AT162580B - Verfahren zum Abscheiden von Schwebeteilchen aus Gasen oder Flüssigkeiten mit Hilfe von stehenden Schallwellen - Google Patents

Description

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  Verfahren zum Abscheiden von Schwebeteilchen aus Gasen oder Flüssigkeiten mit
Hilfe von stehenden Schallwellen 
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abscheiden von Schwebeteilchen aus Gasen oder Flüssigkeiten mit Hilfe von Schallwellen. 



  Es sind bisher keine brauchbaren Verfahren bekannt, mit denen in Gasen oder Flüssigkeiten enthaltene Schwebeteilchen, nämlich Teilchen kleinster Art, die mittels der bekannten Abscheidungsmittel nicht mehr erfassbar sind, abgeschieden werden können. Man hat bereits versucht, die Abscheidung durch Schallwellen unter Verwendung von Reflexionswänden zu bewirken, indem die von einem Sender ausgehenden Schallwellen wieder in die Gase oder Flüssigkeiten zurückgeworfen werden. Jedoch musste festgestellt werden, dass die gewünschte Abscheidung der Schwebeteilchen dadurch nicht erreichbar ist. 



  Es ist daher bisher auch keinem Verfahren die Lösung der Aufgabe gelungen, z. B. künstlichen Nebel, wie er im Kriege zur Tarnung verwendet wird, oder natürlichen Nebel in einem beliebigen Zeitpunkt zu entfernen. Ebenso ist die Reinigung von Abwässern, z. B. von Sulfitfabriken, von den fast kolloiden Schwebeteilchen bisher nicht gelungen, obwohl diese beiden Probleme einer dringenden Lösung bedürfen. Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, die Abscheidung von Schwebeteilchen aus Gasen oder Flüssigkeiten im allgemeinen und damit auch die Lösung der beiden erwähnten Probleme zu ermöglichen. Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass zur Abscheidung von Schwebeteilchen aus Gasen oder Flüssigkeiten die Anwendung von stehenden Schallwellen erforderlich ist.

   Es findet in diesem Falle an den Knotenflächen der Schallschwingungen die Abscheidung der Schwebeteilchen statt. 



   Es ist zwar bereits ein Verfahren bekannt, bei welchem stehende Wellen durch Erzeugung von Resonanz zwischen dem Schallerreger und der Eigenschwingung des der Schallwirkung auszusetzenden, die abzuscheidenden Schwebeteilchen enthaltenden Mediums erzeugt werden. 



  Hiermit ist jedoch der Nachteil verbunden, dass die Länge des Schwingungsraumes durch Verschiebung des Abschlussorganes an dessen dem Schallerreger gegenüberliegendem Ende ver- änderlich sein und die Einstellung dieses Organes je nach der Art der Behälterfüllung in jedem einzelnen Fall von neuem erfolgen muss. Dieser Nachteil ist gemäss der Erfindung dadurch vermieden, dass die Gase oder Flüssigkeiten der Wirkung von stehenden Schallwellen ausgesetzt werden, die von zwei einander gegenüber angeordneten Sendern mit gleicher 0-001 cm übersteigender Amplitudengrösse sowie gleicher Frequenz und Phase erzeugt werden, deren Abstand voneinander unabhängig von den physikalischen Eigenschaften des zu beeinflussenden Mediums ist. Der Frequenzbereich liegt zwischen 50 Hz und 60 kHz.

   Durch das Gegenüberstellen zweier Sender gleicher Frequenz und gleicher Phase werden stehende Wellen erreicht, die scharf ausgeprägte Amplitudenmaxima ergeben. Zweckmässig wird eine möglichst niedrige Schallfrequenz gewählt, u. zw. in den Grenzen von 50-20. 000 Hz, und Schall hoher Intensität (Amplitude) abgestrahlt. Bei niederen Frequenzen ist jedoch der Abstand der Knotenflächen (eine halbe Wellenlänge), in denen der Schall eine Koagulierung der Schwebeteilchen bewirkt, sehr gross, z. B. bei 1000 Hz ist diese Entfernung in Luft bereits 16-5 cm, in Flüssigkeiten, z. B. Wasser, 70 cm.

   Wenn die Gase oder Flüssigkeiten in ihrer Bewegung so beeinflusst werden können, dass sie die Knotenflächen der Schallschwingungen, an denen das Agglomerieren der Schwebeteilchen stattfindet, durchströmen, also sich in Richtung der Schallwellen von Sender zu Sender bewegen, werden sämtliche Schwebeteilchen die Knotenflächen durchwandern und damit vom Schallfeld beeinflusst. Befinden sich jedoch die im Raum zwischen den beiden Schallerreger enthaltenen Gase oder Flüssigkeiten in Ruhe, so wird nur der geringe, unmittelbar im Gebiet der Knotenflächen befindliche Teil der Schwebekörperchen, dagegen nicht die viel grössere, im Raum zwischen zwei Knotenflächen vorhandene Masse dieser Teilchen von den Schallwellen erfasst werden. 



    Erfindungsgemäss   wird nun, um alle Schwebeteilchen der gesamten Masse der Einwirkung der Schwingungen auszusetzen, so verfahren, dass beide Schallerreger um den Betrag einer halben Wellenlänge gleichzeitig und in gleicher Richtung 

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 bei unverändertem gegenseitigen Abstand mit geringer Geschwindigkeit bewegt werden, wobei eine Verschiebung der Knotenflächen um eine halbe Wellenlänge erfolgt. Es werden somit sämtliche Schwebeteilchen innerhalb des Abstandes einer halben Wellenlänge bei dieser Bewegung der Sender von den Schallwellen beeinflusst und zum Agglomerieren gebracht. Um das Zusammenballen und Abscheiden der Schwebeteilchen zu beschleunigen, können an den Knotenflächen der Schallschwingungen zusätzlich schalldurchlässige mechanische Filter, die an sich bekannt sind, eingesetzt werden.

   Sollen gleichzeitig Reaktionen durch die Schallwellen hervorgerufen werden, dann ist es vorteilhaft, in den Schwingungsbäuchen der Schallwellen Räume anzuordnen, die von Filtern begrenzt sind, innerhalb welcher man schalldurchlässige Stoffe, z. B. Aktivkohle oder leicht schwimmfähige Körper anordnet. 



   In der Zeichnung ist eine Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens schematisch dargestellt. Mit 1 sind die beiden gegenüberstehenden Sender bezeichnet, die Wellen 2 gleicher Amplitude, Frequenz und Phase abstrahlen, um dadurch eine stehende Welle zu erzeugen. Gase oder Flüssigkeiten werden in der Richtung der Schallwellen, also von Sender zu Sender durch das Schallfeld geleitet. Die Abscheidung der Schwebeteilchen erfolgt an den   Knotenflächen,   an denen zur Beschleunigung der Abscheidung Filter 3 angeordnet werden   können..   In den Schwingungsbäuchen könnnen Reaktionsräume 4 vorgesehen werden, wenn die Schallwellen gleichzeitig auch Reaktionen beeinflussen sollen.

   Die Sender 1 sind beweglich angeordnet, damit sie um den Betrag einer halben 
Wellenlänge hin-und herbewegt werden können.
Der Raum zwischen den Sendern kann auch abgeschlossen sein und durch ihn die Flüssigkeit oder das Gas in Richtung der Pfeile oder in umgekehrter Richtung durchgeführt werden. 



    PATENTANSPRÜCHE :   
1. Verfahren zum Abscheiden von Schwebeteilchen aus Gasen oder Flüssigkeiten sowie zur Beeinflussung von chemischen Reaktionen mit Hilfe von stehenden Schallwellen, dadurch gekennzeichnet, dass die stehenden Schallwellen von zwei einander gegenüberstehenden Sendern mit gleicher 0-001 cm übersteigender Amplitudengrösse sowie gleicher Frequenz und Phase erzeugt werden.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sender um den Betrag einer halben Wellenlänge gleichzeitig und in gleicher Richtung bei gleichbleibendem Abstande hinund herbewegt werden, um sämtliche Schwebeteilchen vom Schallfeld zu erfassen.

   3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gase oder Flüssigkeiten in Richtung der Schallwellen von Sender zu Sender geleitet werden.

   4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in den Knotenflächen der Schallschwingungen an sich bekannte schalldurchlässige mechanische Filter angeordnet werden, um das Agglomerieren der Schwebeteilchen zu beschleunigen.

   5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in den Schwingungsbäuchen Reaktionsräume angeordnet werden, wenn die Schallwellen Reaktionen beeinflussen sollen.