DE909637C

DE909637C - Vorrichtung zum Behandeln von Stoffen durch Schallwellen

Info

Publication number: DE909637C
Application number: DEA2040D
Authority: DE
Inventors: Dr Walter Grandjot
Original assignee: Atlas Werke AG
Current assignee: Atlas Werke AG
Priority date: 1940-11-28
Filing date: 1940-11-28
Publication date: 1954-04-22

Description

Vorrichtung zum Behandeln von Stoffen durch Schallwellen Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Behandeln von Stoffen durch Schallwellen mittels eines in einer Koppelflüssigkeit angeordneten Schallerzeugers mit gekrümmter Strahlfläche.
Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß in die Koppelflüssigkeit ein Behälter für das zu behandelnde Gut eingesetzt ist, dessen Boden un= mittelbar über der gekrümmten Strahlfläche liegt und dessen Querschnitt im wesentlichen der Größe der Strahlfläcbe entspricht, daß ferner der Durchmesser des Strahlers etwa das Zehnfache der Wel'lenlänge und daß der Strahler so gekrümmt ist, daß der Brennraum innerhalb des Behälters liegt und denselben praktisch ausfüllt. Bei den bisherigen Geräten zur Schallbehandlung, die mit konvergierenden Schallstrahlen arbeiten, ist der Brennraum stets klein im Vergleich zur Strahlfläche des Scbal.lerzeugers und liegt in großer Entfernung vom Schallerzeuger. Für eine Schallbehandlung, bei der der Schallerzeuger unmittelbar unter dem Boden des Behandlungsgefäßes liegt, sind bisher nur Schallerzeuger mit ebener Strahlfläche verwendet worden.
In der Zeichnung ist die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht, und zwar zeigt Abb. I einen senkrechten Längsschnitt durch die Vorrichtung nach der Erfindung, Abb. 2 einen Querschnitt nach der Linie A-A der Abb. I.
Im dargestellten Beispiel ist I ein magnetostriktiver, aus Blechlamellen aufgebauter Schwinger.
Zur Erregung ist der ,Schwinger mit mehreren Längsschlitzen 2 zur Aufnahme einer Erregerwicklung 3 versehen. Die einzelnen Blechlamellen des Schwingers haben die Form von Krei.sringabschnitten und sind so gegeneinander gestaffelt, daß angrenzende Punkte ihrer Kanten auf einem Kreisbogen liegen. Auf diese Weise wird eine zwei fach gewölbte, annähernd kugelförmige Strahlfläche 4 erzielt. Der Schwinger liegt in einem nach oben offenen Topf 5, der am Boden eine der Schwingerform genau angepaßte Mulde 6 aufweist, in die der Schwinger einfach eingelegt wird. Die elektrische Zuleitung7 zu der Erregerwicklung 3 des Schwingers ist nach oben aus dem Topf 5 herausgeführt, so daß sie dem Einlegen und Herausnehmen des Schwingers nicht hinderlich ist.
Auf dem Boden oberhalb der Mulde6 liegt ein Rost 8, der als Auflagefläche für einen das zu behandelnde Gut enthaltenden Behälter g dient. Dieser Behälter ist im dargestellten Beispiel als Becherglas b ausgeführt. Nachdem Schwinger und Rost in den Topf S eingesetzt sind, kann das Becherglas b od. dgl. von oben her in den Topf eingesetzt werden. Um eine gute Schallübertragung zu erzielen, ist in den Topf 5 eine Kopplungsfiüssigkeit a, z. B. destilliertes blaseufreies Wasser, eingehracht.
Zur Kühlung ist der gesamte Topf von einem Manteil 10 umschlossen. Dier Zwischenraum zwischen Mantel 10 und Topf 5 dient zur Aufnahme des Kühlmittels, z. B. des Kühlwassers. Das Kühlwasser kann nötigenfalls unter Druck durch den Kühlmantel getrieben werden. Es wird durch einen Stutzen 11 zu- und durch einen Stutzen 12 abgeführt.
Die Trennung des Schwingerraumes sowohl von dem eigentlichen IBehandlungsraum als auch dem Kühlmittel raum hat den Vorteil, daß eine Verschmutzung des Schwingers und eine Beeinträchtigung der Schallübertragung verhindert wird.
Gleichzeitig ist die ganze Einrichtung so ausgebildet, daß der Schwinger leicht aus dem Behälter herausgenommen und so Behälter und Schwinger gereinigt werden können.
Durch die gewölbte Form der Schwingerfläche 4 wird eine Schallkonzentration in dem Becherglas erzielt. Dabei ist der Schwinger so bemessen, daß kein ausgesprochener Brennpunkt entsteht, sondern nur eine solche Schallkonzentration bewirkt wird, daß etwa der gesamte von dem zu behandelnden Gut ausgefüllte Raum des >Becherglases b gleichmäßig beschallt wird, während die Wandung und der Boden des Becherglases selbst sich schon im Bereich wesentlich verringerter Schallkonzentration befinden. Dadurch ist die Möglichkeit gegeben, sehr dünnwandige Bechergläser oder sonstige BehanJdlungsbehäiter zu verwenden und trotzdem eine hohe Schallkonzentration anzuwenden, ohne daß eine Zerstörung der Behälter zu befürchten ist. Allerdings muß hierbei in der Weise verfahren werden. daß der Schwinger erst dann erregt wird, wenn das Becherglas od. dgl. mit dem zu behandelnden Gut in den Topf eingesetzt ist. Um die erwünschte Schallkonzentration zu erzielen, ist im dargestellten Beispiel der Schwinger auf I75 kHz abgestimmt und seine Flächenausdehnung etwa zu zehn Wellenlängen des benutzten Schalles gewählt.
Die Konvergenz der Schallstrahlen kann auch, falls eine Krümmung der Strahlfläclle nicht möglich oder nicht zweckmäßig ist, auf elektrischem Wege erzeugt werden, indem den Flächenelementen der Strahlfläche getrennte Sender zugeordnet sind, die der gewünschten Konvergenz entsprechende unterschiedliche Verzögerungs- oder Phasendrehglieder aufweisen.

Claims

PATENTANSPRUCH: Vorrichtung zum Behandeln von Stoffen durch Schallwellen mittels eines in einer Koppelflüssigkeit angeordneten Schallerzeugers mit gekrümmter Strahlfläche, dadurch gekennzeichnet, daß in die Kopplungsflüssigkeit ein Behälter für das zu behandelnde Gut eingesetzt ist, dessen Boden unmittelbar über der gekrümmten Strahlfläche liegt und dessen Querschnitt im wesentlidien der Größe der Strahlfläche entspricht, daß ferner der Durchmesser des Strahlers etwa das Zehnfache der Wellenlänge ist und daß der Strahler so gekrümmt ist, daß der Bremiraum innerhalb des Behälters liegt und denselben praktisch ausfiillt.

Angezogene Druckschriftell: Deutsche Patentschrift Nr. 654 673; französische Patentschrift Nr. 745 6i i; Angewandte Chemie, Bd. 49, 5. 420 (1936); Bergmann, Der Ultraschall, 2. Aufl. (1939), S. 3IO, 311.