HUltraaohallzerstäuber" Die Erfindung betrifft einen
Ultraschallzerstäuber zum
Zerstäuben von Flüssigkeiten und zum Bilden von
Aerosolen.Ultrasonic atomizer " The invention relates to an ultrasonic atomizer for atomizing liquids and for forming aerosols.
Das Zerstäuben von Flüssigkeiten mit Hilfe eines Ultra-
sehallechwingers
ist mit verschiedenen Problemen verbunden. Unter die wesentlichsten dieser Probleme
fallen der Dämpfeffekt, wenn ein Übermaß von Flüssigkeit dem Schwingkörper zugeführt
wird, die Schwierigkeit, die pro Zeiteinheit zerstäubte Flüssigkeitsmenge zu steuern
und das Problem, die Strofzuführleitung in solchen Fällen zu isolieren, in welchen
der Schwingkörper ganz oder teilweise von Flüssigkeit umgeben ist. Diese Probleme
sind in bekannten Ultraschallzerstäubern nicht ausreichend gelöst; aus diesem Grunde
haben die Zerstäuber nicht eine gewünschte weite Anwendung gefunden. Die vorliegende
Erfindung zielt darauf, die genannten Probleme zu lösen und schafft einen Ultraschallzerstäuber,
welcher im Hinblick auf seine Zuverlässigkeit und einfache Konstruktion-sehr vielseitig
anwendbar ist. Der Ultraschallzerstäuber gemäß der Erfindung zum Zerstäuben von
Flüssigkeiten und zum Bilden von Aerosolen weist eine Zerstäuberkammer mit einem
Gaseinlaß und einem Gasauslaß und einem Schwingkörper auf, welcher in der Zerstäuberkammer
angeordnet ist und eine Schwingoberfläche aufweist, welche Flüssigkeit von einer
Flüssigkeitszufuhreinrichtung zum Zerstäuben erhält, wobei die Schwingoberfläche
geneigt, vorzugsweise im wesentlichen vertikal angeordnet ist und die Flüssigkeitszufuhreinriehtung
in Bezug auf die Schwingoberfläche so angeordnet
ist, da& die flüseigkeit in der Zufuhreinriohtung mit
der auf der 8chwingoberfläohe seretäubten 81üseigkeit in
dauerhdem Plüssigkeitakontakt ist. Die Flünsigkeitszu-
fuhreinriohtung kann eine flüssigkeitsnüfuhrrohröffnung
aufweisen, welche bei der Bohwingoberfläohe angeordnet
ist und deren Mündung abgeschrägt ist, so da£ sie
mit
der Sohriingoberfläohe im weeentliohen parallel ist und
gegebenenfalls diene mit ihrer äussersten Spitze berührt,
wobei das flüseigieitesufuhrrohr swsokmänsig elastisch
aufgehängt ist.
In einer besonderen Ausführungsform der arfindung weist
die Plüssigkeitszuiuhreinrichtung eine Vorrichtung z.B.
eine Verdräingungepumpe auf, welche einen einstellbaren
konstanten flüssigkeitentrom zur Schwingoberfläche zu-
führt.
Nachfolgend wird die Erfindung an einem Ausführungebei-
spiel anhand der beigefügten Zeichnung erläutert.
Fig. 1 Zeigt eine Ausführungsform des ültranchallzer-
stäubern gemäß der Erfindung, teilweise im Schnitt.
Fig. 2 zeigt in vergrößertem Maßstab ein seil des
Ultrasohallzeratäubera nach Pig. 1
Der in Fig. 1 gezeigte Ultraschallzerstäuber weist einen
Behälter 1 mit Seitenwänden 3 und einer mit diesem ein-
. atüekigen Endwand 5 und eine entfernbare Endwand 7 auf, welche an den Seitenwänden
3 mit Hilfe von Sehrauben 9 befestigt ist. Zur Abdichtung ist ein Dichtungsring
11 zwischen der entfernbaren Endwand 7 und den Seitenwänden 3 des Behälters festgeklemmt.
Der Behälter weist einen in.der Endwand 5 angeordneten Gaaeinlaß 13 und einen Gaaauslaß
15 auf, welcher zentral in der entfernbären Endwand 7 vorgesehen ist. In dem unteren
Teil des Behälters 1 ist ein Abflußrohr 17 mit einem Absperrhahn 19 angeordnet. The atomization of liquids with the aid of an ultrasound reverberator is associated with various problems. Among the most significant of these problems are the damping effect when an excess of liquid is supplied to the vibrating body, the difficulty of controlling the amount of liquid atomized per unit of time and the problem of isolating the flow supply line in cases in which the vibrating body is completely or partially liquid is surrounded. These problems are not sufficiently solved in known ultrasonic atomizers; therefore, the atomizers have not found a desired wide application. The present invention aims to solve the problems mentioned and provides an ultrasonic atomizer which is very versatile in terms of its reliability and simple construction. The ultrasonic atomizer according to the invention for atomizing liquids and for forming aerosols has an atomizing chamber with a gas inlet and a gas outlet and a vibrating body which is arranged in the atomizing chamber and has a vibrating surface which receives liquid from a liquid supply device for atomizing, the The oscillating surface is inclined, preferably arranged substantially vertically, and the liquid supply device is arranged with respect to the oscillating surface is, there & the liquid in the feed device with
the numbness on the swinging surface in
There is permanent fluid contact. The liquid feed
Feed device can be a liquid feed pipe opening
have, which are arranged at the Bohwingoberfläohe
and the mouth of which is bevelled so that it is with
the Sohriingoberfläohe in the weeklio is parallel and
if necessary, touches it with its outermost tip,
the liquid supply pipe being swsokmänsig elastic
is hung.
In a particular embodiment of the invention has
the Plüssigkeitszuiuhreinrichtung a device for example
a displacement pump, which is an adjustable
constant flow of liquid to the vibrating surface
leads.
In the following, the invention is based on an embodiment
game explained with reference to the accompanying drawing.
Fig. 1 shows an embodiment of the ültranchallzer-
dust according to the invention, partly in section.
Fig. 2 shows a rope of the enlarged scale
Ultrasohallzeratäubera according to Pig. 1
The ultrasonic atomizer shown in Fig. 1 has a
Container 1 with side walls 3 and one with this one. atüekigen end wall 5 and a removable end wall 7, which is attached to the side walls 3 with the aid of viewing hoods 9. For sealing purposes, a sealing ring 11 is clamped between the removable end wall 7 and the side walls 3 of the container. The container has a gas inlet 13 arranged in the end wall 5 and a gas outlet 15 which is provided centrally in the removable end wall 7. In the lower part of the container 1, a drain pipe 17 with a shut-off valve 19 is arranged.
Ein Ultraschallvibrator 21 ist in der Endwand 5 angeordnet. Er erstreckt
sich nach innen in den Behälter 1 und endet in einer vertikalen Schwingoberfläche
23, wobei der Schwinger durch ein koaxial angeordnetes Kabel 25 mit hochfrequentem
Strom gespeist wird.An ultrasonic vibrator 21 is arranged in the end wall 5. He extends
inside the container 1 and ends in a vertical oscillating surface
23, the transducer by a coaxially arranged cable 25 with high frequency
Electricity is fed.
Die zu zerstäubende Flüssigkeit ist in einer Flasche 97 gespeichert,
welche mit dem offenen Ende nach unten in einem Bügel 29 eingehängt ist. Die Flasche
kann eine herkömmliche Krankenhaus Tropfflasche sein, wie sie beiapielaweise bei
Bluttransfusionen verwendet wird. Die Flasche 27 ist mit Hilfe eines Pfropfens 30
abgedichtet, welcher von einem Flüasigkeitsablaßrohr 31 und einem
Zufteinlaßrohr
33 durchdrungen ist, welches sich bis ober-
halb der Plüssigkeiteoberfläche
in der Ylasohe erstreckt.
Bin flexibler Schlauch 35 mit einer
Behlauchklammer 37
ist mit dem Rohr 31 verbunden. Der Schlauch 35 führt
zum Einlaß einer Pumpe P, deren luslaß mit dem flüssigkeitszufuhrrohr
39 verbunden ist. Dieses Rohr 39 er-
streckt sich durch eine Öffnung
in der oberen Seite des
Behältern 1 und ist in einem Pfropfen
41 angeordnet,
welcher beispielsweise aus Gummi ist. Die Öffnung
43 des
hlüseigkeitszufuhrrohres 39 ist abgeschrägt, so daß sie
der
Schwingoberfläche 23 angepaßt ist, an der sie sich . öffnet. Die Neigung
a des Rohres 39 in Bezug auf die
Vertikalebene, welche sich mit,der Schwingoberfläche
23,
deckt, sollte so klein wie möglich sein und zweckmäßig
weniger
als 30c betragen.
Fig. 2 zeigt in vergrößertem Maßstab einen Schnitt
durch
die Pumpe P. Die Pumpe ist eine sogenannte Verdrängungs-
pumpe
und besteht aus einem Pumpengehäuse 51 mit einem
Einlaß 53 und einem
Auslaß 55 und Pumpenteilen 57,59,
welche entgegengesetzte Drehrichtungen
haben. The liquid to be atomized is stored in a bottle 97 which is suspended in a bracket 29 with the open end facing downwards. The bottle can be a conventional hospital dropper bottle, such as that used in blood transfusions inapiela. The bottle 27 is sealed with the aid of a stopper 30 which is penetrated by a liquid discharge pipe 31 and an air inlet pipe 33 which extends up to above the liquid surface in the Ylasohe . A flexible hose 35 with a hose clamp 37 is connected to the pipe 31. The hose 35 leads to the inlet of a pump P, the outlet of which is connected to the liquid supply pipe 39. This tube 39 extends through an opening in the upper side of the container 1 and is arranged in a plug 41, which is made of rubber, for example. The opening 43 of the hlüseigkeitszufuhrrohres 39 is beveled so that it is adapted to the oscillating surface 23 on which it is . opens. The inclination a of the tube 39 with respect to the vertical plane, which coincides with the oscillating surface 23 , should be as small as possible and expediently be less than 30c. 2 shows, on an enlarged scale, a section through the pump P. The pump is a so-called positive displacement pump and consists of a pump housing 51 with an inlet 53 and an outlet 55 and pump parts 57, 59 which have opposite directions of rotation.
Die Arbeitsweise der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist
folgendermaßen:
Ein kontinuierlicher wird dem Behälter
1
durch den Gaseinlaß 13 zugeführt, wobei der Gasauslaß 45 mit einer Vorrichtung
verbunden ist, welcher ein Aerosol zuzuführen ist, beispielsweise einem Atmungs-gerät,
einem Ölbrenner oder dergl. Wenn der Trägergas-Strom auf einen geeigneten. Wert
eingestellt ist, wird nach Öffnen der Schlauchklammer 37 der Ultraschallschwinger
21 und die Pumpe P eingeschaltet. Die Pumpengeschwindigkeit ist so eingestellt,
daß ein geeigneter Flüssigkeitestrom geliefert wird. Eine bestimmte Flüssigkeitsmenge
pro Zeiteinheit wird nun der Schwingoberfläche 23 zugeführt,.wo sie fortlaufend
zerstäubt wird, wenn sie die Öffnung 43 des Rohres 39 verläßt. Die zerstäubte Flüssigkeit
wird danach von dem Trägergas durch den Auslaß 15 aus dem Behälter geführt. Durch
Verwendung der vorgeschlagenen Anordnung werden verschiedene Vorteile erzielt. Mit
Hilfe der Verdrängungspumpe wird eine genaue Flüssigkeitszufuhr geschaffen. The operation of the device according to the invention is as follows: A continuous one is fed to the container 1 through the gas inlet 13, the gas outlet 45 being connected to a device to which an aerosol is to be fed, for example a breathing apparatus, an oil burner or the like the carrier gas flow to a suitable one. Value is set, after opening the hose clamp 37, the ultrasonic oscillator 21 and the pump P are switched on. The pump speed is adjusted to deliver a suitable flow of liquid. A certain amount of liquid per unit of time is now fed to the oscillating surface 23, where it is continuously atomized when it leaves the opening 43 of the tube 39. The atomized liquid is then carried by the carrier gas through the outlet 15 from the container. Various advantages are achieved by using the proposed arrangement. With the help of the positive displacement pump, an accurate fluid supply is created.
Im Hinblick auf die vertikale Anordnung der Schwingoberfläche entsteht
nicht die Gefahr, daß die Schwingungen des Schwingkörpers gedämpft werden, wenn
ein Übermaß von Flüssigkeit zugeführt wird, da die nicht zerstäubte Flüssigkeit
sofort von der Schwingoberfläche abfließt, wobei die Wirksamkeit des Ultraschallzerstäubers
unverändert bleibt.With regard to the vertical arrangement of the vibrating surface arises
there is no danger that the vibrations of the vibrating body will be dampened if
an excess of liquid is supplied as the non-atomized liquid
immediately flows off the vibrating surface, whereby the effectiveness of the ultrasonic atomizer
remains unchanged.
Die von der Schwingoberfläche abgeflossene Flüssigkeit
kann
aus dem Behälter 1 durch das Rohr 17 in regelmäßigen Abständen
durch Öffnen des Hahnes 19 abgelassen
werden. Dank
der Tatsache, daß der Ultraschallzerstäuber
natürlich mit Ausnahme
an der Bohwingoberfläche nicht
mit der llüssigkeit
in Berührung kommt, ist das Isolierproblem an dem Verbindungepunkt
des ßtromzuführkabels wesentlich erleichtert.
Die vorliegende Erfindung
schafft so einen Ultraschall-
zerstäuber, welcher im Hinblick auf seine
Fähigkeit, ein
Aerosol mit einer genau bestimmten Zusammensetzung
zu
erzeugen, eine vielseitige Verwendung hat. Er kann
beispielsweise in Atmungsgeräten für die Zufuhr von
Feuchtigkeit,
Narkotika., usw., in der Plammenspektrometrie zum ßrzeugen
eines Aerosols, welchen das zu
analysierende Element enthält, zum
Zuführen von Treib-
stoffen in Diesel-llaschinen, Ölbrennern,
Strahltrieb-
werken usw. verwendet werden.
Die Erfindung
ist natürlich nicht auf das in der Zeich-
nung gezeigte Ausführungsbeispiel
beschränkt. So kann die Pumpe P entfernt werden und die Flüssigkeitszufuhr
durch
Verändern der Höhe der (lasche 87 oder durch Zu-
sammendrücken der
Schlauchklammer 37 geregelt werden.
Die pumpe P kann auch von
anderer Bauart sein, ist
jedoch vorzugsweise eine Verdrängungspumpe,
welche einen
kontinuierlichen Flüceigkeitestrom abgibt. Die
Pumpe kann
mit Flüssigkeit aus einem Flüssigkeitsbehälter
von anderer Hauart gespeist werden und mit unter Druck stehender Flüssigkeit
gespeist werden. Sie kann auch die Flüeaigkeit selbst ansaugen. Auch ist es nicht
erforderlich, daß die Sohwingoberfläche vertikal angeordnet ist. Dae'Wichtage ist,
daß die erwähnte Oberfläche eine Neigung aufweist, welche einen auereichenden Abfluß
von dem Schwing-
körper gewährleistet, so daß ein Dämpfen der Schwingungen
dieses Körpers vermieden ist. lm allgemeinen sollte der Winkel zwischen der Schwingoberfläche
und der vertikalen weniger als 45 o sein.The liquid that has drained off the vibrating surface can be drained from the container 1 through the pipe 17 at regular intervals by opening the tap 19 . Thanks to the fact that the ultrasonic nebulizer does not come naturally, with the exception of the Bohwingoberfläche with llüssigkeit into contact, the Isolierproblem where Verbindungepunkt is ßtromzuführkabels significantly facilitated the. The present invention thus provides an ultrasonic nebulizer which has many uses in view of its ability to generate an aerosol with a precisely defined composition. It can be used, for example, in breathing apparatus for the supply of moisture, narcotics, etc., in plasma spectrometry for generating an aerosol which the element to be analyzed contains, for supplying fuels in diesel engines, oil burners, jet engines , etc. can be used. The invention is of course not restricted to the exemplary embodiment shown in the drawing. Thus, the pump P can be removed and the liquid supply by changing the height of the (bracket 87 or by switching on the hose clamp sammendrücken be regulated 37th the pump P can also be of a different design, but is preferably a positive displacement pump, which delivers a continuous Flüceigkeitestrom The pump can be fed with liquid from a liquid container of a different type and can be fed with liquid under pressure. It can also suck in the liquid itself. Nor is it necessary that the swinging surface be arranged vertically the mentioned surface has a slope, which allows a sufficient outflow from the vibrating body guaranteed, so that a damping of the vibrations
this body is avoided. In general, the angle between the vibrating surface and the vertical one should be less than 45 degrees.