RU2398499C1 - Device for hydrodynamic heating of liquid products - Google Patents

Device for hydrodynamic heating of liquid products Download PDF

Info

Publication number
RU2398499C1
RU2398499C1 RU2009106298/13A RU2009106298A RU2398499C1 RU 2398499 C1 RU2398499 C1 RU 2398499C1 RU 2009106298/13 A RU2009106298/13 A RU 2009106298/13A RU 2009106298 A RU2009106298 A RU 2009106298A RU 2398499 C1 RU2398499 C1 RU 2398499C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rotor
stator
cells
heating
rows
Prior art date
Application number
RU2009106298/13A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александра Юрьевна Краснова (RU)
Александра Юрьевна Краснова
Иван Николаевич Краснов (RU)
Иван Николаевич Краснов
Денис Андреевич Лебедько (RU)
Денис Андреевич Лебедько
Original Assignee
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия" (ФГОУ ВПО АЧГАА)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия" (ФГОУ ВПО АЧГАА) filed Critical Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия" (ФГОУ ВПО АЧГАА)
Priority to RU2009106298/13A priority Critical patent/RU2398499C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2398499C1 publication Critical patent/RU2398499C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Food Preservation Except Freezing, Refrigeration, And Drying (AREA)

Abstract

FIELD: food industry.
SUBSTANCE: invention relates to devices for treatment of liquid products by heating. Device comprises stator with cylindrical rotor installed in it to make gap. On external surface of rotor there is a set of cells arranged in rows along helical line. On internal surface of stator there are similar cells arranged along helical line as well, but with another pitch of cell rows. Stator vessel includes axisymmetric circular cavity that corresponds to rotor length and communicates with cellular working part of device through hole in zone of product heating up to pasteurisation temperature.
EFFECT: invention makes it possible to provide for uniformity of load at rotor in process of its rotation and to increase efficiency of device.
4 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к устройствам для обработки жидких продуктов нагреванием, включая их пастеризацию.The invention relates to the field of agriculture, in particular to devices for processing liquid products by heating, including their pasteurization.

Известен промышленный кавитационный генератор фирмы «Hydrodynamic inc», США, для нагрева жидкости, содержащий корпус с крышками и ротор в виде барабана с ячеистой наружной поверхностью, контактирующий с гладкой внутренней поверхностью цилиндрической части корпуса /1/.Known industrial cavitation generator company "Hydrodynamic inc", USA, for heating a liquid, comprising a housing with covers and a rotor in the form of a drum with a mesh outer surface in contact with the smooth inner surface of the cylindrical part of the housing / 1 /.

Недостатком известной конструкции является громоздкость устройства и недостаточная тепловая производительность.A disadvantage of the known design is the bulkiness of the device and insufficient thermal performance.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является устройство для нагрева жидкости, содержащее статор с выемками на внутренней стороне, установленный внутри него с образованием зазора для перемещения и нагрева обрабатываемого продукта ротор в виде цилиндра с набором выемок, аналогичных выемкам статора, образующих при совмещении камеры переменного сечения, и патрубки для подачи и отвода продукта /2/.The closest technical solution to the proposed invention is a device for heating a liquid containing a stator with recesses on the inside, installed inside it with a gap for moving and heating the processed product, a rotor in the form of a cylinder with a set of recesses similar to the recesses of the stator, forming an alternating chamber sections, and nozzles for supply and discharge of the product / 2 /.

Недостатками его являются достаточно высокие потери тепла в окружающую среду и неравномерность или пульсация нагрузки из-за одновременного совпадения при вращении ротора всех ячеек и их закрытия, сопровождающегося срезом жидкого продукта в зазоре ротор-статор.Its disadvantages are rather high heat losses to the environment and unevenness or ripple of the load due to the simultaneous coincidence during rotation of the rotor of all cells and their closure, accompanied by a cut of the liquid product in the gap of the rotor-stator.

Задачей заявленного технического решения является обеспечение равномерности нагрузки на ротор при его вращении и повышение кпд устройства.The objective of the claimed technical solution is to ensure uniform load on the rotor during its rotation and increase the efficiency of the device.

Она решается тем, что на наружной поверхности ротора выполнен набор ячеек, расположенных рядами по винтовой линии, на внутренней поверхности статора - аналогичные ячейки, расположенные также по винтовой линии, но с другим шагом рядов ячеек, в корпусе статора предлагаемого устройства выполнена соответствующая длине ротора осесимметричная кольцевая полость, выполняющая роль выдерживателя и теплоизолятора рабочей части нагревателя от внешней среды, сообщающаяся с ячеистой рабочей частью устройства отверстием в зоне нагрева продукта до температуры пастеризации.It is solved by the fact that on the outer surface of the rotor there is a set of cells arranged in rows along a helical line, on the inner surface of the stator - similar cells located also along a helical line, but with a different step of the rows of cells, in the stator housing of the proposed device, the axisymmetric rotor length is made an annular cavity that acts as a retainer and heat insulator of the working part of the heater from the external environment, communicating with the cellular working part of the device with an opening in the product heating zone to t pasteurization temperatures.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен схематический разрез устройства для гидродинамического нагрева жидких продуктов по его продольной оси; на фиг.2 - сечение А-А устройства на фиг.1; на фиг.3 - фрагмент развертки взаимного расположения ячеек на поверхностях статора и ротора.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a schematic section of a device for hydrodynamic heating of liquid products along its longitudinal axis; figure 2 is a section aa of the device of figure 1; figure 3 is a fragment of a scan of the mutual arrangement of cells on the surfaces of the stator and rotor.

Устройство для гидродинамического нагрева жидких продуктов состоит из статора 1 (фиг.1) в виде полого цилиндра с расположенным с зазором в его полости ротором 2, закрытым с обеих сторон крышками 3 и 4, в которых установлены подшипники 5 и 6 вала 7 ротора. Внутри статора 1 имеется осесимметричная кольцевая полость 8 (фиг.2), выполняющая роль выдерживателя, объем которого соответствует конкретной производительности устройства для гидродинамического нагрева жидких продуктов. Она же служит теплоизолятором рабочей части предлагаемого устройства от внешней среды.A device for hydrodynamic heating of liquid products consists of a stator 1 (Fig. 1) in the form of a hollow cylinder with a rotor 2 located with a gap in its cavity, closed by covers 3 and 4 on both sides, in which bearings 5 and 6 of the rotor shaft 7 are installed. Inside the stator 1 there is an axisymmetric annular cavity 8 (Fig. 2), which acts as a retainer, the volume of which corresponds to the specific performance of the device for hydrodynamic heating of liquid products. It also serves as a heat insulator of the working part of the proposed device from the external environment.

На наружной поверхности ротора 2 выполнен набор ячеек 9, например продолговатых, расположенных рядами по винтовой линии с шагом t (фиг.3) под углом α.On the outer surface of the rotor 2, a set of cells 9 is made, for example oblong, arranged in rows along a helix with a pitch t (Fig. 3) at an angle α.

На внутренней поверхности статора 1 выполнены аналогичные ячейки 10, расположенные также по винтовой линии, но с другим шагом рядов ячеек, обеспечивающим изменение количества рядов ячеек на статоре 1, например, на один ряд в сравнении с количеством рядов ячеек на роторе 2 и смещение шага их на величину b. Угол β наклона рядов ячеек 10 на статоре 1 может быть равным или большим угла α наклона рядов ячеек 9 ротора 2. При этом оси продолговатых ячеек статора 1 могут быть параллельны осям ячеек ротора так, что при их совпадении образуются замкнутые камеры.On the inner surface of the stator 1, similar cells 10 are made, also located along a helix, but with a different step of the rows of cells, providing a change in the number of rows of cells on the stator 1, for example, by one row in comparison with the number of rows of cells on the rotor 2 and their step offset by the value of b. The angle β of the tilt of the rows of cells 10 on the stator 1 can be equal to or greater than the angle α of the tilt of the rows of cells 9 of the rotor 2. Moreover, the axes of the elongated cells of the stator 1 can be parallel to the axes of the cells of the rotor so that when they coincide, closed chambers are formed.

Устройство для гидродинамического нагрева жидких продуктов имеет патрубок подачи 11 продукта для тепловой обработки в нем и патрубок отвода 12 продукта после тепловой обработки, сообщающийся с полостью 8 статора 1, которая в свою очередь отверстием 13 соединена с ячеистой рабочей частью устройства.The device for hydrodynamic heating of liquid products has a supply pipe 11 of the product for heat treatment in it and a pipe outlet 12 of the product after heat treatment, communicating with the cavity 8 of the stator 1, which in turn is connected through a hole 13 to the cellular working part of the device.

Статор 1 и ротор 2 устройства могут выполняться коническими.The stator 1 and the rotor 2 of the device can be conical.

Работает устройство следующим образом.The device operates as follows.

Поступающий на тепловую обработку жидкий продукт по патрубку подачи 11 заполняет ячейки 9 и 10. При вращении ротора 2 он захватывается рядами его ячеек 9, как лопастями насоса, наклоненными под углом α, обеспечивая самовсасывание продукта в устройство. В зазоре между ротором 2 и статором 1 продукт подвергается интенсивному гидродинамическому воздействию благодаря центробежному разгону ячейками 9 ротора, резкому торможению ячейками 10 неподвижного статора 1, интенсивному вихреобразованию, трению слоев продукта между собой и о поверхности статора 1 и ротора 2. В результате этого происходит преобразование подводимой к устройству энергии привода в тепловую энергию, поглощаемую обрабатываемым продуктом, нагревая его до температуры пастеризации. При этой температуре нагретый продукт через отверстие 13 поступает в полость 8 статора для его выдержки, после чего выводится через патрубок отвода 12 из устройства в линию дальнейшей его тепловой обработки: регенерации, охлаждения и хранения.The liquid product arriving for heat treatment through the supply pipe 11 fills the cells 9 and 10. When the rotor 2 is rotated, it is captured by the rows of its cells 9, like pump blades inclined at an angle α, providing self-absorption of the product into the device. In the gap between the rotor 2 and the stator 1, the product is subjected to intense hydrodynamic effects due to centrifugal acceleration by the cells 9 of the rotor, a sharp braking by the cells 10 of the stationary stator 1, intense vortex formation, friction of the product layers between each other and about the surface of the stator 1 and rotor 2. As a result, the transformation the drive energy supplied to the device into the thermal energy absorbed by the processed product, heating it to the pasteurization temperature. At this temperature, the heated product through the hole 13 enters the stator cavity 8 for soaking, and then is discharged through the branch pipe 12 from the device to the line for further heat treatment: regeneration, cooling and storage.

Различный шаг t рядов ячеек 9 и 10 на статоре 2 и якоре 1 и углов их наклона β и α по винтовой линии обеспечивают поочередное взаимное их закрытие и последующее постепенное открытие по мере вращения ротора 2, что снижает пульсацию нагрузки на гидродинамическую обработку продукта в приводе устройства и выравнивает ее.The different step t of the rows of cells 9 and 10 on the stator 2 and anchor 1 and their angles of inclination β and α along the helix provide their alternate closure and subsequent gradual opening as the rotor 2 rotates, which reduces the ripple of the load on the hydrodynamic processing of the product in the device drive and aligns her.

Расположение же выдерживателя в кольцевой полости 8 статора 1 обеспечивает сокращение потерь тепла из рабочей ячеистой части устройства в окружающую среду, что повышает его кпд.The location of the holder in the annular cavity 8 of the stator 1 provides a reduction in heat loss from the working cellular part of the device into the environment, which increases its efficiency.

Источники информацииInformation sources

1. Jim Frederick, Daniel Armstead, Steve Lien, Wolfgang Schmidl, Bijan Kazem. Economic Benefits of Utilizing Controlled Cavitation Technology for Black Liquor Oxidation and Heating. TAPPI Journal, January, 2002.1. Jim Frederick, Daniel Armstead, Steve Lien, Wolfgang Schmidl, Bijan Kazem. Economic Benefits of Utilizing Controlled Cavitation Technology for Black Liquor Oxidation and Heating. TAPPI Journal, January, 2002.

2. Авторское свидетельство RU №1324620, кл. А23С 3/033, 1987 (прототип).2. Copyright certificate RU No. 1324620, class. A23C 3/033, 1987 (prototype).

Claims (4)

1. Устройство для гидродинамического нагрева жидких продуктов, характеризующееся тем, что оно состоит из статора с установленным в нем с образованием зазора цилиндрическим ротором, на наружной поверхности ротора выполнен набор ячеек, расположенных рядами по винтовой линии, на внутренней поверхности статора выполнены аналогичные ячейки, расположенные также по винтовой линии, но с другим шагом рядов ячеек, в корпусе статора выполнена соответствующая длине ротора осесимметричная кольцевая полость, сообщающаяся с ячеистой рабочей частью устройства отверстием в зоне нагрева продукта до температуры пастеризации.1. A device for hydrodynamic heating of liquid products, characterized in that it consists of a stator with a cylindrical rotor installed in it to form a gap, on the outer surface of the rotor a set of cells arranged in rows along a helical line is made, similar cells located on the inner surface of the stator also along the helix, but with a different step of the rows of cells, in the stator housing an axisymmetric annular cavity corresponding to the rotor length is made, communicating with the cellular working part stroystva opening in the heating zone of the product to the pasteurization temperature. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что винтовая линия расположения ячеек ротора выполнена под углом наклона к образующей наружной его поверхности меньшим или большим угла наклона винтовой линии расположения ячеек к образующей внутренней поверхности статора.2. The device according to claim 1, characterized in that the helical location of the rotor cells is made at an angle of inclination to the generatrix of its outer surface less or greater than the angle of inclination of the helical cell location line to the generatrix of the inner surface of the stator. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что продолговатые ячейки ротора и статора выполнены так, что их продольные оси параллельны друг другу.3. The device according to claim 2, characterized in that the elongated cells of the rotor and stator are made so that their longitudinal axes are parallel to each other. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что ротор и статор в месте их сочленения выполнены коническими. 4. The device according to claim 1, characterized in that the rotor and stator in the place of their articulation are made conical.
RU2009106298/13A 2009-02-24 2009-02-24 Device for hydrodynamic heating of liquid products RU2398499C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009106298/13A RU2398499C1 (en) 2009-02-24 2009-02-24 Device for hydrodynamic heating of liquid products

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009106298/13A RU2398499C1 (en) 2009-02-24 2009-02-24 Device for hydrodynamic heating of liquid products

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2398499C1 true RU2398499C1 (en) 2010-09-10

Family

ID=42800313

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009106298/13A RU2398499C1 (en) 2009-02-24 2009-02-24 Device for hydrodynamic heating of liquid products

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2398499C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2529896C2 (en) * 2013-01-10 2014-10-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия" (ФГБОУ ВПО АЧГАА) Device for pasteurization of liquid products

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2529896C2 (en) * 2013-01-10 2014-10-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия" (ФГБОУ ВПО АЧГАА) Device for pasteurization of liquid products

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101450837B1 (en) Apparatus for heat exchange with radial mixing
CN108185450B (en) Intelligent separating device for walnut kernels and red coats by adopting heat expansion and cold contraction principles
KR101668941B1 (en) Drying device
WO2008131906A3 (en) Method and apparatus for manufacturing a food product
RU2398499C1 (en) Device for hydrodynamic heating of liquid products
JP6086421B2 (en) Low temperature vacuum stirring dryer and method for drying an object to be dried containing a low melting point material
JP5314081B2 (en) Multi-tube dryer
CN204888611U (en) A tea wrap section of thick bamboo
WO2010116050A1 (en) Rotary furnace for heat-treating solid materials
RU2602646C2 (en) Rotor apparatus for production of dried fruit and vegetable products and chips
CN208275316U (en) A kind ofization sugar bowl
WO2021027698A1 (en) Rotating device
CN201846769U (en) Digesting device for processing preserved fruit
BRPI0919491B1 (en) METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING A SMOKING PRODUCT FROM A TOBACCO MATERIAL
RU2703182C1 (en) Tier rotary drier
CN104415709A (en) Efficient totally-enclosed double-cylinder combined pelleter and drying machine
CN113340061A (en) Soybean lecithin concentrate efficient drying device
KR200205644Y1 (en) Apparatus for fermenting using vaccum drier
JPH0259042A (en) Laminar film type heat exchange reactor
CN106754255B (en) Drying fermentation equipment
CN111928585A (en) Vacuum drying oven
RU2347154C1 (en) Small-sized rotor-type heat generator
KR20110017548A (en) Heat generating device using fluid
CN204100718U (en) A kind of high-efficiency seed drying unit
CN212629791U (en) Fruit scalds leather clothing to be put

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120225