DE1557040A1

DE1557040A1 - Einrichtung und Geraet zur Behandlung von Fluessigkeiten mittels schneller mechanischer Schwingungen

Info

Publication number: DE1557040A1
Application number: DE19671557040
Authority: DE
Inventors: Bodine Jun Albert George
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1967-10-10
Filing date: 1967-10-10
Publication date: 1970-03-19

Description

einrichtung und Gerät zur Behandlung von Flüssigkeiten mittels schneller mechanischer Schwingungen Die Erfindung betrifft allgemein Einrichtungen und Geräte zum Behandeln von-fließfähigen Substanzen, insbesondere solche Einrichtungen und Geräte, mit denen eine gleichmäßige Verteilung, eine Veränderung der Teilchengröße, däs Aufspalten von Molekülen, Durchmischen und Homogenisieren einer oder mehrerer Fliissigkeiten, die auch Feststoffe enthalten können, durchgeführt wird, indem sie gegeneinander zu Schwingungen angeregt werden.
Bisher wurde verschiedene Vorrichtungen verwendet, mit denen Flässigkeiten behandelt wurden. Zum Beispiel giot es verschiedene Arten mechanischer Mischvorrichtungen, mit denen gleicnmäßige Verteilung, Durchmischung und Homogenisierung von flässigen Stoffen vorgenommen wird; andere Gerste wie z.. Kolloidnühlen wurden dazu verwendet, die Teilchengröße eines Flässigkeitsstromes zu verrin@ern, um auf diese Verisse Emulsionen zu erlangen, Agglomerate aufzuschließen oder die Teilchengröße in Emulsionen herabzusetzen.
Be der Erfindung werden schnelle mechanische Schwingungen verwendet und damit eine Plüssigkeit gegenüber einer anderen bearbeitet.
Unterschiede in der Art und Stärke der Durchmischung können solche Vorgänge wie chemischs Reaktionen, das Ausmaß der Reaktionen und das Maß und die Geschwindigkeit des Übergangs von einer Phase in eine andere beeinflussen. Es müssen deshalb bei chemischen Prozessen die Art und Stärke der Vermischung steuerbar bleiben, so daß die Vorgänge bei den Reaktion dadurch beeinflußbar sind.
Das Durchmischen wurde bisher mit einer Vielzahl von Geräten und Vorrichtungen durchgeführt. Überwiegend wurden Flässigkeiten mit Rührflägeln in zylindrischen Kesseln gemischt. Dabei wird der Rührflägel äber eine Velle und eine Kraftäbertragung von einem Motor angetrieben.
Ein Mischer hat nur eine mechanische Wirkung.
Die Moleküle verteilen sich selbst, der Mischer bringt eine Strömung in die Flüssigkeit und damit eine verstärkte Durchmischung. An den Trennflächen können somit so schnell wie gewünscht Reaktionen durchgeführt werden, wenn nur die Strömung mittels der Mischer entsprechend beeinflußt wird. Es gibt wenigstens f-inf bestimmte Arbeitsvorgänge, bei denen Flüssigkeitsmischer verwendet werden: Vermischen mischbarer Flässigkeiten, Durchmengen nicht mischbarer Flüssigkeiten zum Zweck der Extraktion, zur Herstellung einer Emulsion und ähnlichem, Aufschlämmen und Lösen von Peststoffen, Reaktion von Gasen in Flössigkeit und Wärmeübertragung. Das kann geschehen in einzelnen Chargen bder im Durchlaufprozeß, doch muß immer Energie zugeführt werden, um die Flüssigkeit in Bewegung zu versetzen. Die Anforderungen und Eigenschaften der Mischer sind in allen Fällen verschieden, doch stellt die durch den llihrfligel erzeugte Bewegung in der Flüssigkeit die Kontrollgröße dar.
Um eine schnelle Durchmischung zu erreichen, ist gewöhnlich starke Bewegung im großen (Strömung) als auch im kleinen (Turbulenz) erforderlich. In einigen Fällen ist jedoch verhältnismäßig starke Strömung und in anderen verhältnismäßig starke Verwirbelung vorteilhaft. Es existiert meist ein gunstigstes Verhältnis von Strömung zu Turbulenz für einen bestimmten Mischvorgang, sei es nun beim einfachen Verteilen in-einander nicht mischbarer Flüssigkeiten oder beim Vermischen mit anschließender chemischer Xeaktion.
Neben den Vorrichtungen, die für das Mischen entwickelt wurde, bestehen zahlreiche spezielle Vorrichtungen, mit denen die oben angeftihrten Verfahren durchgeführt werden. Zum Beispiel nehmen darin eine besondere Gruppe die Vorrichtungen ein, die dazu verwendet werden, die Teilchengröße zu verringern; sie sind als Kolloidmühlen bekannt. Diese Vorrichtungen verwenden scharfe Scherkanten, die in einer Flüssigkeit von festen Bestandteilen Teilchen abtrennen, Agglomerate aufschließen und Emulsionen herstellen, indem sie die in der Flüssigkeit schwebenden Tröpfchen kleiner machen und feiner verteilen. Abhängig von der Geschwindigkeit sind die Berährungsflächen dieser Vorrichtungen bei mehr oder weniger harten Partikeln der Abnutzung unterworfen. Werden sie dazu verwendet, bei Emulsionen die Partikel zu -verkleinern und feiner zu verteilen, so gehören sie zu einer eigenen Klasse, die normalerweise als Homogenisatoren bezeichnet werden. Kolloidmühlen in der bekannten Art besitzen meist einen motorgetriebenen Rotor, der in einem Statorring umläuft. Die Behandlung der Flüssigkeit geht auf die Weise vor sich, daß die Flüssigkeit durch den Spalt zwischen Rotor und Stator hindurchgepumpt wird. Außerdem wurden stillstehende Vorrichtungen verwendet, bei denen die Flüssigkeit durch sehr kleine Düsen oder Öffnungen hindurchgepreßt wurde.
Es sind hier nur einige aus der Vielzahl der für die Behandlung von Flüssigkeiten verwendbaren Vorrichtungen als beispiel aufgefuhrt. Jeder der aufgezählten Arbeitsvorgänge wie Durchmischen, Homogenisieren, Beschleunigen von chemischen Reaktionen, Verteilen von einer Fl@ssigkeit in einer anderen kann jedoch mit der neuen Vorrichtung gemäß der Erfindung bewerkstelligt werden. Anders als die bekannten Geräte und Hilfsmittel werden die Flüssigkeiten ei dem erfindungsgemä@en Gerät schnellen mechanischen Schwingungen sehr hoher Intensität bei groJer Impedanz ausgesetzt. sinne mechanische Schwingung mit hoher Impedanz, die hier verwendet wird, ist eine Schwingung (d.h. eine wechselnde Folge von Kompression und Verdännung), die einen hohen Verhältniswert von zyklisch auftretender Kraft zur Amplitude aufweist. Allge@einer ausgedrückt grändet sich die Erfindung auf die Verwendung von schnellen mecnanischen Schwingungen, um schnelle Druck- und Dichteänderungen hervorzurufe und damit bei der Behandlung von Flüssigkeiten, bei chemischen Reaktionen oder Molekülveränderungen vorteilhafte Wirkungen zu erzielen.
3a wurde bereits vorgeschlagen, mechanische Schwingungsenergie zum Zwecke des Durchmischens, Reinigens oder der chemischen Aktivierung in einen Behandlungskessel einzuleiten. Derartige frühere Systeme waren jedoch in hohem Maße unwirksam, besondera in Bezug auf die Leistungseingabe und waren besonders stark vön den Eigenschaften der im Kessel enthalte@@en Flässigkeit abhlngig. Bei der vorliegenden Erfindung ist die Wirksamkeit des Systems von dem Zustand der zu behandelnden Flüssigkeit nur unerheblich beeinflußt.
Typische Vorrichtungen der friiXleren Ausfuhrungsformen verwandten elektroakstischen Wandler wie piezoelektrische oder magnetostriktive Wandler. Solche Wandler sind sehr teuer Im Verhältnis zu ihrer Größe und notzendigerweise, abhängig von der wellenläge der zu erzeugenden Schwingung klein. Andererseits sind elektrodynamische oder mit variabler magnetischer Leitfähigkeit arbeitende elektroakustische Wandler überaus sperrig und daher teuer und bezüglich ihrer Leistungsaufnahme unwirtschaftlich. Weiterhin benötigen alle diese aufgezählten Wandler spezielle Energie-Zuführsysteme, die zusätzlich zu ihren eigenen, verhältnismäßig hohen Kosten weiterhin kostspielig zu unterhalten sind.
Das Volumen der Behandlungsbehälter ist bei -den bekannten Systemen im Verhältnis zur Wellenlänge der sich in der Flüssigkeit ausbreitenden Schwingung relativ groß, was in vielen Fällen unerwünscht ist. Die Erfindung über windet nun diese Nachteile dadurch, daß ein leistungsstarkies, kompaktes und sehr zuverlässiges, mechanisches Schwingungssystem mit in Anbetracht seines Gewichtes und seines Volumens sehr hoher Leistungsfähigkeit verwendet wird.
Die Erfindung ist insbesondere geeignet, eine Flüssigkeit in einer anderen feines zu verteilen und damit Emulsionen herzustellen, und außerdem für eine intensive Durchmischung von Flüssigkeiten hoher Viskosität.
Ein weiteres wichtiges Anwendungsgebiet für die Erfindung ist die feine Verteilung von Feststoffen wie Körnern, Pulver, Pigmenten usw. in Flüssigkeiten. Die Erfindung wird außerdem in großem Umfang dazu verwendet, chemische Prozesse, die auf eine derartige Energiezufuhr reagieren, insbesondere auf die Zufuhr von Schwingungsenergie hoher Leistung, zu beschleunigen.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Gerät zur Behandlung von Flüssigkeiten zu schaffen, das einfach gestaltet ist, sicher und verläßlich arbeitet und leioht zu behandeln ist.
Weiter besteht die Aufgabe darin, ein Gerät zur Behandlung von Flüssigkeiten mittels schneller Schwingungen zu schaffen, dessen Reaktanzen im akustischen Schwingkreis sehr hohe werte aufweisen, die alle innerhalb der gesteuerten und sehr stabil gebauten Maschine liegen.
Die erfindungsgemäße Maschine soll nicht von den Schwingungen in der Flüssigkeit selbst abhängig sein. Dae Gerät soll einen Gütefaktor Q haben, der höher liegt als derjenige bekannter Geräte, und der Ausgang, an dem die Leistung an die Flüssigkeit abgegeben wird, soll auf eine Belastung mit hohem Wirkwiderstand und hoher reaktiver Impedanz arbeiten.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Gerät zur Behandlung von Flüssigkeiten zu schaffen, dessen mechanischer Schwingkreis in der Maschine selbst -gelegen ist und die Flüssigkeit, die behandelt wird, nicht in diesen Schwingkreis einbeieht, und daß die Behandlung der Flüssigkeit in einen sehr kleinen Raum verlegt, in dei hohe Energiedichte herrscht, so daß die zykli@che Druckänderung überall bei hohen Werten vor sich geht.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist darin zu sehen, daß ein Gerät zur Behandlung von Flissigkei-ten gesenaffen wird, in dem die Abmessungen der Xbertragungswege für die Schwingungen innerhalb der Flüssigkeit so kurz sind, daß sich in der Flüssigkeit keine stehende welle ausbildet, während die Maschine selbst Abmessungen hat, die die Ausbildung von stehenden Wellen in Teilen mit hoher Impedanz der schwergebauten Maschine zulassen, so daß ein hoher Gütefaktor Q vorhanden ist.
Das erfindungsgemäße Gerät zur Behandlung von Flüssigkeiten soll in der Lage sein, Schwingungen hoher Leistung zu erzeugen und einen großen Durchfluß durch einen kleinen Bereich zu gestatten, so daß die Flüssigkeit nur während einer kurzen Verweilzeit unter dem Einfluß der Schwingungsenergie steht.
Aufgabe der Erfindung ist es weiterhin, ein meohanisches Schwingungssystem zu schaffen, dessen mechanischer Schwingungsgenerator ine hohe Leistung bei verhältnissläßig niedriger Frequenz für die Behandlung der Flüssigkeit abzugeben vermag.
Weiter ist die Aufgabe der Erfindung darin zu sehen, energiereiche, niederfrequente, elastische Schwingungen in-der Flüssigkeit' zu erzeugen, deren \,'ellenlänge eo lang ist, daß die Kavitationsblasen, die entstehen, sehr groß sind.
Eine wichtige Aufgabe der Erfindung ist darin zu sehen, ein neues und verbessertes Gerät zur Behaiidlung von Flässigkeiten zu schaffen, das auf neuen Schwingungsprinzipien beruht und wirkungsvoller ist als die bekannten Geräte, mit denen vengleichbare Bearbeitungen von Flüssigkeiten vorgenommen werden.
Eine weitere Aufgabe liegt in der Schaffung eines neuen Behandlungsgerätes, in welchem die Behandlung der Fliissigkeit unter hohem Schwingungsdruck vorgenommen wird, so daß starke Kavitation erzeugt wird.
In besonderen Fällen nimmt dabei die Flüssigkeit überwiegend die Eigenschaften eines reinen ltrirkwiderstandes im mechanischen Schwingkreis ein.
Bei dem Gerät nach der Erfindung wird die zu behandelnde Flüssigkeit in den mechanischen Schwingkreis mit einbezogen, in welchem sie den schnellen Schwingungen unterworfen wird, eo daß Kavitation und sehr intensive Turbulenz in der Flüssigkeit auftritt. Aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren der Zeichnung wird die Erfindung weiter deutlich. Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht im Schnitt einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gerätes; Fig. 2 das Gerät nach Fig. 1 in Ansicht von oben; Fig. 3 teils geschnitten die Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform eines Gerätes gemäß der Erfindung; Fig. 4 die Seitenansicht einer weiteren Ausführungaform eines erfindungsgemäßen Gerätes,teils im schnitt, und Fig. 5 ein elektrisches Ersatzschaltbild für den mechanischen Schwingkreis des erfindungsgemäßen Gerätes.
Zum besseren Verständnis der Erfindung werden folgende Definitionen gegeben: Impedanz - In einem elastischen Schwingungssystern bedeutet die Impedanz der komplexe Quotient aus der zugeführten Wechselkraft und der linearen Geschwindigkeit. Die Impedanz ist mathematisch ausgedrückt: worin X die schwingende Masse o die elastische Steifigkeit f die Frequenz der Schwingung R der Wirkwiderstand sind.
Winderstand - Der Realteil R der Impedanz; er stellt den Energieverbrauch z. B. durch Reibung dar.
Reaktanz - Der Imaginärteil der Impedanz; er ist die Differenz aus der Massenreaktanz und der Federreaktanz.
Massenreaktanz - Der positive Imaginärteil der Impedanz, in Zahlenwerten 2# fM. Er ist vergleichbar mit der induktiven Reaktanz des Wechselstroms wie die Nasse vergleichbar ist mit der Induktivität.
Elastische Federreaktanz-Negativer Imaginirteil der Impedanz, bestimmt durch die Zahlenwerte 1/2 # fC. Die elastische Federreaktanz entspricht im Wechselstromkreis der kapazitiven Reaktanz, so wie die Federsteifigkeit einer Kapazität gleichzusetzen ist.
Resonanz - Der Zustand in einem Schwingkreis, bei welchem die Reaktanz (die algebraische Summe aus der Massenreaktanz und der Federreaktanz) Null ist. Liegt Resonanz vor, so ist die Amplitude der Schwingung lediglich durch die Wirkwiderstandsgröße begrenzt und damit ein Maximum.
Um die massenbehafteten Elemente in Schwingungen zu versetzen, wird keine Energie verbraucht, wenn sic der Schwingkreis in Resonanz befindet.
Der Grundaufbau aller Ausführungsformen der Erfindung, die anschließend näher beschrieben werten, zeigt einen massiven, feststehenden oder sich auher Phase bewegenden und einen massiven, schwingfähigen Teil, welch letzterer durch ein elastisches Resonanzschwingungssystem, das mit ihm gekoppelt ist, zu schnellen und energiereichen Schwingungen angeregt wird. Das massive, schwingfähige 31ement wird im weiteren als Anreger bezeichnet. Das gesamte Resonanzsystem, bestehend aus dem Anreger und seinem mechanischen Energiezufuhrteil, wird durch einen mechanischen ochwingungsgenerator mit großer Weciiselkraft (hoher Impedanz)-an seinem Ausgang zu starken, elastischen Resonanzschwingungen angeregt. Eine starke Federreaktanz in Form eines elastischen Balkens wirkt mit den Induktivitäten des Systems zusammen, die insbesondere durch die Masse des Anregers und des Oszillatorbehäuses gebildet werden und mit diesem Balken verbunden sind.
In der Fig. 1 ist nun ein erstes Ausführungsbeispiel eines Gerätes gezeigt, das die Erfindung in sich schließt. Dieses gerät besitzt einen Flüssigkeitstank, der durch die Endelemente 1 und 2 und die Bodenfläche 3, auf der sic die Elemente 1 und 2 erheben, gebildet wird.
Der Boden ist auf ein Paar Doppel-T-Träger 4 und'5 aufgesetzt, die das gesamte Gerät über den Erdboden 6 erheben.
Seitenwände 7 und 8, die in der Fig. 2 gezeigt sind, schließen den Tank schließlich seitlich ab. Die Endelemente 1 und 2 sind schwere träge Massen und weisen im großen Rechteckform auf. Die schwingfähige Masse, die aus dem Anreger 9 besteht, ist an einem Ende eines elastischen, langgestreckten Balkens 11 befestigt, der vorzugsweise aus einem Stahl mit sehr guten elastischen Eigenschaften gefertigt ist, ohne daß er schnell ermüdet. Das andere Ende des Balkens 11 trägt einen mechanischen Schwingungsgenerator, mit dem es fest verbunden ist und der insgesamt mit 12 bezeichnet ist. Der Generator 12 erzeugt in Längsrichtung des Balkens 11 orientierte Schwingungen, die im einzelnen noch eingehender beschrieben werden, Der Generator 12 ist auf einem Fundament 13 angebracht, wie dies am besten aus der Fig. 2 zu erkennen ist, und enthält ein Gehäuse 14, in dem ein Paar Unwuchtmaen, über eine Welle 15 angetrieben, umlaufen. Die Antriebswelle 15 wird von einem Motor 16 über einen Riementrieb 17 angetrieben. Der Balken 11 ist mit dem Generatorgehäuse 14 mittels Bolzen starr verbunden, so daß dadurch die Ausgangsseite des Generators 12 mit dem Balken 11 in Verbindung ist. Der Anreger 9 wird auf dem freien Ende des Balkens 11 gehalten, was durch Schweißung oder auf sonst eine geeignete Weise erfolgen kann. Im einen Endelement 2 ist eine Öffnung 18 vorgesehen, durch die der Balken 11 hindurchtritt.
Im Innern dieser Durchtrittsöffnung ist ein Abschnitt der art bemessen, daß der Balken 11 von dem Seitenelement 2 dicht umschloasen wird, Bo daß an dieser Stelle keine Flüs-,sigkeit austreten kann. Die senkrechte Ebene, die mittig durch das Seitenelement 2 hindurchgelegt ist und durch die Linie 19 in Fig. 1 und 2 angedeutet ist, schneidet im Punkt 21 den Balken 11, in welchem ein Schwingungsknoten der im Balken angeregten Resonanzschwingung liegt. Eine elastische Schwingung von der Verteilung, wie sie durch die Linien 32 angedeutet ist, wird in dem Balken 11 erzeugt.
Die Räume 22 und 23 beiderseits des Anregers 9 sind mit Flüssigkeit über die Zuführleitungen 24 und 25 angefüllt. Abflußrohre 26 und 27 treten durch die Bodenfläche 6, so daß der Tank entleert oder die Flüssigkeit, wenn erforderlich, dem Prozeß nochmals zugeführt werden kann. In die Flüssigkeit sind Drahtkörbe 28 und 29 eingehängt, in die die Teile eingelegt wer den können, die der Behandlung unterzogen werden sollen. Mit 31 ist ein 80 ZU behandelndes Teil bezeichnet-. Befindet sich nun das Gerät in Tätigkeit, so schwingt der Anreger 9 mit sehr kurzer Amplitude gegenüber den trägen Massen der Elemente 1 und 2 hin und her.
Der Balken 11 irkt als schwingfähiges Teil, das mit dem Schwingungsgenerator 12 starr gekoppelt ist. Der mechanische Schwingkreis besteht aut; den beiden feststehenden, schweren Endelementen 1 und 2 und dem massiven Anreger 9, der durch den Balken 11 zu Schwingungen angeregt wird. Bei dem in der Fig. 1 und der Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeisiel hat der Anreger einen Ausgang mit sehr hoher Impedanz, so daß er sehr günstig an die Flüssigkeit, an die er Schwingungsenergie abgeben soll, angepaßt ist.
Auf die Weise kann in der Flüssigkeit Kavitation in einem gewRnschten Ausmaß erzeugt werden, und die Energieübergabe an die Flüssigkeit ist optimal. Es besteht Jedoch keine Abhangigkeit von der Flüssigkeit in den Kammern 22 und 23, die selbst einen wesentlichen Teil des Schwingkreisses darstellt. Die Erfindung ist also besonders günstig, wenn die Schwingungseigenschaften der Flüssigkeit selbst sehr schlecht sind oder wenn sich die Schwinguneseigenschaften der Flüssigkeit infolge von chemischen Reaktionen während der Behandlung ändern. Die Vorrichtung ist also Volt Änderungen der Flüssigkeit und ihrer Schwingungsei genschaften unabhängig. Da es sich hier um ein Schwingungesystem mit ,hohem Giitefaktor Q handelt, ist das System von den zigenschaften des zu behandelnden Mediums weitgehend unabhänging.
Wie früher bereits ausgeführt, kann der Schwingungsgenerator 12 ein solcher mit umlaufender Unwuchtmasse sein. Wird ein solcher Schwingungsgenerator an ein schwingfähiges System angekoppelt, dessen physikalische Eigenschaften Änderungen unterworfen sind, so hat dieser Generator die Tendenz, aus sich heraus eine Frequenz zu erzeugen und eine Schwingung mit einer solchen Phasenlage, daß im Schwingkreis Resonanzherrscht, auch wenn- sich die Kreisbedingungen ändern. Werden z. B. in die Körbe 28, 29 in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und 2 poröse, feste Teile eingelegt, die durch die im Tank befindliche Flüssigkeit imprägniert werden sol)en, so steigt während der Behandlungszeit der Wirkanteil der Impedanz an, da derartige poröse Festkörper einen inneren Aufbau haben, der sehr starke Dämpfungseigenschaften hat. Dabei ändert nun der Schwingungsgenerator mit umlaufender Unwuchtmasse automatisch seine Phasenlage, so daß der erforderliche Leistungsfaktor der Schwingung gegeben ist und dem Schwingungssystem eingangsseitig energiereiche Schwingungen zugeführt werden, auch wenn der Wirkanteil der Impedanz gegenüber dem Blindanteil wächst. Wenn derartige feste Körper imprägniert werden, ändert sich auch oft deren Steifigkeit, so daß dadurch auch am Kopplungspunkt des Generators 12 mit dem schwingfähigen System eine Änderung der kapazitiven Reaktanz eintritt. Hierbei macht sich wieder die Eigenschaft des Schwingungsgenerators mit umlaufender Unwuchtmasse günstig bemerkbar, daß er sich den Änderungen des Schwingungssystems anzupassen vermag. Sehr oft ändert überdies auch das Teil 31 seine Eigenfrequenz, insbesondere dann, wenn ee zu einem wesentlichen Bestandteil des Schwingkreises zu zählen ist.
Diene solche Frequenzänderung, die zu einer Änderung der Resonanzbedingungen führt, wird durch die Selbsteinstellung des Schwingungsgenerators mit umlaufender Masse ebenfalls selbsttätig berücksichtigt. Es ist noch wichtig feBtzustellen, daß sich die Schwingungseigenschaften des Bades, in welches das Teil eingetaucht wird, mit fortschreitendom Imprägniervorgang ebenfalls ändern.
Das zu behandelnde Teil kann direkt mit dem Schwingungsgenerator oder über ein Zwischenmedium schwingungsmäßig gekoppelt sein. Bei dem oben beschriebenen Beispiel ist der Schwingungsgenerator mit der Abstrahlfläche des Anregers in Verbindung, die ihrerseits in Berührung steht mit dem Imprägniermittel, so daß die Schwingungsenergie vom Schwingungegenerator über die Abstrahlfläche in das Imprägniermedium und von dort zu dem zu behandelnden Teil iibertragen wird.-Dieses Verfahren ist besonders dann von Vorteil, wenn ein hoher Teiledurchsatz mittels Tauchverfahren gefordert wird. Geeignete Abwandlungen des dargestellten Ausführungsbeispiels ergeben sich für den Fachmann von selbst. Für die Behandlung großer Teil z. B. wie etwa das Imprägnieren von großen Klötzen oder Balken mit Insektenmitteln kann der Schwingungsgenerator mit den Wänden eines großen Autoklav verbunden werden, so daß die Schwingungsenergie auf den. Balken über die im Autoklav enthaltene Flüssigkeit übergeht. Eine weitere, sehr günstige Variante ist die daß der Schwingungsgenerator direkt mit dem Balken oder Block oder sonstigem zu imprägnierenden Teil verbunden wird. Letzteres Verfahren ist besonders dann mit Vorteil anzuwenden, wenn die größtmögliche Energie an das zu imprägnierende Teil abgegeben werden soll. Es ist ohne Bedeutung, ob der Schwingungsgenerator mit umlaufender Masse direkt an das Teil angeschlossen oder an die Flüssigkeit angekoppelt ist, die mit dem Teil in Berührung steht, da der Schwingungsgenerator auf jeden Fall den Phasenwinkel der Schwingung ändert, um sich eventuellen Schwingkreisänderungen anzupassen, wenn sich dessen Eliderstand verändert. Der Oszillator stellt sich dann eo ein, daß während des gesamten Imprägniervorgangs stets bester uebergang von Schwingungsenergie vorliegt.
In der Fig. 3 ist ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt, das zwei massereiche Teile verwendet, zwischen denen die zu behandelnde Flüssigkeit ise Kreis fließt. Eines der massereichen Teile ist das feststehende träge Teil, das andere, diesem gegenüberstehende der Anreger, der von einem Schwingungsgenerator mit umlaufender Unwuchtiasse zu Schwingungen angetrieben wird, wobei der Generator und der Anreger durch einen Schwingungsübertrager mit Übersetzung miteinander verbunden sind. Diese Kombination ergibt einen leistungsfähiges Schwingungssystem mit hohem Gütefaktor, das besonders gut geeignet ist, starke Kavitation hervorzurufen, da die Resonanzschwingungen im Metallaufbau der Anordnung nicht in der Flüssigkeit auftreten, wie dies in den herkömmlichen Vorrichtungen der Fall ist. Dieses Ausführungsbeispiel ermöglicht es, zwei Flüssigkeiten in den Reaktionsraum einzuleiten und die miteinander behandelten Flüssigkeiten über einen dritten Weg wieder abzuziehen. Aus der Fig. 3 ist ersichtlich, daß die Vorrichtung mit einem Hohlraum 33 zwischen den einander zugewandten Flächen des feststehenden Teils 34 und des Anregers 35 ausgestattet ist, so daß die Flüssigkeiten hier zugeleitet und aus der besonders aktiven Zone wieder abgezogen werden können. Das Teil 34 dient außerdem als Abschlußwand des Gehäuses 36. Über Eintrittsleitungen 37 und 38 können zwei getrennte Flüssigkeiten in den Reaktionsraum, der durch den Hohlraum 33 gebildet wird, eingeleitet werden. Die behandelte Flüssigkeit wird dann über Austrittßleitungen 39 und 41 wieder abgeführt. Der Anreger 35 sitzt an einem Ende eines Resonanzbalkens 42. Zwischen den flizienwänden des Gehäuses 36 und dem Anreger 35 befindet sich ein kleiner Spalt. Aus dem Grunde kann die Flüssigkeit alle hohlräume innerhalb des Gehäuses 36 ausfüllen.
Der Balken 42 tritt durch eine Öffnung in der einen Gehäusewand 36 hindurch und ist mit der Kante dieser Öffnung über eine Dichtungsmuffe 43 verbunden. In der durch die Linie 44 angedeuteten Ebene liegt ein Schwingungsknoten 45 des Balkens 42, wenn dieser sich in Resonanz befindet. Die Muffe 43 ist mit der Außenwand des Gehäuses 36 auf beliebige Weise verbunden.
Auf der Innenseite des Gehäuses 36 umgibt den Balken 42 eine torusförmige Dichtungsmanschette 46. Die 'inschette 46 ist mit einem Druckmedium wie beispielsweise Luft gefüllt, so daß sie sich unter dem Einfluß der Druckwechsel in der Kammer 47 des Gehäuses ausdehnen und zusammenziehen kann. Auf die Weise wird der Druckwechsel auf der einen Seite des Anregers 35 ausgeglichen, wodurch die Druckänderungen auf die Kammer 33 beschränkt werden.
An das zweite Ende des Balkens 42, dem Anreger 35 gegenüber, wird ein geeigneter Schwingungsgenerator 48 schwingungsmäßig angekoppelt, so daß in dem elastischen Werkstoff, aus dem der Balken 42 hergestellt ist, eine stehende Welle erzeugt wird, wie sie durch die Linien 49 schematisch dargestellt ist. Wie bereits an früherer Stelle beschrieben, ist der Schwingungsgenerator 48 vorzugsweise ein solcher mit umlaufender Unwuchtmasee.
Bei dem in Fig. 3 dargestellten Beispiel ist die Schwingungsverteilung im Balken 42 derart gewählt, daß der Generator 48 an einer Stelle mit niedriger Impedanz (Schwingungsbauch) angekoppelt wird, an der also die Schwingungsbewegung ein Maximum ist, so daß die Leistungseingabe möglichst günstig gestaltet ist, und die Impedanz an der Ankopplungsstelle des Anregers an den Balken ist möglichst hoch, so daß sich der Anreger mit großer Kraft der Schwingung bewegt.
Versuche ergaben, daß beim Durchmischen von Flüssigkeiten, wenn die Erscheinung der kavitation zu diesem zweck benutzt wird, es wichtig ist, daß die schwingenden Flächen, von denen die Schwingungsenergie in die Flissigkeit abgestrahlt wird, keine zu großeBewegung ausführen.
Ist die Schwingungsbewegung zu groß, so verliert die Abstrahlfläche die Kopplung an die Flüssigkeit, was besonders dann passiert, wesm die Flüssigkeit sich zwischen zwei massereichen starren Körpern, befindet. Außerdem stellte sich heraus, daß eine Flüssigkeitsmenge, die sich zwischen zwei Flächen über eine erhebliche Breite erstreckt, sehr hohe Wechselkräfte aufzunehmen vermag und dabei erhebliche Druckschwankungen erhält.
In der Fig. 4 ist nun ein Ausführungsbeispiel gezeigt, in dem der Behandlungsraum verringert ist, so da. die feststehenden wnA beweglichen Elemente sehr nahe aneinandergebracht sind. Die 3cilwingungaenergie ist auf diese Weise nur in einem sehr engen Bereich wirksam. Dieses Ausführungsbeispiel enthält ein Paar feststehender Elemente 51 und 52, die auf einer Bodenplatte 53 befestigt siN:id und auf denen eine Deckplatte @4 ruht. Die Seiten sind durch nicht gezeigte senkrechte Platten abgeschlossen, so daß sie ein flüssigkeitsdichtes Gehäuse darstellen. Die Bodenplatte 53 wird durch querliegende Doppel-T-Träger 59 und 56 getragen, die selbst wieder auf einem Rahmen 57 stehen.
An einem Ende eines Trägers 59 ist ein Anreger 5d befeetigt, der sich in Richtung der gezeigten Pfeile 60 hin-und herbewegen kann. Das zweite Ende des Trägers 59 ist mit der Ausgangsseite eines Schwingungsgenerators 61 gekuppelt. Der Träger 59 ist in einem Schwingungsknoten 64 mit Hilfe einer flüssigkeitsdichten Durchführungsmuffe 63 gehalten, die ihrerseits an einem der feststehenden Elemente 52 sitzt. Der Generator 61 wird auf einem Traggestell 62 gehalten, das ebenfalls auf dem Rahmen 57 befestigt ist.
Der Schwingungsgenerator 61 ist vorzugsweise ein Scliwi:iiungsgenerator mit umlaufender Unwuchtmasse, wie er bereits in Zusammenhang mit den A'usführungsbeispielen nach Fig. 1 bis 3 besprochen wurde. Es versteht sich Jedoch, daß auch ein anderes geeignetes Element, das in der Lage ist, Schwingungsenergie der erforderlichen Frequenz und Amplitude zu erzeugen, verwendet werden kann.
In der durch die Linie 65 angedeuteten Ebene liegt der Schwingungsknoten 64, und die Schwingungsverteilung im Träger 59 ist durch die Linien 66 angedeutet, welche zeigen, daß der Anreger 58 in einem

LdicX

Schwingungscauon

des Trägers 59 angekoppelt ist. Die Länge und die Trag- und Befestigungspunkte des Balkens 59 sind also aufeinander abgesti@@, 90 daß die erwünschte stehende Welle im Träger 39 ausbilden kann, was in einer Weise geechieht, die dem Fachmann ohne weiteres bekannt ist. Die hier wiedergebebene stehende Welle ist eine Halbwellenschwingung, die an beiden Enden einen Schwingungsbauch der Bewegung und dazwischen einen -Schwingungsknoten aufweist. Die Wellenverteilung ist jedoch durch die Lage des- Befestigungspunktes (der Muffe 63) etwas modifiziert, denn der Befestigungspunkt ist etwas näher an das eine Ende herangerückt. Dadurch ist das dem Anreger zuliegende Ende des Trägers 59 vom Schwingungsknoten aus gemessen etwas kürzer als eine viertel Wellenlänge.
Das festetehende Element 51 weist ein Paar Einlaßleitungen 67 und 68 auf, durch die Flüssigkeit, die behandelt werden soll, hindurchtritt. Außerdem sind mehrere Austrittsöffnungen 69-72 vorgesehen. Die Anordnung macht es nun erforderlich, daß die zu behandelnde Flüssigkeit durch den engen Raum zwischen dem Anreger 58 und den feststehenden Elementen 51 und 52 hindurchtreten muß, bevor sie durch die Austrittsleitungen 69-72 das Gerät wieder verläßt. Eine solche Anordnung ist besonders nützlich, wenn eine Homogenisierung herbeigeführt werden soll, eine Emulsion erzeugt werden soll oder ein Agglomerat zerlegt werden soll.
Die stehende Welle, die in diesem Gerät erzeugt wird, ist diagrammartig bei 66 wiedergegeben, wobei der senkrechte Abstand zwischen den beiden Wellenlinien ein Naß für die Amplitude der Bewegung der Längs schwingung an den einzelnen Punkten des Balkens 59 ist. Es versteht sich für den Fachmann von selbst und geht auch aus dem,Diagramm 66 in Fig.4 hervor, daß die Amplitude der Lä'ngsschwingung im Befestigungspunkt des Balkens 59 etwa Null ist, so daß dort der Schwingungsknoten liegt. Die zwei Abschnitte des elastischen Balkens 59 zu beiden Seiten des Schwingungsknotens 64 dehnen sich und ziehen sich elastisch im gleichen Rhythmus zusammen. Weiter ist ersichtlich, daß die Amplitude der Schwingungsbewegung am Generatorende wesentlich größer ist als diejenige am Ende mit dem Anreger 58.
Folglich ist die Schwingungskraft, mit- der der Anreger 58 auf die Flüssigkeit einwirkt, die über die Leitungen 67 und 68 zugeführt wird, um diesen entsprechenden Proportionalitätsfåktor höher als diejenige auf der Generatorseite des Balkens 59. Zugleich ist aber die Geschwindigkeit und die Verschiebung am Anreger 58 um diesen Proportionalitätsfaktor kleiner. Die Flüssigkeit zwischen der trägen Masse des Anregers 58 und derjenigen der Seitenelemente 51 und 52 wird also einer Wechaelbeanspruchung sehr hoher Werte ausgesetzt, doch sind die Verschiebungswerte und die Geschwindigkeiten sehr niedrig. Die Bsdingungen dchwingungsmäßig betrachtet am Anreger 58 und in der Flüssigkeit zwischen dem Anreger 58 und den feststehenden Elementen 51 dazu entsprechen also denen, hoher Impedanz. Unter diesen Bedingungen erfährt die Flüssigkeit eine Wechselbeanspruchung von Druck und Zug, deren Größe die Kavitationsgrenze überschreitet, so daß Kavitation auftritt. Die hohe Schwingungsimpedanz des Anregers 58 ist für eine gute Anpassung des Anregers an die Flässigkeit erforderlich. Die gexiinseht hohe Impedanz kann dadurch erreicht werden, daß der Anreger selbst eine große träge Masse darstellt, also eine hohe Massenreaktanz aufweist. Wird nun eine Massenreaktanz vorgesehen, die im Vergleich zu dem Reibungswert der Impedanz groß' ist, so ist der Gütefaktor Q des schwinfähigen Systems ebenfalls groß. Als Größe für die Güte des Schwingkreises wird der Gütefaktor Q entweder durch den VerhSltniswert aus der reaktiven Komponente der Impedanz und der Verlustkomponente der Impedanz bestimmt, oder er ist der Quotient aus der während einer Schwingung gespeicherten Energie und der Verlustenergie jder Schwingung. Das System ist außerdem gekennzeichnet durch einen niedrigen Impedanzwert am Ende des Generators 61 und einen hohen Impedanzwert am Ende, an welchem die Flässigkeit gemischt wird, wobei der dazwischenliegende, schwingende Träger 59 die Aufgabe eines Übertragungshebels übernimmt oder auch als Impedanzübertrager und Umsetzer verstanden werden kann. während der Schwingungsknoten in Fig. 4 etwa in einer Entfernung von 25 der Gesamtlänge des Balkens 59 vom Anreger 58 entfernt liegt, kann dieser Abstand bei praktischen Ausführungsbeispielen noch beträchtlich geringer sein, wenn eine besonders hohe Ausgangsimpedanz gewünscht wird. Die Schwingungsamplitude am Anreger 58. kann auf die Weise auf einen-sehr kleinen Wert reduziert werden. Die Gesamtlänge des Balkens 59 entspricht dann nahezu einer viertel Wellenlänge; es handelt sich also dann praktisch um eine Viertelwellenlängenschwingung.
Jedoch auch bei solcher Ausbildung der Welle sind zwei Schwingungsbäuche und ein dazwischenliegender Schwingungsknoten vorhanden, obgleich der Abstand vom Schwingungsknoten zum Schwingungsbauch am Ausgang nur sehr gering ist, so daß physikalisch von einer Halbwellenschwingung @ t zwei schwingenden Enden und einem dazwischenliegenden SchwingungskNoten gesprochen werden muß. Es versteht sich darüberhinaus, dag auch Harmonische der Grundschwingung erzeugt werden können.
In der Pig. 4 ist ein Fundament mit Kufen gezeigt, jedoch können auch andere Fundamentformen Anwendung finden.
Da der erfindungsgemäße Aufbau ein Schwingungesystem mit Resonanzerscheinungen darstellt, läßt sich die Erfindung leichter erklären, wenn ein analoges Beispiel zu der mechanischen Schwingung in Form eines elektrischen Netzwerkee, das durch Wechselstrom angeregt wird, herangezogen wird. Eine derartige Vergleichsmethode ist dem Fachmann bekannt und beispielsweise in der Veröffentlichung"Dynamical Analogies" aus dem Jahre 1943, D. Van Nostrand Co., New York, und in Kapitel 2 des Buches "Sonics" von Hueter und Bolt aus dem Jahre 1955, Verlag John Wiley & Son, beschrieben. Da die Eigenschaften und Bemeasungen elektrischer Schwingkreise eine sehr große Verbreitung gefunden haben, läßt sich die Erfindung durch Vergleich mit den Elementen elektrischer Schaltungen leichter darstellen. In der Fig. 5 ist ein vereinfachtes eektrisches etzwerk wiedergegeben, das als Ersatzschaltbild für den Aufbau nach Fig. 1 gelten kann. Es muß jedoch angeführt werden, daß im mechanischen System die auf die Masse einwirkenden Kräfte parallelgeschaltet sind, während im elektrischen System die entsprechenden Schaltelemente in Reihe liegen. Wären die Kräfte im mechanischen System in Reihe anzuordnen, dann müßten die entsprechenden Elemente des elektrischen Schwingkreises parallel zueinander angeordnet sein.
Das Schaltbild nach Fig. 5 entspricht dem Grundaufbau des erfindungsgemäßen Gerätes, wie es z. B. mit den in Fig. 3 und 4 wiedergegebenen Ausführungsbeispielen erfaßt ist. Der Generator 74 entspricht dem Schwingungegenerator 48 der Fig. 3 oder 61 der Fig. 4. Der Resonanzkreis enthält eine Kapazität 75 in Parallelschaltung sowie einen in Reihe mit einer Induktivität 76 liegenden Widerstand 77-. Ein Widerstand 78 deutet die Belastung durch die Flüssigkeit, die behandelt werden soll, an, die, wie sich deutlich erkennen läßt, in den abgestimmten Schwingkreis nicht mit einbezogen ist. Die Induktivität 76 steht für die Nasse des Anregers 35 gemäß Fig. 3 oder 58 gemäß Fig. 4. Für die elastische Federkraft des Balkens 42 (oder -59) ist die Kapazität 75 gesetzt. Der Erirkwideratand-77 steht für die Reibungsverluste im System selbst.
Für ein Resonanzsystem ist es wichtig, daß sowohl Kapazitäten als auch Induktivitäsn vorhanden sind, während auch in Jedem praktischen System die Widerstände nicht auszuschließen sind. Die Größen, die die Resonanzfrequenz im vorliegenden Schwingungssystem bestimmen, sind die Induktivität 76 und die Kspazität 75. Deshalb ist es bei praktischen Ausführungen nach der Erfindung vorteilhaft, die Anordnung so ZU treffen, daß entweder der bewegte Block (das ist der Anreger t 35 oder 58) oder die feststehenden trägen Massen (die Elemente 1,2; 34; 51, 52) den Hauptteil entweder der Kap@zität oder der Industivität im Schwingkreis bilden. Es ist weiter wichtig festzustellen, daß die in den Kammern eingeschlossene Flüssigkeit einen wesentlichen Beitrag zu der Abstimmung leistet.
Aus der vorangegangenen Beschreibung der Ausfährungsbeispiele der Fig. 3 und 4 geht hervor, daß ein vorteilhaftee Merkmal des erfindungsgemäßen Gerätes darin zu sehen ist, daß die Flüssigkeit bei nur sehr kleinem Volumen behandelt werden kann, wobei ein verhältnismäßig hoher Durchsatz an flüssigkeit möglich ist1 so daß die Flüssigkeit in dem schwingfähigen System nur eine kurze Zeitspanne verweilt. Dieses Merkmal ist besonders für eine großeAnzahl von chemischen Reaktionen wertvoll, wenn es nämlich gewünscht wird, eine chemische Reaktion in einem Zwischenstadium einer Kettenreaktion oder eines mehrstufigen chemischen Behandlungsverfahrens für eine gewisse Zeit zu unterbrechen. jIit anderen Worten ist es mit Hilfe der Erfindung möglich, die Zeit, in der die Flüssigkeit den Schwingungen ausgesetzt ist, genau zu beeinflussen, was sicil bis zu einer sehr kurzen Zeitspanne durchführen lädt. aei allen Beispielen nach der Erfindung wird eine große Wechselkraft bei nur kleiner Bewegung am Anreger gefordert. Diese Doppelfunktion wird durch das erfindungsgemäße Gerät in idealer Weise verwirklicht, da der. Anreger an einer Stelle des Resonanzsystems angeordnet wird, an welcher große Impedanz herrscht. Eine solche Impedanz-Transformation wird durch ein System mit konzentrierten Konstanten erreicht. Bei diesem System mit konzentrierten Konstanten wirkt der elastische Balken überwiegend al@ reine Kapazität, wobei' seine eigene Masse nur unwesentlich -zur Geltung kommt, und die einander gegenüberliegendeu Reaktanzen werden durch den schweren Anreger und das leichtere Gehäuse des Schwingungsgenerators dargestellt.
Die Schwingungsweiten der beiden Massen stehen in umgekehrtem Verhältnis zueinander wie ihre Massenwerte selbst.
Bei wirklichen Ausfürungsbeispielen ist Jedoch das elastische Element für gewöhnlich ein sehr stabiles Teil, dessen verteilte Massen im Schwingkreis nicht vernachläslsigbar sind, so daß das Schwingungssystern als System mit verteilten und konzentrierten Massen anzusehen ist.
Es muß noch bemerkt werden, daß der Schwingungagenerator auch im Bereich der hohen Impedanz liegen kann, wobei dann lediglich der Träger und einige andere, an diesen angeschlossene Massen die Bewegung in Phasenopposition ausführen. Dies hat jedoch im allgemeinen nicht die giln stigste Leistungsabgabe des Oszillators zur Folge. Gewöhnlich arbeitet der Oszillator am wirkungsvollsten, wenn er in einem Bereich niedriger Impedanz liegt, in dem die Bewegung höher ist, so daß die Abgabe an wechselkräften besser genutzt werden kann.
Zusammenfassend sei noch einmal kurz gesagt, daß das Resonanzschwingungssystem für schnelle mechanische Schwingungen ein kapazitives Glied zwischen zwei induktiven Elemeten umfaßt, wobei jedoch eine der Induktivitäten bereits durch die verteilte Induktivität des elastischen Elementes dargestellt sein kann.
Die Verwendungszwecke, für die die Erfindung ge-' schaffen ist, bilden keinen Teil der Erfindung selbst, und die typischen Beispiele, die angeführt sind, dienen lediglich der Erläuterung der Erfindung. Für den Fachmann ergibt es sich Jedoch von selbst, daßviele weitere Anwendungsmöglichkeiten wie etwa das Aufbrechen von Molekülen bei verschiedenen chemischen Vorgänge, die Saftextraktion und andere Behandlungsvorgänge von Nahrungsmitteln wie etwa das Ablösen von Fleisch von knochen für die Herstellung von Suppen uees. möglich sind. Aus der Beschreibung geht auch hervor; daß die Ausführungsgeispiele. die Merkmale enthaltene die eingangs aufgeführt sind, und sich mit ihnen die Vorteile einstellen, die im elnleitenden Beschreibungsteil dargelegt sind.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E 1. Einricntung zur Behandlung von Flüssigkeiten mit schnellen mechanischen Schwingungen, gekennzeichnet durch einen Behälter, der die Flüssigkeit aufnimmt, einen Anreger (9,35,58) großer Nasse, der im Behälter beweglich angebracht ist und Flüssigkeitsberährung hat, ein feststehendes Element (1,2;34;51,52) großer Masse mit Abstand zum Anreger, diesem gegenüt) erliegend, einen mechanischen Schwingungsgenerator (12;48;610 und eine elastischen Glied (11; 42;59), das den Generator mit dem Anreger zu einem Resonanzschwingungssystem verbindet, so daß @chwingungsenergie auf die zu behandelnde Flüssigkeit übertragen wird.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mit dem Behälter verbundene Zufihrleitungen (24,25;37,38; 67,68) für die zu behandelnde Flüssigkeit in den Haum zwischem dem Anreger (3;35;38) und das feststehende Teil (1,2; 34;51,52) und weitere Leitungen (26,27;39,41;69-72) zum Ableiten dieser Flüssigkeit aus dem Behandlungsraum.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Anreger (9;35;58) und dem feststehenden Element (1,2;34;51,52) Träger (28,29) zum Einhängen in die Flässigkeit einzutauchender Gegenstände (31) vorhanden sind.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites feststehendes Element (2;52) großer träger Masse mit Abstand zum Anreger (9;58) vorgesehen ist, das eine Öffnung aufweist, durch-die das elastische Glied (11;59) sich hindurcherstreckt, so daß das zweite feststehende Element (2;52) dem Anreger (9;58) auf der dem ersten feststehenden Element (1;51) gegenüberliegenden Seite gegenübersteht.
5. Einrichtung -nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichent durch Durchflußleitungen (37,38,39,41) im feststehenden Element (34) zur Erzeugung eines Zirkulationsflusses der Flüssigkeit in der Kammer (33).
6., Sinrichtung zur Behandlung von Flüssigkeiten mittels schneller mechanischer Schwingungen, gekennzeichnet durch einen Behälter zur Aufnahme- der zu behandelnden Flüssigkeit, ein feststehendes träges Element (1,2;34;51,52) in Berihrung mit der Flüssigkeit in diesem Behälter, ein schwingendes Element mit großer träger Masse (9;35;58) mit Abstand von dem feststehenden Element und ebenfalls in Berührung mit der Flüssigkeit, eine Schwingungsenergiequelle (12,48,61) und ein federelastisches Verbindungsstück (11,42,59), das die Energiequelle (12,48,61) mit dem schwingfähigen Element (9,35,58) verbindet.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das federelastische Verbindungsglied ein langgestrecktes Element (11,42,59) aus festem, elastischem Material ist.
8. Einrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Energiequelle (12,48,61) zur Erzeugung der Schwingungsenergie Hilfsmittel enthält, mit denen die Frequenz der elastischen Schwingung im Bereich der Resonanzfrequenz des schwingfähigen Systems gehalten wird.
9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, das durch gekennzeichnet, daß im federelastischen Element (11, 42,59) eine stehende Welle erzeugt und das Element im Schwingungsknotenpunkt unterstützt wird.
10e Gerät zur Behandlung von Flüssigkeiten mittels schneller Schwingungen, gekennzeichnet durch einen Aureger (9,35,58) mit träger Nasse, der mit der zu behandelnden Flüssigkeit in Berührung ist 9 einen Schwingungsgenerator (12,48,61) und ein elastisch schwingfähiges Snergieübertragungselement (11,42,59) zwischen dem Anreger (9,35, 58) und dem Schwingungsgenerator (12,48,61).
11. Gerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß Hilfsmittel vorgesehen sind, mit denen die Frequenz auf dem Resonanzwert des durch den Anreger (9,35,58), den Generator (12,48,61) und das Übertragungselement (11,42, 59) gebildeten Schwingkreises gehalten wird.
12. Gerät zur Behandlung von Flüssigkeiten mittels schnell er mechanischer Schwingungen, gekennzeichnet durch ein Paar sich gegenüberliegender Elemente (1,2,9;34,35; 51,52,58) mit großer träger Masse, zwischen denen die zu behandelnde Flüssigkeit fließen kann und von denen wenigstens eines (9,35,58) gegenüber dem anderen (1,2;34;51, 52) Schwingbewegungen ausführen kann, einen Schwingungsgenerator (12,48,61) mit Ausgangswechselkraft, und ein elastisch schwingfähiges Übertragungselement (11,42,53), das aus festem, elastischem Material besteht und zwischen den Generator und den Anreger eingefügt ist, um die Wechselkraft zu übertragen.
13,. Gerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeid@net, daß das feststehende Element 91,2;34;51,52) und das bewegliche Element (9;35;58) sich horizontal gegenüberstehen und das bewegliche Element sich in Bezug auf das Schwingungsübertragungssystem (11,42,59) mit horizontaler Komponente hin- und herbewegt.
14. Gerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische 4Jbertragungssystem (11,42,59) am Verbindungspunkt mit dem Schwingungsgenerator (12,4,61) einen niedrigen Impedanzwert und am Verbindungspunkt mit dem Anreger (9,35,58) einen hohen Impedanzwert aufweist, so daß die große Schwingungsamplitude bei niedriger Kraft des Generators (12,48,61) in eine kleine Schwingungsamplitude bei großer Kraft des Anregers (9,35,58) umgesetzt wird.
15. Gerät nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das elastisch schwingfähige Übertragungsglied ein laiiggestreckter Balken (11,42,59) ist, der an einem Ende am Schwingungsgenerator (12,48,61) und am anderen am Anreger (9,35,58) sitzt, und daß Hilfsmittel (15,16,17) vorgesehen sind, die den Schwingungsgenerator zu einer Frequenz antreiben, die in dem schwingfähigen bystem,-bestehend aus dem Schwingungsgenerator, dem Balken und dem Anreger, eine stehende Längswellensenwingung erzeugen.
16. Gerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das elestisch schwingfähige Übertragungselement ein langgestreckter, elastischer Körper ist, der einerseits an den Schwingungsgenerator (12,48,61) und and ererseits mit dem Anreger (9,35,58) verbunden ist, und Stützelemente (63) den Körper in einem Schwingungsknoten (21,45,64) unterstützen, der wesentlich näher an das dem Anreger (9-, 35,68) zugelegene Ende des Übertragungselementes (11,42, 59) liegt als zum Verbindungsende mit dem Generator (12, 4b,61), und Antriebsmittel (16,17,15) zun @ntrieb des Generators vorhanden sind, so daß in dem aus Anreger, Ianggestrecktem Verbindungselement und Schwingungsgenerator bestehenden, schwingfähigen System eine Resonanzfrequenz erzeugt wird.
17. Gerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichn'-et, daß das feststehende Element (1,2,34,51,52) und der Anreger (@,35,58) einander horizontal gegenüberstehen und zwischen sich einen Raum für die Behandlung der Flüssigkeit einschließen, der Anreger einer Komponente mit horizontaler Bewegungsrichtung folgen kann, das elastische Übertragungselement ein im wesentlichen in horizontaler Richtung langgestreckter Körper ist, der mit seinem einen Ende an den Schwingungsgenerator und mit seinem anderen Ende an den Anreger gekuppelt ist, Stützelemente in einem Schwingungsknotenpunkt (21,45,64) des langgestreckten Körpers vorgesehen sind, wobei der Schwingungsknotenpunkt wesentlich näher zur Verbindungastelle des Körpers mit dem Anreger als der Verbindungsstelle des Körpers mit dem Generator gelegen ist und Hilfsmittel zum Antrieb des Schwingungsgenerators zu einer Frequenz, welche als Resonanzfrequenz eine stehende Längswelle in dem aus'dem Anreger, dem långgestreckten Verbindungselement und dem Schwingungsgenerator bestehenden Schwingungssystem erzeugt.