CN1054728A - 液体和散体材料的加速方法及其实施装置 - Google Patents

Abstract

加速液体和散体材料的方法，包括将辐射器(1) 的电磁脉冲能量转换为机械能，借助由导电材料制成 的板状元件(3)将机械能传递给被加工材料，该板状 元件(3)至少在加速度方向有一定程度的自由度。该 板状元件(3)的两个相对表面，在发出电磁脉冲时，分 别与辐射器和被加工材料直接接触。

实施该方法的装置，具有与电磁脉冲源(2)相连 接的辐射器(1)，自由地设置在辐射器(1)上的由导电 材料制成的板状元件(3)，其表面用于放置被加工材 料。

Description

本发明涉及一种液体和散体材料的加速方法及其实施装置。

本发明可在各种工业部门中用于散体或液体材料的脱水、加湿、热交换（加热或冷却），例如在食品和医药工业、塑料和建筑材料的制造、化学工业中，换言之，在一切需要材料强化加工的地方都可以采用。本发明可用于各种材料的低温消毒。此外，本发明还可以用于浸润、破碎、以及从不同的表面上去除冰和其它生成物。

借助离心作用，利用加速度对不同材料进行加工是广为人知的。这样建立的加速度受到离心机结构零件（驱动装置、轴承等类似零件）的限制。此外，为了加速放置在离心机转筒中的材料，必须规定加速时间。因而，首先由于加速度的大小受到限制，加工强度受到限制;其次由于离心机需要加速和减速，生产率也不高。

对液体和散体材料进行加工的一种方法也是已知的，这种方法是在电磁脉冲作用下使被加工材料获得加速度。这时，被加工的材料在容器中搅拌，脉冲加在容器底部。底部产生弹性变形，在其作用下被加工材料的颗粒获得加速并相互移动（SU，A，775559）。

这种方法的缺点是使容器底产生弹性变形的电磁脉冲能量损失相当大。这样所获得的加速度非常小（2-5g），不可能强化加工过程。

本发明的任务是，建立这样一种加速被加工材料的方法，利用该方法能以最小的非生产损失，实现将电磁能转化为机械能，同时提出实施这种方法的装置。

上述任务是这样实现的，在加速液体和散体材料的方法中，是通过将辐射器的电磁脉冲能量转换为机械能，该机械能又被传递给被加工材料;按照本发明，电磁脉冲能量转化为机械能是借助于由导电材料制成的板状元件实现的，该板状元件至少在给定的加速方向有一定程度的自由度，这样，该板状元件相对的两个表面，在辐射器发出电磁脉冲时，分别与辐射器和被加工材料直接接触。

尽管发明人不打算与实施所提出的加速液体和散体材料的方法存在的物理现象的确切理论根据相联系，但他仍可提出超高加速度（约数千“g”）的建立，是由于在板状元件内产生了次生场，它与脉冲辐射器的原生电磁场相互作用，导致高能量机械脉冲的建立。板状元件分布至少使沿指定的加速度方向有一定程度的自由度，以保证位于辐射器与被加工材料间的材料，在弹性变形中没有电磁能消耗。

本发明的效果是出人意料的，在进行实验时，只需几个焦耳电磁脉冲能量，就能把质量为8千克的材料抛至3-4米高。

需加工的材料是水时，本发明也是适用的，其液流流向板状元件的一个表面，这时电磁脉冲以连续不断的形式发出。

利用这样的方法，可以明显强化冷却塔或其它热交换装置中的冷却。

本发明也适用于加工材料是需要进行消毒的生物材料。

按照该方法，生物材料是放置在板状元件的一个表面上。

把需混合的不同材料的液流同时输送到板状元件的表面是适当的，这可以显著提高生产率和得到充分混合。

脉冲前锋由其增长时间决定是适当的，其值为脉冲持续时间的10-20%。在这种情况下能保证最大的脉冲动力饱和度，这是因为产生了以在力的转换元件内原生场和次生场之间相互作用过程的高强度所保证的高加速度。

本发明的方法是借助一种包括有电磁脉冲源的装置实现的，该电磁脉冲源与辐射器相连。按照本发明，该装置具有将辐射器的电磁脉冲能量转换成机械能的转换器，它是由板状元件构成，该板状元件安装成至少有一定程度的自由度，这样该板状元件的一个表面与电磁脉冲辐射器直接接触，而另一表面用作接纳被加工的材料。

本发明的装置至少包括一个附加的板状元件是适当的，在这种情况下所述的板状元件相互成角度安装，并且每个附加的板状元件最好有一个与相应的附加辐射器直接接触的表面。这样的装置可用于例如混合不同的材料、热的和物质的交换及类似的场合。

本发明的装置包括有反射器是适当的，该反射器与上述板元件的表面相距一段距离，并且与用于接纳被加工材料的最后表面平行。这样的装置保证了分散或喷射相应的散体或液体材料的高效率。

下面结合附图，用具体的实施例对本发明作详细说明，但这并不是对本发明的限定。

图1概括地表示出实施本发明的方法的装置;

图2为利用本发明的方法对水进行冷却的冷却塔;

图3为举例说明按照本发明的生物材料的灭菌方法;

图4为举例说明按照本发明的材料脱水和密实方法;

图5为举例说明按照本发明对不同材料进行混合的方法;

图6表示的一种装置方案;

图7表示另一种装置方案。

在下述说明中，同一部件用同一代号表示。

首先参见附图1，用于实施所提出的方法的装置表示在该图中。该装置具有一个电磁脉冲辐射器1，它与一个电磁脉冲源2（发生器）相连接。借助板状元件3实现电磁脉冲的变化，该板状元件的一个表面与辐射器1接触。由壁4形成的容器用于对被加工材料M的测量，在进行脉冲辐射时，该材料与板状元件3的第二表面直接接触。为此，材料M可以预先铺放在板状元件3的表面上，或者在进行上述的脉冲辐射时，通过管道，用运输装置或类似机具将材料M传送到它的表面上。板状元件3用导电材料制成，最好用铜或铝制成。板状元件的安装使它至少在给定的加速度方向上（在该情况下为垂直向上）有一定程度的自由度，其位移由挡块5决定（图1）。

在由脉冲源2传出脉冲时，辐射器1发出的电磁脉冲在板状元件3中产生感应电磁场，而这一产生的电磁场又导致垂直于板状元件平面方向上的机械脉冲的形成。这样，实际上由于自由配置的板状元件3不会变形，几乎所有能量都转换为被加工材料M的微粒的位移。由此产生的由脉冲能量和被加工材料的质量决定的加速达到数百乃至数千“g”，这样就保证了高的加工强度。这样，例如脱水时，在附加于每一颗粒的巨大惯性力的作用下产生了液体的分离，此外，伴随不同比重颗粒的分离，还可从分选颗粒中进行不同成分的颗粒的分离，当然这只会在超高加速的情况下才可能实现。

脉冲前锋由增长时间决定，其值为脉冲持续时间的10-20%。增长时间小于脉冲持续时间的10%是不适当的，因为这导致板状元件3由于过大的惯性负荷而破坏。而增长时间大于脉冲持续时间的20%，又会降低脉冲能量及由此获得的加速度。

被加工的材料可以是水（或其它液体），水流B（如图2所示）是指向板状元件3的一个表面的，这时，由辐射器1发出的电磁脉冲是断续发射的。壁4（见图2）构成冷却塔，其中水的冷却比普通冷却塔中冷却得快。这就有可能减少循环水量。

图3表示出一种装置，其中提供的方法可用于生物体（可以是任一种具有医用或食用价值的生物材料，以及具有生物液体的包扎材料或类似物）的灭菌。该装置附加有辐射器A，用以进行热或电离照射杀菌。这样就保证了对有害微生物的联合作用：高的加速和照射杀菌。

图4表示材料的脱水和密实方法，其中采用了带孔的容器6。材料M放在容器6中，该容器放置在板状元件3上。在辐射器（图4未表示出）发出的脉冲辐射情况下，超高加速造成容器中材料M的强烈压缩，并挤出水份，通过孔7排出挤出的水份。用这样的方法可以制成压片。

图5表示混合两种不同材料的装置，其中具有同样的电磁脉冲源1，1′，同样的电磁脉冲辐射器2，2′和同样的板状元件3，3′。材料M，M′由管道8，8′供给，在板状元件3，3′对面设置了反射器9，9′。在电磁脉冲辐射作用下，材料M，M′获得沿垂直方向的加速，被反射器9，9′反射，以高速相遇，这样就能进行充分的混合，热交换和相互破碎。这种方法可用于进行不同材料的物理的和化学的相互作用。

图6表示的装置可以作为图5所示的装置方案使用，它也具有用以使材料M颗粒破碎的反射器9。

图7所示的装置中也具有一对电磁脉冲器源2，2′的辐射器1，1′和一对板状元件3，3′，但它们是彼此相互对置的。为此，板状元3′具有安装在支座11上的复位弹簧10。这种装置方案保证材料M强烈破碎，并使它与材料M′充分混合，材料M′也能同样被破碎。

在实施本发明方法的方案的所有装置方案中，板状元件3应与具有的最小厚度是由强度条件决定的。

显然，本发明的方法及其实施装置还可以有其他方案。例如：上述的高的加速与热力的、化学的和其它形式的作用相结合。

本发明可用于各种工业部门，用于散体或液体材料的脱水、加湿、热交换（加热或冷却），例如用于食品和医药工业，用于塑料、建筑材料和其它类似材料的制造，用化学工业，换言之，一切需要材料强化加工的部门。本发明可以用于各种材料的低温消毒。此外，本发明还可用于浸润、破碎，以及从不同的表面去除冰和其它生成物。

Claims (9)

1、一种加速液体和散体材料的方法，它是通过将辐射器的电磁脉冲能量转换为机械能，该机械能又被传递给被加工材料的方法实现的，其特征在于，电磁脉冲能量转化为机械能是借助由导电材料制成的板状元件实现的，该板状元件至少在给定的加速方向有一定程度的自由度，这样该板状元件相对的两个表面，在辐射器发出电磁脉冲时，分别与辐射器和被加工材料直接接触。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，被加工材料是水，其液流指向板状元件的一个表面，这种情况下电磁脉冲是不间断发射的。

3、按照权利要求1所述的方法，其特征在于，被加工的材料是需要消毒的生物材料。

4、按照权利要求3所述的方法，其特征在于，被加工材料放置在安装在板状元件的一个表面上的容器中。

5、按照权利要求1所述的方法，其特征在于，需要混合的不同材料同时输送到板状元件的一个表面上。

6、按照权利要求1-5所述的方法，其特征在于，脉冲前锋是由其增长时间决定的，其值为脉冲持续时间的10-20%。

7、一种实施权利要求1所述方法的装置，具有与辐射器（1）相连的电磁脉冲源（2），其特征在于，它具有将辐射器（1）的电磁脉冲能量转换为机械能的转换器，它是由板状元件（3）构成的，该板状元件安装成至少具有一定程度的自由度，这样该板状元件（3）的一个表面与电磁脉冲辐射器（1）直接接触。

8、按照权利要求7所述的装置，其特征在于，它至少包括一个附加板状元件（3），每一附加平板状元件（3）有一个与相应的附加辐射器（1）直接接触的表面。

9、按照权利要求7或8所述的装置，其特征在于，它包括有反射器（9），该反射器（9）与板状元件（3）的表面相距一段距离，并且与用于接纳被加工材料的最后表面相平行。

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