用于使微生物失去活性的装置的制作方法

专利名称：用于使微生物失去活性的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种将可泵送媒介(pumpable medium)暴露于电场的装置。本发明还 涉及一种实施将可泵送媒介暴露于电场的方法。本发明还涉及所述装置的多种应用。
背景技术：
使不同类型流体中的有害微生物被破坏或失去活性常见于大多数应用领域。例 如，大多数液体食品都要经历一个或多个处理步骤，这些处理步骤设计成破坏不必要的微 生物，并且因此延长产品的保存期限。类似地，不同的处理被用于净化不同种类的污染的 水，可选地淤泥、石油产品或其他可泵送产品。食品处理的普通方法是所谓的巴氏灭菌法。在巴氏灭菌法的过程中，有问题的食 品短时间加热至温度足够高，以使食品中可能存在的微生物失去活性。然而，在巴氏灭菌法 的过程中，当食品加热时，由于逐渐增加的温度，其味道和化学成分可能改变。巴氏灭菌法的另一缺点是，需要大量能量来加热食物，并且然后将食物冷却至合 适贮存的温度。当前能量消耗涉及高成本，最终导致处理过的食品的成本的增加。在将不同种类的水净化达到更高水质的情况下，使用了几种处理方法，这包括使 用化学、生物学方法、UV光或臭氧的处理。然而，这些方法成本高，并且通常需要使用额外 的方法来达到所期望的最终结果。使流体中的微生物失去活性的另一选择是将液体暴露于电场。已知的方法基于配置有电极的管状物，在电极之间施加电压。当液体或类似物流 过电极时，该液体将置于电场之下。在这种情况下，然而，困难的是控制处理的程度，这是因 为电场场强难以预测。此外，液体的流速在管状物的交叉点的上方不同的位置处是不同的， 从而导致不一致的处理。SE-520 666 C2描述了可泵送物质暴露于电场的方法与装置。当实施该方法时，首 先将可泵送物质送入电场，在此之后，将可泵送物质暴露于电场。最终将可泵送物质带出电 场。当该物质暴露于电场时，至少一个体积被分离，该分离的至少一个体积在暴露于电场的 过程中是移动的。使用电场处理可泵送物质的上述装置包括容纳泵送的唯一物质的容器。 该装置还包括用于产生电场的源以及至少一个独立的空间，在该独立空间中容纳可泵送的 物质并且使可泵送物质置于电场之下。当使用上述方法与装置时，存在重大的风险，即，先 前处理过的可泵送物质可能会由于某些故障而被污染。这种风险之所以存在是因为在暴露 的过程中，无法在确保实际电场的情况下实施测量。因此在处理之后，没有适当处理过的可 泵送物质被推进，然后先前处理过的物质被污染。此外，没有机构来确保没有空气或气泡存 在于将被处理的物质中，或者该物质可以被加压以使处理过的物质中充气空穴的风险最小 化。

发明内容
本发明的一个目的是为了消除或至少缓和上面的缺点，并且通过将媒介暴露于电场，来提供用于使可泵送媒介中的微生物失去活性的改良装置与改良方法。从本发明的下面描述中，这个以及其他的目的和优势是明显的。在从属的专利权 利要求中描述了优选的装置。因此，提供了一种用于将可泵送媒介暴露于电场的装置。该装置包括至少两个电源，其用于产生电压；至少一个非传导腔(non-conduction chamber)，其用于泵装所述可泵送媒介，其 中所述至少一个腔配置有第一电极板和第二电极板；控制工具，其用于控制所述至少两个电源。在启动时，所述控制工具在所述至少两 个电源、第一电极板和第二电极板中的至少两个之间同步准备短持续时间的串行连接。所 得到的合成电压(resulting composite voltage)将在第一电极板和第二电极板之间产 生，所述所得到的合成电压将在第一电极板和第二电极板之间创建电场。可泵送媒介暴露 于电场。根据本发明的装置是有优势的，原因在于在受控方式中，将可泵送媒介暴露于电 场。通过使用若干电源的短持续时间的串行连接产生所得到的合成电压，可以使用基于低 成本标准组件的电源。该装置在第一电极板和第二电极板之间的电场场强的范围可以为例如l_30kV/ cm。这可以是优势，因为可以修改场，以破坏需要不同场强用于去活作用的各种类型的微生 物。装置中的所述每个电源可以提供范围例如为230-2000伏的可调电压，这可以是 优势，因为可以非常容易地调整短持续时间的所得到的合成电压。应当意识到，根据本发 明，每个所述电源可以提供比上面具体范围更高的可调电压，例如高达3000伏，并且还可 以再高一点，这都将是可能的。在这方面，它是现有的组件技术，并且是设置限制的在市场 上可用的组件，因此都不是本发明。换句话说，根据本发明，范围为230-3000伏的电压是完 全可能的。该装置的所述电源包括电压转换器、电荷储存元件以及开关，使用其，可以通过使 用低成本标准组件实现简单并且实用的电源。所述装置的电压转换器可以是变压器，这可以是优势，因为变压器是普遍使用且 廉价的标准组件。所述装置的电荷储存元件可以是至少一个电容，这使得通过使用标准组件可以实 现电荷储存元件成为可能。所述装置的开关可以是电气绝缘主体，这可以是优势，因为在开关与控制器之间 不存在电气连接。所述装置的开关可以是光耦合器，这使得可以建立电源的短持续时间与非常短时 间延迟的串行连接。该装置的所述控制工具可以通过同步控制每个电源开关，在所述至少两个电源、 第一电极板和第二电极板中的至少两个之间同步建立串行连接。这意味着，可以通过简单 的方式产生短持续时间的所得到的合成电压。该装置的所述至少两个电源开关可以通过普通控制信号(commoncontrol signal)控制，这可以是优势，因为可以通过简单的方式同步建立串行连接。
该装置的所述控制工具可以布置成产生持续时间例如为1-100微秒的脉冲形式 的控制信号，这意味着可以控制所得到的合成电压的持续时间。该装置的所述控制工具可以布置成重复可选数量的脉数的脉冲，例如频率例如为 lHz-100kHz的1-100脉数。这使得可以通过简单方式将可泵送媒介数次暴露于电场成为可 能。该装置的所述控制工具可以布置成在实施串行连接之前和/或过程中检测每个 电源中的错误。这些错误可以是，例如选自由组件失效、泵损坏、电源输出端的电压、所述开 关的短路、所述电荷储存元件中的漏电流以及所述电压转换器的电压损耗所组成的组。这 可以是优势，因为在故障状态指示的过程中，可以避免建立串行连接，从而避免毁坏该装置 的其他功能组件。该装置的所述控制工具可以布置成测量第一电极板和第二电极板之间的电气性 质。电气性质可以包括但不限于电阻、阻抗、电容以及电感。可以调整所得到的合成电压， 以便在第一电极板和第二电极板之间实现预定的场强。这可以是优势，因为可以调整所得 到的合成电压以实现足以破坏存在于可泵送媒介中的微生物的场强。该装置的所述控制工具可以将具有预定值的所得到的合成电压施加到第一电极 板和第二电极板之间，并且测量所得到场的电压与电流二者的脉冲时间常数和幅度，然后 当重新施加所得到的合成电压时，控制工具可以修改所得到的合成电压，以使得在第一电 极板和第二电极板之间实现预定的场强。这同样可以是优势，因为可以调整所得到的合成 电压以实现足以破坏存在于可泵送媒介中的微生物的场强。该装置的所述控制工具可以控制提及的至少两个电源中应当串行连接的数量并 且有助于所得到的合成电压。这意味着，可以通过简单而有效的方式控制所得到的合成电 压的幅度。该装置的所述至少一个腔可以是超压泵，该超压泵连接至进口管和排出管，这意 味着，当施加电场时，可以消除腔中存在的空气的风险。该装置的所述超压泵可以是带有活塞的活塞泵，活塞的上部部分形成电极板之 一。这可以是优势，因为电极板可以容易地集成至标准泵器件中。该装置的所述进口管可以配置有输入阀和/或该装置的所述排出管可以装备有 输出阀，这意味着，通过受控方式控制腔中可泵送媒介的输入与输出是可能的。该装置的至少一个所述腔可以安装阀，该阀允许气态媒介通过但阻止液体媒介和 固体媒介通过。这可以是优势，因为确保当施加电场时没有空气存在于腔中是重要的。该装置的至少所述一个腔可以安装压力传感器。控制工具可以布置成，如果压力 传感器没有记录下预定的压力，那么不建立所述至少两个电源的串行连接。这同样暗示着， 确保当施加电场时没有空气存在于腔中是可能的。该装置的所述至少一个腔可以安装排污接管和排放阀。这允许，在可泵送媒介暴 露于电场之前或之后，可泵送媒介可以排出或返回。该装置的至少一个腔或输入进给管和/或排出管可以安装/装备有添加剂连接件 (additive connection)和添加剂阀(additive valve)。这可以是优势，因为催化剂、盐或 类似物形式的添加剂可以添加至可泵送媒介。该装置的第一电极板和该装置的第二电极板之间的距离在远离腔的中心点时小于靠近中心点时，这意味着，补偿电场的周边效应是可能的。该装置的第一电极板和/或该装置的第二电极板可以包括非传导区域。所述非传 导区域在靠近腔的中心点时宽于远离所述中心点时。这同样允许，补偿电场的周边效应是 可能的。该装置的所述至少一个腔可以是超压泵，所述超压泵平行连接同样可以是超压泵 的至少一个其他腔。这可以是优势，因为通过简单方式可以增加容量。 该装置配置有控制可泵送媒介装入与排出每个腔的分配工具。这允许，可以实现 可泵送媒介的连续流动。一种将可泵送媒介暴露于电场的方法，其包括步骤用可泵送媒介填充腔，腔具有第一电极板和第二电极板；压缩可泵送媒介至预定压力；通过阀将空气从可泵送媒介排出；在至少两个电源中产生电压；在至少两个提及的电源、第一电极板和第二电极板之间建立串行连接，其中所得 到的合成电压将可泵送媒介暴露于电场；从可泵送媒介排空所述腔；根据本发明的方法是优势的，因为通过受控方式将可泵送媒介暴露于电场。填充腔的方法步骤还可以包括将可泵送媒介暴露于压力下，这允许，从可泵送媒 介排出任何空气或气体是可能的。产生电压和建立串行连接的方法步骤可以按提及的顺序实施几次。这暗示着，通 过简单方式可以将可泵送媒介暴露于电场几次。从可泵送媒介排空所述腔的方法步骤还可以包括通过排放阀排出所述媒介。因此 在将可泵送媒介暴露于电场之前或之后，要么排出可泵送媒介，要么返回可泵送媒介。该方法的所述至少一个腔可以平行连接至少一个其他类似的腔，并且配置有控制 每个腔装入与排出可泵送媒介的分配工具，使得至少一个腔总是装有媒介，而至少一个腔 排空媒介。这允许，可以实现可泵送媒介的连续流动。该装置的使用可以将可泵送媒介暴露于电场，其中可泵送媒介存在有不健康的微 生物。这可以是优势，因为可以使可泵送媒介中的微生物失去活性。该装置的使用可以将可泵送食品暴露于电场。这可以是优势，因为可以使可泵送 食品中的微生物失去活性。该装置的使用可以将有害的水、池塘水、养殖水、污染水、增湿水、饮用水和/或废 水暴露于电场。该装置的使用可以将悬浮产品暴露于电场。这可以是优势，因为可以使污染土壤 或其他悬浮产品中的微生物失去活性。该装置的使用还可以将以产气量为目的的物品，例如淤渔，暴露于电场。这样的淤 渣材料可能包含必须失去活性以便安全的细菌。根据本发明可以处理的另一物品是石油产 品，例如原油。该装置的使用可以将用于制药加工的可泵送制药材料和/或可泵送原材料暴露 于电场。
该装置的使用可以联合可移动的水处理装备，联合热水箱、湿度调节装备、水池或 水洼。这意味着，可以通过简单方式消除水传染被传染的风险。该装置的使用可以结合旨在干净水的选自但不限于由UV、臭氧以及涡流处理组成 的组的至少一种处理。这意味着，可以通过简单而有成本效益的方式更有效地进行净化水处理。从结合附图与所附专利权利要求的下面的详细描述中，本发明的其他目的、特征、 优势以及描述的实施方式是明显的。


将参考附图在下面描述本发明的优选实施方式。图1是根据本发明的第一实施方式的装置的示意图。图2是根据第一实施方式的电源的示意图。图3是示意图，示出了当根据实施方式的系统实施方法以将可泵送媒介暴露于电 场时的工作模式。图4是示意图，示出了根据实施方式腔如何装备具有变化距离的电极。优选实施 方式的描述图1中的装置包括两个电源100，图2中更详细地示出了电源100。此外，该装置 包括非传导腔102和控制工具104。腔102装备有第一电极板106和第二电极板108。当 控制工具104在两个电源100之间建立串行连接时，在第一电极板106和第二电极板108 之间产生所得到的合成电压。当所得到的合成电压在第一电极板106和第二电极板108之 间产生时，所得到的合成电压将在电极板106、108之间产生电场。所得到的合成电压从电 源100通过导电体112、114向第一电极板106和第二电极板108提供电压。因为该装置的目的是使可泵送媒介能够暴露于电场以使微生物失去活性，所以重 要的是电极板106、108之间的电场达到恰当的强度。目的是，电场必须达到足以破裂微 生物的细胞膜以使微生物失去活性的强度。因为为了破裂细胞膜，不同微生物的细胞膜 需要不同的场强，所以本发明的实施方式产生的场的范围为l-30kV/cm，更优选的范围为 2-10kV/cm。当可泵送媒介暴露于电场时，根据本发明的实施方式，该处理被重复几次，优选地 1-100次，更优选地5-30次。该处理由引起电场的若干电压脉冲实施。根据一个实施方式，这些脉冲重复脉冲 频率的间隔为IHz-IOOkHz或更优选的间隔为0. 5-100kHz。根据一个实施方式，每个脉冲的持续时间优选地为1-100微秒，或更优选的2-10微秒。重要的是认识到，根据本发明完全有可能具有比上述具体的范围更高的频率，例 如，当脉冲持续时间为例如约1微秒时，频率高达1MHz。因此根据本发明的具体实施方式
的 频率范围为IHz-IMHz，相比举例的频率范围IHz-IOOkHz。此外，脉冲持续时间可以比上述具体范围更短，例如短至0. 1微秒甚至更短，这使 得允许频率超过1MHz。根据本发明的具体实施方式
，脉冲持续时间的范围为0. 1-100微秒， 相比范围1-100微秒。
当可泵送媒介被置于电场之下时，可泵送媒介通过输入阀Vl被放入。在类似的方 式中，可泵送媒介在被置于电场之下后，其将通过输出阀V2输出。如果已经被置于电场之下的可泵送媒介因任何原因不能通过输出阀V2泵出，根 据具体实施方式
，可泵送媒介可以改为通过排放阀V3释放。排放阀V3具有两个主要目标。 第一目标是，已经被置于电场之下的可泵送媒介可以被排出并放置在如污水中或贮水池 中。以这种方式，可能排出部分可泵送媒介，这部分可泵送媒介不管怎样存在有难以或不可 能处理的特性。排放阀V3的第二主要目标是，位于腔内的可泵送媒介可以返回至未处理可 泵送媒介供给，以重新通过输入阀V2进入腔102中。当该装置在开机的过程中被启动并应 当在施加电场之前与空气中隔离时，能够实施这点是特别有用的。为了能够使该系统与空气隔离，根据一个实施方式，该系统装备有通风阀110，通 风阀110允许空气通过但阻止液体与固体通过。根据一个实施方式，通风阀110还装备有 压力传感器110。压力传感器用于测量腔102内部的压力。通过测量腔102中的压力，确保 在应用电场之前，所有空气或其他气体已经从腔102中抽出。在应用电场之前，确保所有空 气或气体已经被压出腔102是非常重要的，由于使用的场强如此高，使得它们通过空气或 气体放电。通过空气或气体放电将产生危害物，随之拱状物将出现，其又可能引起爆炸。根据一个实施方式，还可能使用排放阀V3作为添加剂阀，通过添加剂阀，催化剂 或盐形式的添加剂可以添加至可泵送媒介。根据一个实施方式，附加阀联合腔安装，所述阀可以用作添加剂阀，通过添加剂 阀，催化剂或盐形式的添加剂可以添加至可泵送媒介。根据图1中示出的实施方式，描绘了活塞泵116的泵壳或筒体非传导腔102。活塞 泵116的活塞118，其表面面向筒体，形成第二电极板108。第一电极板106位于活塞筒体 的相对于活塞118定位的表面上。如此，所得到的合成电压可以施加在活塞的筒体盖与顶 部之间，其中电场将出现在位于腔102中的可泵送媒介的上方。活塞泵116的使用使得处 理中的媒介受压，这将使可泵送媒介中的空气或气体通过通风阀110从腔102抽出。应当认识到，本发明还可以通过泵的使用来运用，在泵中密封腔和两个电极被设 计成柔性插入物，该柔性插入物位于移动活塞与固定壁或反向运动的第二可移动活塞之 间。例如，这可以是类似液袋(infusion bag)或滤筒(disposable cartridge)的泵。在 这种情况下，这些实施方式可以例如包括放置在两块移动壁之间的两块金属板。还应当认识到，本发明还可以通过其他类型的泵来运用，优选地往复式泵。图2详细示出了图1中所示的实施方式中的每个电源100。每个电源100包括几 个组件。电压转换器T，在这个实施方式中是变压器T的形式，为电源的输出端提供电压。 二极管D用于调整变压器T产生的电压。电阻R调整输出端上的电压。电荷储存器件C，在 这个实施方式中是电容C的形式，当开关工具Sl处在断开位置时，存储电荷。还可以使用 几个电容以调整存储的电容量或增加电容量。当开关工具Sl关闭时，电容快速放电，因而 在输出端200处产生电压脉冲。幅度的可调范围为230-2000V。开关工具Sl由施加在204处的电流形式的控制信号控制。施加在204处的电流 将依此控制开关工具Si。根据一个实施方式，开关工具Sl是电气隔离元件。在一个实施方式中，开关工具为光耦合器。通过使用光耦合器器件，在电流施加在204时，可以获得非常短的响应时间。在本发明的范围之内，还可以使用其他类型的开关。根据图2中的实施方式，每个电源还包括控制逻辑206，控制逻辑206被配置来用 于电源中的若干内部功能。控制逻辑206是控制工具104的一部分，控制工具104提供对所 有电源100的控制。借助于控制逻辑206，控制工具104可以检测每个电源100内是否存在 故障状态。所检测到的故障是组件错误、泵错误、存在于电源100的输出200处的电压、开 关工具Sl中的短路、电容C中的漏电流以及变压器T的电压损耗。如果通过控制逻辑206 检测到故障，那么开关工具S2没有关闭，这意味着控制工具104检测到的故障存在于208 处。当控制逻辑已经检测到故障状态存在时，那么它就不再可能控制开关工具Si。开关工 具S3还作为附加安全措施，其通过控制逻辑206关断。这意味着即使控制信号存在于控制 工具102的204处，也将不允许开关工具Sl受控。每个电源100的控制逻辑206还检测是 否压力传感器110测量到不够高的压力。这是通过210处的测量完成的。太低的压力还将 导致，开关工具S2将不会关闭以及开关工具S3断开。应当认识到，当电压脉冲有效时，如果检测到故障，同样的控制逻辑可以用于中断 正在进行的处理。根据一个实施方式，变压器T的电源202的输入端连接至电源电压，优选地电源电 压的范围为50-500V，更优选的范围为110-230V，最优选的为230V。应当认识到，还可以将变压器T排除而直接向每个电源100的输出端200提供合 适的电压。还应当认识到，每个电源100可以由任何合适的动力源驱动，例如风力发电机和 /或太阳能电池。在图1中示出的实施方式中，使用的两个电源100是从图2中示出的类型中选择 的。当可泵送媒介暴露于电场时，通过在电极板106、108之间施加电压，在两个电源100之 间同步创建串行连接。这通过控制工具104实施，控制工具104产生控制信号，该控制信号 同步控制各自独立电源100中的开关机构Si。以这种方式产生所得到的合成电压，其是所 有包含的电源100的电压的总和。通过同步控制开关机构Si，可以使用简单便宜的组件，否 则，这些组件将由于电压上升而被破坏。在可选的实施方式中，不同数量的电源单元100被使用。在另一实施方式中，控制工具104具有测量第一电极板106与第二电极板108之 间的电气性质的装置。所测量的电气性质例如为电阻、阻抗、电容以及电感。通过测量电气 性质，可以修改所得到的合成电压以实现电极板106、108之间期望的电场。在另一实施方式中，控制工具104布置成根据第一电极板106与第二电极板108 之间的预定电压值施加所得到的合成电压。当这点实施时，控制工具104同步记录并确定 所得到的合成电场的电压与电流的时间常数和幅度。然后当重新施加所得到的合成电压 时，控制工具104调整所得到的合成电压以实现第一电极板106与第二电极板108之间的 期望(预定)场强。优选地，用于记录与确定电压与电流的时间常数和幅度的所得到的合 成电压比后来施加的所得到的合成电压低。在其他实施方式中，使用几个电源100。通过允许控制工具104控制串行连接中所 包含的电源100的数量，因而有助于所得到的合成电压，通过简单的方式可以控制所得到 的合成电压的幅度。通过允许该装置包含比所需数量的电源100更大数量的电源100以产生足够幅度的所得到的合成电压，从而获得冗余度。通过这种方式，控制工具104断开故障 的电源100并连接起初多余的工作电源100。换句话说，连接备用的电源100。图3示意性地示出了根据实施方式当装置将可泵送媒介暴露于电场时装置的操 作。起初活塞泵116处于静止位置300。在这个位置，输入进给阀Vl与输出进给阀V2(未 示出)关闭。在下一位置302，根据图3，腔102通过首先开启输入进给阀Vl填充，在此之后，活 塞118向下运动。通过这种方式，可泵送媒介被送入腔102当腔被装满时，输入进给阀Vl 再次关闭。在下一阶段304，根据图3，活塞118向上运动，从而腔102中的压力逐渐增大。当 压力逐渐增大，最后的气体和空气通过通风阀110被压出。根据一个实施方式，通风阀110装备有记录腔中压力的压力传感器110。当压力达到预定值时，这通过控制工具104(未示出)检测到。在控制工具检测到 特定压力的时刻，允许施加所得到的合成电压。在用可泵送媒介填充腔的过程中，同步地，通过电源100产生电压。为了在电极之间施加所得到的合成电压，控制工具104在电源100之间、第一电极 板106与第二电极板108之间建立串行连接，其中所得到的合成电压将可泵送媒介暴露于 电场。根据一个实施方式，所得到的合成电压可以施加期望数量的次数以实现可泵送媒 介的期望处理。在下一步306中，根据图3，在活塞118向上运动之后，输出进给阀V2打开。通过 这种方式，腔再次从可泵送媒介排空。在此之后，如果期望处理更多的可泵送媒介，那么再次重复该程序。图4示出了可选实施方式，其中第一电极板106与第二电极板108以这样一种方 式设计，这种方式使得第一电极板106与第二电极板108之间的距离在远离腔102的中心 点时要小于靠近中心点时。通过以这种方式设计电极106、108，补偿了由于电极106、108的 几何设计而出现的电场的周边效应。通过如此做，可获得横跨腔102的均勻的电场。在另一实施方式中，第一电极板106与第二电极板108配置有非传导区域，非传导 区域在靠近腔102的中心点时宽于远离中心点时。因此，可以补偿发生的周边效应并因此 获得均勻电场。在本发明的可选实施方式中，可具有几个用于泵装可泵送媒介的腔102。通过这种 方式，可以增加该装置的容量，而不需设计更大的泵单元。在这种情况下，还可以使用两个 活塞泵116以及其他类型的泵，优选地往复式泵。通过使用多个腔实现的另一优势是，可以实现通过该装置的连续流动。为了实现 这个目的，根据一个实施方式，泵以这样一种方式布置，这种方式使得至少一个腔102总是 装有可泵送媒介，而另一个腔总是由可泵送媒介排空。在使用活塞泵116的情况下，例如可 通过将活塞泵116的活塞布置在通用曲轴上来实现，类似于多筒内燃机中的活塞。当然，在不偏离本发明的范围的情况下，其他解决方案也是可能的。例如，上述的 液袋或滤筒的类型是完全可能的。为了有效地使用多个腔102，根据一个实施方式使用分配工具，其在各个腔之间分配可泵送媒介。例如，一个或多个多通道阀(multi-way valve)用于在各个腔102之间分 配可泵送媒介。还可使用其他分配机构。本发明适于在各种可泵送媒介上使用，其中各种可泵送媒介存在有不健康微生物 的风险。本发明完全适于大多数不同质量的干净水。当必须净化各种工艺的有害的水或污 染水时，本发明适于使微生物失去活性。同样当在航行过程中，从船的压载水舱泵进水或泵 出水，或在压载水舱之间泵进水或泵出水时，适于使用本发明以防止污染和/或防止涉及 整个海洋和流动水的外来水生生物。类似地，本发明适于将增湿水、灌溉水或饮用水暴露于 电场。因此，提供了实施方式将有害的水、压舱水、池塘水、养殖水、污染水、增湿水、饮用水 和/或废水暴露于电场。同样当空气或受脱水影响的产品被加湿时，也适于使用本发明来避免水传染，如 在加湿设施蔓延的军团菌。类似地，本发明通过将热水暴露于电场，避免军团菌在热水网络 蔓延。同样当净化水池或水洼中的水时，本发明也适于使用。也可使用本发明净化饮用水 与废水。例如，本发明可以是流动水净化装置的一部分。这意味着，当需要临时的水处理能 力时，如在难民营中，可以使用本发明。因此，本发明的实施方式联合流动水净化装置、热水 供给箱、水池或水洼安装。当净化水时，适于将本发明结合其他水净化技术，如UV、臭氧或涡流处理。因此， 提供实施方式可结合选自但不限于由UV、臭氧和涡流处理组成的组的至少一种处理来净化 水。本发明另一种适当使用是悬浮产物的净化，如泥土的悬浮物。因此提供实施方式 将产物的悬浮体暴露于电场中。另一领域的使用是在食品工厂中，其中本发明可以代替传统的净化方法或除传统 的净化方法之外还使用本发明。当使用本发明时，有问题的食品不需要加热，这使得食品的 味道、外观和质感得以保持。此外，当食品不需要加热时，能量的节省是巨大的。因此，提供 实施方式将可泵送的食品暴露于电场中。另一领域的使用是用于生产沼气，其中本发明可以代替对淤渣的生物净化的传统 处理或除对淤渣的生物净化的传统处理之外还使用本发明。当使用本发明时，可以合理控 制发酵处理，原因是淤渣中不期望的细菌被有效地失去活性或杀死。此外，在淤渣材料不需 要加热时，能量的节省是巨大的。因此，本发明提供实施方式将淤渣暴露于电场中。此外，本发明完全适用于制药加工中可泵送制药材料和/或可泵送原材料的杀 菌。鉴于此点，提供一种实施方式将用于制药加工的可泵送制药材料和/或可泵送原材料 暴露于电场中。应当认识到，本领域的技术人员可以在许多方面修改上述实施方式并且仍然使用 上面的实施方式中所述的本发明的优势。因此本发明不限于所述实施方式的范围，而仅由 所附的专利权利要求限定。
权利要求
1.一种用于将可泵送媒介暴露于电场的装置，其中所述装置包括电源(100)，其用于产生电压，至少一个非传导腔(102)，其用于泵装所述可泵送媒介，其中所述至少一个腔(102)配 置有第一电极板(106)和第二电极板(108)，特征在于，所述装置包括用于产生电压的至少两个电源(100)，其中各个电源(100)包 括电压转换器(T)、电荷储存元件(C)以及开关(Si)；控制工具(104)，其用于控制所述至少两个电源(100)，其中所述控制工具通过用由所 述控制工具(104)产生的持续时间为0. 1-100微秒的脉冲形式的普通控制信号同步控制 每个电源(100)开关(Si)来在所述至少两个电源(100)、所述第一电极板(106)和所述 第二电极板(108)中的至少两个之间建立串行连接，其中在所述第一电极板(106)和所述 第二电极板(108)之间产生所得到的合成电压，所述所得到的合成电压在所述第一电极板 (106)和所述第二电极板(108)之间创建电场，其中所述可泵送媒介暴露于所述电场，且其中用于泵装所述可泵送媒介的所述腔(102)是活塞泵(116)，所述活塞泵(116)具有 活塞(118)，所述活塞(118)的顶面是所述电极板(106)之一，其中所述活塞泵(116)连接 至输入进给管和输出进给管。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述脉冲的持续时间为1-100微秒。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的装置，其中用于泵装所述可泵送媒介的所述 腔(102)是设计成柔性腔的泵，所述柔性腔包括所述第一电极板(106)和所述第二电极板 (108)，所述柔性腔位于运动活塞与静止的壁之间或者位于反相工作的两个运动活塞之间。
4.根据权利要求3所述的装置，其中所述柔性腔是液袋或滤筒。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的装置，其中所述第一电极板(106)和所述第二电 极板(108)之间的电场场强的范围为l-30kV/cm。
6.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中每个电源(100)提供范围为230-2000 伏的可调电压。
7.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述电压转换器(T)是变压器。
8.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述电荷储存元件(C)是至少一个电容。
9.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述开关(Si)是电气隔离元件。
10.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述开关(Si)是光耦合器。
11.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述控制工具(104)布置为重复频 率为IHz-IOOkHz的所述脉冲。
12.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述控制工具(104)在串行连接建 立之前和/或建立过程中检测每个电源(100)中的故障状态，其中所述故障状态选自由组 件错误、泵错误、所述电源(100)的输出端的电压、所述开关(Si)中的短路、所述电荷储存 元件(C)中的漏电流以及所述电压转换器(T)中的电压损耗所组成的组。
13.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述控制工具(104)测量所述第一 电极板(106)和所述第二电极板(108)之间的电气性质，包括但不限于电阻、阻抗、电容 以及电感，并且所述控制工具(104)修改所述所得到的合成电压以便在所述第一电极板 (106)和所述第二电极板(108)之间实现预定的场强。
14.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述控制工具(104)将具有预定值 的所得到的合成电压施加到所述第一电极板(106)和所述第二电极板(108)之间，并且测 量所得到场的电压与电流二者的脉冲时间常数和幅度，然后当所得到的合成电压被再一次 施加时，所述控制工具(104)调整所述所得到的合成电压，以使得在所述第一电极板(106) 和所述第二电极板(108)之间实现预定的场强。
15.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述控制工具(104)控制所述至少 两个电源(100)中应当串行连接的数量并且因此有助于所述所得到的合成电压。
16.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中输入进给管装备有输入进给阀(Vl) 和/或输出进给管装备有输出进给阀(V2)。
17.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述至少一个腔(102)装备有阀 (110)，所述阀(110)允许气相媒介通过但是阻止液体或固体媒介通过。
18.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述至少一个腔(102)装备有压力 传感器(110)，其中当通过所述压力传感器感知到预定压力时，所述控制工具(104)实施所 述至少两个电源(100)的串行连接。
19.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述至少一个腔(102)装备有排污 接管和排放阀(V3)。
20.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述至少一个腔(102)或输入进给 管和/或输出进给管装备有添加剂连接件和添加剂阀。
21.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述第一电极板(106)和所述第二 电极板(108)之间的距离在远离所述腔(102)的中心点时短于靠近所述中心点时。
22.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述第一电极板(106)和/或所述第 二电极板(108)包括非传导区域，其中所述非传导区域在靠近所述腔(102)的中心点时宽 于远离所述中心点时。
23.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述至少一个腔(102)是活塞泵，所 述活塞泵平行连接同样是活塞泵的至少一个其他腔(102)。
24.根据权利要求22所述的装置，其装备有控制每个腔(102)的所述可泵送媒介的泵 入与泵出的分配工具。
25.一种用于将可泵送媒介暴露于电场的方法，其特征是步骤至少一个非传导腔(102)，其装备有第一电极板(106)和第二电极板(108)，并且其由 具有活塞(118)的活塞泵(116)组成，所述活塞(118)的顶部部分是所述第一电极板(106) 之一，其中所述活塞泵(116)连接至输入进给管和输出进给管，装有所述可泵送媒介，其中 所述媒介承受压力；电压在至少两个电源(100)中产生，其中每个电源(100)包括电压转换器(T)、电荷储 存元件(C)以及开关(Si)；控制工具(104)，其用于控制所述至少两个电源(100)，所述控制工具(104)通过用由 所述控制工具(104)产生的持续时间为1-100微秒的脉冲形式的普通控制信号同步控制 每个电源(100)开关(Si)来在所述至少两个电源(100)、所述第一电极板(106)和所述 第二电极板(108)中的至少两个之间建立串行连接，其中在所述第一电极板(106)和所述 第二电极板(108)之间产生所得到的合成电压，所述所得到的合成电压在所述第一电极板(106)和所述第二电极板(108)之间创建电场，其中所述可泵送媒介暴露于所述电场，以及所述腔(102)从所述可泵送媒介排空。
26.根据权利要求25所述的方法，其中产生电压与建立串行连接的步骤按所述顺序实 施多次。
27.根据权利要求25-26中任一项所述的方法，其中从所述可泵送媒介排空所述腔 (102)的步骤还包括通过排放阀(V3)提供所述媒介。
28.根据权利要求25-27中任一项所述的方法，其中活塞泵(116)形式的所述至少一个 腔(102)平行连接至少一个其他类似腔(102)，并且其中分配工具控制每个腔的所述可泵 送媒介的泵入与泵出，使得至少一个腔(102)总是装有所述媒介，而至少一个腔(102)总是 从所述媒介排空。
29.根据权利要求1-24中任一项的装置的用途，用于将可泵送媒介暴露于电场，所述 可泵送媒介中存在有不健康微生物的风险。
30.根据权利要求1-24中任一项的装置的用途，用于将可泵送食品暴露于电场。
31.根据权利要求1-24中任一项的装置的用途，用于将有害的水、压舱水、池塘水、养 殖水、污染水、增湿水、饮用水和/或废水暴露于电场。
32.根据权利要求1-24中任一项的装置的用途，用于将悬浮产品暴露于电场。
33.根据权利要求1-24中任一项的装置的用途，用于将以产气量为目的的物品或原材 料暴露于电场。
34.根据权利要求1-24中任一项的装置的用途，用于将石油产品暴露于电场。
35.根据权利要求1-24中任一项的装置的用途，用于将用于制药加工的可泵送药材和 /或可泵送物品或原材料暴露于电场。
36.根据权利要求1-24中任一项的装置的用途，联合可移动水净化装备，联合热水供 给箱、湿度调节装备、水池或水洼。
37.根据权利要求1-24中任一项的装置的用途，结合选自但不限于由UV、臭氧以及涡 流处理组成的组的至少一种处理来净化水。
全文摘要
一种用于将可泵送媒介暴露于电场的装置。该装置包括至少两个电源(100)、至少一个非传导腔(102)、控制工具(104)，其中，至少两个电源(100)用于产生电压，至少一个非传导腔(102)用于泵装所述可泵送媒介，所述至少一个腔(102)配置有第一电极板(106)和第二电极板(108)，控制工具(104)用于控制所述至少两个电源(100)。在控制控制工具(104)的过程中，通过同步控制，在所述至少两个电源(100)、第一电极板(106)和第二电极板(108)中的至少两个之间建立串行连接。在第一电极板(106)和第二电极板(108)之间产生所得到的合成电压，其中所得到的合成电压将在第一电极板(106)和第二电极板(108)之间创建电场。可泵送媒介暴露于电场。还提供了一种将可泵送媒介暴露于电场的方法。
文档编号C02F1/48GK101998936SQ200980112244
公开日2011年3月30日 申请日期2009年3月30日 优先权日2008年4月7日
发明者帕尔·H·亨里克森 申请人:Arc阿罗马珀尔公司