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Dispositif à pulsations pour la création d'oscillations de liquides dans des récipients
L'invention concerne un dispositif à pulsations pour la création d'oscillations de liquides dans des récipients, consistant en un excitateur d'oscillations agissant directement ou indirectement sur le liquide.
Jusqu'à ce jour, on a utilisé à cet effet des générateurs de pulsations à piston ou des générateurs de pulsations à membrane ou des générateurs de pulsations à tiroir rotatif qui sont rigidement accouplés à la colonne de liquide.
Du fait de ce type d'accouplement, lors de la création d'oscillations apparaissent des chocs et impulsions, de sorte que les pulsations créées s'écartent fortement du sinusoidal souhaité. Cela rend difficile, et en partie impossible, un calcul sûr de l'apport d'énergie au liquide et un transfert des résultats obtenus sur modèles à des exécutions de grandes dimensions.
Le même générateur de pulsations crée à des vitesses de rotation différentes et dans des colonnes différentes des formes d'oscillations. Un plus grand désavantage réside en outre en ce que pour chaque volume pulsé un autre générateur de pulsations est nécessaire. Tous les générateurs de pulsations connus à ce jour doivent au moins apporter dans la colonne le volume pulsé, et le générateur de pulsations à tiroir rotatif doit même en apporter jusqu'à 40% davantage. Avec la tendance vers des colonnes de plus en plus hautes, les générateurs de pulsations nécessaires sont de plus en plus grands et coûteux. De plus, le réglage de l'amplitude requiert dans le cas des générateurs de pulsations à piston et à membrane une mécanique compliquée pour le réglage de la course.
L'objet de l'invention est par conséquent de mettre
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au point un dispositif à pulsations pour la création d'oscillations de liquides dans des récipients, qui dans des petits récipients peut être utilisé de manière différente de celle appliquée jusqu'à ce jour, et puisse être exploité à des amplitudes réglables sans mécanique compliquée. En outre, les liquides pourront être grâce à lui mis en mouvement dans des oscillations en substance purement sinusoidales.
L'objet est atteint par un dispositif à pulsations du type décrit au début, dans lequel selon l'invention un dispositif à ressort est en communication avec l'excitateur d'oscillations, en vue de la réalisation d'un système résonant.
De manière plus particulière, l'invention concerne un dispositif à pulsations pour la création d'oscillations de liquides dans des récipients, consistant en excitateur d'oscillations agissant directement ou indirectement sur le liquide, où un dispositif à ressort est en communication avec l'excitateur d'oscillations en vue de la réalisation d'un système résonant, caractérisé en ce que l'excitateur d'oscillations est un générateur de pulsations à piston ou un générateur de pulsations à membrane ou un générateur de pulsations à tiroir rotatif, et en ce que le dispositif à ressort est un ressort pneumatique accouplé directement au liquide à exciter.
Le dispositif à pulsations est ci-dessous décrit à l'aide des figures dans ses éléments constitutifs et dans différents modes de réalisation.
Dans ces figures : la figure 1 représente en coupe longitudinale le dispo- sitif à pulsations avec un ressort pneumati- que ; la figure 2 représente en coupe longitudinale le dispo- sitif à pulsations avec un dispositif à res-
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sort mécanique accouplé au récipient ; et la figure 3 représente en coupe longitudinale le dispo- sitif à pulsations avec un dispositif à res- sort mécanique accouplé à des pièces du réci- pient.
Le dispositif à pulsations représenté schématiquement en figure 1 fonctionne avec un générateur à pulsations à piston 1 dont le piston 2 situé dans une colonne cylindrique 4 installée en-dessous du récipient 3 agit directement sur le liquide 5 à exciter dans le récipient. A la place du générateur de pulsations à piston on peut également utiliser un générateur de pulsations à membrane ou à tiroir rotatif.
Le volume du récipient est relié en position latérale à un récipient 6 plus petit, un coussin de gaz 9 se trouvent entre le niveau de liquide 7 et le couvercle de ce récipient. Il en résulte que le liquide 5 excité dans le récipient 3 par le générateur de pulsations 1 oscille en opposition à un ressort pneumatique, de sorte qu'est formé un système oscillant à masse et ressort. Une excitation dans son domaine de résonance ne nécessite qu'une faible énergie d'excitation. Il est en outre possible de régler l'amplitude des oscillations du liquide en modifiant la force de rappel du ressort, par exemple en modifiant le volume de gaz par l'intermédiaire de la colonne de raccordement 10 ; un réglage compliqué de la course du piston n'est donc plus requis. Cela signifie que l'on peut utiliser des mêmes dispositifs à pulsations pour différents volumes pulsés.
A cause de l'énergie d'excitation plus faible que dans les dispositifs habituels jusqu'à ce jour, la taille du générateur de pulsations est ainsi réduite. Un avantage réside en outre en ce que grâce au ressort pneumatique d'équilibrage, aucun coup, impulsion ou suroscillation n'appa-
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raissent dans le mouvement du liquide. On obtient ainsi pour toutes les tailles d'installation et toutes les fréquences de pulsation des oscillations purement sinusoidales.
Un autre mode de réalisation du dispositif à pulsations peut consister en ce que soit prévu un excitateur mécanique d'oscillations 11, par exemple un excitateur à balourd, qui s'accroche au récipient 12 (figure 2) ou à des pièces du récipient 12 (figure 3) contenant le liquide à exciter. Le dispositif à ressort est formé d'un ou plusieurs ressorts 14 mécaniques, pneumatique ou hydrauliques reliés au récipient 12 ou à des pièces 13 de celui-ci.
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Pulsation device for creating oscillations of liquids in containers
The invention relates to a pulsation device for creating oscillations of liquids in containers, consisting of an oscillation exciter acting directly or indirectly on the liquid.
Hitherto, piston pulsation generators or diaphragm pulse generators or rotary drawer pulse generators which have been rigidly coupled to the liquid column have been used for this purpose.
Due to this type of coupling, during the creation of oscillations, shocks and pulses appear, so that the pulsations created deviate strongly from the desired sinusoidal. This makes it difficult, and in part impossible, a safe calculation of the energy supply to the liquid and a transfer of the results obtained on models to large-scale designs.
The same pulse generator creates oscillation shapes at different speeds and in different columns. A further disadvantage is that another pulse generator is required for each pulsed volume. All the pulse generators known to date must at least provide the pulsed volume in the column, and the pulse generator with rotary drawer must even provide up to 40% more. With the trend towards higher and higher columns, the necessary pulse generators are becoming larger and more expensive. Furthermore, adjusting the amplitude requires, in the case of piston and diaphragm pulse generators, complicated mechanics for adjusting the stroke.
The object of the invention is therefore to put
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developed a pulsation device for creating oscillations of liquids in containers, which in small containers can be used in a different way from that applied to date, and can be operated at adjustable amplitudes without complicated mechanics. In addition, the liquids can be set in motion in essentially sinusoidal oscillations thanks to it.
The object is achieved by a pulsation device of the type described at the start, in which according to the invention a spring device is in communication with the oscillation exciter, with a view to producing a resonant system.
More particularly, the invention relates to a pulsation device for the creation of oscillations of liquids in containers, consisting of excitation of oscillations acting directly or indirectly on the liquid, where a spring device is in communication with the oscillation exciter for the production of a resonant system, characterized in that the oscillation exciter is a piston pulse generator or a membrane pulse generator or a rotary drawer pulse generator, and that the spring device is an air spring directly coupled to the liquid to be excited.
The pulsation device is described below with the aid of the figures in its constituent elements and in different embodiments.
In these figures: FIG. 1 shows in longitudinal section the pulsation device with an air spring; Figure 2 shows in longitudinal section the pulsation device with a resistor
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mechanical spell coupled to the container; and FIG. 3 shows in longitudinal section the pulsation device with a mechanical spring device coupled to parts of the container.
The pulsation device shown diagrammatically in FIG. 1 works with a piston pulsation generator 1, the piston 2 of which located in a cylindrical column 4 installed below the container 3 acts directly on the liquid 5 to be excited in the container. Instead of the piston pulse generator, a membrane pulse generator or a rotary slide generator can also be used.
The volume of the container is connected in lateral position to a smaller container 6, a gas cushion 9 is located between the liquid level 7 and the cover of this container. As a result, the liquid 5 excited in the container 3 by the pulse generator 1 oscillates in opposition to a pneumatic spring, so that an oscillating mass and spring system is formed. An excitation in its resonance domain requires only a low excitation energy. It is also possible to adjust the amplitude of the oscillations of the liquid by modifying the return force of the spring, for example by modifying the volume of gas via the connection column 10; complicated adjustment of the piston stroke is therefore no longer required. This means that the same pulsation devices can be used for different pulsed volumes.
Because of the lower excitation energy than in the usual devices to date, the size of the pulse generator is thus reduced. An advantage also lies in the fact that thanks to the pneumatic balancing spring, no blow, pulse or overshoot occurs.
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appear in the movement of the liquid. This gives purely sinusoidal oscillations for all installation sizes and all pulsation frequencies.
Another embodiment of the pulsation device may consist of the provision of a mechanical oscillation exciter 11, for example an unbalance exciter, which clings to the container 12 (FIG. 2) or to parts of the container 12 ( Figure 3) containing the liquid to be excited. The spring device is formed by one or more mechanical, pneumatic or hydraulic springs 14 connected to the container 12 or to parts 13 thereof.