描述了一种用于对流经流通式反应器的可流动介质产生影响的装置和/或方法。所述流通式反应器具有至少一个入口和至少一个出口，可流动介质能够通过所述至少一个入口流入到所述流通式反应器中并且能够通过所述至少一个出口流出所述流通式反应器。通过用于改变流经所述流通式反应器的可流动介质的至少一种性质的至少一个能量源，能够引入能量，所述能量的强度在所述流通式反应器的容积中分布不均匀。根据本发明专利技术，流经所述流通式反应器的可流动介质的流动受到位于所述流通式反应器中的至少一个机械部件的影响，使得流经所述流通式反应器的大部分可流动介质流经通过所述能量源产生的高能量强度区。源产生的高能量强度区。源产生的高能量强度区。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于通过能量强度区影响可流动介质的流动的装置和方法
[0001]本专利技术涉及一种用于通过能量强度区影响可流动介质的流动的装置和方法。
技术介绍
[0002]能量可以是例如机械能、电能、热能或辐射，优选地是机械能。
[0003]流通式反应器(也称为反应器容器、流通池或反应器)是一种具有至少一个入口(优选地恰好具有一个入口)和至少一个出口(优选地恰好具有一个开口)的容器，可流动介质可以通过入口流入到流通式反应器中，可流动介质可以通过出口流出流通式反应器。
[0004]流通式反应器的外部轮廓可以是圆形、椭圆形、圆柱形、漏斗形、壶形、长方体、矩形或多边形，优选地是圆柱形或漏斗形。外部轮廓可以是刚性的或弹性的，优选地是刚性的。外部轮廓可以由金属、塑料、玻璃、陶瓷、复合材料或它们的任意组合制成，优选地由金属(例如，不锈钢等)制成。
技术实现思路
[0005]根据本专利技术，能量(优选地机械能)例如以机械振动的形式，通过能量源被引入到流通式反应器中，该能量源被设置为改变流经流通式反应器的可流动介质的至少一种性质，该能量优选地在位于流通式反应器中的可流动介质中产生气穴现象(cavitation)。被引入到流通式反应器的能量引起至少一种性质的变化，所述性质优选地是温度、密度、均匀性、细胞组成结构、化学成分、粒径分布、颗粒比表面积、溶解气体含量、粘度和/或稠度，例如，位于流通式反应器中的可流动介质的稠度。优选地，在具有入口和出口的流通式反应器中，低频功率超声波形式的机械能的引入通过由机械能诱导的气穴现象，引起流经其中的可流动介质的粒径分布的变化。
[0006]低频功率超声波(NFLUS)是如下超声波：其工作频率为15至100kHz，优选地为15至60kHz，例如20kHz，并且其声功率高于5W，优选地为10W至32000W，例如4000W。例如，压电或磁致伸缩系统用于产生该超声波。已知的有线性声换能器和平板或曲板换能器、弯曲振动器或管谐振器。低频功率超声波在处理可流动介质(以下简称为一种或更多种介质)方面具有广泛的应用，可流动介质例如是流体、液体、分散体、乳液、细胞悬浮液、糊剂、涂料、浆液、泡沫或纳米材料。这些介质可以具有从0厘泊至3
×
10
10
厘泊的不同粘度，优选地具有从0.1厘泊至1
×
106厘泊的不同粘度。在介质流中，粘度和材料成分可以有很大的不同。
[0007]为了引入机械振动形式的机械能，例如NFLUS经由振幅为1至350微米，优选地为5至50微米，例如40微米的谐振器直接地或间接地被传递到介质。λ是由谐振器中的NFLUS频率和声音传播速度而产生的波长。谐振器可以由一个或更多个λ/2元件组成。由几个λ/2元件组成的谐振器可以由一片相应长度的材料制成，或者可以由几个长度为n*λ/2(n∈N)的元件组装而成，例如通过螺纹连接、焊接、胶粘或压制。λ/2元件可以具有不同的材料截面几何形状，例如，圆形截面、椭圆形截面或矩形截面。截面几何形状和面积可以沿着λ/2元件的纵轴变化。λ/2元件可以由金属或陶瓷材料或玻璃等制成，特别是钛、钛合金、钢或钢合金、
铝或铝合金，例如5级钛。λ/2元件可以是例如实心的或空心的，优选地是实心的。
[0008]根据各自应用目的的要求，流通式反应器中的可流动介质可以处于比环境压力低或高的压力下。在真空(0巴绝对压力)与环境压力(例如1巴绝对压力)之间存在较低的压力(负压)，例如0.5巴。当压力高于环境压力时，存在较高的压力(过压)。一些系统使用1.5巴绝对压力至1000巴绝对压力，优选地是2巴与40巴之间，例如4巴绝对压力的流通式反应器内部压力。
[0009]为了将NFLUS引入这种流通式反应器，可以通过外部安装的NFLUS系统使流通式反应器壁振动，或者可以将NFLUS声换能器完全安装在流通式反应器的加压内部空间内。或者，声换能器(例如，压电线性声换能器)可以位于流通式反应器的外部，并且可以经由一个或更多个谐振器将振动导入到流通式反应器的内部空间中。
[0010]为了将NFLUS从外部引入到流通式反应器中，可以经由流通式反应器壁将振动传递到流通式反应器内容物。传递到流通式反应器壁的振动可以是全方位的、封闭的，遍及整个流通式反应器壁或遍及流通式反应器壁的一部分。
[0011]在许多情况下，介质连续地或至少间歇连续地被输送通过管线部分或通过流通式反应器，以便处理比具有NFLUS的流通式反应器内容物更多的量。在这种情况下，通过压力差(例如，流通式反应器入口压力与流通式反应器出口压力之间的压力差)，将介质输送通过容器。这种压力差可以通过使用泵来产生，例如入口上游或出口下游或流通式反应器内的离心泵、正排量泵、齿轮泵、螺旋偏心泵、蠕动泵、活塞泵或隔膜泵等。或者，入口上游的容器系统可以被加压，例如通过气体压力，或者出口下游的容器系统可以用较低的压力加压，例如真空(或者反之亦然)。另外，通过高度梯度进行输送也是可能的。
[0012]如果在入口与出口之间存在这样的压力差，则可流动介质可以移动通过管线部分或移动通过流通式反应器。为了调节流动速率和/或管线或流通式反应器内部压力，管线截面可以在入口上游和/或出口下游的容器系统内变化。为此，优选地使用阀，例如球阀、闸阀、旋转阀、针阀或夹管阀，优选地使用夹管阀。例如，这些可以手动地、电动地、气动地或液压地进行操作或控制。如果要根据系统中测得的内部压力来调节管线截面，则这种阀需要调节和控制技术。例如，这可以是模拟或数字调节。使用的这些阀系统对于使用NFLUS具有很大的劣势。
[0013]如果可流动材料流经流通式反应器，则对于可流动介质的单个组分或子集，通过流通式反应器的路径或在流通式反应器中的停留时间可以变化。特别地，如果引入到流通式反应器中的能量分布不均匀，则这会导致由引入到流通式反应器中的能量在可流动材料中引起的性质变化的显著变化。
[0014]本专利技术的任务是提供一种装置和方法，通过该装置和方法，可以用简单的方式和很少的控制努力来对流经流通式反应器的可流动介质产生影响。特别地，根据本专利技术的装置或根据本专利技术的方法旨在以这样的方式对流经流通式反应器的可流动介质的流动产生影响，即，在流通式反应器中能量分布不均匀的情况下，流经流通式反应器的大部分可流动介质流经高能量强度区，优选地流经机械能强度区。
[0015]根据本专利技术，该任务由根据独立权利要求的装置和方法来解决。合适的实施例是从属权利要求的主题。
[0016]根据本专利技术的用于对流经流通式反应器的可流动介质产生影响的装置，流通式反
应器具有至少一个入口和至少一个出口，可流动介质能够通过至少一个入口流入到流通式反应器中并且能够通过至少一个出口流出流通式反应器，所述装置包括：至少一个能量源，所述至少一个能量源适于通过引入能量来改变流经流通式反应器的可流动介质的至少一种性质，能量的强度在流通式反应器的容积中分布不均匀。此外，该装置包括至少一个机械部件，所述至少一个机械部件位于流通式反应器中，并且适本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于对流经流通式反应器的可流动介质(102)产生影响的装置，所述流通式反应器(102)具有至少一个入口(101)和至少一个出口(103)，可流动介质能够通过所述至少一个入口(101)流入到所述流通式反应器(102)中并且能够通过所述至少一个出口(103)流出所述流通式反应器(102)，所述流通式反应器(102)包括：至少一个能量源，所述至少一个能量源适于通过引入能量来改变流经所述流通式反应器(102)的可流动介质的至少一种性质，所述能量的强度在所述流通式反应器(102)的容积中分布不均匀，其特征在于，至少一个机械部件(201)，所述至少一个机械部件(201)位于所述流通式反应器(102)中，并且适于影响流经所述流通式反应器(102)的可流动介质，使得流经所述流通式反应器(102)的大部分可流动介质流经由所述能量源产生的高能量强度区。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述流通式反应器(102)的容积为0.2升至5000升。3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述能量源适于改变流经所述流通式反应器的可流动介质的除温度之外的至少一种性质。4.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述能量源适于至少改变流经所述流通式反应器(102)的可流动介质的粒径分布。5.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述机械部件(201)被固定安装为使得其位置、方向和形状在所述装置工作期间保持不变。6.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述机械部件(201)至少部分地为螺旋形、螺旋状或螺线形。7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述机械部件(201)具有50毫米与500毫米之间的非恒定螺距。8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述机械部件(201)具有50毫米与500毫米之间的恒定螺距。9.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述机械部件(201)适于使流经所述流通式反应器(102)的可流动介质至少部分地螺旋移动。10.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述机械部件(201)包括其中定位有一个或更多个杆状机械能量源的孔、切口或开口。11.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述流通式反应器(102)的内部空间中的可流动介质的流体压力由于所述机械部件(201)引起的流动影响而变化。12.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，在所述流通式反应器(102)的出口侧设置有控制阀，所述控制阀用于通过减小管线截面来增大可流动介质流出所述流通式反应器(102)的压力。13.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，从所述能量源引入到所述流通式反应器(102)中的能量是低频功率超声振动(NFLUS振动)形式的机械能。14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述能量源包括至少两个NFLUS谐振器(94)，所述至少两个NFLUS谐振器(94)适于以低频功率超声振动(NFLUS振动)的形式将机械能引入到所述流通式反应器(102)中。
15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯，
申请(专利权)人：赫尔舍博士有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。