改进型中,进给阀还包括内部构件,该内部构件布置成与旋转施加构件同轴并且连接到旋转施加构件。内部构件在其外周边表面将液体的流动路径与另一流动路径(例如真空导管的流动路径)划定界限。这实现两个流体流在进给阀中的平行引导,导致紧凑的构造。此外,内部构件的存在实现要被脱气的进入液体在其达到旋转施加构件之前的“流动平静化”。
可以在旋转施加构件的外周边表面偏转流过进给阀的液体。与在内表面处进行偏转相比,由此可以最大化施加的角动量并在旋转施加构件内实现另一流体的平行引导。
此外,由旋转施加构件产生的液体膜可撞击在进给阀的内表面的预定区域上。结果,脱气容器的内壁的用于脱气的表面以有利的方式被加大。这里特别有利的是,如果液体膜优选地仅在距开口小的距离处被施加到进给阀的内表面。
在另一实施例中,进给阀可构造成使得液体膜撞击在脱气容器的内表面的预定区域上。在这种实施例中,可以免除法兰,由此简化进给阀的构造。此外,液体从进给阀到脱气容器的过渡可构造成使得起泡基本上被防止或至少减小。
此外,在又一实施例中,可能有利的是,如果可以根据流过进给阀的液体的体积流量来控制开口的尺寸。这可以例如通过在流动方向上沿进给阀的中心轴线移动本发明的旋转施加构件而实现,由此加大开口。因此,即使对于液体的处理或加工中的不寻常地高的波动,例如由其它工作单元引起的体积流量的波动,也可以以柔性的方式起反应。这种控制可由额外的控制装置执行。
在这种情况下,还可能有利的是,如果可以根据流过进给阀的液体的组分来控制开口的尺寸。由此,在液体膜的形成中,例如可以更好地顾及到一批群液体的不寻常地高的不均匀性,或者顾及切换到具有完全不同组分的液体。
前述旋转施加构件的优点类似地适用于包括本发明的旋转施加构件和/或本发明的进给阀的用于给液体脱气的本发明的设备。
在过程技术方面,该目的通过本发明的用于给液体脱气的方法来实现,其中液体通过进给阀被引入脱气设备。此外,进给阀包括阀外壳和具有至少一个流动引导构件的旋转施加构件。这里,角动量通过至少一个流动引导构件被施加在引入的液体上。
由于根据本发明,角动量首次被施加在形成的液体膜上,因此实现膜沿大体水平的方向的分离。因此,膜在最短的可能时间和距离之后撞击在具有例如大体水平取向的邻近表面上。由于由角动量产生的液体的切向加速,因而有利地防止液体分离和滴下,否则液体的分离或滴下将导致脱气效果的降低和增加的起泡。
为本发明的设备指出的特征和优点类似地适用于根据权利要求20的本发明的方法和根据权利要求21到24的其有利的改进型。
因此,所述液体在流过至少一个开口的同时可形成液体膜,所述开口在支撑结构和阀外壳的内表面之间形成。与例如管道流动相比,液体膜具有高的表面/体积比率,因此可以以简单的方式消除液体中包含的气体。
此外,在本发明的方法中,液体膜可形成为伞形。液体膜的伞形结构导致特别高的表面/体积比率,由此能够更好地驱逐包含在液体中的气体。
此外,根据本发明的方法,液体膜可撞击在进给阀的内表面的预定区域上。然而,液体膜也可撞击在脱气容器的内表面的预定区域上。
在过程技术方面,该目的还通过本发明的另一用于给液体脱气的方法来实现,其中液体通过包括阀外壳的进给阀被引入脱气设备。在从进给阀排出的液体穿过阀外壳的至少一个开口时,形成液体膜使得液体膜立即接触脱气设备的脱气容器的内表面。
在有利实施例中,进给阀可包括具有至少一个流动引导构件的旋转施加构件,由此角动量被施加在引入的液体上。
为本发明的设备指出的优点类似地适用于根据权利要求25的本发明的方法和根据权利要求26和27的其有利的改进型。
此外,本发明的各个设备和/或本发明的各个方法的所有特征可以组合。
附图说明
在下面,将在参考附图的同时通过实用例子更详细地说明本发明,其中:
图1是本发明的旋转施加构件的第一示例性实施例的示意透视图;
图2是本发明的旋转施加构件的第二示例性实施例的示意透视图;
图3是本发明的旋转施加构件的第三示例性实施例的示意透视图;
图4是具有图2的旋转施加构件的本发明的进给阀的示例性实施例的示意性局部剖视图;
图5是图4的本发明的进给阀的示意性局部剖视透视图;以及
图6是图4的本发明的进给阀的示例性实施例的详细剖视图。
具体实施方式
根据图1中的图示,旋转施加构件1包括具有上游侧端部4和下游侧端部6的支撑结构2。支撑结构2具有大体上圆柱形中空体的形状。
旋转施加构件1还包括布置在支撑结构2的外周边表面上的六个流动引导构件8。流通引导构件8具有螺旋状布置的条形构造,流动引导构件8的长度是其宽度的多倍并且也是其厚度的多倍。流动引导构件8在它们的纵向侧上连续地连接到圆柱形支撑结构2。它们从支撑结构2的外周边表面大体上垂直地突出,当沿液体的流动方向观察时通过流动引导构件8的引导形成为顺时针。流动引导构件8从支撑结构2的上游侧端部4开始并且延伸直到其下游侧端部6。当以中心透视观察时,流动引导构件8在上游侧端部4和下游侧端部6之间围绕支撑结构2的大约一半周长(近似180°)的区域。流动引导构件8在上游侧端部4附近的螺距大于流动引导构件8在下游侧端部6附近的螺距。即,当沿流动方向观察时,流动引导构件8在上游侧端部4更陡峭地倾斜,而在下游侧端部6被形成得具有较小的倾斜。
由于这种引导构造,在端部4处进入的液体最初仅经历小的切向加速。当液体沿着旋转施加构件1的流动引导构件8继续流动时,切向加速由于流动引导构件8的向着端部6递减的螺距而增加,使得液体的沿旋转施加构件1的中心轴线的纵向流动运动接受绕中心轴线的顺时针旋转运动的递增的叠加。然而,旋转运动也可绕中心轴线逆时针地被导向。
图2中示出旋转施加构件1的另外示例性实施例。关于在根据图1的第一实施例中和在根据图2的第二实施例中相同的那些特征,参考图1的描述。
根据图2的旋转施加构件1的第二实施例在支撑结构2的下游侧端部6处具有与支撑结构2的上游侧端部4的直径相比增加的直径。
支撑结构2的下游侧端部6的加大直径引起液体流动的相对于旋转施加构件1的中心轴线沿大体径向方向的额外偏转。流过的液体因此接受垂直地指向旋转施加构件1的中心轴线的额外速度分量。由此获得的径向加速有利地使得液体膜更容易在支撑结构2的端部6处分离。上游侧端部4以阶梯形逐渐变细。
图3中示出旋转施加构件1的第三示例性实施例。关于在根据图1的第一实施例和根据图3的第三实施例中相同的特征,参考图1的描述。
根据图3的旋转施加构件1的第三实施例在支撑结构2的下游侧端部6处具有与支撑结构2的上游侧端部4的直径相比减小的直径。支撑结构2在端部4处沿流动方向的直径的减小是非线性的,而是以曲线的形状,且直径的减小是连续的。结果,边沿10在从支撑结构2的圆柱形部分到沿流动方向递增地逐渐变细的端部4的过渡处形成。在流动液体的充分切向加速的情况下,这个边沿10使得液体更容易从支撑结构2的外周边表面分离。
根据图4和5中的图示,进给阀12包括:旋转施加构件1,阀外壳14,用来连接到脱气设备20的脱气容器18的法兰16,内部构件22,液体进给装置24,和真空连接26。关于这个实施例中的旋转施加构件1,参考图2的描述。
阀外壳14大体上具有圆柱形中空体的形状。它在其上游侧端部包括液体进给装置24和真空连接26。阀外壳14在其下游侧端部连接到法兰16。法兰16构建到脱气设备20的脱气容器18中。图4和5中示出脱气设备20的进给阀12和脱气容器18。可以使用例如由现有技术已知的商业上可获得的部件来作为脱气设备20的另外部件,诸如泵或控制装置。
旋转施加构件1布置在阀外壳14内部。更确切地,旋转施加构件1与阀外壳14的中心轴线同轴地布置在阀外壳14的下游侧端部。支撑结构2的直径小于阀外壳14的内直径,因此导致在支撑结构2和阀外壳14之间形成容纳流动引导构件8的大体上圆柱形的腔。与支撑结构2具有大体上相同的形状和大体上相同的直径的内部构件22放置在旋转施加构件1的上游侧端部4上。由此,在内部构件22和阀外壳14之间形成同样大体上圆柱形的腔。从内部构件22到旋转施加构件1的过渡在内侧上和在外周边表面上都是连续的。
在其上游侧端部,内部构件22与真空连接26齐平地连接。真空连接26是管形连接套管,该管形连接套管将真空导管28连接到内部构件22的内部并且穿过液体进给装置24的壁。脱气容器18的内部空间通过旋转施加构件1内部的、内部构件22内部的和真空连接26内部的腔直接连接到真空导管28。用来供应要被脱气的液体的液体导管30连接到液体进给装置24。
如从图6的详细图示特别地可看到的,具有布置在其外周边表面上的其流动引导构件8的旋转施加构件1的直径大体上对应于阀外壳14的内直径。流动引导构件8的外边缘齐平地接触阀外壳14的内表面32。在旋转施加构件1的下游侧端部6和从阀外壳14的内表面32到法兰16的内表面34的过渡之间,形成以环形间隙的形状的开口36。阀外壳14的内表面32具有到法兰16的内表面34的连续过渡。而法兰16的内表面34具有到脱气容器18的齐平连接内表面38的连续过渡。法兰16的内表面34大体上具有侧部为曲线形的截锥体的形状。总体上说,阀外壳14的内表面32的切线的取向经由法兰16处的切线到脱气容器18处的切线以连续稳定的过渡从大体上竖直取向改变到大体上水平取向。
脱气设备20包括根据本发明的进给阀12,根据本发明的至少一个旋转施加构件1以及脱气容器18。例如泵或控制装置的所有其它单元是已知脱气设备的单元,并且因此将不再更详细地描述。
本发明的脱气容器18具有0.5到1.8米,特别地0.8到1.2米的直径。脱气容器18的高度在0.8和1.8米之间,特别地在1.2到1.5米之间。
在脱气过程期间,旋转施加构件1和阀外壳14之间的间隙宽度为0到40毫米之间。在特别有利的方式中,间隙宽度为10到20毫米之间。特别地,大约15毫米的间隙宽度设定是优选的。
为了在脱气设备20中对液体脱气,液体通过进给阀12被引入脱气容器18,该液体通过液体导管30流入液体进给装置24的内部。液体竖直向下流过在内部构件22和阀外壳14之间形成的腔,并且进一步流向在支撑结构2和阀外壳14之间形成的腔,从而接触支撑结构2的外周边表面和流动引导构件8的周边表面。在穿过这个腔时,液体分别以上述方式被偏转和加速,同时对应于流动引导构件8的引导地额外被施加角动量。切向加速的液体通过开口36以伞形液体膜的形状排出并且接触法兰16的内表面34。在法兰16的内表面34上并且在后续的脱气容器18的内表面38上,液体以连续液体膜的形式流走。液体膜从脱气容器18的天花板跨越大体上竖直取向的侧内壁流到其底部,收集的已脱气的液体从那里被抽走。因此,在脱气过程期间,脱气容器18的基本上整个内表面由要被脱气的液体的膜覆盖,液体的膜在流走的同时不间断地接触该壁。
通过进给阀12形成的液体膜的性质对于脱气的质量是至关重要的。由此,特别地,液体膜的厚度决定是否液体的所有体积元遭受存在于液体的表面的脱气条件。而这影响液体的脱气的彻底性。有利地,液体膜的厚度达到大约5毫米,优选地达到3毫米,特别地达到1.5毫米。
流过本发明的进给阀5的体积典型地为5到90m3/h,优选地为5到60m3/h,并且特别地为5到45m3/h。流入液体的进入压力在从0到3巴的范围内,优选地0.5到2.5巴,特别地大约1.5巴。要被脱气的液体的温度通常为35到75℃。特别地,液体温度比液体的沸点曲线低大约3℃。脱气容器的内部的绝对压力小于800毫巴,优选地小于200毫巴,特别地小于100毫巴。进给阀12的阀外壳14的内直径达到400毫米,优选地达到250毫米,特别地达到150毫米。阀外壳14的长度在其内直径的1倍和10倍之间,优选地2倍到5倍之间。旋转施加构件1的直径在阀外壳14的内直径的0.8倍到1.1倍之间,特别地在0.9倍到1.0倍之间。进给阀12可用于给液体脱气,优选地给粘度类似于水的粘度的那些液体脱气。
在脱气设备20中,可以给液体脱气并且特别地给液体食物或对应的前体脱气。特别地,设备20意图用于给如下液体脱气,诸如水,啤酒,素菜汁,水果汁,柠檬水,花蜜(nectar),蜂蜜,牛奶,糖浆,基于茶的液体,基本物质,浓缩物,和这些液体的任何希望的混合物,等等。上述液体也可另外包含固体,该固体诸如例如果肉,果糊,优选地具有5到15毫米的长度的纤维,例如切成小块的或磨碎的水果块,纤维,蛋白质等等。
除了已说明的实用例子外,本发明允许另外的构造方法。
代替阶梯状锥形,支撑结构2的上游侧端部4也可具有任何其它希望的形状。
支撑结构2的下游侧端部6可额外具有用于便形成流动破裂边沿的底切。
旋转施加构件1的流动引导构件8不需要布置在支撑结构2的外周边表面上。可以构想,它们也可布置在支撑结构2的腔中,特别地布置在支撑结构2的圆柱内表面上。
流动引导构件8的数量不限于6个。旋转施加构件1可包括至少1个,优选地2到18个,特别地4到8个流动引导构件8。
此外,流动引导构件8可具有不同于条形的形状。因此,它们可具有窄条部分的形式。这些流动引导构件也可具有交错的布置。此外,它们的整个纵向侧不必都连接到支撑结构2的圆柱表面。在若干部分或若干点紧固到支撑结构2是同样可构想的。
此外,由流动引导构件8和支撑结构2的外周边表面形成的角度也可任意地不同于直角。
通过流动引导构件8的引导还可取向成当沿液体的流动方向观察时的逆时针。
流动引导构件8不需要从支撑结构2的上游侧端部4一直延伸到其下游侧端部6。可能的是,流动引导构件8的至少一部分仅延伸跨越轴2的长度的一部分。
此外,流动引导构件8也可围绕多于或小于支撑结构2的大约一半直径的范围(近似180°)。作为替代方案,这个范围可从大约15°达到绕所述轴的数圈旋转。
流动引导构件8的至少一个的螺距在上游侧端部4附近也可小于在下游侧端部6附近。然而,所述螺距也可以在支撑结构2的整个长度上是不变的。
旋转施加构件1的支撑结构2和内部构件22都不需要一定具有中空圆柱的形式。它们中的至少一个也可实现为块状圆柱(massivecylinder)或者以类似的形状实现。此外,它们中的至少一个也可具有网格式形状且/或具有凹部。此外,支撑结构2和/或内部构件22也可具有多边形的或大体上椭圆形的横截面。
旋转施加构件1还可成一体地连接到内部构件22。作为替代方案,旋转施加构件1和内部构件22均可实现为单个部件。此外,也可以构想本发明的进给阀不包括内部构件22。
脱气容器18到真空的连接不需要一定通过进给阀12来实现。它也可以在进给阀12外部以任何其它希望方式来实现。在这种情况下,可以省略进给阀12内部的真空连接26。
进给阀12不必通过法兰16紧固到脱气容器18。也可以构想在没有法兰16的情况下,进给阀12直接紧固到脱气容器18。
流动引导构件8的外边沿不必齐平地接触阀外壳14的内表面32,而是也可以与它间隔开,在流动引导构件8和阀外壳14的内表面32之间形成至少一个间隙。
开口36不需要必然地具有圆环段的形状。它也可以具有任何其它合适的形状。
法兰16的内表面34的形状也可以替代地具有不同于带曲线形侧部的截锥体的形状的形状。例如,具有线性侧部形状的截锥体的构造是可能的。
通过液体进给装置24的液体进给不限于竖直进给装置。它也可以具有任何其它希望的方向。
在液体从开口36排出后,形成的液体伞也可撞击在脱气容器18的内表面38的预定区域上。
结合容器,之前所述的旋转施加构件或者装配有该旋转施加构件的进给阀也可以被用作为用于大大地增强膨胀蒸发/冷却的器皿。归功于装配有旋转施加构件的进给阀,在液体的进给过程中的膨胀蒸发可以被增强。在之前的讨论中被认为对脱气有利的作用在此以一种类似的有利方式被利用在对给入容器中的热的液体的膨胀冷却中,以便因此获得增强的冷却。
Claims (18)
1.一种用于将液体引入脱气设备(20)的所述脱气设备(20)的进给阀(12)的旋转施加构件(1),所述旋转施加构件(1)包括至少一个流动引导构件(8),由此角动量能被施加在流过所述进给阀(12)的所述液体上;
其中,所述旋转施加构件包括支撑结构(2);
其中,所述支撑结构(2)沿着所述旋转施加构件(1)的中心轴,在所述支撑结构(2)的整个长度上,具有大体上圆柱形的或管形的构造;并且
其中,至少—个流动引导构件(8)布置在所述支撑结构(2)的外周边表面上和/或内表面上;
其特征在于
所述流动引导构件(8)的螺距在与流动接触的部分上在下游方向上减小。
2.一种用来将液体引入脱气设备(20)的进给阀(12),其中,所述进给阀(12)包括阀外壳(14)和根据权利要求1所述的旋转施加构件(1);
其中,在所述支撑结构(2)和所述阀外壳(14)的内表面(32)之间形成至少一个开口(36),通过所述开口,所述液体能够被引入所述脱气设备(20)的脱气容器(18);并且
其中,所述至少一个开口(36)大体上具有圆环段的形状。
3.根据权利要求2所述的进给阀,其特征在于:所述进给阀(12)还包括内表面(34),在所述内表面上能形成液体膜;并且
其中,内表面(34)大体上具有带曲线形或直线性侧部形状的截锥体的形状。
4.根据权利要求2所述的进给阀,其特征在于:所述进给阀(12)还包括内部构件(22),所述内部构件(22)与所述旋转施加构件(1)同轴地布置并且连接到所述旋转施加构件。
5.根据权利要求2所述的进给阀,其特征在于:流过所述进给阀(12)的所述液体能在所述旋转施加构件(1)的外周边表面被偏转。
6.根据权利要求3所述的进给阀,其特征在于:所述液体膜撞击在一个内表面(34)的预定区域上。
7.根据权利要求3所述的进给阀,其特征在于:所述液体膜撞击在所述脱气容器(18)的内表面(38)的预定区域上。
8.根据权利要求2所述的进给阀,其特征在于:能根据流过所述进给阀(12)的所述液体的体积流量来控制所述开口(36)的尺寸。
9.根据权利要求2所述的进给阀,其特征在于:能根据流过所述进给阀(12)的所述液体的组分来控制所述开口(36)的尺寸。
10.一种用于给液体脱气的脱气设备(20),其特征在于:所述脱气设备(20)包括根据权利要求1中的旋转施加构件(1)和/或根据权利要求2中的进给阀(12)。
11.一种用于给液体脱气的方法,其中,液体通过根据权利要求2中的进给阀(12)被引入脱气设备(20);
其中,所述进给阀(12)包括阀外壳(14)和具有至少一个流动引导构件(8)的根据权利要求1中的旋转施加构件(1);
其中,角动量通过所述至少一个流动引导构件(8)被施加在被引入的所述液体上;并且
其中,流入液体的进入压力在从0.5到2.5巴的范围内。
12.根据权利要求11所述的用于给液体脱气的方法,其中,所述液体在流过至少一个开口(36)时形成液体膜,其中,在所述支撑结构(2)和所述阀外壳(14)的所述内表面(32)之间形成所述开口(36)。
13.根据权利要求12所述的用于给液体脱气的方法,其中,所述液体膜被赋予伞状构造。
14.根据权利要求12所述的用于给液体脱气的方法,其中,所述液体膜撞击在所述进给阀(12)的内表面(34)的预定区域上。
15.根据权利要求12所述的用于给液体脱气的方法,其中,所述液体膜撞击在所述脱气容器(18)的内表面(38)的预定区域上。
16.一种用于给液体脱气的方法,其中,液体通过根据权利要求2中的具有阀外壳(14)的进给阀(12)被引入脱气设备(20);
其中,当流出所述进给阀(12)时通过所述液体穿过所述阀外壳(14)的至少一个开口(36)来产生液体膜,使得所述液体膜立即接触所述脱气设备(20)的所述脱气容器(18)的内表面(38);
其中,流入液体的进入压力在从0.5到2.5巴的范围内。
17.根据权利要求16所述的用于给液体脱气的方法,其中,所述进给阀(12)包括具有至少一个流动引导构件(8)的根据权利要求1的旋转施加构件(1),由此角动量被施加在所引入的液体上。
18.根据权利要求16或17所述的用于给液体脱气的方法,其特征在于权利要求11到15的至少一个特征。
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