JP5669888B2 - Method for adapting the flow rate of cavitation mixers for fluid mixtures to be produced hygienically - Google Patents

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Description

本発明は、キャビテーション発生機プラント若しくはキャビテーションミキサの流量適合方法、並びにキャビテーション発生機プラント若しくはキャビテーションミキサに関する。   The present invention relates to a flow rate adaptation method for a cavitation generator plant or a cavitation mixer, and a cavitation generator plant or a cavitation mixer.

公知のように、懸濁液又はエマルション又はガス・液体混合物、例えば炭酸含有飲料は、流体動力学的なキャビテーションミキサを用いて、まず最初にキャビテーションミキサに向かって流れる液体に、蒸気が充填された気泡を発生させ、次いでこれらの気泡が内破的に再び崩壊することにより、機械的に駆動される構成部材無しに小さな手間で製造される。   As is known, suspensions or emulsions or gas / liquid mixtures, such as carbonated beverages, were first filled with steam using a fluid dynamic cavitation mixer into the liquid flowing towards the cavitation mixer. By generating bubbles and then these bubbles collapse again implosively, they are manufactured with little effort without mechanically driven components.

いわゆる「キャビテーションバブル」の多数の気泡の崩壊が、2つの相領域間、つまり例えば水中の大きな気泡の境界面付近で起こると、これにより第2の成分、この場合は気泡が、より小さな単位に分裂して、2つの成分の極めて微細な混合物、延いては極めて安定的なガス・水混合物が製造される。   If the collapse of a large number of bubbles in a so-called “cavitation bubble” occurs between two phase regions, for example near the boundary of a large bubble in water, this causes the second component, in this case the bubble, to become smaller units. Splitting produces a very fine mixture of the two components, and thus a very stable gas / water mixture.

キャビテーションバブルの発生は、流動する液体内で、液体の蒸気圧未満に静圧を低下させることによって起こるので、例えば流れを狭くすることによって、蒸気の充填された気泡が形成される。   The generation of cavitation bubbles occurs in the flowing liquid by reducing the static pressure below the vapor pressure of the liquid, so that, for example, by narrowing the flow, bubbles filled with vapor are formed.

次いで、流れ横断面の拡張に基づいて静圧が再び増大して、静圧が再び蒸気圧を超えると、気泡は崩壊する。   The bubble then collapses when the static pressure increases again based on the expansion of the flow cross section and the static pressure again exceeds the vapor pressure.

流れ横断面の狭まりと、続く拡張とは、通流室内に障害物が配置されることにより達成され、この場合、例えば障害物と、通流室の包囲ハウジングとの間に残留する隙間が、狭小部を形成する。   The narrowing of the flow cross section and the subsequent expansion is achieved by placing an obstacle in the flow chamber, in which case, for example, a gap remaining between the obstacle and the enclosure housing of the flow chamber A narrow portion is formed.

スペース上の理由から、好ましくは流れ方向に対して横方向に位置する円板の形状を有する前記障害物を、相前後して多重に配置することにより、特に流れ方向に見て環状の隙間面積が1つの円板から次の円板にかけてその都度減少していくことによって、キャビテーション作用は数倍になる。   For reasons of space, the obstruction having the shape of a disk located preferably in a direction transverse to the flow direction is arranged in succession, so that an annular gap area, especially when viewed in the flow direction, is provided. Is reduced each time from one disc to the next, thereby increasing the cavitation effect several times.

この場合、環状の隙間範囲に形成される第1のキャビテーションフィールドに加えて付加的に、複数の補足的なキャビテーションフィールドが障害物間の通流可能な中空室内に生ぜしめられるので、個々のキャビテーションフィールドの空間的な重なりに基づいて、いわゆる「スーパーキャビテーションフィールド」が生じ、これにより各個別のキャビテーションフィールドのキャビテーション作用は数倍になる。   In this case, in addition to the first cavitation field formed in the annular gap area, in addition to the first cavitation field, a plurality of supplementary cavitation fields are created in the hollow chambers through which the obstacles can flow. Based on the spatial overlap of the fields, a so-called “super cavitation field” is produced, which causes the cavitation action of each individual cavitation field to be several times.

流速が、周辺条件に関連する特定の値、例えば約14m/sを、障害物の剥離エッジにおいて超過すると、水の場合は静圧がゼロ又は負となり、この静圧の低下がキャビテーション作用を生ぜしめる。   If the flow rate exceeds a certain value related to ambient conditions, for example about 14 m / s, at the separation edge of the obstacle, the static pressure is zero or negative in the case of water, and this reduction in static pressure causes cavitation. Close.

このようなキャビテーション発生機は、例えばミネラルウォーターの充填工場又はレモネード製造工場において使用され、これにより、混入されたCO及び/又はレモネード原料(シロップ)を、水中でできるだけ完全に結びつかせる。 Such cavitation generators are used, for example, in mineral water filling plants or lemonade manufacturing plants, thereby associating contaminated CO 2 and / or lemonade raw material (syrup) as completely as possible in water.

この場合、実地では複数の問題が生じる。即ち:
一方では単位時間当たりに供給されて処理されるべき生産物、とりわけ飲料の液状の主成分の量は、上流側のプラント部分の運転状態又は供給能力延いてはキャビテーション発生機にわたって生じる圧力降下にも関連して、激しく変動することがある。
In this case, a plurality of problems occur in practice. That is:
On the one hand, the amount of product to be supplied and processed per unit time, in particular the liquid main component of the beverage, also depends on the operating conditions of the upstream plant part or on the supply capacity and thus on the pressure drop that occurs across the cavitation generator. Relatedly, it can fluctuate violently.

更に、例えば生産物を変更することにより、生産物の特性、例えば温度、粘度、供給圧等が変化する可能性がある。   Furthermore, changing the product, for example, can change the properties of the product, such as temperature, viscosity, supply pressure, and the like.

このような条件変化にもかかわらず、キャビテーション発生機内に確実にキャビテーション作用を生ぜしめるために、特に障害物の通流隙間における所定の最低流速及び/又は最低限の圧力降下を得るか、又は上回る必要があるが、これらの最低流速及び/又は最低限の圧力降下は、前記周辺条件に依存している。   In order to ensure that cavitation occurs in the cavitation generator in spite of such a change of condition, a predetermined minimum flow velocity and / or a minimum pressure drop is obtained or exceeded, especially in the obstacle clearance. Although necessary, these minimum flow rates and / or minimum pressure drops are dependent on the ambient conditions.

特許文献1、特許文献2並びに特許文献3から既に、生産物の流れの一部をキャビテーション発生機の下流側で分岐させ、一部はキャビテーション発生機区間の始端部の上流側に戻し、且つ一部はキャビテーション区間に戻すことが公知である。   Already from Patent Document 1, Patent Document 2 and Patent Document 3, a part of the product flow is branched on the downstream side of the cavitation generator, and a part is returned to the upstream side of the start end of the cavitation generator section. It is known that the part is returned to the cavitation section.

特許文献1には、相前後して接続された2つのキャビテーション発生機のうちの第1のキャビテーション発生機に、つまりこの第1のキャビテーション発生機の側方に配置された吸込み接続部に戻す具体的な手段が記載されているに過ぎない。前記吸込み接続部には、第1のキャビテーション発生機内のノズル作用に基づき負圧がもたらされ、これにより、キャビテーション発生機の下流側に低圧レベルで存在する材料流を、更に上流側に位置する、より高い圧力レベルを有するポイントに供給することが可能である。   Patent Document 1 discloses a method of returning to a first cavitation generator of two cavitation generators connected in succession, that is, returning to a suction connection portion disposed on the side of the first cavitation generator. Only the practical means are described. The suction connection is provided with a negative pressure based on the nozzle action in the first cavitation generator, so that the material flow present at a low pressure level downstream of the cavitation generator is located further upstream. , Can be fed to points with higher pressure levels.

しかしながら、前掲の特許文献1、2及び3では、材料流を戻す目的として、せいぜい生産物に及ぼされるキャビテーションの影響の改善が挙げられているに過ぎない。戻し流の量により、キャビテーション発生機区間にわたる最低限の圧力降下を制御することは、提案もされていないし、容易に想到し得ない。全体として最低限の圧力降下を保証すべき様々な手段の具体的な順序や組み合わせは全く記載されていない。   However, in the aforementioned Patent Documents 1, 2, and 3, the improvement of the influence of cavitation exerted on the product is only mentioned as the purpose of returning the material flow. Controlling the minimum pressure drop across the cavitation generator section by the amount of return flow has not been proposed or easily conceived. No specific order or combination of the various means which should guarantee a minimum pressure drop as a whole is described.

製造しようとする混合物が食品である場合、又は別の理由から衛生状態を必ず維持せねばならない場合には、付加的な問題が生じる。即ち:
キャビテーション発生機管が複数の個別部材、特に軸方向に相接して続く個別部材や、長手方向に分割された2つのハーフシェルから構成される場合は、これらの個別部材間にシールを配置する必要があり、これらのシールと、包囲している材料との間には極小さな中空室が残るので、これらの中空室に病原菌が集まって増殖する恐れがある。細菌汚染の可能性をできる限り低下させるために、互いに結合されるべき、大抵はねじ締結されるべき個別部材を、付加的に密に、且つできるだけ中空室を無くすように互いに適合させねばならない。
Additional problems arise if the mixture to be manufactured is a food product or if hygiene must be maintained for other reasons. That is:
When the cavitation generator tube is composed of a plurality of individual members, in particular, individual members that are in contact with each other in the axial direction, or two half shells that are divided in the longitudinal direction, a seal is disposed between these individual members. There is a need for this, and very small cavities remain between these seals and the surrounding material, and pathogens can collect and grow in these cavities. In order to reduce the possibility of bacterial contamination as much as possible, the individual parts, which are to be joined together, usually screwed together, must be adapted to one another in order to be additionally dense and to eliminate as much hollow space as possible.

これに対して、キャビテーション発生機管ができるだけ少ない、特に唯一の部材から製造される場合には、製造費用が極めて高くなるか、又はキャビテーション発生機管内に配置しようとするツリー状障害部材の取付けが不可能になるか、若しくは取付けに極めて手間がかかる。   On the other hand, if the cavitation generator tube is as few as possible, especially if it is manufactured from a single member, the manufacturing cost is very high, or the installation of a tree-like obstacle member to be placed in the cavitation generator tube It becomes impossible or takes a lot of time to install.

キャビテーション発生機管の個々の部分が、後からフランジ部材に溶接されて、その後これらのフランジ部材を介してキャビテーション発生機管の個々の部分が互いにねじ締結可能である場合は、キャビテーション発生機管の分割次第では、溶接された状態では接近しにくいために、フランジ部材と本来の管部分との間の溶接シームを後処理、特に研磨することができないか、又は別の方法で溶接シームを平滑化することはできない。これにより、やはり溶接シーム内に残留している、キャビテーション発生機管の内室に対して開いた気泡のリスクが生じ、これらの気泡もやはり、病原菌の堆積場所や増殖場所に利用される恐れがある。   If individual parts of the cavitation generator pipe are later welded to the flange members and the individual parts of the cavitation generator pipe can then be screwed together via these flange members, the cavitation generator pipe Depending on the division, it is difficult to access in the welded state, so the weld seam between the flange member and the original pipe part cannot be post-treated, especially polished or otherwise smoothed. I can't do it. This creates a risk of air bubbles that are still in the weld seam and open to the inner chamber of the cavitation generator tube, and these air bubbles may also be used for the location of the pathogen and the growth location. is there.

付加的に、フランジの溶接は、キャビテーション発生機管の全長、延いては必然的にツリー状障害部材の長さをも延長する。しかしながら、ツリー状障害部材はいずれにしろその安定性に関して、作動中に発生する大きな力に基づき、既に常時、安定性の限界にある。   In addition, the welding of the flange also extends the overall length of the cavitation generator tube and hence the length of the tree-like obstruction. However, in any case, the tree-like obstruction member is already always at the limit of stability because of the large force generated during operation.

キャビテーション発生機の作動中に層流だけが支配する領域に溶接シームが位置している場合、これらの領域は媒体の流れによって最適には自動洗浄されない。   If the weld seam is located in areas where only laminar flow dominates during operation of the cavitation generator, these areas are not optimally automatically cleaned by media flow.

DE4433744 A1DE4433744 A1 WO2006/027002 A1WO2006 / 027002 A1 DE69816077 T2DE69816077 T2

従って本発明の課題は、複数のキャビテーション発生機を有していてもよいキャビテーション発生機プラントを、運転条件の変化、特に変化する通流量や生産物パラメータに、特に自動的に適合させることができ、しかも、衛生に対して課せられた要求を満たす方法並びに装置を提供することにある。   The object of the present invention is therefore to be able to adapt a cavitation generator plant which may have a plurality of cavitation generators, in particular automatically, to changes in operating conditions, in particular to changing flow rates and product parameters. And it is providing the method and apparatus which satisfy | fills the request | requirement imposed on hygiene.

この課題を解決するために本発明による方法では、
隙間幅を個別に制御することができる、1つのキャビテーション発生機又は並列接続された複数のキャビテーション発生機を有するキャビテーション発生機区間を備えた、衛生的に製造するべき流体混合物用のキャビテーションミキサの流量適合方法であって、
−処理しようとする流体の特性、特に温度を考慮して、前記キャビテーション発生機区間にわたる最低限の圧力降下を決定し、
−流体混合物の一部を、流出導管から戻し導管を介して、前記キャビテーション発生機区間の下流側のポイントから、前記キャビテーション発生機区間用の作業圧力を供給するポンプの上流側であり且つ流体混合物の2つの成分の混合ポイントの上流側のポイントに戻す、衛生的に製造するべき流体混合物用のキャビテーションミキサの流量適合方法において、
−前記ポンプの圧送出力を、キャビテーションミキサからの流体混合物の最大取出し量よりも大きく選択し、これにより、前記キャビテーション発生機区間の終端部に常に過剰圧力が生じるようにし、
−前記戻し導管を常時開放し、
−前記最低限の圧力降下に満たない場合は、
−特に前記ポンプの単位時間当たりの圧送量を高めることにより、前記戻し導管を介して戻される部分流を増大させ、且つ/又は
−複数のキャビテーション発生機が設けられている場合は、これらのキャビテーション発生機のうちの少なくとも1つを閉鎖し、且つ/又は
−特にツリー状障害部材の軸方向移動により、1つ若しくは複数のキャビテーション発生機の隙間幅を減少させるようにした。
In order to solve this problem, according to the method of the present invention,
Flow rate of a cavitation mixer for a fluid mixture to be produced hygienically with a cavitation generator section having one cavitation generator or a plurality of cavitation generators connected in parallel, the gap width of which can be individually controlled An adaptation method,
-Determining the minimum pressure drop across the cavitation generator section, taking into account the properties of the fluid to be treated, in particular the temperature,
A part of the fluid mixture from the outlet conduit through the return conduit, from a point downstream of the cavitation generator section, upstream of the pump supplying the working pressure for the cavitation generator section and the fluid mixture In a method for adapting the flow rate of a cavitation mixer for a fluid mixture to be produced hygienically, returning to a point upstream of the mixing point of the two components
The pumping output of the pump is selected to be greater than the maximum amount of fluid mixture removed from the cavitation mixer, so that excessive pressure always occurs at the end of the cavitation generator section;
-Always open the return conduit;
-If the minimum pressure drop is not met,
-Increase the partial flow returned through the return conduit, in particular by increasing the pumping rate per unit time of the pump; and / or-if there are several cavitation generators, these cavitations At least one of the generators is closed and / or the gap width of one or more cavitation generators is reduced, in particular by axial movement of the tree-like obstruction.

更に、前記課題を解決するために本発明による装置では、
キャビテーションミキサであって、
−互いに並列接続された複数のキャビテーション発生機を有するキャビテーション発生機区間を備えており、前記キャビテーション発生機内の隙間幅が、特に大きな隙間幅と小さな隙間幅との間で、特に圧縮空気シリンダにより調節可能であり、
−前記キャビテーション発生機区間に通じる流入導管に、少なくとも1つのポンプが設けられており、
−前記キャビテーション発生機区間の下流側のポイントと、上流側のポイントとの間に、差圧測定装置が設けられており、
−前記ポンプの上流側で前記流入導管に開口する第2の成分用の供給導管が設けられており、
−前記キャビテーション発生機区間の下流側のポイントから、前記キャビテーション発生機区間用の作業圧力を供給する前記ポンプの上流側であり且つ流体混合物の2つの成分の混合ポイントの上流側のポイントに通じる戻し導管が設けられており、
−前記キャビテーション発生機は、キャビテーション発生機管により管状に形成されている、キャビテーションミキサにおいて、
−前記キャビテーション発生機は、個別に且つ互いに独立して、個々のキャビテーション発生機に通じる流入導管又は流出導管を遮断することにより遮断可能でもあるし、
−前記隙間幅を調節することができるようにもなっており、
−前記差圧測定装置により測定された、前記キャビテーション発生機区間にわたる圧力降下に関連して前記ポンプの単位時間当たりの吐出量を制御し、且つ前記個別のキャビテーション発生機における開閉、並びに開放状態での大きな隙間幅から小さな隙間幅への調節及びその逆の調節を制御する制御装置が設けられており、
−前記キャビテーション発生機管は、フランジ締結された複数の個別の管部分から成っていて、これらの管部分は少なくとも、生産物流入部、キャビテーションコーン及び軸方向貫通部の個別部材であるようにした。
Furthermore, in order to solve the above problems, the apparatus according to the present invention provides:
A cavitation mixer,
A cavitation generator section having a plurality of cavitation generators connected in parallel to each other, the gap width in the cavitation generator being adjusted between a particularly large gap width and a small gap width, in particular by a compressed air cylinder; Is possible,
-At least one pump is provided in the inflow conduit leading to the cavitation generator section;
-A differential pressure measuring device is provided between the downstream point of the cavitation generator section and the upstream point;
-A supply conduit for a second component opening upstream of the pump into the inflow conduit is provided;
A return from a point downstream of the cavitation generator section to a point upstream of the pump supplying working pressure for the cavitation generator section and upstream of the mixing point of the two components of the fluid mixture A conduit is provided,
The cavitation generator is a cavitation mixer formed in a tubular shape by a cavitation generator tube;
The cavitation generators can also be interrupted individually and independently of each other by blocking the inflow or outflow conduits leading to the individual cavitation generators;
-The gap width can be adjusted,
-Controlling the discharge per unit time of the pump in relation to the pressure drop across the cavitation generator section measured by the differential pressure measuring device, and in the open / closed and open states of the individual cavitation generators A control device is provided to control the adjustment from a large gap width to a small gap width and vice versa.
The cavitation generator tube comprises a plurality of flanged individual tube parts, which are at least individual members of the product inlet, the cavitation cone and the axial penetration.

有利な構成は、従属請求項に記載されている。   Advantageous configurations are set forth in the dependent claims.

キャビテーション発生機の入口と出口との間で検出可能な圧力降下は、キャビテーション発生機内の流速、特に障害物における流速、つまりキャビテーション発生機の狭小部における流速と相関関係にあるので、キャビテーション発生機は、キャビテーション発生機区間にわたって測定される圧力降下に基づいて制御され得る。キャビテーション発生機区間は、1つのキャビテーション発生機、又は本実施形態では複数の、一般に並列接続されたキャビテーション発生機から成っていてよい。   The pressure drop that can be detected between the inlet and outlet of the cavitation generator is correlated with the flow velocity in the cavitation generator, especially the flow velocity at the obstacle, that is, the flow velocity in the narrow part of the cavitation generator. Can be controlled based on the pressure drop measured across the cavitation generator section. The cavitation generator section may consist of one cavitation generator or, in this embodiment, a plurality of generally connected cavitation generators.

キャビテーション発生機の内部に実際にキャビテーション延いては所望の混合作用が生じるようにするために、まず最初に、キャビテーション発生機区間に生じなければならない最低限の圧力降下を決定する必要がある。   In order to actually achieve cavitation and the desired mixing effect within the cavitation generator, it is first necessary to determine the minimum pressure drop that must occur in the cavitation generator section.

この最低限の圧力降下の高さがどの程度でなければならないのかは、多数の周辺条件に関連していて、キャビテーション発生機の構造形式及びサイズに関連している一方で、キャビテーション発生機で加工しようとする流体の物理的特性、例えば加工しようとする流体が供給される温度、粘度及び圧力等の周辺条件にも関連している。   The extent to which this minimum pressure drop must be related to a number of ambient conditions and to the structure type and size of the cavitation generator, while being processed by the cavitation generator. It is also related to the physical properties of the fluid to be processed, for example ambient conditions such as the temperature, viscosity and pressure at which the fluid to be processed is supplied.

圧力降下が運転中に、所定の最低限の圧力降下を下回るほどに減少しないようにするために、キャビテーション発生機区間の出口において、主流から部分流が、常に開いた戻し導管を介して分岐され、キャビテーション発生機区間の始端部の上流側で主要区間に戻し循環させられて、キャビテーション発生機区間に改めて供給され、これにより、単位時間当たりのキャビテーション発生機区間に供給される量が人為的に増大されて、キャビテーションの発生が保証されるようになっている。これは主として、キャビテーション発生機区間用の作業圧力を供給するポンプの単位時間当たりの吐出量を増大させることによって行われる。   In order to ensure that the pressure drop does not decrease during operation below the predetermined minimum pressure drop, at the outlet of the cavitation generator section, a partial flow from the main flow is always branched via an open return conduit. The cavitation generator section is circulated back to the main section upstream of the beginning of the cavitation generator section and supplied again to the cavitation generator section, so that the amount supplied to the cavitation generator section per unit time is artificially increased. Increased to ensure the occurrence of cavitation. This is mainly done by increasing the discharge per unit time of the pump supplying the working pressure for the cavitation generator section.

詳細には、このために必要な制御方法は、種々様々に実施され得る。   In detail, the control methods necessary for this can be implemented in a wide variety.

つまり、例えば常に定められた特定の量の主流、例えば常に50%の主流が、回路に戻されてよい。   That is, for example, a certain amount of mainstream, which is always defined, may be returned to the circuit, for example 50% mainstream.

しかしながら、戻される部分流の量は、例えば段階的又は連続的に変化させることができるほうが良く、このことは、上述した手段によって容易に実現され得る。これにより、生じる圧力降下が常に、決定された最低限の圧力降下をかろうじて上回り、延いてはキャビテーションが発生する、ということが達成され得る。   However, it is better that the amount of partial flow returned can be varied stepwise or continuously, for example, which can easily be realized by the means described above. Thereby, it can be achieved that the resulting pressure drop is always barely above the determined minimum pressure drop and thus cavitation occurs.

前記圧力降下が最低限の値を超えて著しく増大しても、有効な利益は何らもたらさない。それというのも、この場合に生じるキャビテーションは、量的に多くはならない、つまり、混合はほとんど改善されないからである。主流のかなりの部分又は大部分を戻すことにより、反対に別の問題が生じる。即ち:
キャビテーション発生機内で何度も加工が行われることにより、加工しようとする媒体の温度が上昇し、これは多数の用途に関して欠点となる。これにより、加工しようとする流体もやはり、キャビテーション発生機内に生じる負荷、例えば高い剪断力を一度のみならず何度も受け、このことは、加工しようとする流体によっては欠点となり得る。
If the pressure drop increases significantly beyond a minimum value, it does not provide any useful benefit. This is because the cavitation that occurs in this case does not increase in quantity, that is, the mixing is hardly improved. On the contrary, another problem arises by returning a significant part or most of the mainstream. That is:
The repeated processing in the cavitation generator raises the temperature of the medium to be processed, which is a drawback for many applications. As a result, the fluid to be processed is also subjected to a load generated in the cavitation generator, for example a high shear force, not only once but also several times, which can be a drawback depending on the fluid to be processed.

部分流の戻し案内は、キャビテーション発生機に作業圧力を供与するポンプの上流側であり且つ主成分に供給される成分の混合ポイントの上流側の所定のポイントで行われるので、戻された部分流は、前記ポンプによって再び所望の作業圧力にもたらされる。   Since the partial flow return guide is performed at a predetermined point upstream of the pump that supplies the working pressure to the cavitation generator and upstream of the mixing point of the components supplied to the main component, Is again brought to the desired working pressure by the pump.

一般に、圧力降下は連続的に測定されて、圧力測定の結果は、戻し区間の通流量を制御する制御装置に送られる。戻し区間の通流量制御を提供する特に簡単な制御装置は、簡単な差圧制御装置である。しかしながら一般には、付加的に他の制御機能を一緒に担うことができる、より複雑な制御装置が用いられる。   In general, the pressure drop is measured continuously, and the result of the pressure measurement is sent to a control device that controls the flow rate in the return section. A particularly simple control device that provides flow control in the return section is a simple differential pressure control device. In general, however, more complex control devices are used which can additionally take on other control functions together.

つまり、例えば生じる圧力降下の他に、生産物の注目すべき物理的特性、例えば温度、粘度等を直接に測定し、同様に圧力、好ましくはポンプの下流側の圧力、つまりキャビテーション発生機への入口における作業圧力も測定され得る。圧力降下は、キャビテーション発生機の上流側と下流側との圧力を測定することにより、いずれにしろ検出されるので、これらの個々の圧力のうちの一方が既に、キャビテーション発生機への入口における圧力である。   This means that, for example, in addition to the pressure drop that occurs, the notable physical properties of the product, such as temperature, viscosity, etc., are directly measured, as well as the pressure, preferably the pressure downstream of the pump, i.e. to the cavitation generator. The working pressure at the inlet can also be measured. The pressure drop is detected anyway by measuring the pressure upstream and downstream of the cavitation generator, so one of these individual pressures is already the pressure at the inlet to the cavitation generator. It is.

キャビテーション発生機区間が1つのキャビテーション発生機のみならず、並列接続された複数のキャビテーション発生機を有している場合、極端に少ない流量に対する適合は、特に付加的に、やはり予め定められた、キャビテーション発生機区間にわたる最低限の圧力降下の決定に従って、これを下回った場合には、残りの作動中のキャビテーション発生機、つまり少なくとも1つの作動中のキャビテーション発生機によりキャビテーション発生機区間にわたって最低限の圧力降下が達成されるまで、少なくとも1つのキャビテーション発生機又は順次複数のキャビテーションが停止、つまり閉鎖されることにより、行うことができる。   If the cavitation generator section has not only one cavitation generator but also a plurality of cavitation generators connected in parallel, the adaptation to extremely low flow rates is in addition additionally, also predetermined cavitation If the minimum pressure drop across the generator section is determined and falls below this, the minimum pressure over the cavitation generator section by the remaining active cavitation generator, ie, at least one active cavitation generator. This can be done by stopping, i.e. closing, at least one cavitation generator or several cavitations in sequence until a descent is achieved.

キャビテーション発生機区間が2つ又は複数の、同一に寸法設定されたキャビテーション発生機を有している場合は、最低限の圧力降下に満たないと、1つのキャビテーション発生機しか運転されなくなるまで、キャビテーション発生機が相次いで順に停止される。   If the cavitation generator section has two or more identically sized cavitation generators, only one cavitation generator can be operated unless the minimum pressure drop is reached. The generators are stopped one after the other.

これに対して、キャビテーション発生機区間のキャビテーション発生機が異なるサイズに寸法設定されている場合の手順は別にある。   On the other hand, there is a separate procedure when the cavitation generators in the cavitation generator section are dimensioned to different sizes.

区間の全てのキャビテーション発生機が作動され、且つ圧力降下が最低限の圧力降下を下回るほどに減少している状態を起点とした場合は、まず最初に最も小さなキャビテーション発生機が停止される。   If all the cavitation generators in the section are activated and the pressure drop is reduced to a level below the minimum pressure drop, the smallest cavitation generator is first stopped.

これで十分でない場合には、最も小さなキャビテーション発生機は作動させられ、その代わりに最低限の圧力降下が達成されるまで、次に大きなキャビテーション発生機が順に停止される。   If this is not sufficient, the smallest cavitation generator is activated and instead the next largest cavitation generator is turned off in turn until a minimum pressure drop is achieved.

最低限の圧力降下が唯一のキャビテーション発生機を停止させることによっては達成不可能な場合は、唯一の最大のキャビテーション発生機は停止したままにして、最終的に2つ又はそれ以上のキャビテーション発生機が停止状態にされるまで、残りの作動しているキャビテーション発生機によって同一の通流量が継続される。このようにして、最低限の圧力降下がかろうじて上回られ、極端に大きく増大することはない。最低限の圧力降下の極端な増大は、単に大きなエネルギ損失を意味するに過ぎない。   If a minimum pressure drop is not achievable by stopping only one cavitation generator, leave only one maximum cavitation generator stopped and eventually two or more cavitation generators The same flow rate is continued by the remaining operating cavitation generators until is stopped. In this way, the minimum pressure drop is barely exceeded and does not increase significantly. An extreme increase in the minimum pressure drop simply means a large energy loss.

このようにして、例えば異なる大きさの3つのキャビテーション発生機により、既にキャビテーション発生機プラントの極めて良好な制御が実施され得る。   In this way, very good control of the cavitation generator plant can already be carried out, for example by means of three cavitation generators of different sizes.

好ましくは、個々のキャビテーション発生機と、次に大きなキャビテーション発生機との大きさの比は、常に同じであり、例えば1:2又は1:4である。   Preferably, the size ratio between the individual cavitation generators and the next largest cavitation generator is always the same, for example 1: 2 or 1: 4.

1つ又は複数のキャビテーション発生機が停止された状態で運転が行われる場合、所定の時間の経過後に、キャビテーション発生機の同一の寸法設定に基づいて可能な限りは、停止されるキャビテーション発生機を交代して、加工しようとする媒体が停止されたキャビテーション発生機内に極端に長く滞留することを防止する。キャビテーション発生機における媒体の長期滞留は、不都合な病原菌が形成される可能性を高める恐れがある。   If operation is performed with one or more cavitation generators stopped, the cavitation generators to be stopped may be switched off as much as possible based on the same dimensional settings of the cavitation generators after a predetermined time. In turn, the medium to be processed is prevented from staying extremely long in the stopped cavitation generator. Long-term residence of the media in the cavitation generator can increase the likelihood of forming unwanted pathogens.

反対に、目下全てのキャビテーション発生機が作動してはいないキャビテーション発生機区間において、目下の圧力降下が30%以上、特に50%以上、所定の最低限の圧力降下を上回ると、付加的なキャビテーション発生機が作動される。これにより、極端に大きなエネルギ損失と、媒体に対する極端に高い剪断負荷とが回避される。   On the other hand, if the current pressure drop is 30% or more, especially 50% or more, exceeding the specified minimum pressure drop in the cavitation generator section where all cavitation generators are not currently operating, additional cavitation The generator is activated. This avoids extremely large energy losses and extremely high shear loads on the medium.

キャビテーション発生機を停止させるために、供給導管と、特に流出導管の両方、つまりキャビテーション発生機の上流側と下流側とが別個に遮断される。   In order to stop the cavitation generator, both the supply conduit and in particular the outflow conduit, ie the upstream side and the downstream side of the cavitation generator, are interrupted separately.

このことは、キャビテーション発生機内への細菌汚染の移動と、キャビテーション発生機からの細菌汚染の移動とを阻止し、更に、キャビテーション発生機区間の作動範囲から、停止されたキャビテーション発生機内への水撃をも阻止する。   This prevents the movement of bacterial contamination into and out of the cavitation generator, and the water hammer into the stopped cavitation generator from the operating range of the cavitation generator section. Also prevent.

キャビテーション発生機区間の1つ又は複数のキャビテーション発生機は、隙間の大きさ、つまり、キャビテーションを生ぜしめる、キャビテーション発生機の障害物と外部ハウジングとの間の有効隙間の大きさに関して可変なので、制御及び変動する通流量に対する適合は、特に付加的に、前記隙間の大きさを変えることによっても行うことができる。   One or more cavitation generators in the cavitation generator section are variable with respect to the size of the gap, i.e. the size of the effective gap between the cavitation generator obstacle and the outer housing that causes cavitation. The adaptation to varying flow rates can also be made especially by changing the size of the gap.

一般に、障害物は軸方向に相前後して間隔をあけて配置された、例えば円板体であり、これらの円板体は、軸方向に延びるロッドに配置されている。前記隙間の大きさを調節するためには一般に、大抵円錐状に先細になるように延びている外側のハウジング内で個々の障害物がその軸方向位置をずらされるのではなく、軸方向ロッドがずらされ、この軸方向ロッドと共に全ての障害物、つまりツリー状障害部材全体がずらされる。   In general, the obstacle is, for example, a disc body arranged at intervals in the axial direction, and these disc bodies are arranged on a rod extending in the axial direction. In order to adjust the size of the gap, it is generally the case that the axial rods are not displaced in their axial position within the outer housing, which usually extends in a conical taper. All the obstacles, i.e. the whole tree-like obstacle member, are displaced with this axial rod.

特に簡単な制御は、ツリー状障害部材が2つの終端位置間でしか往復移動させられないことによって可能であり、このことは、圧縮空気シリンダによって簡単に行うことができる。   A particularly simple control is possible by the fact that the tree-like obstruction can only be reciprocated between two end positions, which can be easily done by means of a compressed air cylinder.

前記軸方向の移動が複数段階で、又は無段階で行われると、より細やかな制御が可能になるが、このためにはツリー状障害部材を、例えばサーボモータによって移動させる必要がある。   If the axial movement is performed in a plurality of steps or in a stepless manner, finer control becomes possible. For this purpose, the tree-like obstacle member needs to be moved by, for example, a servo motor.

特に、隙間の大きさの連続的な調節は、キャビテーション発生機区間にわたって目下測定された圧力降下に直接に関連して実施されるので、必要とされる最低限の圧力降下がちょうど得られる。   In particular, the continuous adjustment of the gap size is performed directly in relation to the pressure drop currently measured over the cavitation generator section, so that the required minimum pressure drop is just obtained.

隙間幅が2つの位置間でのみ変化させられるキャビテーション発生機の場合、最低限の圧力降下を下回ると直ちに、大きな隙間幅に調節された状態からより小さな隙間幅に切り替えられる。逆に、最低限の圧力降下を20%以上、超過すると直ちに、小さな隙間幅から大きな隙間幅に切り替えられる。   In the case of a cavitation generator in which the gap width is changed only between two positions, as soon as it falls below the minimum pressure drop, it is switched from a state adjusted to a larger gap width to a smaller gap width. Conversely, when the minimum pressure drop is exceeded by 20% or more, the small gap width is immediately switched to the large gap width.

この場合、最低限の圧力降下は、例えば処理しようとする生産物が水の場合、若しくは主成分が水の生産物の場合、+/−2℃の誤差を有する20℃の処理温度において、少なくとも15m/秒の流速が、キャビテーション発生機内、特にキャビテーション発生機内の全ての狭小部において達成されるか、又は超えられるように規定される。このことは例えば、キャビテーション発生機区間にわたる最低限の圧力降下が4000hPaであることに相当する。   In this case, the minimum pressure drop is at least at a treatment temperature of 20 ° C. with an error of +/− 2 ° C., for example when the product to be treated is water or the main component is a water product. A flow rate of 15 m / sec is defined to be achieved or exceeded in the cavitation generator, in particular in all the narrows in the cavitation generator. This corresponds, for example, to a minimum pressure drop over the cavitation generator section of 4000 hPa.

同時に、キャビテーション発生機プラントは、影響を及ぼす別の複数の手段を有していてもよい。   At the same time, the cavitation generator plant may have other means of influence.

プラントは、隙間幅に関して可変の複数のキャビテーション発生機を有しているので、圧力降下が、最低限の圧力降下を下回るほどに減少すると、2つの位置の隙間幅しか可能でない場合は、まず最初にキャビテーション発生機区間の複数のキャビテーション発生機が順次、全てのキャビテーション発生機に至るまで、大きな隙間から小さな隙間に減少される。   The plant has multiple cavitation generators that are variable with respect to the gap width, so if the pressure drop is reduced below the minimum pressure drop, if only two gap gap widths are possible, first of all In addition, a plurality of cavitation generators in the cavitation generator section are sequentially reduced from a large gap to a small gap until reaching all the cavitation generators.

隙間幅を段階的に何度も変えることができる場合は、最低限の圧力降下が達成されるまで、隙間幅は、好ましくは区間の全てのキャビテーション発生機において並行して徐々に減少される。   If the gap width can be changed many times in steps, the gap width is preferably gradually reduced in parallel in all cavitation generators in the section until a minimum pressure drop is achieved.

供与されているキャビテーション発生機プラントが、隙間幅の調節以外に、並列的に構成された複数のキャビテーション発生機を備えたキャビテーション発生機区間を有していて、前記キャビテーション発生機は個別に作動及び停止可能である場合、1つのキャビテーション発生機又は複数のキャビテーション発生機を順次遮断することが、圧力降下に影響を及ぼすために第1に選択される手段であり、これが十分でない場合に初めて追加的に、隙間幅の減少と、戻し量の増大とが、この順序で付加的に利用される。   The provided cavitation generator plant has a cavitation generator section having a plurality of cavitation generators configured in parallel in addition to the adjustment of the gap width, and the cavitation generator operates individually and If it is possible to shut it down, shutting off one cavitation generator or several cavitation generators in sequence is the first choice to influence the pressure drop, and it is only added if this is not sufficient In addition, a decrease in the gap width and an increase in the return amount are additionally used in this order.

この制御優先順位に対して択一的な優先順位では、第1の手段としてキャビテーション発生機区間の全てのキャビテーション発生機において一貫して隙間幅を減少させ、これが十分でない場合に初めて、個々の又は複数のキャビテーション発生機を停止させる。   In this alternative priority to the control priority, as a first measure, the gap width is reduced consistently in all the cavitation generators in the cavitation generator section, and only when this is not sufficient, Stop multiple cavitation generators.

導管内の堆積物及び細菌汚染を避けるために、導管を通る戻し流が実地運転において遮断されることは決してない。このための戻し案内量は、主流の少なくとも2%、好適には5%で十分である。   In order to avoid sediment and bacterial contamination in the conduit, the return flow through the conduit is never interrupted in field operation. For this purpose, a return guide amount of at least 2%, preferably 5% of the mainstream is sufficient.

つまり、上述した影響を及ぼす手段を実現するキャビテーション発生機プラントは、以下の要素を有している。即ち:
−互いに並列接続された複数のキャビテーション発生機を備えたキャビテーション発生機区間であって、前記キャビテーション発生機は、個別に且つ互いに独立して制御され得る。この場合、これらのキャビテーション発生機は、完全に遮断されることもあるし、開放状態において隙間幅を少なくとも大きな隙間幅と小さな隙間幅との間で、好ましくは無段階に調節されることもある。
−キャビテーション発生機が機能するために必要な圧力をもたらすようにキャビテーション発生機区間に通じる流入導管に設けられた、少なくとも1つの制御可能なポンプ。
−キャビテーション発生機区間の上流側と下流側の2つの測定ポイントの間の差圧、延いてはキャビテーション発生機区間にわたる圧力降下を測定する測定装置。
−供給しようとする混合物の第2の成分用の供給導管であって、この供給導管は、特にキャビテーション発生機プラントの主要区間において、ポンプの上流側に開口している。
−特に差圧測定装置の信号をインプットとして用いて、これに関連して少なくとも個々のキャビテーション発生機を制御、つまり開閉し、開放状態において個々のキャビテーション発生機の隙間幅を変化させる制御装置。
That is, the cavitation generator plant that realizes the above-described influencing means has the following elements. That is:
A cavitation generator section comprising a plurality of cavitation generators connected in parallel to each other, said cavitation generators being individually and independently controllable. In this case, these cavitation generators may be completely shut off, or in the open state, the gap width may be adjusted preferably at least between a large gap width and a small gap width. .
At least one controllable pump provided in the inflow conduit leading to the cavitation generator section to provide the pressure required for the cavitation generator to function.
A measuring device for measuring the differential pressure between two measurement points upstream and downstream of the cavitation generator section and thus the pressure drop across the cavitation generator section.
A supply conduit for the second component of the mixture to be supplied, this supply conduit being open upstream of the pump, in particular in the main section of the cavitation generator plant.
A control device that uses, in particular, the signal of the differential pressure measuring device as an input and controls at least the individual cavitation generators in this connection, i.e. opens and closes and changes the gap width of the individual cavitation generators in the open state.

この場合、キャビテーション発生機内の複数の隙間幅は、個々の障害物において一般に一緒に調節されるに過ぎず、例えば外周面から見て大抵円錐形のツリー状障害部材全体が、キャビテーション発生機のやはり大抵は円錐形のハウジング内に軸方向に移動することにより、調節される。   In this case, the widths of the gaps in the cavitation generator are generally only adjusted together at the individual obstacles, e.g. the entire conical tree-like obstruction member, as viewed from the outer circumference, is still the cavitation generator. It is usually adjusted by moving axially in a conical housing.

戻し導管を通る処理量は、制御装置、例えば制御可能なポンプによって、やはりキャビテーション発生機区間にわたる圧力降下に関連して制御され得る。   The throughput through the return conduit can also be controlled in relation to the pressure drop across the cavitation generator section by a control device, such as a controllable pump.

キャビテーション発生機区間内の個々のキャビテーション発生機の遮断、つまり停止用に、各キャビテーション発生機は、好ましくは遮断弁をキャビテーション発生機の上流側と下流側とに有しており、これにより、停止されているキャビテーション発生機内への、若しくは停止されているキャビテーション発生機からの逆流及び不純物が阻止されるようになっている。   For shutting down, ie stopping, individual cavitation generators within the cavitation generator section, each cavitation generator preferably has shutoff valves upstream and downstream of the cavitation generator, thereby stopping Backflow and impurities into the cavitation generator being turned on or from the cavitation generator being stopped are prevented.

キャビテーション発生機区間にわたって差圧を測定する測定装置用の測定ポイントは、一方ではキャビテーション発生機区間の終端部と、遅くとも戻し案内用分岐部、つまり、まだ分岐されていない主要区間における、キャビテーション発生機の下流側との間に位置しており、且つ他方ではポンプとキャビテーション発生機区間の入口との間に位置していて、これにより、キャビテーション発生機区間に対する初期の作業圧力全体が検出されるようになっている。   The measuring points for the measuring device that measures the differential pressure over the cavitation generator section are on the one hand the end of the cavitation generator section and the return guide branch at the latest, i.e. in the main section that has not yet been branched. Between the pump and the inlet of the cavitation generator section, so that the entire initial working pressure for the cavitation generator section is detected. It has become.

第2の成分用の供給導管は、その開口部に関して、主系統内の戻し導管の開口部とポンプとの間に位置しており、好ましくは戻し導管に通じる横方向接続部を有している。   The supply conduit for the second component, with respect to its opening, is located between the opening of the return conduit in the main system and the pump, and preferably has a lateral connection leading to the return conduit. .

このキャビテーション発生機プラントで使用される少なくとも1つのキャビテーション発生機、特に該キャビテーション発生機のキャビテーション発生機管は、次のように構成されている。即ち:
キャビテーション発生機管は、複数の個別部分、特に流れ方向に連続して分割された、生産物流入部、キャビテーションコーン、放圧室及び軸方向ロッド貫通部の各部分から成っている。これにより、これらの個々の管部分に配置される溶接シームをフランジ締結前に良好に得ることができ、溶接シームを後加工、特に研磨することができるか、又は別の方法で、キャビテーション発生機の内室に対して溶接シームの表面を除去することができる。
At least one cavitation generator used in this cavitation generator plant, particularly the cavitation generator pipe of the cavitation generator, is configured as follows. That is:
The cavitation generator tube consists of a plurality of individual parts, in particular the product inflow part, the cavitation cone, the pressure relief chamber and the axial rod penetration part, which are continuously divided in the flow direction. This makes it possible to obtain well welded seams arranged in these individual pipe parts before the flange is fastened, the welded seams can be post-processed, in particular polished, or otherwise cavitation generators The surface of the weld seam can be removed from the inner chamber.

好ましくは、個々の管部分に固定フランジが溶接されるのではなく、固定フランジが、個々の管部分と一体的に中実体から製造される、特に中実体から旋削されることにより、前記問題を惹起する恐れのある溶接シームは全く生じない。   Preferably, the fixing flange is not welded to the individual pipe parts, but the fixing flanges are manufactured from the solid body in one piece with the individual pipe parts, in particular by turning from the solid body. There is no weld seam that can be induced.

この場合、半径方向に流出する生産物の流出部を有する放圧室は、購入部品として調達されるT字形部材であり、このT字形部材は一般に、半径方向に延びる管片と、長手方向に延びる管片との間に溶接シームを有していてよいが、この溶接シームは製造者により、気泡(ボイド)を無くす後処理を施されたものであり、このことは大量生産及び専門装置において可能である。T字形管片の軸方向端部には、それぞれ所要のフランジが溶接され、溶接シームは気泡を閉じる後処理を施される。   In this case, the pressure release chamber having the outflow portion of the product flowing out in the radial direction is a T-shaped member procured as a purchased part, and this T-shaped member generally has a pipe piece extending in the radial direction and a longitudinally extending piece. Although there may be a welded seam between the extended pipe pieces, this welded seam has been post-treated by the manufacturer to eliminate voids, which is the case in mass production and specialized equipment. Is possible. Necessary flanges are welded to the axial ends of the T-shaped tube pieces, respectively, and the weld seam is subjected to post-processing to close the bubbles.

キャビテーションコーンに面した側には付加的に支持フランジが設けられていて、この支持フランジは、外側の管壁から見て向かい合う側に、少なくとも2つの半径方向内向きの支材を有しており、これらの支材は軸方向ロッドを半径方向で支持しているが、これにより妨げられる軸方向の媒体の流れは最小限である。当該支持フランジは、放圧室の溶接されたフランジと一体の構成部材であってよいか、又は放圧室とキャビテーションコーンとの間にねじ締結される別個のフランジであってよい。   An additional support flange is provided on the side facing the cavitation cone, and this support flange has at least two radially inward supports on opposite sides as viewed from the outer tube wall. These struts support the axial rod in the radial direction, but the axial media flow which is impeded by this is minimal. The support flange may be a component that is integral with the welded flange of the pressure relief chamber or may be a separate flange that is screwed between the pressure relief chamber and the cavitation cone.

好ましくはフランジのねじ締結によって軸方向に互いに位置固定される個々の管部分の間に、隙間無しのシール、特にいわゆる「無菌シール」が挿入され、これらの無菌シールは、シールと周りの材料との間、及びシール内にも残余空間が存在しないことにより、病原菌の堆積を阻止する。   Between the individual tube parts, which are preferably positioned axially relative to one another by screw fastening of the flanges, gap-free seals, in particular so-called “sterile seals”, are inserted, these sterile seals being connected with the seal and the surrounding material. The absence of residual space during and in the seal prevents pathogen accumulation.

この場合、主流方向がシールの方向と一致しないようにシールを配置したほうがよい。つまり、シールは好ましくは周方向に配置されるか、若しくは主流方向に対して横方向の半径方向に配置され、これにより、キャビテーション発生機管を形成する個々の部分が、軸方向で相接して接続することになる。   In this case, it is better to arrange the seal so that the main flow direction does not coincide with the seal direction. That is, the seals are preferably arranged in the circumferential direction or in a radial direction transverse to the mainstream direction, so that the individual parts forming the cavitation generator tube are in axial contact. Will be connected.

同様に、堆積物を回避し且つキャビテーション発生機の運転時の自浄作用を改善するために、ツリー状障害部材において、障害物と、これらの障害物を支持する軸方向ロッドとの間の移行部が丸み付けられて、特に少なくとも1mm、有利には少なくとも10mmの曲率半径を備えて構成され、キャビテーション発生機の内面における全ての内部エッジ、特に環状の内部エッジ、特にキャビテーション発生機の円筒形の部分と円錐形の部分との間の内部エッジもやはり、丸み付けられて構成される。   Similarly, to avoid deposits and improve self-cleaning during operation of the cavitation generator, the transition between the obstacles and the axial rods supporting these obstacles in the tree-like obstacle member Are rounded, in particular configured with a radius of curvature of at least 1 mm, preferably at least 10 mm, and all the inner edges, in particular the annular inner edge, in particular the cylindrical part of the cavitation generator, on the inner surface of the cavitation generator The inner edge between the and the conical part is also configured to be rounded.

更に、衛生的な観点から非常に重要な範囲は、キャビテーション発生機管の端面を閉じられた終端部、つまり、軸方向ロッド貫通部の部分を通る、軸方向ロッドの貫通案内部である。   Furthermore, a very important range from a hygienic point of view is the axial rod penetration guide, which passes through the end of the cavitation generator tube which is closed, ie the axial rod penetration.

この場合、軸方向ロッドと、収容する周りの構成部材との間の環状ギャップは、好ましくは例えばリップシール等の隙間無しの、特に無菌のシールによってシールされ、簡単なケースにおいてのみ、Oリングシールによってシールされる。   In this case, the annular gap between the axial rod and the surrounding components to be accommodated is preferably sealed by a particularly sterile seal, for example without a gap, such as a lip seal, and only in a simple case is an O-ring seal. Sealed by.

それにもかかわらず前記環状ギャップに生じる病原菌を、キャビテーション発生機を分解せずに取り除くことができるようにするために、ロッド貫通部の範囲でハウジングを貫通して環状ギャップ内に、1つ又は有利には2つの対向位置する洗浄導管が開口していて、これらの洗浄導管を介して洗浄流体、例えば蒸気を環状ギャップに供給し且つ導出させることができるので、これにより、環状ギャップに生じた病原菌は殺される。   Nevertheless, in order to be able to remove the pathogens occurring in the annular gap without disassembling the cavitation generator, one or advantageous in the annular gap through the housing in the region of the rod penetration Has two oppositely located wash conduits, through which wash fluid, e.g. vapor, can be fed into and out of the annular gap, so that pathogens generated in the annular gap Will be killed.

前記環状ギャップは、洗浄導管の開口部の上流側と下流側とにおいて、相応のシールによってシールされる。   The annular gap is sealed by corresponding seals upstream and downstream of the opening of the cleaning conduit.

第1の障害物を衝突板として、つまり、第1の成分の流れ方向を最大限に阻止する、平らに形成されているか、又は流入する第1の成分に対して凹面に形成された衝突面を備えて形成することにより、衝突と混合とが特に著しく混ざった状態で作用する。なぜならば、第1の障害物を越えて、第1の成分の流れ方向とは逆方向に突出して流れを妨げる保持部はないからである。それというのも、この第1の障害物は、後続の障害物と同様に、通流室の中心に特に中心軸として形成された、逆方向から接近する、つまり第1の成分の流れ方向とは反対の方向に接近する保持部に保持され得るからである。   The first obstacle as a collision plate, i.e., a flat surface that prevents the flow direction of the first component to the maximum, or a collision surface that is concave with respect to the flowing first component. In this case, the collision and mixing work in a particularly mixed state. This is because there is no holding part that obstructs the flow by exceeding the first obstacle and projecting in the direction opposite to the flow direction of the first component. This is because the first obstacle, like the following obstacle, is formed in the center of the flow chamber, especially as a central axis, approaching from the opposite direction, ie the flow direction of the first component. This is because can be held by the holding portion approaching in the opposite direction.

流体が、流れ方向に見て入口開口の下流側で、まず最初に横断面狭小部を通り、次いで横断面拡張部を通り、これらの横断面狭小部と横断面拡張部とが、好ましくはそれぞれ円錐形であることにより、横断面拡張部に基づいて、通流室内を通流する流体により衝突板の上流側で負圧が生ぜしめられ、この負圧が付加的に混合を改善する。   The fluid, first in the flow direction, downstream of the inlet opening first passes through the cross-sectional narrowing, then through the cross-sectional extension, and these cross-sectional narrowing and cross-sectional extension are preferably each Due to the conical shape, a negative pressure is generated upstream of the impingement plate by the fluid flowing through the flow chamber, based on the cross-section extension, and this negative pressure additionally improves mixing.

混合物の主流れ方向に測定して面積が小さくなっていく通流隙間は、特に第1の障害物に対する衝突との組み合わせにおいて、障害物の横断面が主流れ方向に減少し、延いては障害物を巡る環状ギャップの長さも減少し、これにより流れ方向に見て細くなっていく円錐が形成されることにより、得られる。   The flow gap, which decreases in area as measured in the main flow direction of the mixture, reduces the cross section of the obstruction in the main flow direction, especially in combination with the collision with the first obstruction, and thus obstruction This is obtained by reducing the length of the annular gap around the object, thereby forming a cone that narrows in the direction of flow.

製造された混合物は、特に半径方向の環状ギャップとしての出口開口を介して、好ましくはハウジングから半径方向に導出される。   The produced mixture is preferably withdrawn radially from the housing, in particular via an outlet opening as a radial annular gap.

一般に既存の導管に挿入される当該装置の効率は、例えば供給管内の流速、個々の成分の粘度及び混合性に関連して、障害物が軸方向に調節可能である、つまり、障害物相互の間隔が調節可能であり且つ/又は取り囲んでいるハウジングに対して相対的にグループ毎に又は全体的に調節可能であることによって向上され得、これにより、円錐形のハウジングの場合は環状ギャップ面の絶対寸法も変更される。   In general, the efficiency of the device inserted into an existing conduit is such that the obstacles are adjustable in the axial direction, i.e. in relation to the flow rate in the supply pipe, the viscosity and the mixing properties of the individual components, i.e. The spacing can be improved and / or improved by being adjustable in groups or globally relative to the surrounding housing, so that in the case of a conical housing the annular gap surface Absolute dimensions are also changed.

当該装置が付加的に、運転中に特定の流れ技術的な条件が維持されるように構成されている場合は、キャビテーション作用が特に顕著に現れる。   In addition, the cavitation effect is particularly pronounced if the device is additionally configured to maintain specific flow technical conditions during operation.

つまり、入口開口の下流側の横断面狭小部は、この横断面狭小部の最も狭い箇所における流速が、最後の障害物の通流隙間における流速に等しくなるように設計されていることが望ましい。これに対して最後の障害物の下流側の出口における流速は、最後の障害物の通流隙間における流速よりもやや高くなっていることが望ましい。   In other words, it is desirable that the narrow cross section on the downstream side of the inlet opening is designed so that the flow velocity at the narrowest portion of the narrow cross section is equal to the flow velocity in the last obstacle passage gap. On the other hand, it is desirable that the flow velocity at the outlet on the downstream side of the last obstacle is slightly higher than the flow velocity in the flow gap of the last obstacle.

障害物として、流れ方向に見て一定の直径を有する円形の障害物、特に円板が用いられ、且つハウジングが主通流方向に先細になることにより減少していく環状ギャップが得られると、特に簡単な構成が得られる。しかしながら、この効果は、円錐形に小さくなっていく障害物、特に円板の場合よりも大きくはない。   As an obstacle, a circular obstacle having a constant diameter when viewed in the flow direction, in particular a disc, is used, and when an annular gap is obtained that decreases as the housing tapers in the main flow direction, A particularly simple configuration is obtained. However, this effect is not as great as in the case of obstacles that decrease in a conical shape, especially discs.

更に、特に有利なのは、入口開口の下流側の著しい横断面減少であり、これにより、入口開口から横断面狭小部の最も狭い箇所に至るまでに、流速は係数(倍数)9〜13だけ、特に係数10〜12だけ、特に係数10.5〜11.5だけ高まる。   Further particularly advantageous is a significant cross-section reduction downstream of the inlet opening, so that the flow rate is only a factor (multiplier) 9-13, from the inlet opening to the narrowest part of the cross-sectional narrowness, in particular It increases by a factor of 10-12, in particular by a factor of 10.5-11.5.

流れ方向で見て、最後の障害物の通流隙間における流速が、最初の障害物の通流隙間における流速と比較して係数(倍数)1.8〜2.5だけ、特に2.0〜2.3だけ高くなるように、障害物が互いに且つ/又は包囲しているハウジングに対して位置決めされ且つ寸法決めされると、更に有利である。   When viewed in the flow direction, the flow velocity in the flow gap of the last obstacle is a factor (multiple) of 1.8 to 2.5, particularly 2.0 to the flow velocity in the flow gap of the first obstacle. It is further advantageous if the obstacles are positioned and dimensioned relative to each other and / or the surrounding housing so that they are only 2.3 higher.

同じことは、1つの障害物から次の障害物に至る流速が、各通流隙間においてその都度係数(倍数)1.1〜1.4だけ増大する場合にも当てはまる。   The same is true when the flow velocity from one obstacle to the next increases by a factor (multiplier) 1.1 to 1.4 in each flow gap.

障害物の数が3〜10、特に5〜7である場合に、装置の簡単な構成と、高い効率とが最適に釣り合うことが判った。   It has been found that the simple configuration of the device and the high efficiency are optimally balanced when the number of obstacles is 3-10, especially 5-7.

この場合、隣り合う2つの障害物の中心から中心までの軸方向間隔は、板の厚さの2倍〜7倍、特に3倍〜5倍であることが望ましい。   In this case, the axial distance from the center of two adjacent obstacles to the center is desirably 2 to 7 times, particularly 3 to 5 times the thickness of the plate.

この場合、板状の障害物の外周面とハウジングとの間の環状ギャップの半径方向の幅は、1〜5mm、特に1.5〜3.8mmであることが望ましい。   In this case, the radial width of the annular gap between the outer peripheral surface of the plate-like obstacle and the housing is preferably 1 to 5 mm, particularly 1.5 to 3.8 mm.

更に、横断面拡張部と衝突板との間の、一定の横断面を有するハウジング区間の軸方向長さが、横断面拡張部の下流側の直径、つまり一定の横断面の0.7〜1.4倍であると有利であることが判った。   Furthermore, the axial length of the housing section having a constant cross section between the cross section extension and the impingement plate is such that the downstream diameter of the cross section extension, ie 0.7-1 of the constant cross section. It turned out to be advantageous if it is 4 times.

同様に、横断面拡張部の下流側の、つまり一定の横断面を有する区間の内側の自由な直径は、流入導管及び/又は流出導管の自由な横断面の0.9〜2.0倍、特に0.9〜1.1倍であることが望ましい。   Similarly, the free diameter downstream of the cross section extension, i.e. inside the section having a constant cross section, is 0.9 to 2.0 times the free cross section of the inflow conduit and / or the outflow conduit, It is particularly desirable that the ratio is 0.9 to 1.1 times.

この場合、好ましくは特に衝突板として形成された第1の障害物が、場合によっては第2の障害物も、残りのどちらかといえば板状の障害物よりも、著しく大きな軸方向延在部を有することになる。前記の、軸方向に見て比較的厚い第1の障害物は、好ましくはその外周面に環状に周方向に延びる1つの凹面の窪みを有しているので、第1の障害物は、環状に周方向に延びる、軸方向に隔てられた各2つの剥離エッジを有しており、この場合、前記窪みは、少なくとも環状ギャップの半径方向の幅の大きさに等しくなることが望ましく、好ましくは環状ギャップの複数倍と等しくなることが望ましい。   In this case, the first obstruction, preferably formed as a collision plate, in some cases, the second obstruction, in some cases, is also significantly larger than the plate-like obstruction, which is significantly larger in the axial direction. Will have. The first obstacle, which is relatively thick when viewed in the axial direction, preferably has one concave depression extending annularly in the circumferential direction on the outer circumferential surface thereof. Each of the two axially separated release edges extending in a circumferential direction, wherein the recess is preferably at least equal to the radial width of the annular gap, preferably Desirably equal to multiple times the annular gap.

当該装置は全体として、装置の全長にわたって2.5〜6barの圧力降下、特に5〜6barの圧力降下が生じるように、寸法決めされて構成されていることが望ましい。   The device as a whole is preferably sized and configured so that a pressure drop of 2.5 to 6 bar, in particular a pressure drop of 5 to 6 bar, occurs over the length of the device.

本発明によるキャビテーション発生機プラントを示した図である。It is the figure which showed the cavitation generator plant by this invention. キャビテーション発生機プラントで使用されるキャビテーション発生機を示した図である。It is the figure which showed the cavitation generator used in a cavitation generator plant. キャビテーション発生機プラントで使用されるキャビテーション発生機を示した図である。It is the figure which showed the cavitation generator used in a cavitation generator plant. 開口部材を示した図である。It is the figure which showed the opening member. 戻し導管の分岐点を示した図である。It is the figure which showed the branch point of the return conduit.

以下に、本発明を実施するための形態を図面につき詳しく説明する。   In the following, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1に示したキャビテーション発生機プラントでは、加工しようとする流体、大抵は水又は主要成分が水である生産物が、主通流方向10に供給されて、本実施形態では並列接続された2つの同一のキャビテーション発生機1a,1bから成るキャビテーション発生機区間1にわたって案内される。   In the cavitation generator plant shown in FIG. 1, a fluid to be processed, usually water or a product whose main component is water, is supplied in the main flow direction 10 and is connected in parallel in this embodiment. Guided over a cavitation generator section 1 comprising two identical cavitation generators 1a, 1b.

キャビテーション発生機1a,1b内に所望のキャビテーション作用を生ぜしめるために、加工しようとする流体は、主系統内でキャビテーション発生機区間1の上流側に配置されたポンプ4によって所要の圧力にもたらされるようになっており、この圧力は、加工しようとする流体の物理的特性及び別のパラメータに関連して調節される。   In order to produce a desired cavitation action in the cavitation generators 1a, 1b, the fluid to be processed is brought to the required pressure by a pump 4 arranged upstream of the cavitation generator section 1 in the main system. This pressure is adjusted in relation to the physical properties of the fluid to be processed and other parameters.

本実施形態ではキャビテーション発生機プラントがミキサとして使用される。それというのも、主通流方向10に流れる流体には、供給導管17を介して第2の成分、本実施形態ではCOが供給されるからである。 In this embodiment, a cavitation generator plant is used as a mixer. This is because the fluid flowing in the main flow direction 10 is supplied with the second component, CO 2 in this embodiment, via the supply conduit 17.

供給導管17は、ポンプ4の上流側に開口している混合ポイント(混合合流点)5において流入導管8に開口しており、これにより、全混合物はポンプ4によって圧力増大部に供給される。   The supply conduit 17 opens to the inflow conduit 8 at a mixing point (mixing junction) 5 opening upstream of the pump 4, whereby the entire mixture is supplied by the pump 4 to the pressure increase section.

キャビテーション発生機区間1の下流側で、ポイント(分岐点)3a(図3参照)において流出導管9の主通流方向10から戻し導管3が分岐して、ポンプ4と、第2の成分用の混合ポイント5との上流側に位置するポイント(合流点)3bにおいて、主流2の部分流2aを回路内の流入導管8に再び戻す。   On the downstream side of the cavitation generator section 1, the return conduit 3 branches off from the main flow direction 10 of the outflow conduit 9 at a point (branch point) 3 a (see FIG. 3), and the pump 4 and the second component At a point (confluence point) 3b located upstream of the mixing point 5, the partial flow 2a of the main flow 2 is returned again to the inflow conduit 8 in the circuit.

これはつまり、供給調質部17用、つまりCO用の開口部材23においても常に十分な流速を保証して、これにより病原菌又はその他の不純物が開口部材23内に堆積することを防止するためである。 This means that a sufficient flow rate is always ensured even in the opening member 23 for the supply tempering unit 17, that is, for CO 2 , thereby preventing pathogens or other impurities from accumulating in the opening member 23. It is.

この戻し案内、つまり循環回路案内は単に、主通流方向に単位時間当たりに供給される、加工されるべき流体の量が少ない場合に、キャビテーション発生機区間1を通流する所要最低通流量を維持するために役立つに過ぎない。所要最低通流量は、キャビテーション発生機が機能するために必要な最低限の圧力降下を、キャビテーション発生機区間にわたって得るために必要である。   This return guide, i.e., the circulation circuit guide, simply provides the required minimum flow rate to flow through the cavitation generator section 1 when the amount of fluid to be processed, which is supplied per unit time in the main flow direction, is small. It only serves to maintain. The required minimum flow rate is necessary to obtain the minimum pressure drop required for the cavitation generator to function over the cavitation generator section.

この目的のために、キャビテーション発生機区間1にわたる圧力降下は、差圧測定装置15によって測定され、この差圧測定装置15はその測定結果を制御装置6に送る。制御装置6は、差圧測定装置15と機能統合されていてもよい。   For this purpose, the pressure drop across the cavitation generator section 1 is measured by the differential pressure measuring device 15, which sends the measurement result to the control device 6. The control device 6 may be integrated with the differential pressure measuring device 15.

差圧測定装置15及び/又は制御装置6は、キャビテーション発生機区間1の上流側の圧力計14dと、下流側の圧力計14cとから入力信号を受け取るようになっており、この場合、キャビテーション発生機区間1の下流側の圧力計14cは、流出導管9からの戻し導管3への分岐点3aに直接に位置している。更に、差圧測定装置15及び/又は制御装置6は、主成分用の流入導管8′の始端部に設けられた別の圧力計14aと、分岐点3aの下流側の完成飲料用の流出導管9′に設けられた更に別の圧力計14bとから、入力信号を受け取る。   The differential pressure measuring device 15 and / or the control device 6 are adapted to receive input signals from the pressure gauge 14d on the upstream side and the pressure gauge 14c on the downstream side of the cavitation generator section 1, in which case cavitation occurs. The pressure gauge 14 c on the downstream side of the machine section 1 is located directly at the branch point 3 a from the outflow conduit 9 to the return conduit 3. Further, the differential pressure measuring device 15 and / or the control device 6 are provided with another pressure gauge 14a provided at the starting end of the main component inflow conduit 8 ', and an outlet conduit for the finished beverage downstream of the branch point 3a. An input signal is received from a further pressure gauge 14b provided at 9 '.

制御装置6がプラント全体を確実に制御できるようにするために、制御装置6は別の複数の信号発生器、つまり、混合物の第2の成分用、本実施形態では二酸化炭素用の供給導管17に設けられた第1の流量計21aと、主成分用の流入導管8′に設けられた第2の流量計21bとに接続している。   In order to ensure that the control device 6 can control the entire plant reliably, the control device 6 is provided with a plurality of other signal generators, namely the supply conduit 17 for the second component of the mixture, in this embodiment for carbon dioxide. Are connected to a first flow meter 21a provided in the first flow meter 21a and a second flow meter 21b provided in the inflow conduit 8 'for the main component.

前記制御装置6は、完成飲料用の流入導管8内に配置されたポンプ4、延いてはキャビテーション発生機区間1にわたって圧送される単位時間当たりの圧送量、並びに、主成分用の流入導管8′内で第1の圧力計14aのすぐ下流側に配置された別のポンプ22を制御する。それというのも、戻し導管3の供給導管8′への供給点3bの上流側に配置されたポンプ22と、下流側に配置されたポンプ4とのポンプ出力の差に基づいて、戻し導管3を介して戻される部分流2aの量が制御されるからである。   The control device 6 comprises a pump 4 arranged in the inflow conduit 8 for the finished beverage, and thus the pumping amount per unit time pumped over the cavitation generator section 1, as well as the inflow conduit 8 'for the main component. And controls another pump 22 arranged immediately downstream of the first pressure gauge 14a. This is because the return conduit 3 is based on the difference in pump output between the pump 22 arranged upstream of the supply point 3b to the supply conduit 8 'of the return conduit 3 and the pump 4 arranged downstream. This is because the amount of the partial flow 2a returned via the is controlled.

更に、キャビテーション発生機区間1の並列接続された各キャビテーション発生機1a,1bは、各キャビテーション発生機1a,1bの上流側及び下流側に配置された遮断弁18a,18b,18c,18dによって別個に停止、つまり閉鎖され得る。   Further, the cavitation generators 1a and 1b connected in parallel in the cavitation generator section 1 are individually separated by shut-off valves 18a, 18b, 18c and 18d arranged upstream and downstream of the cavitation generators 1a and 1b. It can be stopped or closed.

各キャビテーション発生機1a,1bにおけるこれらの遮断弁18a,c若しくは18b,dも、制御装置6によって制御され、これにより、各キャビテーション発生機を個別に作動させ且つ非作動状態にすることができる。   These shut-off valves 18a, c or 18b, d in each cavitation generator 1a, 1b are also controlled by the control device 6, whereby each cavitation generator can be individually activated and deactivated.

このために各個別のキャビテーション発生機1a,1bにおいては、唯一つの遮断弁だけが設けられていても十分であるが、前記2つの遮断弁によって、一方で混合された液体延いては液体中の病原菌、又は主系統からの水撃が、休止されたキャビテーション発生機に対して影響を及ぼすことが防止されるようになっている。   For this purpose, it is sufficient for each individual cavitation generator 1a, 1b to be provided with only one shut-off valve, but by means of the two shut-off valves, on the one hand the mixed liquid or in the liquid Pathogens or water hammers from the main system are prevented from affecting the dormant cavitation generator.

更に、各キャビテーション発生機1a,1bにおいて、複数の障害物108a,108bが取り付けられたツリー状障害部材109(図2に詳しく図示)が、圧縮空気シリンダ13a,13bにより、少なくとも2つの終端位置間でキャビテーション発生機の軸方向10に移動可能であり、これにより、ツリー状障害部材109と、キャビテーション発生機を包囲しているキャビテーション発生機ハウジングの両方の円錐形状に基づいて、隙間幅11が、大きな隙間幅から小さな隙間幅になるように、且つ逆に小さな隙間幅から大きな隙間幅になるように調節可能である。   Further, in each of the cavitation generators 1a and 1b, a tree-like obstacle member 109 (shown in detail in FIG. 2) to which a plurality of obstacles 108a and 108b are attached is placed between at least two terminal positions by the compressed air cylinders 13a and 13b. Can be moved in the axial direction 10 of the cavitation generator so that the gap width 11 is based on the conical shape of both the tree-like obstruction member 109 and the cavitation generator housing surrounding the cavitation generator, Adjustment is possible from a large gap width to a small gap width and conversely from a small gap width to a large gap width.

また、この調節を生ぜしめる圧縮空気シリンダ13a,13bも、制御装置6から制御される。   The compressed air cylinders 13 a and 13 b that cause this adjustment are also controlled by the control device 6.

二酸化炭素用の供給導管17と、流入導管8との間には更に、接続導管19が設けられていて、この接続導管19は、供給導管17において開口部材23と流量計21aとの間で分岐して、戻し導管3の供給点3bで流入導管8に開口している。   A connection conduit 19 is further provided between the supply conduit 17 for carbon dioxide and the inflow conduit 8, and this connection conduit 19 branches between the opening member 23 and the flow meter 21 a in the supply conduit 17. The inlet pipe 8 opens at the supply point 3 b of the return pipe 3.

前記接続導管19並びに複数の導管内に設けられた別の遮断弁は、主として洗浄目的で使用される。   The connecting conduit 19 as well as other shut-off valves provided in the plurality of conduits are mainly used for cleaning purposes.

それというのも、逆止弁12dを閉じて、接続導管19内の2つの逆止弁を開くことにより、開口部材23内に生じるベンチュリ効果に基づき逆止弁12cを介して流体が吸い込まれて、開口部材23の完全な洗浄が保証されるからである。   This is because when the check valve 12d is closed and the two check valves in the connection conduit 19 are opened, fluid is sucked in via the check valve 12c based on the venturi effect generated in the opening member 23. This is because complete cleaning of the opening member 23 is guaranteed.

更に、複数の導管内にいくつかの逆止弁12a,12b,12cが設けられている、つまり、主成分用の流入導管8′内に逆止弁12aが設けられており、戻し導管3内に逆止弁12bが設けられており、供給導管17内に逆止弁12cが設けられている。これにより、前記導管内では所望の流れ方向、つまりキャビテーション発生機1に向かう流れ方向にしか、通流が行われない。   Furthermore, several check valves 12a, 12b, 12c are provided in the plurality of conduits, that is, the check valve 12a is provided in the inflow conduit 8 'for the main component, and in the return conduit 3. Is provided with a check valve 12 b, and a check valve 12 c is provided in the supply conduit 17. Thereby, in the said conduit | pipe, a flow is performed only in the desired flow direction, ie, the flow direction which goes to the cavitation generator 1. FIG.

つまり、制御装置6は、キャビテーション発生機区間1にわたる圧力降下に影響を及ぼす3つの主要な手段を制御する。前記圧力降下は、キャビテーション作用が申し分なく機能し且つもたらされるために、(プラント固有の各個別のケースに関して)所定の最低限の圧力降下未満に減少しないことが望ましい。制御装置6が制御する前記3つの主要な手段とは即ち:
−一方ではキャビテーション発生機区間1用の作業圧力を供与するポンプ4の出力、並びに本実施形態では上流側に設けられた、主成分用の別のポンプ22の出力、
−他方ではキャビテーション発生機区間1の個々のキャビテーション発生機1a,1bの接続及び遮断、
−更に本実施形態では各個別のキャビテーション発生機1a,1bに関して隙間幅を別個に独立して大から小へ、且つ小から大へ切り替えることによる、個々のキャビテーション発生機1a,1bにおける隙間幅の拡大又は縮小、である。
That is, the control device 6 controls three main means that affect the pressure drop across the cavitation generator section 1. It is desirable that the pressure drop does not decrease below a predetermined minimum pressure drop (for each individual case specific to the plant) in order for the cavitation action to function and to be performed satisfactorily. The three main means controlled by the control device 6 are:
-On the one hand, the output of the pump 4 that provides the working pressure for the cavitation generator section 1, as well as the output of another pump 22 for the main component provided upstream in this embodiment,
-On the other hand, connection and disconnection of individual cavitation generators 1a, 1b in cavitation generator section 1;
-Further, in the present embodiment, the gap width in each cavitation generator 1a, 1b is changed by switching the gap width separately from large to small and from small to large for each individual cavitation generator 1a, 1b. Enlargement or reduction.

この場合に使用されるキャビテーション発生機が、図2aでは小さな隙間幅11を備えて、且つ図2bでは大きな隙間幅11′を備えて、それぞれ縦断面図で示されている。   The cavitation generator used in this case is shown in longitudinal section with a small gap width 11 in FIG. 2a and with a large gap width 11 ′ in FIG. 2b, respectively.

この場合、キャビテーション発生機管100は相互にねじ締結された複数の区分、つまり、生産物流入部102と、キャビテーションコーン103と、放圧室105と、軸方向貫通部104とから成っていて、これらはこの順序で流れ方向10に、つまりキャビテーション発生機管100の長手方向に隣接して続いている。   In this case, the cavitation generator tube 100 includes a plurality of sections screwed to each other, that is, a product inflow portion 102, a cavitation cone 103, a pressure release chamber 105, and an axial penetration portion 104. Continue in this order in the flow direction 10, ie adjacent to the longitudinal direction of the cavitation generator tube 100.

個々の管片は、通常これらの管片から半径方向外側に向かって突出しているフランジ102a,102b,103a,103b,104a,104b,105a,105bを介して互いにねじ締結されている。この場合、放圧室105は第3のフランジ105cを有している。それというのも、放圧室105において媒体、つまり混合物の生産物流出119が、半径方向で側方に向かって行われるからである。   The individual tube pieces are usually screwed together via flanges 102a, 102b, 103a, 103b, 104a, 104b, 105a, 105b projecting radially outward from these tube pieces. In this case, the pressure release chamber 105 has a third flange 105c. This is because, in the pressure release chamber 105, the medium, that is, the product outflow 119 of the mixture, is carried out laterally in the radial direction.

しかしながら、前記放圧室105は軸方向10では軸方向貫通部104によって閉鎖され、この軸方向貫通部104を貫通して軸方向ロッド107が外部に導出されるようになっており、この軸方向ロッド107は、軸方向ロッド107に取り付けられた障害物108a,108bと共に、キャビテーションコーン103の長さ範囲内の内室101aに設けられたツリー状障害部材109を形成している。これにより、ツリー状障害部材109を長手方向10に移動させて軸方向貫通部104において位置固定することができ、これにより、ツリー状障害部材109及び/又はキャビテーションコーン103の内室101aの連続的な構成に基づいて、個々の障害物108a〜108eと、これらを包囲しているキャビテーション発生機管100との間の半径方向の隙間幅11が調節できるようになっていて、キャビテーション作用の発生は、前記隙間幅の大きさに著しく関連している。   However, the pressure release chamber 105 is closed by the axial through portion 104 in the axial direction 10, and the axial rod 107 is led out through the axial through portion 104. The rod 107 together with the obstacles 108a and 108b attached to the axial rod 107 forms a tree-like obstacle member 109 provided in the inner chamber 101a within the length range of the cavitation cone 103. As a result, the tree-like obstacle member 109 can be moved in the longitudinal direction 10 and fixed in the axial direction through portion 104, and thereby the tree-like obstacle member 109 and / or the inner chamber 101 a of the cavitation cone 103 can be continuously formed. On the basis of this configuration, the radial gap width 11 between the individual obstacles 108a to 108e and the cavitation generator pipe 100 surrounding them can be adjusted. Is significantly related to the size of the gap width.

ツリー状障害部材109の自由に張り出す長さを最小限に抑えるために、ツリー状障害部材109の軸方向ロッド107は、放圧室105とキャビテーションコーン103との間の移行部を、支持フランジ126によって半径方向に支持されている。この場合、外側の接続管片の、例えば対向位置する2つの箇所から、小幅の支材が半径方向内側に延びていて、軸方向ロッド107用の半径方向ガイドを成す細いリングを保持している。前記小幅の支材が内室101aを通る軸方向の通流を妨げることはほとんどない。   In order to minimize the free overhanging length of the tree-like obstruction member 109, the axial rod 107 of the tree-like obstruction member 109 has a transition flange between the pressure relief chamber 105 and the cavitation cone 103 as a support flange. 126 is supported radially. In this case, a small support member extends radially inward from, for example, two locations on the outer connecting pipe piece facing each other, and holds a thin ring that forms a radial guide for the axial rod 107. . The narrow support material hardly prevents the axial flow through the inner chamber 101a.

前記支持フランジ126は、固定フランジ105aと一体の構成部材であるか、又は隣接する2つの構成部分、つまり放圧室105とキャビテーションコーン103との間にねじ締結された、1つの別個の部材であってよい。   The support flange 126 is a component that is integral with the fixed flange 105 a, or is a separate member that is screwed between two adjacent components, ie, the pressure release chamber 105 and the cavitation cone 103. It may be.

生産物流入部102は、長手方向10に出発してほぼ直線的な管片を成しており、この管片の中心開口に、図2a及び図2bの右側から、既に製造し終えた混合物が入口開口124を介してキャビテーション発生機管100に流入する。   The product inflow part 102 forms a substantially straight tube piece starting in the longitudinal direction 10, and the mixture that has already been produced is introduced into the central opening of this tube piece from the right side of FIGS. 2 a and 2 b. It flows into the cavitation generator tube 100 through the opening 124.

生産物流入部102の回転対称的な内側横断面は、まず最初に横断面狭小部121に向かって円錐状に狭くなり、その後急速に横断面拡張部122へと拡張されている。これにより、生産物流入部102の終端部の自由な内側横断面は、始端部、つまり入口開口124と等しくなっている。   The rotationally symmetric inner cross section of the product inflow section 102 is first narrowed conically toward the narrow cross section 121 and then rapidly expanded to the cross section extension 122. Thereby, the free inner cross section of the end portion of the product inflow portion 102 is equal to the start end portion, that is, the inlet opening 124.

生産物流入部102の横断面拡張部122と終端部との間には、一定の自由な内側横断面を備えた区間が位置しており、この区間は生産物流入部102の長さの約20〜30%であり、続くキャビテーションコーン103の内部へ更にいくらか続いていてもよい。   Between the cross section extension 122 and the end of the product inflow section 102 is located a section with a constant free inner cross section, which section is approximately 20 to about the length of the product inflow section 102. 30% and may continue somewhat further into the interior of the subsequent cavitation cone 103.

生産物流入部102には、いわゆる「キャビテーションコーン」103がフランジ締結されており、生産物流入部102とキャビテーションコーン103との間の接合部は、無菌シール120によってシールされており、このことは、キャビテーション発生機管100の全ての構成部分間に当てはまる。   A so-called “cavitation cone” 103 is flange-fastened to the product inflow portion 102, and a joint between the product inflow portion 102 and the cavitation cone 103 is sealed by an aseptic seal 120, which means that the cavitation This is true between all components of the generator tube 100.

キャビテーションコーン103も、ほぼ直線的な管片であり、この場合も自由な内側の中心通流部は、キャビテーションコーン103の始端部からその全長の約80%にわたって横断面狭小部121′に至るまで、円錐状に先細になっており、この軸方向に狭くなる部分の中心の自由な内室101aには、ツリー状障害部材109の障害物108a〜108eも位置している。   The cavitation cone 103 is also a substantially straight tube piece. In this case, the free inner central flow portion extends from the start end portion of the cavitation cone 103 to the narrow portion 121 ′ of the cross section over about 80% of the total length. Further, the obstacles 108a to 108e of the tree-like obstacle member 109 are also located in the free inner chamber 101a at the center of the portion that is tapered in a conical shape and narrows in the axial direction.

次いで、キャビテーションコーン103の内室101aの横断面は、極めて急速に横断面拡張部122′へと拡張されており、これにより、キャビテーションコーン103の終端部における自由な通流部は、キャビテーションコーン103の始端部におけるよりも僅かに小さくなっているに過ぎない。   Next, the cross section of the inner chamber 101 a of the cavitation cone 103 is expanded to the cross section expansion portion 122 ′ very rapidly, so that the free flow portion at the end portion of the cavitation cone 103 becomes the cavitation cone 103. It is only slightly smaller than at the beginning of the.

この場合、最初の2つの障害物108a,108bには、好ましくは軸方向10に1つのみならず相前後して配置された2つの剥離エッジ123が設けられており、これらの剥離エッジ123の間には、周方向に延びる、横断面で見て凹面の円弧状の溝が位置しており、これにより、剥離エッジ123は、横断面で見てそれぞれ所定の鋭角を成している。   In this case, the first two obstacles 108 a and 108 b are preferably provided with two peeling edges 123 arranged one after the other in the axial direction 10. Between them, a circular arc-shaped groove which is concave in the cross section extending in the circumferential direction is located, and the peeling edge 123 forms a predetermined acute angle in the cross section.

引き続く障害物108c,108d,108eは、それぞれ異なる半径を有する、半径方向外向きに突出している円板として軸方向ロッド7に形成されているので、個々の障害物108a〜108eの個々の剥離エッジ123の間には、円錐状に狭くなるキャビテーションコーン103の内壁に面して隙間幅11,11′を有する環状の隙間118が残留している。   The subsequent obstacles 108c, 108d, 108e are formed on the axial rod 7 as radially outwardly projecting discs, each having a different radius, so that the individual peeling edges of the individual obstacles 108a-108e An annular gap 118 having gap widths 11 and 11 ′ remains between the gaps 123 facing the inner wall of the cavitation cone 103 that narrows in a conical shape.

この場合、障害物108a〜108eは、それぞれ軸方向ロッド107に軸方向不動に取り付けられているので、軸方向ロッド107によって一緒に長手方向10に移動させられるに過ぎない。   In this case, since the obstacles 108a to 108e are respectively attached to the axial rod 107 so as not to move in the axial direction, they are merely moved together in the longitudinal direction 10 by the axial rod 107.

キャビテーションコーン103には通流方向10に放圧室105がフランジ締結されており、この放圧室105もやはり軸方向10に軸方向ロッド107が通っているが、放圧室105からは出口開口119として半径方向に取り付けられた出口管片を介して、混合物が半径方向に分岐して搬出される。   A pressure release chamber 105 is flanged to the cavitation cone 103 in the flow direction 10, and the pressure release chamber 105 also has an axial rod 107 passing through in the axial direction 10. The mixture diverges in the radial direction and is discharged through an outlet pipe piece attached in the radial direction as 119.

軸方向10に見て下流側の放圧室105の端部は、通流する生産物に対して閉鎖されている。前記端部には、放圧室105に対するフランジ締結用のフランジを1つだけ備えた、やはり直線的な管片の形状の軸方向貫通部104が配置されていて、この軸方向貫通部104は、軸方向ロッド107の太さに相応する自由な直径を有しており、軸方向ロッド107は、漏れが生じないように密に、しかし軸方向可動に、軸方向貫通部104の円筒形の貫通部114を貫通して、軸方向貫通部104の下流側の端部から導出される。   The end portion of the pressure release chamber 105 on the downstream side when viewed in the axial direction 10 is closed with respect to the product to flow therethrough. The end portion is provided with an axial through-hole 104, which is also a straight tube piece, and has only one flange for fastening the flange with respect to the pressure release chamber 105. The axial rod 107 has a free diameter corresponding to the thickness of the axial rod 107, and the axial rod 107 is dense but axially movable so that no leakage occurs. It penetrates the penetration part 114 and is led out from the downstream end of the axial penetration part 104.

前記貫通部114をシールするために、軸方向貫通部104の内周面は、それぞれ軸方向に隔てられた各1つのリングシール、この場合は下流側の端部に設けられたOリングシール115と、放圧室105に面した上流側に設けられたリップシール116とによってシールされている。   In order to seal the penetrating part 114, the inner peripheral surface of the axial penetrating part 104 has one ring seal separated in the axial direction, in this case, an O-ring seal 115 provided at the end on the downstream side. And a lip seal 116 provided on the upstream side facing the pressure release chamber 105.

シール間の空間内及びシールの範囲内に病原菌等が集積することを避ける、若しくは次いでこれらの病原菌等を殺して除去できるようにするために、シール間で軸方向に間隔を開けて、貫通部114の内周面に環状室118が、貫通部114に設けられた環状の凹所の形態で形成されており、この環状の凹所には、軸方向貫通部104の外側から通じる複数の洗浄導管117a,117bが、全周にわたって配分されて開口しており、これらの洗浄導管を介して洗浄媒体、例えば蒸気を連続して、又は特定の時間間隔で洗浄目的のために供給することができる。   In order to avoid accumulation of pathogenic bacteria in the space between the seals and within the range of the seal, or in order to be able to kill and remove these pathogenic bacteria, etc., the gap between the seals is axially spaced, An annular chamber 118 is formed in the form of an annular recess provided in the penetrating portion 114 on the inner peripheral surface of 114, and a plurality of washings communicating from the outside of the axial penetrating portion 104 are formed in the annular recess. Conduits 117a, 117b are distributed and open over the entire circumference, through which the washing medium, for example steam, can be supplied continuously or at specific time intervals for washing purposes. .

貫通部114の下流側で、軸方向貫通部104の内室は円錐状に拡張しており、この内室には緊締コーン125が挿入されている。緊締コーン125は、ねじ締結により、軸方向貫通部104に対して軸方向に予荷重をかけられる。緊締コーン125もやはり、軸方向ロッド107の太さに相応する軸方向の貫通開口を有しているので、軸方向ロッド107の調節された軸方向位置は、軸方向ロッド107と軸方向貫通部104との間に緊締コーン125を挟んで緊締することにより、位置固定され得る。   On the downstream side of the penetration part 114, the inner chamber of the axial penetration part 104 expands in a conical shape, and a tightening cone 125 is inserted into this inner chamber. The tightening cone 125 is preloaded in the axial direction with respect to the axial through portion 104 by screw fastening. The tightening cone 125 also has an axial through-opening corresponding to the thickness of the axial rod 107, so that the adjusted axial position of the axial rod 107 is the same as the axial rod 107 and the axial through-hole. It is possible to fix the position by clamping the clamping cone 125 with the clamp 104.

図2a及び図2bには更に、キャビテーション発生機管100の内室101a内の全ての内側角隅部113a,113b,113cが顕著に丸み付けられて形成されていることが示されていて、これにより、これらの内側角隅部における通流流体の停滞ゾーンの形成、延いては前記内側角隅部に流体が長期間滞留することによる堆積物及び病原菌形成が回避される。同じ理由から、個々の障害物と軸方向ロッド107との移行部112もやはり、顕著に丸み付けられて形成されている。   2a and 2b further show that all the inner corners 113a, 113b, 113c in the inner chamber 101a of the cavitation generator tube 100 are formed by being significantly rounded. Thus, the formation of stagnant zones of the flowing fluid at the inner corners, and the formation of deposits and pathogens due to the fluid staying at the inner corners for a long period of time is avoided. For the same reason, the transition 112 between the individual obstacles and the axial rod 107 is also formed to be significantly rounded.

溶接シームの気泡における堆積物を回避するために、少なくともキャビテーション発生機用に個別に製造された部分、つまり、生産物流入部102、キャビテーションコーン103及び軸方向貫通部104では、相応のフランジ102a,102b,103a,103b,104a,104bが管片に溶接されているのではなく、管片と一体的に形成されている。   In order to avoid deposits in the weld seam bubbles, at least in the parts individually manufactured for the cavitation generator, namely the product inflow section 102, the cavitation cone 103 and the axial through section 104, the corresponding flanges 102a, 102b. , 103a, 103b, 104a, 104b are not welded to the pipe pieces, but are formed integrally with the pipe pieces.

これに対して放圧室105は管継手の単純なT字形部材なので、大抵は購入部品である。大量生産で製造されるこれらのT字形部材は大抵、管片にフランジを溶接することによって製造されているが、このような高度の工業的な製造においては、溶接シームの気泡を無くす後処理が可能なので、気泡無しで溶接されたT字形部材を市場に供給することができる。さもなければ、放圧室も中実体から製造せねばならない。   On the other hand, since the pressure release chamber 105 is a simple T-shaped member of a pipe joint, it is usually a purchased part. These T-shaped members manufactured in mass production are usually manufactured by welding flanges to the tube pieces, but in such advanced industrial manufacturing, post-processing to eliminate weld seam bubbles is not possible. As it is possible, a T-shaped member welded without bubbles can be supplied to the market. Otherwise, the pressure relief chamber must also be manufactured from the solid body.

更に、図3にはポイント3aにおける分岐が拡大されて示されている。この場合は導管に設けられる単純なT字形部材ではないことが明らかである。むしろ、この位置において戻し導管3は、戻しポイント3bに向かう流れ方向で上を向き、且つ流出導管9′に向けて下を向くように直立して配置されている。   Further, FIG. 3 shows an enlarged branch at point 3a. It is clear that this is not a simple T-shaped member provided in the conduit. Rather, in this position, the return conduit 3 is arranged upright so as to face up in the flow direction towards the return point 3b and down towards the outflow conduit 9 '.

この戻し導管3内には、流出導管9の管端部9aが自由に延びており、流出導管9の自由な端部9aは、戻し導管3内で上方に向けられていて、戻し導管3の内部で同軸的に延びている。この位置において戻し導管3は、管端部9aよりも著しく大きな直径を有している。   In this return conduit 3, the tube end 9 a of the outflow conduit 9 extends freely, and the free end 9 a of the outflow conduit 9 is directed upward in the return conduit 3, It extends coaxially inside. In this position, the return conduit 3 has a significantly larger diameter than the tube end 9a.

つまり、流出導管9に到着する混合物に気泡が含まれていることが望ましい場合、気泡は主として管端部9aから重力に基づき上方に向かって戻し導管3内へ上昇し、流出導管9′、つまりミキサの出口には到達しないようになっている。   In other words, if it is desirable that the mixture arriving at the outflow conduit 9 contains bubbles, the bubbles rise back upwards mainly into the conduit 3 from the tube end 9a and into the outflow conduit 9 ', The outlet of the mixer is not reached.

図4には混合ポイント5に設けられた、図1に示した開口部材23が、拡大された軸方向断面図で示されている。   In FIG. 4, the opening member 23 shown in FIG. 1 provided at the mixing point 5 is shown in an enlarged axial sectional view.

図4からは、ほぼ回転対称的な開口部材23が、通流方向10に見て、横断面減少部と、後続する横断面拡張部とを有しており、供給導管17を介した二酸化炭素の供給は、内室内に半径方向に開口する穴を介して行われるようになっており、この穴は、前記横断面減少部の、横断面が最も減少している箇所の、やや上流側に配置されている。   From FIG. 4 it can be seen that the substantially rotationally symmetric opening member 23 has a reduced cross-section and a subsequent cross-section extension as viewed in the flow direction 10, and carbon dioxide via the supply conduit 17. Is supplied through a hole that opens radially in the inner chamber, and this hole is located slightly upstream of the portion where the cross section is reduced most in the reduced cross section. Has been placed.

これにより、開口部材23の洗浄時に、横断面減少部の背面側に未洗浄範囲が残らない、ということが達成される。   This achieves that no uncleaned area remains on the back side of the reduced cross section when the opening member 23 is cleaned.

1 キャビテーション発生機区間、 1a,1b キャビテーション発生機、 2 主流、 2a 部分流、 3 戻し導管、 3a 分岐点、 3b 供給点、 4 ポンプ、 5 混合ポイント、 6 制御装置、 8,8′ 流入導管、 9 流出導管、 10 通流方向、軸方向、 11 隙間幅、 12a〜12d 逆止弁、 13a,13b 圧縮空気シリンダ、 14a〜14d 圧力計、 15 差圧測定装置、 17 供給導管、 18a〜18d 遮断弁、 19 接続導管、 21a,21b 流量計、 22 ポンプ、 23 開口部材、 100 キャビテーション発生機管、 101a 内室、 102,102′ 生産物流入部、 102a,102b,103a,103b,104a,104b,105a,105b フランジ、 103 キャビテーションコーン、 104 軸方向貫通部、 105 放圧室、 107 軸方向ロッド、 108a,108b 障害物、 109 ツリー状障害部材、 112 移行部、 113a,113b 内側角隅部、 114 貫通部、 115 Oリング、 116 リップシール、 117a,117b 洗浄導管、 118 環状の隙間、 119 出口開口、 120 無菌シール、 121,121′ 横断面狭小部、 122 横断面拡張部、 123 剥離エッジ、 124 入口開口、 125 緊締コーン、 126 支持フランジ   1 cavitation generator section, 1a, 1b cavitation generator, 2 main flow, 2a partial flow, 3 return conduit, 3a branch point, 3b feed point, 4 pump, 5 mixing points, 6 controller, 8, 8 'inflow conduit, 9 Outflow conduit, 10 Flow direction, Axial direction, 11 Clearance width, 12a-12d Check valve, 13a, 13b Compressed air cylinder, 14a-14d Pressure gauge, 15 Differential pressure measuring device, 17 Supply conduit, 18a-18d Shut off Valve, 19 connecting conduit, 21a, 21b flow meter, 22 pump, 23 opening member, 100 cavitation generator pipe, 101a inner chamber, 102, 102 ′ product inflow section, 102a, 102b, 103a, 103b, 104a, 104b, 105a 105b Flange, 103 Cavity , 104 axial penetrating part, 105 pressure relief chamber, 107 axial rod, 108a, 108b obstacle, 109 tree-like obstructing member, 112 transition part, 113a, 113b inner corner, 114 penetrating part, 115 O-ring, 116 Lip seal, 117a, 117b Cleaning conduit, 118 Annular gap, 119 Exit opening, 120 Aseptic seal, 121, 121 ′ Cross section narrow, 122 Cross section expansion, 123 Release edge, 124 Inlet opening, 125 Tightening cone, 126 Support flange

Claims (25)

隙間幅(11)を個別に制御することができる、1つのキャビテーション発生機(1a)又は並列接続された複数のキャビテーション発生機(1a,1b)を有するキャビテーション発生機区間(1)を備えた、衛生的に製造するべき流体混合物用のキャビテーションミキサの流量適合方法であって、
−処理しようとする流体の温度を考慮して、前記キャビテーション発生機区間(1)にわたる最低限の圧力降下を決定し、
−流体混合物の一部を、流出導管(9)から戻し導管(3)を介して、前記キャビテーション発生機区間(1)の下流側のポイント(3a)から、前記キャビテーション発生機区間(1)用の作業圧力を供給するポンプ(4)の上流側であり且つ流体混合物の2つの成分の混合ポイント(5)の上流側のポイント(3b)に戻す、
衛生的に製造するべき流体混合物用のキャビテーションミキサの流量適合方法において、
−前記ポンプ(4)の圧送出力を、キャビテーションミキサからの流体混合物の最大取出し量よりも大きく選択し、これにより、前記キャビテーション発生機区間(1)の終端部に常に過剰圧力が生じるようにし、
−前記戻し導管(3)を常時開放し、
−前記最低限の圧力降下に満たない場合は、
−前記ポンプ(4)の単位時間当たりの圧送量を高めることにより、前記戻し導管(3)を介して戻される部分流(2a)を増大させ、且つ/又は
−複数のキャビテーション発生機(1a,1b)が設けられている場合は、これらのキャビテーション発生機(1a,1b)のうちの少なくとも1つを閉鎖し、且つ/又は
−ツリー状障害部材(109)の軸方向移動により、1つ若しくは複数のキャビテーション発生機(1a)の隙間幅(11)を減少させる
ことを特徴とする、衛生的に製造するべき流体混合物用のキャビテーションミキサの流量適合方法。
A cavitation generator section (1) having one cavitation generator (1a) or a plurality of cavitation generators (1a, 1b) connected in parallel, which can individually control the gap width (11), A method for adapting the flow rate of a cavitation mixer for a fluid mixture to be produced hygienically, comprising:
- taking into account the temperature of the fluid to be treated to determine the minimum pressure drop across the cavitation generator section (1),
A part of the fluid mixture is returned from the outlet conduit (9) via the return conduit (3) from the point (3a) downstream of the cavitation generator section (1) for the cavitation generator section (1) Back to the point (3b) upstream of the pump (4) supplying the working pressure of and of the two components of the fluid mixture upstream of the mixing point (5).
In a method for adapting the flow rate of a cavitation mixer for a fluid mixture to be produced hygienically,
-The pumping output of the pump (4) is selected to be greater than the maximum amount of fluid mixture removed from the cavitation mixer, so that excessive pressure is always produced at the end of the cavitation generator section (1);
-Always open the return conduit (3);
-If the minimum pressure drop is not met,
- By increasing the pre-Symbol pumping quantity per unit time of the pump (4), said return partial flow returned through a conduit (3) (2a) increased, and / or - a plurality of cavitation generator (1a , 1b), at least one of these cavitation generators (1a, 1b) is closed and / or
- the axial movement of the tree-like baffle member (109), for one or more features to reduce the gap width (11) of the cavitation generator (1a), a fluid mixture to be hygienically prepared How to adapt the flow rate of cavitation mixer.
ガス状の成分を有する流体混合物の場合は、
−延在方向が垂直方向成分を有し且つ上端部が、前記キャビテーション発生機区間(1)用の作業圧力を供給する前記ポンプ(4)の上流側の前記ポイント(3b)に接続している管片(22′)の下端部の前記ポイント(3a)の範囲で流体混合物を取り出し、
−前記流出導管(9)は、前記管片(22′)内で流体混合物用の取出しポイント(3a)の上側に、上方に向けられた開放端部(9a)を有している、請求項1記載の方法。
For fluid mixtures with gaseous components:
The extending direction has a vertical component and the upper end is connected to the point (3b) upstream of the pump (4) supplying the working pressure for the cavitation generator section (1) Take out the fluid mixture in the range of said point (3a) at the lower end of the tube piece (22 '),
The outlet conduit (9) has an open end (9a) directed upwards above the extraction point (3a) for the fluid mixture in the tube piece (22 '). The method according to 1.
−前記流体混合物を、少なくとも1つのキャビテーション発生機(1a)の主流方向(10)に向けられたキャビテーション発生機管(100)から半径方向に導出し、
−前記ツリー状障害部材(109)を支持する軸方向ロッド(107)を、前記ツリー状障害部材(109)の上流側と下流側とにおいて、ハウジング内において横方向(111)で支持する、請求項1又は2記載の方法。
-Said fluid mixture is derived radially from a cavitation generator tube (100) directed in a main flow direction (10) of at least one cavitation generator (1a);
The axial rod (107) supporting the tree-like obstruction (109) is supported laterally (111) in the housing, upstream and downstream of the tree-like obstruction (109); Item 3. The method according to Item 1 or 2.
1つのキャビテーション発生機(1a)しか設けられていない場合に、前記最低限の圧力降下を下回るほどに圧力降下が減少すると、
−まず最初に前記キャビテーション発生機(1a)の隙間幅が、大きな隙間幅(11′)から小さな隙間幅(11)に減少され、
−前記最低限の圧力降下を引き続き下回った場合は、最低限の圧力降下が得られるまで、前記ポンプ(4)の単位時間当たりの圧送量を高める、請求項1から3までのいずれか1項記載の方法。
When only one cavitation generator (1a) is provided, and the pressure drop decreases below the minimum pressure drop,
-The gap width of the cavitation generator (1a) is first reduced from a large gap width (11 ') to a small gap width (11);
-If the pressure drop continues below the minimum pressure drop, the pumping amount per unit time of the pump (4) is increased until a minimum pressure drop is obtained. The method described.
前記最低限の圧力降下を少なくとも30%だけ超過した場合に、小さな隙間幅(11)で作動している単独のキャビテーション発生機(1a)の隙間幅を、大きな隙間幅(11′)に切り替えて戻す、請求項4記載の方法。 When the minimum pressure drop was at least 30% but only spent ultra small gap width (11) in operation to that single cavitation generator a gap width of (1a), a large gap width (11 ') The method of claim 4, wherein the method is switched back. 複数のキャビテーション発生機(1a,1b)が設けられている場合は、
−まず最初に1つ又は複数のキャビテーション発生機(1a,1b・・・)を順次閉鎖し、
−その後、未だ作動中のキャビテーション発生機が複数存在する場合は、これらの作動中のキャビテーション発生機のうちの少なくとも1つにおいて、隙間幅を大(11′)から小(11)に調節し、
−最後に、小さな隙間幅(11)を備えて未だ作動中のキャビテーション発生機(1b)が1つだけになると、前記最低限の圧力降下が得られるまで、前記ポンプ(4)の単位時間当たりの圧送量を高める、請求項1から5までのいずれか1項記載の方法。
When multiple cavitation generators (1a, 1b) are provided,
-Close one or more cavitation generators (1a, 1b ...) in sequence,
-After that, if there are several active cavitation generators, adjust the gap width from large (11 ') to small (11) in at least one of these active cavitation generators;
-Finally, if there is only one cavitation generator (1b) still operating with a small gap width (11), per unit time of the pump (4) until the minimum pressure drop is obtained. The method according to claim 1, wherein the pumping amount is increased.
同じ大きさの2つのキャビテーション発生機(1a,1b)が設けられている場合は、
−供給される単位時間当たりの生産物量が、プラントの最大処理量の75%未満に減少すると、前記キャビテーション発生機のうちの一方(1a)の隙間幅を、大きな隙間幅(11′)から小さな隙間幅(11)に調節し、他方のキャビテーション発生機の隙間幅は、未だ大きな隙間幅(11′)のままにしておき、
−供給量が、最大処理量の半分に減少すると、小さな隙間幅に調節された前記キャビテーション発生機を完全に閉鎖し、
−供給量が、最大処理量の25%に、又は25%未満に減少すると、作動中の前記キャビテーション発生機を小さな隙間幅(11)に調節し、
−この状態で、前記キャビテーション発生機区間(1)にわたって必要とされる前記最低限の圧力降下が未だに達成されない場合は、最低限の圧力降下が得られるまで、前記ポンプ(4)の単位時間当たりの圧送量を高める、請求項1から6までのいずれか1項記載の方法。
When two cavitation generators (1a, 1b) of the same size are provided,
-When the amount of product supplied per unit time decreases to less than 75% of the maximum throughput of the plant, the gap width of one of the cavitation generators (1a) is reduced from the larger gap width (11 '). Adjust the gap width (11), and leave the gap width of the other cavitation generator still large gap width (11 ')
When the supply volume is reduced to half of the maximum throughput, the cavitation generator adjusted to a small gap width is completely closed;
-When the feed rate is reduced to 25% or less than the maximum throughput, the cavitation generator in operation is adjusted to a small gap width (11);
-In this state, if the minimum pressure drop required over the cavitation generator section (1) has not yet been achieved, the per unit time of the pump (4) until the minimum pressure drop is obtained. The method according to claim 1, wherein the pumping amount is increased.
戻される前記部分流(2a)の量は、主流(2)の50%に相当する、請求項1から7までのいずれか1項記載の方法。 The amount of the partial stream (2a) to be returned corresponds to 50% of the main flow (2), any one process as claimed in claims 1 to 7. 戻される前記部分流(2a)の量は、前記流出導管(9)の前記下流側のポイント(3a)よりも上流側の複数の並列的な支流に設けられた遮断弁の開放により、段階的に増大することができる、請求項1から8までのいずれか1項記載の方法。 The amount of the partial flow (2a) returned is stepwise by opening of the shut-off valves provided in a plurality of parallel tributaries upstream of the downstream point (3a) of the outflow conduit (9). The method according to claim 1, wherein the method can be increased to −戻される前記部分流(2a)の量を連続的に変化させ、これにより、前記最低限の圧力降下をちょうどに達成し、且つ/又は
−圧力降下を連続的に測定して、戻し導管(3)を通る流量を制御する制御装置(6)に該圧力降下を送る、請求項1から9までのいずれか1項記載の方法。
-Continuously changing the amount of the partial flow (2a) to be returned, so that the minimum pressure drop is just achieved and / or-the pressure drop is continuously measured and the return conduit ( 10. The method according to claim 1, wherein the pressure drop is sent to a control device (6) that controls the flow rate through 3).
−前記最低限の圧力降下に影響を与える生産物若しくは該生産物の主成分の供給圧又は温度又は粘度を連続的又は断続的に測定し、この測定に関連して前記最低限の圧力降下を前記制御装置(6)により変更し、且つ/又は
−前記最低限の圧力降下を20%だけ上回った場合に、最後に実施された流量増大措置を取り消す、請求項1から10までのいずれか1項記載の方法。
- supply pressure or the main component of the raw product or biological products that affect the minimum pressure drop the temperature or viscosity continuously or intermittently measured, the minimum pressure drop in relation to the measurement 1 to 10 if the control device (6) is changed and / or if the minimum pressure drop is exceeded by 20%, the last implemented flow increase measure is canceled. The method according to claim 1.
−既存の複数のキャビテーション発生機(1a,1b・・・)の一部だけが作動している場合は、1つ又は複数の作動状態にあるキャビテーション発生機(1a)を、設定された時間の経過後に順次交代させ、且つ/又は
−前記キャビテーション発生機区間(1)の複数のキャビテーション発生機のうちの一部だけが作動している場合は、部分的にのみ作動しているキャビテーション発生機区間(1)にわたる圧力降下が30%だけ、前記最低限の圧力降下を超過するか、又は5500hPaに到達した場合に、停止されているキャビテーション発生機(1a,1b)を順次又は全て接続する、請求項1から11までのいずれか1項記載の方法。
-If only some of the existing cavitation generators (1a, 1b ...) are operating, the cavitation generators (1a) in one or more operating states are A cavitation generator section that is only partially activated if it is alternated in sequence after elapse and / or only a part of the plurality of cavitation generators of the cavitation generator section (1) is operating only (1) pressure drop across the 30%, or exceeds the previous SL minimum pressure drop, or when it reaches the 5500HP a, connected sequentially or all cavitation generator being stopped (1a, 1b) 12. The method according to any one of claims 1 to 11.
前記キャビテーション発生機区間(1)内で、異なる大きさに寸法決めされた複数のキャビテーション発生機(1a,1b)を使用し、前記最低限の圧力降下に満たない場合、まず最初に最も小さなキャビテーション発生機を停止させ、これで十分でない場合は、最も小さなキャビテーション発生機の代わりに、次に大きなキャビテーション発生機を順に停止させ、最終的に1つのキャビテーション発生機を停止させるだけでは最早十分でない場合には、引き続き、やはり最も小さなキャビテーション発生機から出発して、第2のキャビテーション発生機をも停止させる、請求項1から12までのいずれか1項記載の方法。   In the cavitation generator section (1), when a plurality of cavitation generators (1a, 1b) sized to different sizes are used and the minimum pressure drop is not reached, first the smallest cavitation If the generator is stopped and this is not sufficient, it is no longer sufficient to stop the next largest cavitation generator in turn and finally one cavitation generator instead of the smallest cavitation generator. 13. The method according to claim 1, further comprising starting with the smallest cavitation generator and also stopping the second cavitation generator. −圧力降下に直接に関連して前記隙間幅(11)を連続的に調節する場合、必要とされる最低限の圧力降下がちょうど達成されるように前記調節を実施し、且つ/又は
−処理しようとする生産物若しくは処理しようとする生産物の主成分が水の場合に、20℃+/−2℃(14a,14b・・・)の温度において、少なくとも15m/sの流速が個々の障害物において達成されるか
又は超過されるように、前記最低限の圧力降下を決定する、請求項1から13までのいずれか1項記載の方法。
If the gap width (11) is continuously adjusted in direct relation to the pressure drop, the adjustment is carried out so that the required minimum pressure drop is just achieved and / or When the main component of the product to be processed or processed is water, at a temperature of 20 ° C. + / − 2 ° C. (14a, 14b. as or exceeded achieved Oite the object, to determine the minimum pressure drop, any one process of claim 1 to 13.
前記キャビテーション発生機区間(1)にわたる最低限の圧力降下は、水、又は主成分として水を有する生産物を、20℃+/−2℃の処理温度で処理する場合に、4000hPaである、請求項1から14までのいずれか1項記載の方法。 Minimum pressure drop across the cavitation generator section (1) are water or Seisanbutsu having water as a main component, when at a treatment temperature of 2 0 ℃ +/- 2 ℃, is 4000 hPa, 15. A method according to any one of claims 1 to 14. キャビテーションミキサであって、
−互いに並列接続された複数のキャビテーション発生機(1a,1b)を有するキャビテーション発生機区間(1)を備えており、前記キャビテーション発生機(1a,1b)内の隙間幅(11)が、大きな隙間幅(11′)と小さな隙間幅(11)との間で、圧縮空気シリンダ(113)により調節可能であり、
−前記キャビテーション発生機区間(1)に通じる流入導管(8)に、少なくとも1つのポンプ(4)が設けられており、
−前記キャビテーション発生機区間(1)の下流側のポイント(3a)と、上流側のポイント(3b)との間に、差圧測定装置(15)が設けられており、
−前記ポンプ(4)の上流側で前記流入導管(8)に開口する第2の成分用の供給導管(17)が設けられており、
−前記キャビテーション発生機区間(1)の下流側のポイント(3a)から、前記キャビテーション発生機区間(1)用の作業圧力を供給する前記ポンプ(4)の上流側であり且つ流体混合物の2つの成分の混合ポイント(5)の上流側のポイント(3b)に通じる戻し導管(3)が設けられており、
−前記キャビテーション発生機(1a,1b)は、キャビテーション発生機管(100)により管状に形成されている、
キャビテーションミキサにおいて、
−前記キャビテーション発生機(1a,1b・・・)は、個別に且つ互いに独立して、個々のキャビテーション発生機(1a,1b・・・)に通じる流入導管(8)又は流出導管(9)を遮断することにより遮断可能でもあるし、
−前記隙間幅(11)を調節することができるようにもなっており、
−前記差圧測定装置(15)により測定された、前記キャビテーション発生機区間(1)にわたる圧力降下に関連して前記ポンプ(4)の単位時間当たりの吐出量を制御し、且つ前記個別のキャビテーション発生機(1a,1b・・・)における開閉、並びに開放状態での大きな隙間幅(11′)から小さな隙間幅(11)への調節及びその逆の調節を制御する制御装置(6)が設けられており、
−前記キャビテーション発生機管(100)は、フランジ締結された複数の個別の管部分(102,103,104)から成っていて、これらの管部分は少なくとも、生産物流入部(102)、キャビテーションコーン(103)及び軸方向貫通部(104)の個別部材であることを特徴とする、キャビテーションミキサ。
A cavitation mixer,
- a plurality of cavitation generator (1a, 1b) connected in parallel to each other provided with a cavitation generator section (1) having the cavitation generator (1a, 1b) a gap width (11) in, can a large such between the gap width (11 ') and the small gap width (11) is adjustable by compressed air cylinder (113),
At least one pump (4) is provided in the inflow conduit (8) leading to the cavitation generator section (1);
A differential pressure measuring device (15) is provided between the downstream point (3a) and the upstream point (3b) of the cavitation generator section (1),
A supply conduit (17) for a second component is provided upstream from the pump (4) and opens into the inflow conduit (8);
-From the point (3a) downstream of the cavitation generator section (1) to the upstream side of the pump (4) supplying the working pressure for the cavitation generator section (1) and two fluid mixtures A return conduit (3) leading to a point (3b) upstream of the component mixing point (5) is provided;
The cavitation generator (1a, 1b) is formed into a tubular shape by a cavitation generator tube (100),
In the cavitation mixer
The cavitation generators (1a, 1b...) Individually and independently of one another with an inflow conduit (8) or an outflow conduit (9) leading to the individual cavitation generator (1a, 1b...). It can be blocked by blocking,
-The gap width (11) can be adjusted,
-Controlling the discharge per unit time of the pump (4) in relation to the pressure drop measured by the differential pressure measuring device (15) over the cavitation generator section (1) and the individual cavitation A control device (6) is provided for controlling the opening and closing of the generator (1a, 1b...) And the adjustment from the large gap width (11 ′) to the small gap width (11) in the open state and vice versa. And
The cavitation generator pipe (100) consists of a plurality of flanged individual pipe parts (102, 103, 104), which at least comprise the product inflow part (102), the cavitation cone ( 103) and a cavitation mixer, which is an individual member of the axial penetration portion (104).
−障害物(108a,・・・)が、これらの障害物(108a,108b)に結合された軸方向ロッド(107)を軸方向に移動させることにより、且つ/又は
−前記戻し導管(3)の供給点(3b)の上流側で混合物の主成分用の流入導管に設けられた別のポンプ(22)により、軸方向に調節可能である、請求項16記載のキャビテーションミキサ。
- obstacles (108a, · · ·) are these obstacles (108a, 108b) by moving the combined axial rod (107) axially, and / or - said return conduit ( 17. Cavitation mixer according to claim 16, adjustable axially by means of another pump (22) provided in the inlet conduit for the main component of the mixture upstream of the feed point (3b) of 3).
第2の成分用の供給導管(17)と、戻し導管(3)との間に接続導管(19)が設けられていて、該接続導管(19)は、前記供給導管(17)において、該供給導管(17)の調量弁(20)と混合ポイント(5)との間で主系統に接続されている、請求項16又は17記載のキャビテーションミキサ。 A second supply conduit for the component (17), have connecting conduit (19) is provided between the return line (3), the connecting conduit (19), prior Symbol supply conduit (17), 18. Cavitation mixer according to claim 16 or 17, connected to the main system between a metering valve (20) and a mixing point (5) of the supply conduit (17). −前記管部分、即ち、生産物流入部(102)、キャビテーションコーン(103)及び軸方向貫通部(104)の固定フランジ(102a,102b,103a,103b,104a,104b)は、溶接シーム無しで中実体から製造されており、且つ/又は
−放圧室(105)は、溶接されたフランジ(105a,105b,105c)と、内部の気泡を閉じるために後加工された溶接シーム(106a,106b,106c)とを備えたT字形管片である、請求項16から18までのいずれか1項記載のキャビテーションミキサ。
The fixing flanges (102a, 102b, 103a, 103b, 104a, 104b) of the pipe part, ie the product inflow part (102), the cavitation cone (103) and the axial through-hole (104), without a weld seam; and a manufactured entity, and / or - relief chamber (105) is welded flanges (105a, 105b, 105c) and the welding seams (106a that is post-processed in order to close the interior of the bubble, The cavitation mixer according to any one of claims 16 to 18, wherein the cavitation mixer is a T-shaped tube piece provided with 106b, 106c).
−前記障害物(108a,108b)と、これらの障害物を支持する前記軸方向ロッド(107)との間の移行部(112)が、少なくとも1mmの曲率半径を備えて丸み付けられており、且つ/又は
−前記キャビテーション発生機(1a,1b)の内室(101a,101b)の全ての内側角隅部(113a,113b)が、少なくとも5mmの曲率半径を備えて丸み付けられている、請求項16から19までのいずれか1項記載のキャビテーションミキサ。
- the obstacle and (108a, 108b), the transition between the said axial rod for supporting the obstacles (107) (112), rounded includes a radius of curvature of 1 m m even without least And / or—all inner corners (113a, 113b) of the inner chambers (101a, 101b) of the cavitation generator (1a, 1b) are rounded with a radius of curvature of at least 5 mm. The cavitation mixer according to any one of claims 16 to 19.
−前記キャビテーション発生機管(100)の、軸方向に互いにねじ締結された部分の間に、隙間無しの無菌シール(120)が配置されており、且つ/又は
−前記軸方向ロッド(107)の貫通部(114)が、前記キャビテーション発生機(1a,1b)の内室(101a,101b)に対して、選択的にOリングシール(115)か、又は隙間無しの無菌のリップシール(116)によってシールされている、請求項16から20までのいずれか1項記載のキャビテーションミキサ。
- of the cavitation generator tube (100), during the screw tightening portions to each other in the axial direction, sterility seal without gaps (120) are arranged, and / or - said axial rod (107) the through portion (114), said cavitation generator (1a, 1b) relative to the internal chamber (101a, 101b) of the selectively O-ring seal (115) or a lip seal sterility without clearance ( The cavitation mixer according to any one of claims 16 to 20, wherein the cavitation mixer is sealed by 116).
−前記貫通部(114)と、該貫通部内でガイドされる前記軸方向ロッド(107)との間の環状ギャップは、軸方向に見て両側をシール(115,116)によりシールされており、軸方向に見て前記両シールの間に、2つの対向位置する洗浄導管(117a,117b)が開口しており
−前記洗浄導管(117a,117b)は環状室(118)に開口している、請求項16から21までのいずれか1項記載のキャビテーションミキサ。
The annular gap between the penetration (114) and the axial rod (107) guided in the penetration is sealed on both sides by seals (115, 116) when viewed in the axial direction; during viewed in the axial direction of the both sealing two opposing positions irrigation duct (117a, 117b) are open,
A cavitation mixer according to any one of claims 16 to 21, wherein the cleaning conduits (117a, 117b) open into an annular chamber (118).
−入口開口(124)の下流側の横断面狭小部(121)により、流速が係数9〜13だけ高められ、且つ/又は
−流れ方向(10)に見て最後の障害物(108e)の通流隙間における流速が、最初の障害物の通流隙間における流速に比べて係数1.8〜2.5だけ高められるように、前記障害物(108a,・・・)が、相互に且つ/又は包囲しているキャビテーション発生機管(100)に対して位置決めされ且つ寸法決めされ、且つ/又は
−1つの障害物(108a,・・・)から次の障害物に至るまでの各通流隙間における流速が、流れ方向に見てその都度係数1.1〜1.4だけ増大するように、円板が相対的に且つ包囲しているキャビテーション発生機管(100)に対して位置決めされ且つ寸法決めされる、請求項16から22までのいずれか1項記載のキャビテーションミキサ。
- the cross section narrowing portion on the downstream side of the inlet opening (124) (121), the flow rate coefficient 9-13 but only high Merare, and / or - when viewed in the flow direction (10) end of the obstacle (108e) the flow velocity in the flowing clearance, as is only high because it factor 1.8 to 2.5 than the flow velocity in flowing clearance first obstacle, the obstacle (108a, · · ·) are mutually And / or relative to the surrounding cavitation generator tube (100) and / or each from one obstacle (108a, ...) to the next obstacle Positioning with respect to the cavitation generator pipe (100) relative to and surrounding the disc so that the flow velocity in the flow gap increases by a factor of 1.1 to 1.4 each time as viewed in the flow direction. And is dimensioned Any one Cavitation mixer according to 2.
−前記障害物(108a,・・・)の数は、3〜10であり、且つ/又
−円板状の前記障害物(108a,・・・)の軸方向の厚さは、1〜4mmであり、且つ/又は
−2つの隣り合う障害物(108a,・・・)の中心から中心までの軸方向間隔は、軸方向に見た障害物の厚さの2倍〜7倍であり、且つ/又
−板状の障害物(108a,108b・・・)と、前記キャビテーション発生機管(100)との間の環状ギャップの半径方向の幅は、1〜5mmであり、且つ/又は
−横断面拡張部(122)と最初の障害物(108a)との間の一定の横断面を備えた区間の軸方向長さは、前記横断面拡張部(122)の下流側の直径の0.7倍〜1.4倍に相当し、且つ/又は
−前記横断面拡張部(122)の下流側であり且つ最初の障害物(108a)の上流側の内側の自由な直径は、流入導管及び/又は流出導管の自由な横断面の0.9倍〜1.1倍に相当する、請求項16から23までのいずれか1項記載のキャビテーションミキサ。
- The number of the obstacle (108a, · · ·) is 3 to 0, and / or <br/> - discoid said obstacle (108a, · · ·) thickness in the axial direction of Is 1 to 4 mm and / or the axial distance from the center to the center of two adjacent obstacles (108a,...) Is 2 times the thickness of the obstacle as viewed in the axial direction. a fold to 7-fold, and / or <br/> - a plate-like obstacle (108a, 108b · · ·) and the radial width of the annular gap between the cavitation generator tube (100) Is 1-5 mm and / or-the axial length of the section with a constant cross section between the cross section extension (122) and the first obstacle (108a) is the cross section Corresponding to 0.7 to 1.4 times the diameter of the downstream side of the extension (122) and / or-downstream of the cross-sectional extension (122) and 24. The free diameter inside the upstream of the first obstacle (108a) corresponds to 0.9 to 1.1 times the free cross section of the inflow conduit and / or the outflow conduit. The cavitation mixer according to any one of the above.
前記キャビテーション発生機の作動中に、2.5〜6barの圧力降下が生じるように、前記キャビテーション発生機が構成されている、請求項16から24までのいずれか1項記載のキャビテーションミキサ。 The cavitation mixer according to any one of claims 16 to 24, wherein the cavitation generator is configured such that a pressure drop of 2.5 to 6 bar occurs during operation of the cavitation generator.
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