DE909637C

DE909637C - Device for treating substances by means of sound waves

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.Apparatus for treating fabrics by sound waves The invention relates to a device for treating fabrics by means of sound waves a sound generator arranged in a coupling fluid with a curved beam surface.

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. The essence of the invention is that in the coupling liquid a container for the material to be treated is used, the bottom of which is immediately is above the curved beam surface and its cross-section is essentially the The size of the beam surface corresponds to the fact that the diameter of the radiator is also approximately ten times the wavelength and that the radiator is so curved that the combustion chamber lies within the container and practically fills the same. With the previous ones Sound treatment devices that work with converging sound beams is the combustion chamber is always small compared to the beam area of the ball generator and is at a great distance from the sound generator. For a sound treatment in which the sound generator is located directly under the bottom of the treatment vessel so far only sound generators with a flat beam surface have been used.

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. In the drawing, the invention is illustrated using an exemplary embodiment, namely Fig. I shows a vertical longitudinal section through the device of the invention, Fig. 2 is a cross-section along the line A-A of Fig. I.

Im dargestellten Beispiel ist I ein magnetostriktiver, aus Blechlamellen aufgebauter Schwinger. In the example shown, I is a magnetostrictive one made from sheet metal lamellas built-in transducer.

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.For excitation is the, transducer with several longitudinal slots 2 for Recording of an excitation winding 3 is provided. The individual sheet metal lamellas of Schwingers have the shape of circular ring sections and are staggered against each other so that that adjacent points of their edges lie on an arc of a circle. In this way a two-fold, approximately spherical jet surface 4 is achieved. Of the The oscillator lies in a pot 5 that is open at the top and one of the oscillator shape on the bottom has precisely matched trough 6, into which the transducer is simply inserted. the electrical supply line 7 to the excitation winding 3 of the oscillator is off at the top the pot 5 led out so that they can insert and remove the oscillator is not a hindrance.

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.On the floor above the trough 6 there is a grate 8, which acts as a support surface for a container g containing the material to be treated. This container is designed as a beaker b in the example shown. After Schwinger and Grate are inserted into the pot S, the beaker b or the like. From above can be used in the pot. To achieve good sound transmission, in the pot 5 a coupling fluid a, z. B. Distilled, bubble-free water, honored.

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.The entire pot is enclosed by a M component 10 for cooling. The space between the jacket 10 and the pot 5 is used to hold the coolant, z. B. the cooling water. If necessary, the cooling water can pass through the cooling jacket under pressure to be driven. It is closed through a connector 11 and through a connector 12 discharged.

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. The separation of the vibrator room and the actual treatment room as well as the coolant space has the advantage that contamination of the transducer and impairment of sound transmission is prevented.

Gleichzeitig ist die ganze Einrichtung so ausgebildet, daß der Schwinger leicht aus dem Behälter herausgenommen und so Behälter und Schwinger gereinigt werden können.At the same time, the entire device is designed so that the oscillator Easily removed from the container and thus the container and transducer can be cleaned can.

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. The curved shape of the transducer surface 4 creates a concentration of sound scored in the beaker. The transducer is dimensioned so that no pronounced Focus arises, but only such a sound concentration is caused that approximately the entire space of the> beaker filled with the material to be treated b is evenly sonicated while the wall and the bottom of the beaker themselves are already in the area of significantly reduced sound concentration. This makes it possible to use very thin-walled beakers or other To use treatment containers and still use a high sound concentration, without fear of destruction of the container. However, here must to be proceeded in the way. that the transducer is only excited when that Beaker or the like with the material to be treated is inserted into the pot. To the In the example shown, the oscillator is used to achieve the desired sound concentration tuned to 175 kHz and its surface area is about ten wavelengths of the selected sound used.

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. The convergence of the sound beams can also, if there is a curvature the beam surface is not possible or not expedient by electrical means are generated by assigning separate transmitters to the surface elements of the beam surface different delay times corresponding to the desired convergence or have phase shift members.

Claims

PATENT CLAIM: Device for treating substances by means of sound waves by means of a sound generator arranged in a coupling fluid with a curved Jet surface, characterized in that a container in the coupling liquid is used for the item to be treated, the bottom of which is immediately above the curved Radiant surface lies and its cross-section is essentially the size of the radiant surface corresponds to the fact that the diameter of the radiator is also about ten times the wavelength is and that the radiator is curved so that the Bremiraum within the container and practically fills it out.

Cited documents: German Patent No. 654 673; french Patent No. 745,6i i; Angewandte Chemie, Vol. 49, pp. 420 (1936); Miner, The ultrasound, 2nd edition (1939), p. 3IO, 311.