DE917823C

DE917823C - Device for the treatment of any goods by the action of sound or ultrasonic vibrations

Info

Publication number: DE917823C
Application number: DES5536D
Authority: DE
Inventors: Dr Phil Raimar Pohlman
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1943-04-15
Filing date: 1943-04-15
Publication date: 1954-09-13

Description

Einrichtung zur Behandlung beliebigen Gutes durch die Einwirkung von Schall- oder Ultraschallschwingungen Es ist bekannt, daß durch die Einwirkung von Schall- oder Ultraschallschwingungen- auf festes, flüssiges, breiförmiges oder auch gäsförmiges Gut Veränderungen in dem Gut hervorgerufen werden können. Hierfür ist im Patent 91407,3 eine Einrichtung vorgeschlagen worden, die im wesentlichen dadurch gekennzeichnet ist, daß als Schwingungserzeuger eine in einer Flüssigkeit, beispielsweise in der zu beschallenden Flüssigkeit, angeordnete Schneide und Mittel vorgesehen sind, die in der Flüssigkeit eine Flüssigkeitsströmung gegen die Schneide erzeugen. VorteiJhaft ist es hiterbei, zur Erzeugung der Flüssigkeitsströmung eine Düse mit zur Schneide paralleler spaltförmiger AuslaMffnung vorzusehen und durch die Düse Flüssigkeit strahlfürmig gegen die Schneide zu treiben. Es hat sich gezeigt, daß solche Einrichtungen für die ]#ehandlung beliebigen Gut-es durch Schall- oder Ultraschallschwingungen besonders geeignet sind.Device for the treatment of any good by the action of Sonic or ultrasonic vibrations It is known that by the action of Sound or ultrasonic vibrations - on solid, liquid, pulpy or even Gas-shaped material Changes in the material can be caused. For this is in patent 91407.3 a device has been proposed which essentially thereby is characterized in that as a vibration generator in a liquid, for example provided in the liquid to be sonicated, arranged cutting edge and means which generate a flow of liquid against the cutting edge in the liquid. It is also advantageous to have a nozzle to generate the liquid flow to provide a gap-shaped opening parallel to the cutting edge and through the nozzle To drive fluid in a jet against the cutting edge. It has been shown that such facilities for the treatment of any good-es by sonic or ultrasonic vibrations are particularly suitable.

Ist das zu behandelnde Gut eine Flüssigkeit, so kann sie bei der vorstehend erwähnten Einrichtung in der Regel selbst zur Erregung der Schwingungen verwendet werden, indem sie durch die Düse gegen die Schneide getrieben wird. Ist dies mit Rücksicht auf die Art dies Gutes oder aus sonstigen Gründen nicht möglich, so kann die aus Düse und Schneide bestehende Einrichtung in einer Hilfsflüssigkeit angeordnet und von dieser erregt werden, -wobei die übertragung der Schwingungen auf das zu behandelnde Gut mittels einer die HilfsflüssigIkeit von dem Gut trennenden Membran erfolgt. Hierzu ist in, dem genannten Patent vorgeschlagen worden, den aus Düse und Schneide bestehenden Schwingungserzeuger in. einem mit Flüssigkeit gefüllten parabolischen Behälter anzuordnen, der mit einer Membran abgeschlossen ist. Diese Membran bildet gleichzeitig -die Wanduing eines zweiten, das zu behandelnde Gut enthaltenden Behälters. Die von der Einrichtung erzeugte Schall-Imlergie wird allerdings 'bei einer solkhen Ankopplung eines Gutbehälters wcniger gut ausgenutzt als in demerstgenannten. Fall, bei dem einee zu behandelnde Flüssigkeit unmittelbar sellist zur Erregung der Schwingungen verwendet wird.If the item to be treated is a liquid, it can be used in the case of the above The device mentioned is usually used to excite the vibrations by being driven through the nozzle against the cutting edge. is this not possible with regard to the nature of this good or for other reasons, so can the device consisting of nozzle and cutting edge in an auxiliary liquid arranged and excited by this, -wherein the transmission of the vibrations on the item to be treated by means of a liquid that separates the auxiliary liquid from the item Membrane takes place. For this purpose it has been proposed in the cited patent that from Nozzle and cutting edge existing vibration generator in one filled with liquid to arrange parabolic container, which is closed with a membrane. These At the same time, the membrane forms the walling of a second item, the item to be treated containing container. The sonic imlergy generated by the facility will, however With such a coupling of a material container, it is less well utilized than in the first-mentioned one. Case in which a liquid to be treated is immediately susceptible to arousal the vibrations is used.

Aufgabe der Erfindung ist es, auch bei einem an den Schwingungserzeuger angelkoppelten Gutbehälter einen möglichst guten. Wirkungsgrad zu erzielen,. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der Gutbehälter bogen- oder ringförmig ausgebildet und derart angeordnet wird, daß er eine Zone hober Schallintensität, vorzugsweise die Zone höchster Schallintensität, umgibt. Die Zone höchster Schallintensität wird sich 1),.& den meisten Aus-bIldüngsformen der Einrichtung in dem Raum zwischen Düse und Schneide befinden. je nach der Aushildung und Anordnung der die Schwingung erzeugend-en Teile kann es aber auch vorkommen, daß -sich die Zone höchster Schallinten:sität aneirier anderen Stelle befindet, beispielsweise hinter der Schneide auf der Verlänigerung der Düsenachse. Unter Umständen kann sie sich aber auch an irgendeiner Stelle außerhalb der Düsenachse befinden. Durchdie Einrichtung nach der Erfindung wirderreicht, daß die von der Zone 'hoher bzw. höchster Schallintensität sich allseitig ausbreitenden Schall-bzw. Ultraschallwellen in hohem Maße auf den Gutbehälter bzw. das in diesem befindliche zu behandelnde Gut auftreffen, und dadurch besonders gut ausgenutzt werden.The object of the invention is also in the case of a vibration generator coupled goods container as good as possible. Achieve efficiency. According to the invention this is achieved in that the material container is curved or ring-shaped and is arranged such that it has a zone of high sound intensity, preferably the zone of highest sound intensity. The zone of highest sound intensity becomes 1),. & most training forms of the establishment in the space between Nozzle and cutting edge. depending on the training and arrangement of the vibration generating parts it can also happen that the zone of highest sound intensity is aneirier is another place, for example behind the cutting edge on the extension the nozzle axis. Under certain circumstances, however, it can also be located somewhere outside the nozzle axis. By means of the device according to the invention it is achieved that those from the zone of high or highest sound intensity spreading in all directions Sound or Ultrasound waves to a large extent on the material container or in this to be treated hit, and thus particularly well used will.

Die Vorteile der Einrichtung nach der Erfindung sowie weitere Einzelheiten werden an Hand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele noch näherr eTläutert.The advantages of the device according to the invention and other details are based on two embodiments shown in the drawing in more detail elucidates.

Bei der in Fig. i gezeigten Einrichtung steht einer Düse i mit ringförmigem Auslaßschlitz ein SchneidenkÖrper 2 gegenüber, der als Hohlraumresonatür mit luftgefülher Doppelwandung ausgeführrt ist. Der Raum zwischen den Teilen i und 2 ist von feinem riingfürrnigen Gutbehälter 3 umgeben, der mit einem Zulaufrohr 4 und einem Ablaufrohr 5 für das zu behandelnde, beispielsweise flüssige oder gasfönnige Gut versehen ist. Bei der dargestellten Einrichtung ist angenommen, daß sie zur Entgasung von Flüssigkeiten dienen soll, wozu an dem Gutbeehälter 3 noch ein Rohr 6 zum Abführen des ausgeschiedenen Gases angehracht ist. Wird diese Einrichtung z. B. in Wasser angeerdn-et und wird dunch die Düse i gegendie Schneide 2 ein Wasserstrahl getrieben, so. entstehen in dem Raum nvischen der D.ii-se und der Schneide Schwingungen, die an der Schneide und unter Umständen auch an der Düse entstehen und deren Frequenz je nach der gewählten Abstimmung im Schall- oder Ultraschallbereich liegt. Da der Gutbiehälter diese Zone hoher Schallintensität zylindrisch umschließt, so, trifft der gilffite- Teil der von, der Zone au%,lestr,%hlten Schall-bzw. Ultraschall-wellen a;uf die innere Zylinderwand des Gutbehäkers auf und wird somit in hohem Maße nutzbar gemacht. Vorteilhaft ist es, -die zylindrische Ininenwand des Gutbehälten Tnembranartig dünn zu machen, wiecis in der Zeichnungangedeutiet ist.In the device shown in FIG. I, a nozzle i with an annular outlet slot is opposed to a cutting body 2 which is designed as a cavity resonance door with an air-filled double wall. The space between the parts i and 2 is surrounded by a fine ring-shaped material container 3 , which is provided with an inlet pipe 4 and a discharge pipe 5 for the material to be treated, for example liquid or gaseous material. In the case of the device shown, it is assumed that it is intended to be used for degassing liquids, for which purpose a pipe 6 is attached to the material container 3 for discharging the separated gas. If this facility z. B. angeerdn-et in water and if the nozzle i is driven against the cutting edge 2 a jet of water, so. vibrations arise in the space between the D.ii-se and the cutting edge, which occur at the cutting edge and, under certain circumstances, also at the nozzle and whose frequency is in the sonic or ultrasonic range, depending on the selected coordination. Since the good-bending container encloses this zone of high sound intensity cylindrically, the gilffite part meets the sound-or Ultrasonic waves on the inner cylinder wall of the container and are thus made usable to a large extent. It is advantageous to make the cylindrical inner wall of the material container thin like a membrane, as indicated in the drawing.

Befinden sich, wie -es jenach der Ausbildung und den Abmessungen der Einrichtung vorktommen kann, die Zanien der höchs:ten. Schallintensität oder zum mindesten eine Zone hoher Schallintensität hinter der Schneide, so kann der Gutbehälter in einem solchen Fall erfindungsgemäß an der in der Zeichnung gestrichielt dargestellten, mit 3o be- zeichneten Stelle angeordnet werden. Sind gelegentlich zwei Zonen hohcr Schallintensität gleichzeitig vorhanden, so können auch beide Zonen erfindungsgemäß mit je einem Gutbehälter umgeben werden.Depending on the configuration and the dimensions of the facility, the zaniums of the highest are located. Sound intensity or at least a zone of high sound intensity behind the cutting edge, in such a case the material container can be arranged according to the invention at the point indicated by 3o in the drawing with dashed lines. If two zones of high sound intensity are occasionally present at the same time, then, according to the invention, both zones can each be surrounded by a material container.

Bei dem in den Fig. 2 und 3 im Schnitt und im Seitenriß dargestelhen Ausführungsbeispiel sind zur Schwirigungeerzeugung eine DÜse 7 mit geradlinigem Auslaßschlitz und ein Schn-eidienkörper 2 mit geradfiniger Schneide 8 vorgesehen; in Fig. 3 ist die Düse 7 zuT bessieTen übersichlt nicht mitgezeichnet. BeidierseiTs deT von dem Düsenschlitz utri-d der Schneie gebildeten Ebene ist je ein bogenföriniger Gutblehälter 9 bzw. io derart angeordnet, daß er die in dem Raum zwischen Düse und Schneide befindliche Zone hoher Schallintensität bogen;fö =,ig umgibt.In the embodiment shown in FIGS. 2 and 3 in section and in side elevation, a nozzle 7 with a straight outlet slot and a cutting body 2 with a straight cutting edge 8 are provided for generating swirl; In Fig. 3 , the nozzle 7 is better not shown in an overview. BeidierseiTs DET of the nozzle slot .DELTA-d snowing the plane formed are each a bogenföriniger Gutblehälter 9 or io arranged so as to arc the zone of high sound intensity located in the space between the nozzle and cutting; fö =, ig surrounds.

Ist der Gutbehäler so, ausgebildet, daß er nur eine von mielireren, Zonen hoher Schallintensität umgibt oder daß eine Zone hoher Schallintensität nur teilweise an den Gutbehälter angrenzt, so können vorteilhaft Uiejenigen Zonen bzw. Teile der Zonen hoher Schallintensität, die nicht an den Gutbehälter angrenzen, derart mit schallreflektierenden Körpern, z.B. luftgefüllIten Körpern, umgeben werden, daß ihre Schallenergk in die an den Gutbehälter angrenzenden Zonen bzw. Teile der Zonen gelenkt wird. Beispielsweise kann in Fig.2 der Teil 9 ein Gutbehälter und der Teil i o ein Reflexionskörpex sein.If the Gutbehäler is designed in such a way that it surrounds only one of several zones of high sound intensity or that a zone of high sound intensity only partially adjoins the Gutbehäler, then those zones or parts of the zones of high sound intensity which do not adjoin the goods container can advantageously be used be surrounded by sound-reflecting bodies, for example air-filled bodies, in such a way that their sound energy is directed into the zones or parts of the zones adjoining the material container. For example, in FIG. 2, part 9 can be a material container and part io can be a reflection body.

Die Einrichtung nach der Erfindung ist nicht an -die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele gebunden, sondern kann in mannigfacher Welse abgewandelt werden. So, kann beispielsweise auch bei dem Beispiel der Fig. i der ringförmige Gutbehäher aus mehreren Teilliehältern zusammengesetzt sdn.. Auch die bauliche Ausbildung der Düse und der Schneide kann bei der Einrichtung nach der Erfindung beliebig sein, Schließlich kann die ,erfinJungsgemäß angegebene AusbildiLing und Anördnung des: Gutbehälters auch dann mit Vorteil verwendet werden, wenn zur Schallerzeugung irgendwelche andere Schwinger, beispielsweise magnetüstriktive oder plezoelektrische Schwinger, vorzugsweise in einer Flüssigkeit, vorgesehen sin#d.The device according to the invention is not related to the one in the drawing illustrated embodiments bound, but can be in many ways be modified. For example, in the example of FIG ring-shaped Gutbehaer composed of several partial hoppers sdn .. Also the Structural design of the nozzle and the cutting edge can be set up according to the Invention can be arbitrary. Finally, the training specified in accordance with the invention and arrangement of the: good container can also be used with advantage if for Sound generation any other vibrators, for example magnetostictive or plezoelectric oscillators, preferably in a liquid, are provided.

Claims

PATENT CLAIMS.-i. Facility for the treatment of any good duxch the effect of sonic or ultrasonic vibrations according to patent 940733, he which the cutting edge in an auxiliary liquid separated from the material to be treated is located, which from the good by vibration, super-outstanding means, for example a membrane-like wall of a good container containing the good is separated thereby marked that the gui container is arched or ringf, öTnüg and a zone of high sound intensity, preferably the zone of highest sound intensity, surrounds.

2. Device according to claim i, characterized in that the GutbehältT unigibt the sound generating zone on the cutting edge. 3. Device according to claim i, characterized in that those zones or parts of the zones of high Schaläntensität that do not angrmmn to the Gutbehaer, so with schallreflektieründen'Kodies such. B. air-filled hollow bodies are surrounded so that their sound energy is directed into the zones or parts of the zones adjacent to the belt container.