DE3118502A1

DE3118502A1 - Ueberlastungsschutzanordnung in einem geraet zur ultraschallbeaufschlagung von fluessigkeiten

Info

Publication number: DE3118502A1
Application number: DE19813118502
Authority: DE
Inventors: Herbert Ing.(grad.) 8212 Übersee Hesse; Wilhelm Ing.(grad.) 8200 Rosenheim Koller
Original assignee: KWS ELECTRONIC GmbH
Current assignee: KWS ELECTRONIC GmbH
Priority date: 1981-05-09
Filing date: 1981-05-09
Publication date: 1982-11-25

Description

Uberlastschutzanordnung in einem Gerät zur Ultra-
schallbeaufschlagung von Flüssigkeiten.
Beschreibung Die Erfindung betrifft eine Sberlastschutzanordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1e Es sind bereits Anordnungen der erwähnten Art für Inhalationsgeräte bekannt, bei denen der Schallgeber dazu dient, die Flüssigkeit in dem Behälter auf geringe Teilchengrößen zu zerschlagen und damit eine optimale Vernebelung herbeizuführen. Die hierbei meist verwendeten und aus gewissen Gründen günstigen Schallgeber aus Bariumtitanat sind sehr empfindlich gegenüber einem Trockengang und können bei normaler Beaufschlagung in einem solchen Fall bereits in einem Zeitintervall von mehr als 10-20 Millisekunden zerstört werden. Aus diesem Grund sind bei den bekannten Geräten auf das Absinken des Flüssigkeitspegels in dem Behälter unter einen vorgegebenen Wert ansprechende Meßwertgeber vorgesehen. Diese können entweder rein mechanisch aufgebaut sein und als wesentliches Bauelement einen Schwimmer umfassen, oder es können nach dem Prinzip der elaktrolytischen Zersetzung arbeitende Stromfühlerelektroden vorgesehen sein Bei Meßwertgebern mit Schwimmer ist eine Reinigung des Behälters schwierig. Außerdem besteht Korrosionsgefahr bei aggressiven Flüssigkeitszusätzen' wodurch die Gefahr von Fehlfunktionen besteht. Arbeitet hingegen der Meßwertgeber nach dem Prinzip der elektrolytischen Zersetzung mit Stromfühlerelektroden, so erfolgt an den Elektroden ebenfalls eine starke Korrosion, die mit der Zeit zu Fehlfunktionen führen kann, obgleich bei derartigen- Meßwertgebern die Reinigung etwas einfacher als bei den erstgenannten mechanischen Meßwertgebern ist.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer demgegenüber verbesserten Uberlastschutzanordnung, welche zuverlässiger als die bekannten Anordnungen arbeitet und darüber hinaus eine leichtere Reinigung des mit der Flüssigkeit zu füllenden Behälters ermöglicht.
Erreicht wird dies durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1.
Obgleich gemäß den vorangehenden Ausführungen zum Stand der Technik Inhalationsgeräte abgehandelt wurden, ist eine Anwendung des Brfindungsgegenstandes hierauf nicht beschränkt. Vielmehr ist die erfindungsgemäße Überlastschutzanordnung ganz allgemein in Verbindung mit Geräten zur Ultraschallbeaufschlagung von Flüssigkeiten anwendbar. Es ist also insbesondere auch ein Einsatz in der präparativen Chemie zur Förderung intensiver Reaktionen zwischen zwei oder mehreren Reaktionsteilnehmern möglich.
Bei der erfindungsgemäßen tfo erlastschut ztanordnung spricht der Meßwertgeber auf das Ansteigen der Güte der Schwingschaltung an, wobei unter normalen Verhältnissen, wenn der Flüssigkeitsstand über dem Schallgeber erheblich ist, die Kreisgüte einen verhältnismäßig geringen Wert aufweist, der aber mit dem Sinken der Flüssigkeitssäule über dem Schallgeber stetig ansteigt und beim Trockengehen des Schallgebers einen sehr bohren Wert erreicht. Infolgedessen ist in jedem Fall ein sicheres Ansprechen des Meßwertgebers möglich, ohne daß Verunreinigungen oder Korrosionen zu Fehlfunktionen führen können. Da sich lediglich der Schallgeber in der Flüssigkeit befindet, ist der den Schallgeber aufnehmende und mit der Flüssigkeit zu füllende Behälter sehr leicht zu reinigen.
Durch die Weiterbildung nach dem Patentanspruch 2 wird auf verhältnismäßig einfache und günstige Weise eine Uberwachung der Kreisgüte ermöglicht.
Durch die Weiterbildung nach dem Patentanspruch 3 wird eine sichere Abschaltung vor dem Erreichen einer unzulässig hohen Kreisgüte ermöglicht, wobei auch eine einfache Justiermöglichkeit gegeben ist.
Durch die Weiterbildung nach dem Patentanspruch 4 wird erreicht, daß nicht nur im normalen Betrieb, wenn also der Pegelstand der in dem Behälter enthaltenen Flüssig keit kontinuierlich abnimmt, eine zuverlässige Abschaltung erfolgt, sondern es wird darüber hinaus auch sichergestellt, daß dann, wenn vergessen wird, Flússigkeit in den Behälter einzufüllen und der Schallgeber von vornherein trockengeht, eine Abschaltung innerhalb eines sehr kurzen Zeitintervalls (etwa 10-20 Millisekunden) erfolgt, so daß auch in diesem extremen Fall der Schallgeber vor einer Zerstörung gesichert wird.
Durch die wahlweise Weiterbildung nach dem Patentanspruch 5 wird das gleiche Ergebnis wie durch die Weiterbildung nach dem Patentanspruch 4 erreicht, wobei allerdings das Gerät, welchem die erfindungsgemäße Uberlastschutzanordnung zugeordnet ist, einer gewissen Anlaufzeit bedarf, bis der Schallgeber seine volle. Amplitude erreicht hat. Diese Ausführungsform eignet sich demzufolge, weil sie einen geringeren Aufwand erfordert, besonders für private Anwendungszwecke (insbesondere für den Kausgebrauch bestimmte Inhalationsge-räte), während die Ausbildungsform nach dem Patentanspruch 4 mehr fur koniinerzielle.Anwendungs zwecke (beispielsweise in Arztpraxen) bestimmt ist, wo auf geringe Betriebsbereitschaftszeiten Wert gelegt wird.
Durch die-Weiterbildungen nach den Patentansprüchen 6 und 7, je entweder für sich oder in Verbindung miteinander, wird erreicht, daß beim Uberschreiten einer bestimmten noch als zulässig zu betrachtenden Ereisgüte die Schwingschaltung so eingestellt wird, daß mit Sicherheit eine Zerstörung des Schallgebers ausgeschlossen werden kann.
Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungs gemäßen Ub erlastschut zanordnung in Blocks chaltbilddarst ellung, Fig. 2 eine Abwandlung des Ausführungsbeispieles nach Fig. 1 in Teildarstellung, wobei jedoch für gleiche Bauelemente gleiche Bezugsziffern verwendet sind.
In einem mit Flüssigkeit 1 zu füllenden Behälter 2- ist ein Schallgeber 3 angeordnet, welcher gegen Grockengang zu schützen ist. Durch eine Schwingschaltung 4 wird der Schallgeber 3 beaufschlagt, so daß die Flüssigkeit 1 beânEschlagt wird, wobei z.B. bei Anwendung in Verbindung mit einem Inhalationsgerät eine Zerstäubung erfolgt und der entstehende Nebel entsprechend abgesaugt werden kann.
Die Schwingschaltung 4 wird über ein Netzteil 5 ver- sorgt, wobei der von der Schwingschaltung gezogene Strom an einem Meßwiderstand 6 abfällt.
Der Schwingschaltung 4 ist ein Stromsteuerglied 7 zugeordnet, welches den von der Schwingschaltung 4 gezogenen Strom beim Ansteigen der Kreisgüte besonders stark anhebt, so daß die Steilheit einer an dem Meßwiderstand 6 abfallenden Signalspannung wesentlich gesteigert wird.
Die an dem Meßwiderstand 6 abgenommene Signalspannung gelangt über ein Eingangsstellglied 8 als gesiebte Gleichspannung zu einem Schwellwertdiskriminator 9 in Form eines Differonzverstärkers. Da in dem Netzteil 5 enthaltene Lade- und Siebkondensatoren (der besseren Übersicht halber nicht dargestellt) eine verhältnismäßig lange Aufladezeit haben, wird der Schwellwertdiskriminator 9 beim Einschalten anfänglich über das Eingangsstellglied 8 nicht beaufschlagt, so daß die gesamte Überlastschutzanordnung während der Aufladezeit des Netzteils 5 nicht funktionsfähig wäre. Da andererseits aber die Schwingschaltung 4, auch wenn sie mit verhältnismäßig geringer gesiebter Gleichspannung versorgt wird, bereits eine Schwingungsamplitude an den zu schützenden Schallgeber 3 abgibt, wäre die notwendige Narrensicherheft in Bezug auf den Schutz des Schallgebers 3 nicht gegeben, wenn von vornherein vergessen wird, Flüssigkeit 1 in den Behälter 2 einzufüllen und daher der Schallgeber 3 bereits anfänglich trockengeht. Um insoweit die notwendige Betriebssicherheit der Überlastschutzanordnung zu erreichen, wird die Signalspannung auf den Schwellwertdiskriminator 9 zusätzlich zu dem Eingangsstellglied 8 auch noch über ein weiteres Eingangsstellglied 10 unverzögert, jedoch auch weitgehend ungesiebt, übertragen. Infolgedessen ist der Schwellwertdiskriminator 9 beim-Einschalten des Netzteils 5 bzw. der Schwingschaltung 4 sofort betriebsbereit.
Hat sich nach einer gewissen Anlaufzeit das Netzteil 5 aufgeladen, so wird das Eingangsstellglied 10 von dem Eingangsstellglied 8 ausgetastet, wobei während des weiteren Betriebes die an dem Meßwiderstand 6 abge nommene Signalspannung über das Eingangsstellglied 8 zu dem Schwellwertdiskriminator 9 gelangt. In jeder Betriebsphase ist also entweder nur das Eingangsstellglied 10 oder das Eingangsstellglied 8 in Betrieb.
Dem Schwellwertdiskriminator 9 ist ein die Schwingschaltung beaufschlagendes Steuerdämpfungsglied 11 zum Reduzieren der Schwingungsamplitude der Schwingschaltung 4 nachgeordnet. Ferner ist dem Schwellwertdiskriminator 9 bzw. (bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel dem Steuerdämpfungsglied 11) ein Steuerkurzschlußglied 12 nachgeordnet, welches zum Kurzschließen des Schwingkreises der Schwingkreisschaltung 4 dient. Fällt also an dem Meßwiderstand 6 eine zu hohe Signalspannung ab und spricht infolgedessen der Schwellwertdiskriminator 9 an, so wird bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel von Fig. 1 nicht nur der Schwingkreis der Schwingschaltung 4 kurzgeschlossen, sondern es erfolgt auch eine wesentliche Reduzierung der Schwingungsamplitudee Dadurch wird sichergestellt, daß in dem geforderten kurzen Zeitintervall von 10-20 Millisekunden die Beaufschlagung des Schallgebers 3 derart reduziert wird, daß eine Zerstörung nicht mehr zu befürchten ist.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 wird der Schwellwertdiskriminator 9 unmittelbar von dem Spannungsabfall an dem Meßwiderstand 6 beaufschlagt, so daß also die in Fig. 1 dargestellten Eingangsstell glieder 8 und 10 fehlen. Stattdessen ist eine die Schwingschaltung beeinflussende Amplitudensteuerschaltung 13 vorgesehen, welche zum allmählichen Erhöhen der Schwingungsamplitude der Schwingschaltung 4 nach erfolgter Einschaltung dient. Der Schwellwertdiskriminator 9 ist hierbei so eingestellt, daß er bereits bei einer verhältnismäßig geringen Schwingungsamplitude der Schwingschaltung 4 anspricht, sofern der Schallgeber 3 trockengeht. Die übrige Wirkungsweise entspricht grundsätzlich derjenigen der Anordnung von Fg, 1.
Leerseite

Claims

oberlastschutzanordnung in einem Gerät zur Ultraschallbeaufschlagung von Flüssigkeiten Patentansprüche S uberlastschutzanordnung in einem Gerät zur Ultraschallbeaufschlagung von Flüssigkeiten, welches einen durch eine Schwingschaltung beaufschlagten, gegen Trockengang zu schützenden Schallgeber in einem mit der Flüssigkeit zu füllenden Behälter umfaßt, mit einem auf das Absinken des Flüssigkeitspegels in dem Behälter unter einen vorgegebenen Wert ansprechenden Meßwertgeber, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwertgeber auf das Ansteigen der Kreisgüte der Schwingschaltung (4) ansprechend ausgebildet ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwertgeber ein der Schwingschaltung (4) zugeordnetes Stromsteuerglied (7) zum Anheben des von der Schwingschaltung gezogenen Stromes beim Ansteigen der Kreisgüte umfaßt.
3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnetw daß der Meßwertgeber einen auf das tberschreiten eines vorgegebenen Stromes der Schwingschaltung (4) ansprechenden Schwellwertdiskriminator (9) zum Abschalten der Schwingschaltung umfaßt.
4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellwertdiskriminator (9) über ein erstes Eingangsstellglied (10) von einem auch die Schwingschaltung (4) versorgenden Netzteil (5) unverzögert mit weitgehend ungesiebter Gleichspannung und nach einem vorgegebenen Ladezeitintervall über ein zweites Eingangsstellglied (8) mit gesiebter Gleichspannung zu beaufschlagen ist.
5. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingschaltung (4) eine Amplitudensteuerschaltung (13) zum allmählichen Erhöhen der Schwingungsamplitude der Schwingschaltung nach erfolgter Einschaltung zugeordnet ist.
6. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schwellwertdiskriminator (9) ein die Schwingschaltung (4) beaufschlagendes Steuerdämpfungsglied (11) zum Reduzieren der Schwingungsamplitude der Schwingschaltung nachgeordnet ist.
7. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schwellwertdiskriminator (9) ein die Schwingschaltung beaufschlagendes Steuerkurzschlußglied (12) zum Eurzschließen des Schwingkreises der Schwingkreisschaltung (4) nachgeordnet ist.