DE4444525A1

DE4444525A1 - Ultraschallzerstäuber

Info

Publication number: DE4444525A1
Application number: DE19944444525
Authority: DE
Original assignee: Dr Hielscher GmbH
Current assignee: Dr Hielscher GmbH
Priority date: 1994-11-30
Filing date: 1994-11-30
Publication date: 1996-06-05

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Ultraschall zerstäuber zum Zerstäuben von vorwiegend flüssigen Medien, mit einer schwingenden Sonotrode.

Ultraschallzerstäuber bestehen aus einem Hochfrequenz generator, der die elektrische Netzleistung in elek trische Hochfrequenzleistung umwandelt, und aus einem Schallwandler, der die elektrische Hochfrequenz leistung in mechanische Schwingungen umwandelt. Gebräuchliche Frequenzen liegen dabei zwischen 18 kHz und mehreren MHz.

Ultraschallzerstäuber dienen vorwiegend der Her stellung von Aerosolen in verschiedenen Gebieten der Technik.

Bei bekannten Ultraschallzerstäubern wird auf eine schwingende Sonotrode Flüssigkeit aufgetropft oder aufgespritzt. Durch die Bewegung der Sonotrode wird die Adhäsionskraft der Flüssigkeit überwunden, es bilden sich feine Flüssigkeitströpfchen, die - unter stützt durch den Schalldruck - sich von der Sonotrode fortbewegen.

Der Nachteil des gegenwärtigen Standes der Technik besteht darin, daß zum Erreichen hinreichend feiner Tröpfchengrößen Ultraschallzerstäuber verwendet wer den, die üblicherweise im Bereich größer als 200 kHz arbeiten und deren Wirkungsgrad und Zerstäubungs leistung gering sind.

Von daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese Mängel zu beseitigen und einen Ultraschallzerstäuber zu entwickeln, der einen hohen Wirkungsgrad bei hoher Zerstäubungsleistung gewährleistet.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform des Ultraschallzerstäubers nach der Erfindung mit zwei schwingenden Sonotroden,

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform des Ultraschallzerstäubers nach der Erfindung mit einer schwingenden Sonotrode und einem festen Körper und

Fig. 3 eine dritte Ausführungsform des Ultraschallzerstäubers nach der Erfindung mit einem Biegeschwinger.

In der Fig. 1 ist die erste Ausführungsform eines Ultraschallzerstäubers mit einer schwingenden Sonotrode 1 und einer weiteren schwingenden Sonotrode 3 dargestellt, wobei zwischen den Sonotroden 1, 3 eine Phasenverschiebung von 180 Grad und ein definierter Abstand, in Form eines Spaltes 4, bestehen. Die Flüssigkeit F wird hier über die Sonotrode 1 zugeführt, sie kann aber auch über die Sonotrode 3 zugeführt sein.

Durch die bestehende Phasenverschiebung zwischen den Schwingungen beider Sonotroden 1, 3 entsteht eine periodische Veränderung der Breite des Spaltes 4, die zu einem Herausdrängen und Zerstäuben der Flüssigkeit F aus dem Spalt 4 führt.

Die Fig. 2 zeigt die zweite Ausführungsform eines Ultraschallzerstäubers, bei der ein fester Körper 2 federnd an die Sonotrode 1 gedrückt wird. Durch die Trägheit des an die schwingende Sonotrode 1 gedrückten festen Körpers 2 und der Längenänderung der schwingenden Sonotrode 1 entsteht zwischen der Sonotrode 1 und dem festen Körper 2 ein Spalt 4, der von der Anpreßkraft der federnden Aufhängung 6, der Trägheit des festen Körpers 2 und der Amplitude der Sonotrode 1 abhängt.

Durch die Amplitude der Sonotrode 1 entsteht eine periodische Veränderung des Abstandes zwischen dem festen Körper 2 und der Sonotrode 1, was zu dem Herausdrängen und Zerstäuben der Flüssigkeit F aus dem Spalt 4 führt. Die Flüssigkeit F kann sowohl über die Sonotrode 1 als auch über den festen Körper 2 zugeführt werden.

In Fig. 3 ist die dritte Ausführungsform eines Ultraschallzerstäubers dargestellt, bei der die Sonotrode 1 nach dem Prinzip eines scheibenförmigen Biegeschwingers ausgeführt ist. An der Sonotrode 1 ist ein fester Körper 2 mit Schraubverbindungen 5 befestigt.

Bei einer Schwingung der Sonotrode 1 entstehen auf der Sonotrode 1 schwingungsfreie Stellen. In diesen Bereichen wird der feste Körper 2 mit der Sonotrode 1 durch die Schraubverbindungen 5 befestigt und eine oder mehrere Flüssigkeitszuführungen F hindurch geführt. In den Bereichen, in denen eine Schwingung auftritt, entsteht zwischen dem festen Körper 2 und der Sonotrode 1 ein Spalt 4. Auf Grund der Schwingung entsteht eine periodische Veränderung der Breite des Spaltes 4, die wiederum zu einem Herausdrängen und Zerstäuben der Flüssigkeit F aus dem Spalt 4 führt.

Bezugszeichenliste

1 Sonotrode
2 Körper
3 Sonotrode
4 Spalt
5 Schraubverbindung
6 Aufhängung
F Flüssigkeit

Claims

1. Ultraschallzerstäuber zum Zerstäuben von vorwiegend flüssigen Medien, mit einer schwingenden Sonotrode, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen der schwingenden Sonotrode (1) und und mindestens eines weiteren festen Körpers (2) einen Spalt (4) bilden, dessen Breite sich periodisch mit der Schwingung der Sonotrode (1) verändert, und in den das zu zerstäubende Medium eingebracht ist, wobei die Flüssigkeit (F) aus den Spalt herausdrängt und dabei zerstäubt.

2. Ultraschallzerstäuber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonotrode (1) als stabförmiger Longitudinalschwinger ausgeführt ist.

3. Ultraschallzerstäuber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonotrode (1) als stabförmi ger, scheibenförmiger oder plattenförmiger Biege schwinger ausgeführt ist.

4. Ultraschallzerstäuber nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der feste Körper (2) federnd an die Sonotrode (1) angedrückt ist.

5. Ultraschallzerstäuber nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der feste Körper (2) in einem definierten Abstand zur Sonotrode (1) befestigt ist, der zur Sonotrode (1) einen Spalt (4) bildet.

6. Ultraschallzerstäuber nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der feste Körper (2) aus einer weiteren schwingenden Sonotrode (3) besteht, deren Frequenz mit der ersten Sonotrode (1) identisch ist und deren Phase sich um 180 Grad gegenüber der Sonotrode (1) unterscheidet.

7. Ultraschallzerstäuber nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitude der Sonotrode (1) und damit die Spaltweite regelbar ist.

8. Ultraschallzerstäuber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere der schwingenden Sonotroden (1) und der weitere feste Körper (2) vorgesehen sind.