BRPI0716472B1 - Ultrasonic treatment system - Google Patents

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“SISTEMA DE TRATAMENTO ULTRASSÔNICO” Campo da Invenção Esta invenção em geral refere-se a sistemas para tratar de modo ultrassônieo uma substância, e mais particularmente a um sistema de tratamento ultrassônieo para de modo ultrassônieo agitar uma substância.Field of the Invention This invention generally relates to systems for ultrasonically treating a substance, and more particularly to an ultrasonic treatment system for ultrasonically stirring a substance.

Antecedentes A agitação de soluções líquidas encontra numerosas aplicações para intensificar o tratamento de um líquido tal como líquido de componente simples, mistura de líquido-líquido, mistura de líquído-gás e mistura de líquido-material particulado. Por exemplo, na formulação de tintas, pinturas e outros materiais viscosos, dois ou mais componentes (pelo menos um sendo um líquido) são misturados para formar a solução aplicável. Outros exemplos incluem a introdução simultânea de vários líquidos e gases na câmara para promover certas reações. Isto incluiría o fluxo de água na câmara com a introdução de gases tais como ar e/ou oxigênio e/ou ozônio, apenas para citar alguns. Também esta câmara pode ser usada para induzir uma variedade de reações químicas tais como a decomposição de peróxido de hidrogênio, reações de polimerizagão de emulsão e a criação de emulsões para mecanismos de polimerizagão de emulsão.Background Agitation of liquid solutions finds numerous applications for enhancing the treatment of a liquid such as single component liquid, liquid-liquid mixture, liquid-gas mixture and liquid-particulate material mixture. For example, in the formulation of paints, paints and other viscous materials, two or more components (at least one being a liquid) are mixed to form the applicable solution. Other examples include the simultaneous introduction of various liquids and gases into the chamber to promote certain reactions. This would include the flow of water into the chamber with the introduction of gases such as air and / or oxygen and / or ozone, just to name a few. Also this chamber can be used to induce a variety of chemical reactions such as hydrogen peroxide decomposition, emulsion polymerization reactions and the creation of emulsions for emulsion polymerization mechanisms.

Em outras aplicações, este sistema pode ser usado para a desaglomeraçâo de partículas em um fluxo líquido. Isto incluiría a desaglomeraçâo de nanopartículas tais como pigmentos usados na formulação de tintas. Mais a formulação simultânea de uma tinta usando estas partículas de nanopigmentos. Este sistema pode também ter a exposição simultânea à luz ultravioleta (UV) para promover certas reações dos fluidos ou fluido/gás ou sistemas de fluido/gás/sólidos na câmara ultrassônica. Outra aplicação podería ser no campo médico onde este sistema de mistura é usado na preparação de formulações farmacêuticas que são compostas de pós/líquídos e líquidos para dispensação para o uso.In other applications, this system can be used for particle deglomeration in a liquid stream. This would include the disintegration of nanoparticles such as pigments used in paint formulation. Plus the simultaneous formulation of an ink using these nanopigment particles. This system may also have simultaneous exposure to ultraviolet (UV) light to promote certain fluid or fluid / gas reactions or fluid / gas / solid systems in the ultrasonic chamber. Another application could be in the medical field where this mixing system is used in the preparation of pharmaceutical formulations which are composed of powders / liquids and dispensing liquids for use.

Em particular, tais tratamentos de agitação se emprestam para sistemas de tratamento de fluxo do tipo contínuo em que o líquido é tratado enquanto se move continuamente pelo sistema, usualmente através de uma coluna ou câmara alongada. Agitando o líquido, a reação desejada (por exemplo, mistura ou outro resultado) pode ser despachada e, desse modo, capaz de ser alcançada em uma operação de fluxo contínuo.In particular, such agitation treatments lend themselves to continuous type flow treatment systems in which the liquid is treated while continuously moving through the system, usually through an elongated column or chamber. By shaking the liquid, the desired reaction (eg, mixing or other result) can be dispatched and thus capable of being achieved in a continuous flow operation.

Agitação de um líquido pode ser referida como agitação estática, em que a agitação é causada pelos parâmetros de fluxo particulares (por exemplo, taxa de fluxo, pressão, etc.) do um ou mais componentes líquidos através de uma coluna. Agitação estática pode também ocorrer direcionando um fluxo de líquido passado em membros agitadores estacionários, tais como uma construção do tipo cata-vento helicoidal ou outras estruturas dispostas na coluna de fluxo ou câmara que rompem e desse modo provocam turbulência do fluxo do líquido a ser tratado. Agitação dinâmica é provocada mediante movimento, por exemplo, girando, oscilando, vibrando, etc. De um ou mais membros agitadores (por exemplo, cata-ventos, pás de hélice, etc.) dentro da câmara de tratamento através da qual o líquido flui.Agitation of a liquid may be referred to as static agitation, wherein agitation is caused by the particular flow parameters (e.g., flow rate, pressure, etc.) of one or more liquid components through a column. Static agitation may also occur by directing a flow of liquid passed through stationary stirring members, such as a helical weather vane construction or other structures arranged in the flow column or chamber that rupture and thereby cause turbulence of the flow of liquid to be treated. . Dynamic agitation is caused by movement, for example, spinning, oscillating, vibrating, etc. One or more agitator members (e.g., weather vane, propeller blades, etc.) within the treatment chamber through which liquid flows.

Um tipo particularmente útil de agitação dinâmica do líquido resulta da cavitação ul-trassônica, uma agitação mais rigorosa, no líquido. Cavitação ultrassônica refere-se à formação, crescimento e colapso implosivo de bolhas no líquido devido à energização ultrassônica do mesmo. Tal cavitação resulta de pontos fracos preexistentes no líquido, tais como fendas enchidas de gás na substância particulada suspensa ou microbolhas transientes dos eventos de cavitação anteriores. À medida que a ultrassom passa por um líquido, os ciclos de expansão exercem pressão negativa no líquido, puxando as moléculas para longe umas das outras. Onde a energia ultrassônica for suficientemente intensa, o ciclo de expansão cria cavidades no líquido quando a pressão negativa exceder a resistência à tração local do líquido, que varia de acordo com o tipo e pureza do líquido.A particularly useful type of dynamic agitation of the liquid results from ultrasonic cavitation, a more rigorous agitation, in the liquid. Ultrasonic cavitation refers to the formation, growth and implosive collapse of bubbles in the fluid due to its ultrasonic energization. Such cavitation results from pre-existing weaknesses in the liquid, such as gas-filled slits in the suspended particulate matter or transient microbubbles from previous cavitation events. As ultrasound passes through a liquid, expansion cycles exert negative pressure on the liquid, pulling molecules away from each other. Where ultrasonic energy is sufficiently intense, the expansion cycle creates cavities in the liquid when the negative pressure exceeds the local tensile strength of the liquid, which varies with the type and purity of the liquid.

Bolhas de gás pequenas formadas pelas cavidades iniciais crescem sob absorção adicional da energia ultrassônica. Sob as condições apropriadas, estas bolhas sofrem um colapso violento, gerando pressões e temperaturas muito altas. Em alguns campos, tais como os conhecidos como sonoquímica, as reações químicas levam vantagem destas pressões e temperaturas altas tiradas através da cavitação. Porém, o crescimento e colapso violento das bolhas em si fornecem uma agitação desejavelmente rigorosa do líquido. Cavitação que ocorre na interface entre o líquido de modo ultrassônico energizado e uma superfície sólida é bastante assimétrica e gera jatos de velocidade alta do líquido, agitando também o líquido. Este tipo de cavitação é particularmente útil, por exemplo, facilitando uma mistura mais completa junto de dois ou mais componentes de uma solução líquida.Small gas bubbles formed by the initial cavities grow under additional absorption of ultrasonic energy. Under the appropriate conditions, these bubbles collapse violently, generating very high pressures and temperatures. In some fields, such as those known as sonochemistry, chemical reactions take advantage of these high pressures and temperatures taken through cavitation. However, the violent growth and collapse of the bubbles themselves provide desirably rigorous agitation of the liquid. Cavitation that occurs at the interface between the ultrasonically energized liquid and a solid surface is quite asymmetric and generates high velocity jets of the liquid, also shaking the liquid. This type of cavitation is particularly useful, for example, in facilitating a more complete mixing together of two or more components of a liquid solution.

Outro exemplo de uma aplicação em que as substâncias são agitadas inclui a mistura de soluções que se separaram total ou parcial em componentes diferentes compondo a solução líquida. A separação pode ser dois ou mais líquidos que se separam em fases diferentes em que o(s) líquido(s) mais denso(s) repousará(ao) abaixo do(s) líquido(s) menos denso(s). A separação pode também ser onde um material particulado repousa abaixo do líquido. É comum que a solução líquida separada/parcialmente separada tenha que ser re-misturada antes de poder ser usada.Another example of an application in which the substances are agitated includes mixing solutions that have totally or partially separated into different components making up the liquid solution. The separation may be two or more liquids which separate at different stages where the denser liquid (s) will rest below the less dense liquid (s). Separation may also be where a particulate material lies below the liquid. It is common for the separated / partially separated liquid solution to be re-mixed before it can be used.

Em ainda outro exemplo, algumas substâncias depositam-se com o passar do tempo. Ou seja, elas solidificam-se, parcialmente solidificam-se, ou tornam-se gelatinosas. Frequentemente estas substâncias têm que ser preparadas para fluir (por exemplo, menos viscosas) antes de elas poderem ser usadas. Tipicamente, estas substâncias são aquecidas usando um aquecedor externo em que uma fonte de aquecimento é colocada no lado de fora do recipiente retendo a substância. A fonte de calor é depois ativada para aquecer o recipiente e assim a substância. A substância, uma vez aquecida, toma-se mais preparada para fluir. Porém, este tipo de processo de aquecimento pode ser relativamente lento e ineficiente.In yet another example, some substances deposit over time. That is, they solidify, partially solidify, or become gelatinous. Often these substances have to be prepared to flow (eg less viscous) before they can be used. Typically, these substances are heated using an external heater wherein a heating source is placed outside the container holding the substance. The heat source is then activated to heat the container and thus the substance. The substance, once heated, becomes more ready to flow. However, this type of heating process can be relatively slow and inefficient.

Sumário Em um aspecto, um sistema de tratamento ultrassônico para de modo ultrassônico tratar uma substância em geral compreende um corno ultrassônico alongado posicionável dentro da substância e excitável para vibrar de modo ultrassônico para energizar a substância. O corno tem um eixo geométrico longitudinal e uma superfície externa para contato com a substância. O sistema também compreende um membro agitador disposto no corno ultrassônico e girável ao redor do eixo geométrico longitudinal do corno durante a vibração ultrassônica do corno para agitar a substância.Summary In one aspect, an ultrasonic treatment system for ultrasonically treating a substance generally comprises an elongated ultrasonic horn that is positioned within the substance and excitable to vibrate ultrasonically to energize the substance. The horn has a longitudinal geometrical axis and an outer surface for contact with the substance. The system also comprises an agitator member arranged in the ultrasonic horn and pivotable about the longitudinal geometric axis of the horn during ultrasonic horn vibration to agitate the substance.

Em outro aspecto, um método de modo ultrassônico de tratar uma substância disposta dentro de um recipiente em geral compreende posicionar um corno ultrassônico dentro do recipiente com pelo menos uma porção do corno submersa na substância. O corno é de modo ultrassônico excitado para assim de modo ultrassônico energizar a substância. Um membro agitador é girado dentro da substância enquanto o corno ultrassônico é excitado para agitar a substância à medida que a substância é de modo ultrassônico energizada.In another aspect, an ultrasonic method of treating a substance disposed within a container generally comprises positioning an ultrasonic horn within the container with at least a portion of the horn submerged in the substance. The horn is ultrasonically excited so as to ultrasonically energize the substance. A shaking member is rotated within the substance while the ultrasonic horn is excited to agitate the substance as the substance is ultrasonically energized.

Breve Descrição dos Desenhos Fig. 1 é um esquemático de um sistema de mistura de acordo com uma modalidade de um sistema para de modo ultrassônico tratar um líquido ilustrado na forma de um sistema de mistura de solução de tinta e incorporando uma câmara de tratamento ultrassônico para de modo ultrassônico tratar um líquido;Brief Description of the Drawings Fig. 1 is a schematic of a mixing system according to one embodiment of a system for ultrasonically treating an illustrated liquid in the form of an ink solution mixing system and incorporating an ultrasonic treatment chamber for ultrasonically treat a liquid;

Fig. 2 é uma elevação lateral de uma câmara de tratamento ultrassônico para de modo ultrassônico tratar um líquido;Fig. 2 is a side elevation of an ultrasonic treatment chamber for ultrasonically treating a liquid;

Fig. 3 é um corte transversal longitudinal (por exemplo, vertical) da câmara de tratamento ultrassônico da Fig. 2;Fig. 3 is a longitudinal (e.g., vertical) cross-section of the ultrasonic treatment chamber of Fig. 2;

Fig. 3A é uma vista fragmentada aumentada de uma porção do corte transversal da Fig. 3;Fig. 3A is an enlarged fragmentary view of a cross-sectional portion of Fig. 3;

Fig. 3B é uma vista de cima de topo de um colar que faz parte do alojamento da câmara de tratamento ultrassônico da Fig. 2;Fig. 3B is a top plan view of a collar forming part of the housing of the ultrasonic treatment chamber of Fig. 2;

Fig. 4 é uma perspectiva explodida de um conjunto de corno e um conjunto de de-fletor da câmara de tratamento ultrassônico da Fig. 2;Fig. 4 is an exploded perspective view of a horn assembly and a deflector assembly of the ultrasonic treatment chamber of Fig. 2;

Fig. 5 é uma perspectiva frontal de uma modalidade alternativa de um conjunto de corno;Fig. 5 is a front perspective view of an alternative embodiment of a horn assembly;

Fig. 6 é um corte transversal longitudinal fragmentado e aumentado similar ao da Fig. 3A mas ilustrando uma modalidade alternativa de um conjunto de defletor;Fig. 6 is a fragmentary and enlarged longitudinal cross-section similar to Fig. 3A but illustrating an alternative embodiment of a baffle assembly;

Fig. 7 é uma perspectiva frontal de outra modalidade alternativa de um conjunto de defletor;Fig. 7 is a front perspective view of another alternative embodiment of a deflector assembly;

Fig. 8 é uma vista explodida do mesmo;Fig. 8 is an exploded view thereof;

Fig. 9 é um corte transversal longitudinal (por exemplo, vertical) do mesmo;Fig. 9 is a longitudinal (e.g., vertical) cross section thereof;

Fig. 10 é uma elevação lateral de um dispositivo de tratamento ultrassônico com partes do mesmo estando desintegradas para mostrar os componentes internos, o dispositivo de tratamento ultrassônico sendo suportado por uma estrutura de suporte; e Fig. 11 é uma elevação lateral de um dispositivo de tratamento ultrassônico tendo outra modalidade.Fig. 10 is a side elevation of an ultrasonic treatment device with parts thereof disintegrated to show the internal components, the ultrasonic treatment device being supported by a support structure; and Fig. 11 is a side elevation of an ultrasonic treatment device having another embodiment.

Caracteres de referência correspondentes indicam partes correspondentes ao longo dos desenhos.Corresponding reference characters indicate corresponding parts throughout the drawings.

Descrição Detalhada Com referência particular agora à Fig. 1, em uma modalidade, um sistema para de modo ultrassônico tratar um líquido em geral compreende uma câmara de tratamento ultrassônico, em geral indicada em 21, que é operável para de modo ultrassônico tratar um líquido. O termo “líquido” como aqui usado é intencionado referir-se a um líquido de componente simples, uma solução compreendida de dois ou mais componentes, em que pelo menos um dos componentes é um líquido tal como uma mistura de líquido-líquido, uma mistura de lí-quido-gás ou um líquido no qual a substância particulada é levada consigo, ou outros fluidos viscosos. A câmara de tratamento ultrassônico 21 é ilustrada esquematicamente na Fig. 1 e também descrito aqui com referência em usar a câmara de tratamento em um sistema de mistura, em geral indicado em 23, usado para formar uma solução líquida misturando dois ou mais componentes, em que pelo menos um dos componentes é um líquido, aplicando energia ultrassônica à solução dentro da câmara, e mais particularmente a um tal sistema de mistura para formar uma solução de tinta líquida de dois ou mais componentes de tinta. Porém, é entendido que a câmara de tratamento ultrassônico 21 ilustrada e descrita aqui pode ser usada com sistemas de mistura para formar soluções líquidas diferentes de soluções de tintas líquidas. É também entendido que a câmara de tratamento ultrassônico 21 pode ser usada em sistemas de tratamento ultrassônico de líquido diferente para mistura mas onde agitação ultrassônica do líquido compreende pelo menos em parte o tratamento desejado do líquido.Detailed Description With particular reference now to Fig. 1, in one embodiment, a system for ultrasonically treating a liquid generally comprises an ultrasonic treatment chamber, generally indicated at 21, which is operable for ultrasonically treating a liquid. The term "liquid" as used herein is intended to refer to a single component liquid, a solution comprised of two or more components, wherein at least one of the components is a liquid such as a liquid-liquid mixture, a mixture of liquid gas or a liquid in which the particulate matter is carried with it, or other viscous fluids. Ultrasonic treatment chamber 21 is illustrated schematically in Fig. 1 and also described herein with reference to using the treatment chamber in a mixing system, generally indicated at 23, used to form a liquid solution by mixing two or more components, in particular. that at least one of the components is a liquid, applying ultrasonic energy to the solution within the chamber, and more particularly to such a mixing system to form a liquid ink solution of two or more ink components. However, it is understood that the ultrasonic treatment chamber 21 illustrated and described herein can be used with mixing systems to form different liquid solutions than liquid paint solutions. It is also understood that the ultrasonic treatment chamber 21 may be used in different ultrasonic liquid treatment systems for mixing but where ultrasonic agitation of the liquid comprises at least in part the desired treatment of the liquid.

Em particular, a câmara de tratamento ultrassônico 21 é adequada para o uso em sistemas de tratamento de líquido em que agitação ultrassônica do líquido é desejada em um processo de fluxo contínuo em-linha, por exemplo, em que o fluido flui continuamente através da câmara. Exemplos de outros usos contemplados da câmara de tratamento ultrassônico incluem, sem limitação, mistura de soluções, pinturas e outros materiais viscosos (por exemplo, diferentes de soluções de tinta); processamento e tratamento alimentícios; soluções de desgasificação (por exemplo, gases dissolvidos extraindo de soluções líquidas tais como oxigênio, nitrogênio, amônia, etc.); e intensificação de reações químicas, por e-xemplo, como é comum em sonoquímica onde excitação é dada a uma reação química para despachar a reação. É contemplado, entretanto, que a câmara de tratamento 21 pode ser usada em um sistema de tratamento de líquido em que o líquido é tratado de acordo com um processo de batelada em vez de um processo de fluxo contínuo e permanece com o escopo desta invenção.In particular, the ultrasonic treatment chamber 21 is suitable for use in liquid treatment systems where ultrasonic liquid agitation is desired in an in-line continuous flow process, for example, where fluid flows continuously through the chamber. . Examples of other contemplated uses of the ultrasonic treatment chamber include, without limitation, mixing solutions, paints and other viscous materials (e.g., other than paint solutions); food processing and processing; degassing solutions (eg dissolved gases extracting from liquid solutions such as oxygen, nitrogen, ammonia, etc.); and intensifying chemical reactions, for example, as is common in sonochemistry where excitation is given to a chemical reaction to dispatch the reaction. It is contemplated, however, that the treatment chamber 21 may be used in a liquid treatment system wherein the liquid is treated in accordance with a batch process rather than a continuous flow process and remains within the scope of this invention.

Exemplos adicionais de usos de mistura contemplados para a câmara de tratamento ultrassônico 21 incluem, sem limitação, mistura de resinas e agentes de cura para a indústria de plástico; mistura de pastas de polpa com aditivos químicos tais como agentes alvejantes, agentes de resistência à umidade, amidos, tinturas, enzimas, enchedores, agentes antilodo, aditivos de silicone, etc.; mistura dos compostos usados nas indústrias de papel e tecido, tais como pastas de argila para revestimentos, aditivos poliméricos tais como resinas de resistência à umidade, suspensões de amido, compostos de silicone, loções, suspensões de enchedor, etc.; mistura de resinas e corantes, enchedores, e outros compostos; mistura de fases imiscíveis para preparar emulsões, tais como emulsões alimentícias (por exemplo, para produtos bloqueadores solares, loções de mão, compostos de batom, etc.), cosméticos, agentes de limpeza (incluindo nanoemulsões de óleo e água), compostos farmacêuticos, etc; e mistura de corantes e outros compostos para formar cosméticos tais como tinturas de cabelo.Additional examples of mixing uses contemplated for ultrasonic treatment chamber 21 include, without limitation, mixing resins and curing agents for the plastics industry; mixing pulp pulp with chemical additives such as bleaching agents, moisture resistance agents, starches, dyes, enzymes, fillers, antilode agents, silicone additives, etc .; mixing compounds used in the paper and fabric industries such as clay coatings, polymeric additives such as moisture resistant resins, starch suspensions, silicone compounds, lotions, filler suspensions, etc .; mixing resins and dyes, fillers, and other compounds; mixture of immiscible phases for preparing emulsions, such as food emulsions (eg for sunscreen products, hand lotions, lipstick compounds, etc.), cosmetics, cleaning agents (including oil and water nanoemulsions), pharmaceutical compounds, etc; and mixing dyes and other compounds to form cosmetics such as hair dyes.

Outros usos contemplados da câmara de tratamento ultrassônico 21 incluem, sem limitação, desgasificação de uma mistura para simplificar o tratamento subsequente e reduzir a formação de vácuo; remoção de tinta de fibras recicladas de fabrico de papel, em que a energia ultrassônica pode ajudar na remoção das tintas (particularmente na presença de enzimas, detergentes, ou outros químicos); hidrogenação de óleos, queijo, ou outros produtos alimentícios, em que gás e pastas ou líquidos devem ser misturados; homogeneização de leite e outros compostos; incorporação em biorreatores e unidades de fermentação, em que células delicadas devem ser misturadas com nutrientes e outros compostos sem cisa-Ihamento mecânico intenso, que poderia danificar as células; tratamento de água residual e/ou adubo, em que uma variedade de aditivos e bolhas de ar podem necessitar ser misturados com uma pasta; fabricação de petroquímicos tais como misturas de lubrificante, misturas de gasolina, misturas de cera, etc., e compostos derivados dos petroquímicos; processamento de pasta (por exemplo, misturar combinações de agentes a ser adicionados à farinha ou processar a própria pasta, que pode resultar em decomposição melhorada do glúten etc.). A câmara de tratamento ultrassônico 21 pode também ser usada em reatores químicos que envolvem fases simples ou múltiplas, incluindo pastas.Other contemplated uses of the ultrasonic treatment chamber 21 include, without limitation, degassing a mixture to simplify subsequent treatment and reduce vacuum formation; ink removal from recycled papermaking fibers, where ultrasonic energy can assist in the removal of inks (particularly in the presence of enzymes, detergents, or other chemicals); hydrogenation of oils, cheese, or other food products, in which gas and pastes or liquids must be mixed; homogenization of milk and other compounds; incorporation into bioreactors and fermentation units, where delicate cells must be mixed with nutrients and other compounds without intense mechanical shear, which could damage the cells; wastewater treatment and / or fertilizer, wherein a variety of additives and air bubbles may need to be mixed with a paste; manufacture of petrochemicals such as lubricant blends, gasoline blends, wax blends, etc., and petrochemical derived compounds; pulp processing (for example, mixing combinations of agents to be added to flour or processing the pulp itself, which may result in improved gluten decomposition etc.). Ultrasonic treatment chamber 21 may also be used in chemical reactors involving single or multiple phases, including pastes.

Em outros usos contemplados, a câmara de tratamento ultrassônico 21 pode ser usada para remover bolhas de gás capturadas de soluções de revestimento que são usadas para revestimento por relevo, revestimento com barra Meyer ou qualquer outra aplicação de revestimento onde for desejável remover bolhas de ar de uma solução.In other contemplated uses, the ultrasonic treatment chamber 21 may be used to remove captured gas bubbles from coating solutions that are used for embossing, Meyer bar coating or any other coating application where it is desirable to remove air bubbles from a solution.

Na modalidade ilustrada da Fig. 1, a câmara de tratamento ultrassônico 21 é em geral alongada e tem uma extremidade de entrada geral 25 (uma extremidade inferior na orientação da modalidade ilustrada) e uma extremidade de saída geral 27 (uma extremidade superior na orientação da modalidade ilustrada). O sistema 23 é configurado de modo que fluido entra na câmara de tratamento 21 em geral na extremidade de entrada 25 da mesma, flui em geral longitudinalmente para dentro da câmara (por exemplo, para cima na orientação da modalidade ilustrada) e sai da câmara em geral na extremidade de saída da câmara.In the embodiment illustrated in Fig. 1, the ultrasonic treatment chamber 21 is generally elongated and has a general inlet end 25 (a lower end in the orientation of the illustrated embodiment) and a general outlet end 27 (an upper end in the orientation of the embodiment shown). illustrated mode). The system 23 is configured so that fluid enters the treatment chamber 21 generally at the inlet end 25 thereof, generally flows longitudinally into the chamber (e.g. upwards in the orientation of the illustrated embodiment) and exits the chamber in at the exit end of the camera.

Os termos “superior” e “inferior” são aqui usados de acordo com a orientação vertical da câmara de tratamento ultrassônico 21 ilustrada nos vários desenhos e não são intencionados a descrever uma orientação necessária da câmara em uso. Isto é, embora a câmara 21 seja mais adequadamente orientada de modo vertical, com a extremidade de saída 27 da câmara acima da extremidade de entrada 25, como ilustrado nos vários desenhos, é entendido que a câmara pode ser orientada com a extremidade de entrada acima da extremidade de saída, ou pode ser orientada diferente de que em uma orientação vertical e permanece dentro do escopo desta invenção.The terms "upper" and "lower" are used herein in accordance with the vertical orientation of the ultrasonic treatment chamber 21 illustrated in the various drawings and are not intended to describe a necessary orientation of the chamber in use. That is, although chamber 21 is more suitably oriented vertically, with the outlet end 27 of the chamber above the inlet end 25, as illustrated in the various drawings, it is understood that the chamber may be oriented with the inlet end above of the exit end, or may be oriented differently than in a vertical orientation and remains within the scope of this invention.

Os termos axial e longitudinal se referem direcionalmente aqui à direção longitudinal da câmara 21 (por exemplo, extremidade-à-extremidade, tal como a direção vertical nas modalidades ilustradas). Os termos transversal, lateral e radial se referem aqui a uma direção normal à direção axial (por exemplo, longitudinal). Os termos interno e externo são também usados em referência a uma direção transversal à direção axial da câmara de tratamento ultrassônico 21, com o termo interno referindo a uma direção para o interior da câmara (por exemplo, para o eixo geométrico longitudinal da câmara) e o termo externo referindo a uma direção para o exterior da câmara (por exemplo, longe do eixo geométrico longitudinal da câmara). A extremidade de entrada 25 da câmara de tratamento ultrassônico 21 está em comunicação fluida com um sistema de liberação adequado, em geral indicado em 29, que é operável para direcionar um ou mais componentes líquidos para, e mais adequadamente através da câmara 21. Por exemplo, no sistema de mistura de solução de tinta líquida ilustrado 23 da Fig. 1, o sistema de liberação 29 compreende uma pluralidade de bombas 31 (tais como uma bomba para cada componente de tinta a ser misturado) operável para bombear os respectivos componentes de uma fonte correspondente (ilustrada esquematicamen-te na Fig. 1 como número de referência 32 da mesma) para a extremidade de entrada 25 da câmara 21 por meio de conduítes adequados (ilustrados esquematicamente na Fig. 1 como número de referência 33). Como um exemplo, quatro tais bombas 31, fontes de componente e conduítes correspondentes 33 são mostrados na Fig. 1 para liberar uma combinação de componentes de tinta incluindo, por exemplo componentes usados para formar uma solução de tinta pigmentada tal como, sem limitação, uma dispersão de pigmento, água, glicerina, um aglutinante, um tensoativo e/ou um biocida, ou componentes para formar uma solução de tinta reativa tal como, sem limitação, uma tintura ou lago, água, glicerina, um tensoativo, um biocida e um aglutinante, ou componentes para formar outras soluções de tinta líquida.The terms axial and longitudinal refer directly here to the longitudinal direction of chamber 21 (e.g., end-to-end, such as the vertical direction in the illustrated embodiments). The terms transverse, lateral and radial refer here to a direction normal to the axial (e.g. longitudinal) direction. The terms internal and external are also used in reference to a direction transverse to the axial direction of the ultrasonic treatment chamber 21, with the term internal referring to a direction to the interior of the chamber (for example, to the longitudinal axis of the chamber) and the external term referring to an outward direction of the chamber (e.g., away from the longitudinal axis of the chamber). The inlet end 25 of the ultrasonic treatment chamber 21 is in fluid communication with a suitable release system, generally indicated at 29, which is operable to direct one or more liquid components to and more suitably through chamber 21. For example In the liquid ink solution mixing system 23 shown in Fig. 1, the delivery system 29 comprises a plurality of pumps 31 (such as a pump for each ink component to be mixed) operable to pump the respective components of a corresponding source (shown schematically in Fig. 1 as reference numeral 32 thereof) to the inlet end 25 of chamber 21 by means of suitable conduits (shown schematically in Fig. 1 as reference numeral 33). As an example, four such pumps 31, component sources and corresponding conduits 33 are shown in Fig. 1 to release a combination of ink components including, for example, components used to form a pigmented ink solution such as, without limitation, a dispersion of pigment, water, glycerine, a binder, a surfactant and / or a biocide, or components to form a reactive ink solution such as, without limitation, a tincture or lake, water, glycerine, a surfactant, a biocide and a binder, or components to form other liquid paint solutions.

Entende-se que o sistema de liberação 29 pode ser configurado para liberar menos que quatro (incluindo um), ou mais de quatro componentes à câmara de tratamento 21 sem abandono do escopo desta invenção. É também contemplado que sistemas de liberação diferentes daqueles ilustrados na Fig. 1 e descritos aqui podem ser usados para liberar um ou mais componentes para a extremidade de entrada 25 da câmara de tratamento ultrassô-nico 21 sem abandono do escopo desta invenção. O sistema de mistura de tinta 23 da modalidade ilustrada também compreende um sistema de pós-processamento, em geral indicado em 35, em comunicação fluida com a extremidade de saída 27 da câmara de tratamento ultrassônico 21 para processar solução líquida (por exemplo, a solução de tinta) após a solução líquida sair da câmara. O sistema de mistura 23 ilustrado compreende um ou mais calibradores de pressão de 37 (dois são ilustrados na Fig. 1) para monitorar a pressão do líquido no sistema de mistura. Uma ou mais unidades de filtro 39a, 39b podem também ser dispostas a jusante ao longo da trajetória de fluxo da solução líquida da câmara de tratamento 21 para filtrar o material particulado, tal como sujeira, restos ou outros contaminantes que possam estar presentes na solução líquida (por exemplo, de estar inicialmente presente em um ou mais dos componentes liberados para a câmara) da solução líquida. Por exemplo, na modalidade ilustrada, uma primeira unidade de filtro 39a é construída para filtrar a jusante partículas de tamanho maior que cerca de 0,5 mícron e uma segunda unidade de filtro 39b da primeira unidade de filtro é construída para também filtrar partículas de tamanho maior que cerca de 0,2 mícron. Porém, é entendido que apenas uma, ou mais que duas unidades de filtro 39a, 39b, podem ser usadas, ou que as unidades de filtro podem ser omitidas completamente, sem abandono do escopo desta invenção.It is understood that the delivery system 29 may be configured to release less than four (including one) or more than four components to the treatment chamber 21 without departing from the scope of this invention. It is also contemplated that delivery systems other than those illustrated in Fig. 1 and described herein may be used to release one or more components to the inlet end 25 of the ultrasonic treatment chamber 21 without departing from the scope of this invention. The ink mixing system 23 of the illustrated embodiment also comprises a postprocessing system, generally indicated at 35, in fluid communication with the outlet end 27 of the ultrasonic treatment chamber 21 for processing liquid solution (e.g., the solution after the liquid solution leaves the chamber. The illustrated mixing system 23 comprises one or more 37 pressure gauges (two are illustrated in Fig. 1) for monitoring the liquid pressure in the mixing system. One or more filter units 39a, 39b may also be arranged downstream along the liquid solution flow path of the treatment chamber 21 to filter particulate material such as dirt, debris or other contaminants that may be present in the liquid solution. (for example, to initially be present in one or more of the components released into the chamber) of the liquid solution. For example, in the embodiment illustrated, a first filter unit 39a is constructed to filter downstream particles larger than about 0.5 microns and a second filter unit 39b of the first filter unit is constructed to also filter particle size. greater than about 0.2 microns. However, it is understood that only one or more than two filter units 39a, 39b may be used, or that the filter units may be omitted completely without departing from the scope of this invention.

Ainda referindo à Fig. 1, o sistema de pós-processamento 35 pode também compreender uma unidade de desgasificação e remoção de bolhas 41 que é operável para remover bolhas de gás da solução líquida (por exemplo, a solução de tinta) após o tratamento ultrassônico na câmara de tratamento 21. Em uma modalidade particularmente adequada, a unidade de desgasificação e remoção de bolhas 41 compreende um contactor de membrana convencional. A construção e operação dos contactores de membrana são bem conhecidas àqueles versados na técnica e não são descritas, portanto em outro detalhe aqui. Um exemplo de um contactor de membrana adequado é aquele disponível de Membrana of Charlotte, Carolina do Norte, U.S.A sob o nome comercial SuperPhobic. Uma ou mais unidades de sensor 43 podem também ser fornecidas para monitorar várias características da solução líquida (por exemplo, a solução de tinta) tal como, sem limitação, pH, condutividade, viscosidade, temperatura, cor, tensão de superfície e outras características.Still referring to Fig. 1, the postprocessing system 35 may also comprise a degassing and bubble removal unit 41 which is operable to remove gas bubbles from the liquid solution (e.g., the ink solution) after ultrasonic treatment. in the treatment chamber 21. In a particularly suitable embodiment, the degassing and bubble removal unit 41 comprises a conventional membrane contactor. The construction and operation of the membrane contactors are well known to those skilled in the art and are not described, therefore in further detail herein. An example of a suitable membrane contactor is that available from Membrane of Charlotte, North Carolina, U.S.A under the tradename SuperPhobic. One or more sensor units 43 may also be provided to monitor various characteristics of the liquid solution (e.g., the ink solution) such as, without limitation, pH, conductivity, viscosity, temperature, color, surface tension and other characteristics.

Seguindo pós-processamento, o líquido tratado pela câmara de tratamento ultras-sônico 21 pode ser direcionado para um recipiente de armazenamento ou dispositivo operacional (qualquer um deste é indicado esquematicamente pelo número de referência simples 45) tendo quaisquer de várias aplicações. Por exemplo, o sistema de mistura de solução de tinta líquida 23 da Fig. 1 pode liberar solução de tinta diretamente em uma cabeça a jato de tinta para liberação contínua da solução de tinta sobre substratos, ou bombeada diretamente em um revestidor, tal como uma matriz de ranhura, gravura, tela de seda, barra de Meyer, laminador, pulverização ou outro revestidor adequado para o uso em revestir substratos com solução de tinta. Exemplos de outras aplicações incluem, sem limitação, a liberação do líquido tratado a um bico de pulverização para atomização, ou a liberação do líquido tratado a uma moldagem por injeção ou uma moldagem por injeção reativa. Qualquer sistema (não mostrado) usado para liberar o líquido tratado a um aplicador pode ser disposto a jusante do sistema de pós-processamento (tal como sistema de pós-processamento 35), ou o sistema de pós-processamento pode ser omitido e um sistema (não mostrado) pode comunicar-se diretamente com a porta de saída 65 da câmara 21 para liberar o líquido tratado a um aplicador subsequente.Following postprocessing, the liquid treated by the ultrasonic treatment chamber 21 may be directed to a storage container or operating device (either of which is schematically indicated by simple reference numeral 45) having any of several applications. For example, the liquid ink solution mixing system 23 of Fig. 1 may release ink solution directly into an inkjet head for continuous release of ink solution onto substrates, or pumped directly into a liner such as a slot matrix, engraving, silk screen, Meyer bar, laminator, spray or other coater suitable for use in coating substrates with paint solution. Examples of other applications include, without limitation, releasing the treated liquid to an atomizing spray nozzle, or releasing the treated liquid to an injection molding or reactive injection molding. Any system (not shown) used to release treated liquid to an applicator may be disposed downstream of the postprocessing system (such as postprocessing system 35), or the postprocessing system may be omitted and a system (not shown) may communicate directly with outlet port 65 of chamber 21 to release treated liquid to a subsequent applicator.

Com referência agora à Fig. 2, a câmara de tratamento ultrassônico 21 do sistema de tratamento de líquido 23 compreende um alojamento 51 que define um espaço interior 53 da câmara através daquele líquido liberado aos fluxos da câmara da extremidade de entrada 25 para a extremidade de saída 27 da mesma. O alojamento 51 adequadamente compreende um tubo alongado 55 em geral definindo, pelo menos em parte, uma parede lateral 57 da câmara 21. O tubo 55 pode ter uma ou mais portas de entrada (uma tal porta de entrada sendo ilustrada na Fig. 2 e indicada em 59) formada ela através da qual um ou mais componentes a ser tratados dentro da câmara 21 são liberados ao espaço interior 53 da mesma. Na modalidade ilustrada, o alojamento 51 também compreende um colar de entrada 61 que é conectado e montado em uma extremidade do tubo 55 para também definir (junto com a porta de entrada 59) a extremidade de entrada 25 da câmara 21. O alojamento 51 também compreende um fechamento 63 conectado e substancialmente fechando a extremidade longitudinalmente oposta da parede lateral 57, e tendo pelo menos uma porta de saída 65 nesta para em geral definir a extremidade de saída 27 da câmara de tratamento 21. A parede lateral 57 (por exemplo, definida pelo tubo alongado 55) da câmara 21 tem uma superfície interna 67 que junto com o colar 61 e o fechamento 63 define o espaço interior 53 da câmara. Na modalidade ilustrada, o tubo 55 é em geral cilíndrico de forma que a parede lateral da câmara 57 é em geral anular em corte transversal. Porém, é contemplado que o corte transversal da parede lateral da câmara 57 pode ser diferente de anular, tal como poligonal ou outra forma adequada, e permanece dentro do escopo desta invenção. A parede lateral da câmara 57 da câmara ilustrada 21 é adequadamente construída de um material transparente, embora se entenda que qualquer material adequado possa ser usado contanto que o material seja compatível com os componentes líquidos que são tratados na câmara, a pressão na qual a câmara é intencionada a operar, e outras condições ambientais dentro da câmara tais como temperatura.Referring now to Fig. 2, the ultrasonic treatment chamber 21 of the liquid treatment system 23 comprises a housing 51 that defines an interior space 53 of the chamber through that liquid released to the chamber flows from the inlet end 25 to the flow end. output 27 thereof. The housing 51 suitably comprises an elongate tube 55 generally defining at least in part a sidewall 57 of chamber 21. The tube 55 may have one or more inlet ports (such an inlet port being illustrated in Fig. 2 and 59) formed by which one or more components to be treated within the chamber 21 are released into the interior space 53 thereof. In the illustrated embodiment, housing 51 also comprises an inlet collar 61 which is attached and mounted to one end of tube 55 to also define (together with inlet port 59) the inlet end 25 of chamber 21. Housing 51 also comprises a closure 63 connected and substantially closing the longitudinally opposite end of the sidewall 57, and having at least one outlet port 65 therein for generally defining the outlet end 27 of the treatment chamber 21. The sidewall 57 (e.g. defined by the elongate tube 55) of chamber 21 has an inner surface 67 which together with collar 61 and closure 63 defines the interior space 53 of the chamber. In the illustrated embodiment, the tube 55 is generally cylindrical such that the sidewall of the chamber 57 is generally annular in cross section. However, it is contemplated that the cross-section of the sidewall of the chamber 57 may be non-annular, such as polygonal or other suitable shape, and remains within the scope of this invention. The chamber sidewall 57 of the illustrated chamber 21 is suitably constructed of a transparent material, although it is understood that any suitable material may be used as long as the material is compatible with the liquid components that are treated in the chamber, the pressure at which the chamber is intended to operate, and other environmental conditions within the chamber such as temperature.

Com referência particular à Fig. 3B, o colar de entrada 61 na extremidade de entrada 25 da câmara 21 é em geral anular e tem pelo menos uma, e mais adequadamente uma pluralidade de portas de entrada 69a, 69b formadas na mesma para receber os componentes da solução líquida no espaço interior 53 da câmara 21. Pelo menos uma porta de entrada 69a é orientada em geral de forma tangencial com relação ao colar anular 61 de forma que o líquido flui para dentro do espaço interior 53 da câmara 21 em geral tangencialmente a esta para dar uma ação de rotação ao líquido à medida que entra na câmara. Mais adequadamente, na modalidade ilustrada, um par de portas de entrada 69a, 69b é disposto em alinhamento paralelo com cada e estende-se em geral tangencialmente com relação ao colar anular 61, com uma porta 69a sendo designada aqui como a porta de entrada externa e a outra porta 69b que é designada a porta de entrada interna.With particular reference to Fig. 3B, the inlet collar 61 at the inlet end 25 of chamber 21 is generally annular and has at least one, and more suitably a plurality of inlet ports 69a, 69b formed therein to receive the components. of the liquid solution in the interior space 53 of chamber 21. At least one inlet port 69a is generally tangentially oriented with respect to the annular collar 61 such that the liquid flows into the interior space 53 of chamber 21 generally tangentially to the it is to give the liquid a rotating action as it enters the chamber. More suitably, in the embodiment illustrated, a pair of inlet ports 69a, 69b are arranged in parallel alignment with each other and generally extend tangentially with respect to annular collar 61, with a port 69a being designated herein as the outer inlet port. and the other port 69b which is designated the internal entrance port.

Este arranjo de porta de entrada tangencial dual 69a, 69b é particularmente útil para iniciar a mistura de dois ou mais componentes antes da solução líquida ser também submetida ao tratamento ultrassônico dentro da câmara 21. Em um uso particularmente adequado deste arranjo onde o líquido a ser tratado na câmara 21 compreende dois ou mais líquidos, o líquido tendo a viscosidade mais baixa é direcionado para fluir para dentro da câmara por meio da porta de entrada externa 69a enquanto o líquido tendo a viscosidade mais alta é direcionada para fluir para dentro da câmara por meio da porta de entrada interna 69b. O fluxo do ingrediente de viscosidade inferior através da porta de entrada externa 69a tem uma tendência de puxar o ingrediente de viscosidade mais alta para o espaço interior 53 da câmara 21 para acelerar a taxa na qual o ingrediente de viscosidade mais alta é introduzido na câmara.This dual tangential inlet port arrangement 69a, 69b is particularly useful for initiating mixing of two or more components before the liquid solution is also subjected to ultrasonic treatment within chamber 21. In a particularly suitable use of this arrangement where the liquid to be treated in chamber 21 comprises two or more liquids, the liquid having the lowest viscosity is directed to flow into the chamber through external inlet port 69a while liquid having the highest viscosity is directed to flow into the chamber by middle of internal entrance door 69b. The flow of lower viscosity ingredient through external inlet port 69a has a tendency to pull the higher viscosity ingredient into the interior space 53 of chamber 21 to accelerate the rate at which the higher viscosity ingredient is introduced into the chamber.

Esta ação, combinada com a ação de rotação resultante da direção tangencial em que os componentes líquidos são direcionados para a câmara 21, para facilitar uma mistura inicial destes dois componentes antes da solução líquida fluir também através da câmara para tratamento ultrassônico. Se componentes adicionais forem para ser adicionados à mistura, tais componentes podem ser liberados no espaço interior 53 da câmara 21 por meio da porta de entrada 59 formada na parede lateral da câmara 57. Na modalidade ilustrada, o colar 61 também tem um grupo tangencial adicional de portas de entrada e um par de portas de entrada em geral verticalmente orientadas 71. Porém, é entendido que nenhuma das portas 69a, 69b necessitam ser orientadas tangencialmente com relação ao colar 61 para permanecer dentro do escopo desta invenção. É também contemplado que o colar 61 pode ser omitido completamente de modo que todos os componentes a ser misturados são liberados à porta de entrada 59 formada na parede lateral da câmara 57.This action, combined with the rotation action resulting from the tangential direction in which the liquid components are directed to chamber 21, to facilitate an initial mixing of these two components before the liquid solution also flows through the chamber for ultrasonic treatment. If additional components are to be added to the mixture, such components may be released into the interior space 53 of chamber 21 via the inlet port 59 formed in the sidewall of chamber 57. In the illustrated embodiment, collar 61 also has an additional tangential group of inlet ports and a pair of generally vertically oriented inlet ports 71. However, it is understood that none of the doors 69a, 69b need to be oriented tangentially with respect to collar 61 to remain within the scope of this invention. It is also contemplated that the collar 61 may be omitted completely so that all components to be mixed are released to the inlet port 59 formed in the side wall of the chamber 57.

Um conjunto de guia de onda ultrassônico, em geral indicado em 101, estende-se longitudinalmente pelo menos em parte dentro do espaço interior 53 da câmara 21 para de modo ultrassônico energizar o líquido (e qualquer outro componente da solução líquida) fluindo através do espaço interior 53 da câmara. Em particular, o conjunto de guia de onda ultrassônico 101 da modalidade ilustrada estende-se longitudinalmente da extremidade inferior ou de entrada 25 da câmara 21 para cima para dentro do espaço interior 53 da mesma para uma extremidade terminal 103 do conjunto de guia de onda disposto intermediário na porta de entrada superior (por exemplo, porta de entrada 59 onde está presente, ou do contrário, portas de entrada 69a, 69b). Mais adequadamente, o conjunto de guia de onda 101 é montado, direta ou indiretamente, no alojamento da câmara 51 como será descrito depois aqui. O conjunto de guia de onda ultrassônico 101 compreende adequadamente um conjunto de corno alongado, em geral indicado em 105, disposto completamente com o espaço interior 53 do alojamento 51 intermediário à porta de entrada superior e à porta de saída para submersão completa dentro o líquido sendo tratado dentro da câmara 21, e mais adequadamente é alinhado coaxialmente com a parede lateral da câmara 57. O conjunto de corno 105 tem uma superfície externa 107 que junto com a superfície interna 67 da parede lateral 57 uma trajetória de fluxo define dentro do espaço interior 53 da câmara 21 ao longo da qual componentes líquidos e outros fluem além do conjunto de corno dentro da câmara (esta porção da trajetória de fluxo sendo amplamente referida aqui como a zona de tratamento ultrassônico). O conjunto de corno 105 tem uma extremidade superior 109 que define uma extremidade terminal do conjunto de corno (e, portanto, a extremidade terminal 103 do conjunto de guia de onda) e uma extremidade inferior 111 longitudinalmente oposta. O conjunto de guia de onda 101 da modalidade ilustrada também compreende um intensificador 113 coaxialmente alinhado e conectado a uma extremidade superior do mesmo à extremidade inferior 111 do conjunto de corno 105. Porém, é entendido que o conjunto de guia de onda 101 pode compreender apenas o conjunto de corno 105 e permanece dentro do escopo desta invenção. É também contemplado que o intensificador 113 pode ser disposto completamente exterior ao alojamento da câmara 51, com o conjunto de corno 105 montado no alojamento da câmara 51 sem abandono do escopo desta invenção. O conjunto de guia de onda ultrassônico 101, e mais particularmente o intensificador 113 na modalidade ilustrada da Fig. 3, é adequadamente montado no alojamento da câmara 51, por exemplo, no tubo 55 que define a parede lateral da câmara 57, na extremi- dade superior do mesmo por um membro de montagem 115 que é configurado para de modo vibratório isolar o conjunto de guia de onda (que vibra de modo ultrassônico durante a operação do mesmo) do alojamento de câmara de tratamento ultrassônico. Ou seja, o membro de montagem 115 inibe a transferência de vibração mecânica longitudinal e transversal do conjunto de guia de onda 101 para o alojamento da câmara 51 mantendo a posição transversal desejada do conjunto de guia de onda (e em particular o conjunto de corno 105) dentro do espaço interior 53 do alojamento da câmara e permitindo deslocamento longitudinal e transversal do conjunto de corno dentro do alojamento de câmara. Na modalidade ilustrada, o membro de montagem 115 também pelo menos em parte (por exemplo, junto com o intensificador 113) fecha a extremidade de entrada 25 da câmara 21.An ultrasonic waveguide assembly, generally indicated at 101, extends longitudinally at least in part within the interior space 53 of chamber 21 to ultrasonically energize the liquid (and any other component of the liquid solution) flowing through the space. inside 53 of the camera. In particular, the ultrasonic waveguide assembly 101 of the illustrated embodiment extends longitudinally from the lower or inlet end 25 of chamber 21 upwardly into the interior space 53 thereof to a terminal end 103 of the disposed waveguide assembly intermediate to the upper inlet port (for example, inlet port 59 where inlet is present, or otherwise inlet ports 69a, 69b). More suitably, the waveguide assembly 101 is mounted directly or indirectly to the chamber housing 51 as will be described hereinafter. The ultrasonic waveguide assembly 101 suitably comprises an elongate horn assembly, generally indicated at 105, disposed completely with the interior space 53 of the intermediate housing 51 to the upper inlet port and the outlet port for complete submersion within the liquid being treated within chamber 21, and more suitably is aligned coaxially with the sidewall of chamber 57. Horn assembly 105 has an outer surface 107 which along with the inner surface 67 of sidewall 57 a flow path defines within the interior space 53 of chamber 21 along which liquid and other components flow beyond the horn assembly within the chamber (this portion of the flow path being widely referred to herein as the ultrasonic treatment zone). Horn assembly 105 has an upper end 109 which defines a terminal end of the horn assembly (and thus the terminal end 103 of the waveguide assembly) and a longitudinally opposite lower end 111. The waveguide assembly 101 of the illustrated embodiment also comprises a coaxially aligned enhancer 113 connected to an upper end thereof to the lower end 111 of the horn assembly 105. However, it is understood that the waveguide assembly 101 may comprise only horn assembly 105 and remains within the scope of this invention. It is also contemplated that enhancer 113 may be disposed completely outside the chamber housing 51, with the horn assembly 105 mounted on the chamber housing 51 without departing from the scope of this invention. The ultrasonic waveguide assembly 101, and more particularly the intensifier 113 in the embodiment illustrated in Fig. 3, is suitably mounted in the chamber housing 51, for example, in the tube 55 defining the side wall of the chamber 57 at the end. superiority thereof by a mounting member 115 which is configured to vibratively isolate the waveguide assembly (which vibrates ultrasonically during operation thereof) from the ultrasonic treatment chamber housing. That is, the mounting member 115 inhibits the transfer of longitudinal and transverse mechanical vibration from the waveguide assembly 101 to the chamber housing 51 while maintaining the desired transverse position of the waveguide assembly (and in particular the horn assembly 105 ) within the interior space 53 of the chamber housing and allowing longitudinal and transverse displacement of the horn assembly within the chamber housing. In the illustrated embodiment, mounting member 115 also at least in part (e.g., together with enhancer 113) closes inlet end 25 of chamber 21.

Como um exemplo, o membro de montagem 115 da modalidade ilustrada em geral compreende um segmento externo anular 117 estendendo-se transversal ao conjunto de guia de onda 101 em relação transversamente espaçada com este, e um membro de flange 119 que interconecta o segmento externo ao conjunto de guia de onda. Embora o membro de flange 119 e o segmento externo transversal 117 do membro de montagem 115 estendam-se continuamente ao redor da circunferência do conjunto de guia de onda 101, é entendido que um ou mais destes elementos podem ser descontínuos ao redor do conjunto de guia de onda tal como da maneira de raios de roda, sem abandono do escopo desta invenção. O segmento externo 117 do membro de montagem 115 é particularmente configurado para assentar-se contra um ombro 121 formado pelo colar de entrada 61.As an example, the mounting member 115 of the illustrated embodiment generally comprises an annular outer segment 117 extending transverse to the waveguide assembly 101 in transversely spaced relationship therewith, and a flange member 119 that interconnects the outer segment to the waveguide set. Although flange member 119 and transverse outer segment 117 of mounting member 115 extend continuously around the circumference of the waveguide assembly 101, it is understood that one or more of these elements may be discontinuous around the guiding assembly. wave radius, without departing from the scope of this invention. The outer segment 117 of mounting member 115 is particularly configured to seat against a shoulder 121 formed by inlet collar 61.

Como melhor visto na Fig. 6, a dimensão transversal interna (por exemplo, diâmetro interno) do colar 61 é escalonado para fora à medida que o colar estende-se longitudinalmente para baixo longe da parede lateral da câmara 57 para acomodar o membro de flange 119. Em uma modalidade particularmente adequada, o colar 61 é suficientemente dimensionado para ser espaçado transversamente do membro de flange 119 para definir um intervalo em geral anular 123 entre eles em que líquido liberado à câmara 21 por meio das portas de entrada 69a, 69b do colar entra no espaço interior 53 da câmara. Este intervalo anular 123 também facilita a ação de rotação do líquido sob entrada dentro da câmara 21 por meio das portas de entrada do colar 69a, 69b. O membro de montagem 115 é adequadamente dimensionado em corte transversal de forma que pelo menos uma margem de borda externa do segmento externo 117, e mais adequadamente uma porção transversal substancial do segmento externo é assentada no ombro 121 formado no colar 61. Um sistema de fixação adequado (não mostrado), tal como uma pluralidade de parafusos e porcas correspondentes (não mostradas), prendem o segmento externo 117 do membro de montagem 115 ao ombro 121 formado pelo colar 61 para assim conectarem o intensificador 113 (e mais amplamente o conjunto de guia de onda 101) ao alojamento da câmara 51. O membro de flange 119 pode ser adequadamente construído relativamente mais fino que o segmento externo 117 do membro de montagem 115 para facilitar flexão e/ou curvatura do membro de flange 119 em resposta à vibração ultrassônica do conjunto de guia de onda 101. Como um exemplo, em uma modalidade, a espessura do membro de flange 119 pode ser na faixa de cerca de 0,2 mm a cerca de 5 mm, e mais adequadamente cerca de 2,5 mm. O membro de flange 119 do membro de montagem 115 ilustrado tem um componente transversal interno 125 adequadamente conectado ao conjunto de guia de onda 101 e estendendo-se em geral transversamente para fora dele mas para dentro do segmento externo 117 do membro de montagem, e um componente axial ou longitudinal 127, inter-conectando o componente interno transversal com o segmento externo do membro de montagem e junto com o componente interno transversal em geral formando um corte transversal em geral em forma de L do membro de flange 119. Porém, é contemplado que o membro de flange 119 pode do contrário ter um corte transversal em geral em forma de U ou outra forma transversal adequada tal como uma forma H, uma forma I, uma forma U invertida e outros e permanece dentro do escopo desta invenção. Exemplos adicionais de configurações adequadas do membro de montagem 115 são ilustrados e descritos na patente U. S. No. 6.676.003, a revelação inteira desta é incorporada aqui por referência à medida que é consistente com esta. O componente longitudinal 127 do membro de flange ilustrado 119 é adequadamente posicionado em balanço ao segmento externo transversal 117 e ao componente interno transversal 125 do membro de flange, enquanto o componente interno do membro de flange é colocado em balanço ao conjunto de guia de onda 101. Consequentemente, o membro de flange 119 é capaz de dinamicamente flexionar-se e/ou curvar-se com relação ao segmento externo 117 do membro de montagem 115 em resposta ao deslocamento vibratório do conjunto de guia de onda 101 para assim isolar o alojamento da câmara 51 de deslocamento transversal e longitudinal do conjunto de guia de onda.As best seen in Fig. 6, the inner cross-sectional dimension (e.g., inner diameter) of collar 61 is scaled outward as the collar extends longitudinally downwardly away from the sidewall of chamber 57 to accommodate the flange member. 119. In a particularly suitable embodiment, collar 61 is sufficiently sized to be transversely spaced from flange member 119 to define a generally annular gap 123 therebetween wherein liquid is released to chamber 21 via inlet ports 69a, 69b of the paste enters the interior space 53 of the chamber. This annular gap 123 also facilitates the action of rotating liquid upon entry into chamber 21 via the collar entry ports 69a, 69b. Mounting member 115 is suitably dimensioned in cross section so that at least one outer edge margin of the outer segment 117, and more suitably a substantial transverse portion of the outer segment is seated on shoulder 121 formed on collar 61. A fastening system A suitable fit (not shown), such as a plurality of corresponding screws and nuts (not shown), attach the outer segment 117 of the mounting member 115 to the shoulder 121 formed by the collar 61 to thereby connect the intensifier 113 (and more broadly the set of waveguide 101) to the chamber housing 51. Flange member 119 may suitably be constructed relatively thinner than outer segment 117 of mounting member 115 to facilitate bending and / or bending of flange member 119 in response to ultrasonic vibration. of the waveguide assembly 101. As an example, in one embodiment, the thickness of the flange member 119 may be in the range of about 0.2 mm to about 5 mm, and more suitably about 2.5 mm. The flange member 119 of the illustrated mounting member 115 has an inner transverse member 125 suitably connected to the waveguide assembly 101 and generally extending transversely thereof but into the outer segment 117 of the mounting member, and a axial or longitudinal member 127 interconnecting the transverse inner component with the outer segment of the mounting member and together with the transverse internal member generally forming a generally L-shaped transverse section of the flange member 119. However, it is contemplated that flange member 119 may otherwise have a generally U-shaped or other suitable cross-sectional shape such as an H shape, an I shape, an inverted U shape and the like and remains within the scope of this invention. Additional examples of suitable configurations of mounting member 115 are illustrated and described in U.S. Patent No. 6,676,003, the entire disclosure thereof is incorporated herein by reference as consistent with it. The longitudinal member 127 of the illustrated flange member 119 is suitably balanced to the transverse outer segment 117 and the internal transverse member 125 of the flange, while the internal member of the flange member is balanced to the waveguide assembly 101 Accordingly, the flange member 119 is capable of dynamically bending and / or bending relative to the outer segment 117 of the mounting member 115 in response to the vibratory displacement of the waveguide assembly 101 to thereby isolate the housing from the housing. chamber 51 of transverse and longitudinal displacement of the waveguide assembly.

Embora na modalidade ilustrada o segmento externo transversal 117 do membro de montagem 115 e o componente interno transversal 125 do membro de flange 119 estejam dispostos em geral em localizações longitudinalmente descentradas com relação um ao outro, é entendido que eles podem ser dispostos em geral na mesma localização (por exemplo, onde o membro de flange for em geral em forma de U em corte transversal) ou em localizações diferentes daquelas ilustradas na Fig. 3) sem abandono do escopo desta invenção.Although in the illustrated embodiment the transverse outer segment 117 of the mounting member 115 and the transverse inner component 125 of the flange member 119 are generally disposed in longitudinally offset locations with respect to each other, it is understood that they may be generally disposed therewith. location (e.g. where the flange member is generally U-shaped in cross section) or at locations other than those illustrated in Fig. 3) without departing from the scope of this invention.

Em uma modalidade particularmente adequada, o membro de montagem 115 é de construção de pedaço simples. Até mesmo mais adequadamente, o membro de montagem 115 pode ser formado integralmente com o intensificador 113 (e mais amplamente com o conjunto de guia de onda 101) como ilustrado na Fig. 3. Porém, é entendido que o membro de montagem 115 pode ser construído separado do conjunto de guia de onda 101 e perma- nece dentro do escopo desta invenção. É também entendido que um ou mais componentes do membro de montagem 115 podem ser separadamente construídos e adequadamente conectados ou do contrário montados entre eles.In a particularly suitable embodiment, the mounting member 115 is of single piece construction. Even more suitably, mounting member 115 may be integrally formed with enhancer 113 (and more broadly with waveguide assembly 101) as illustrated in Fig. 3. However, it is understood that mounting member 115 may be formed. It is constructed separately from the waveguide assembly 101 and remains within the scope of this invention. It is also understood that one or more components of mounting member 115 may be separately constructed and properly connected or otherwise mounted between them.

Em uma modalidade adequada, o membro de montagem 115 é construído também para ser em geral rígido (por exemplo, resistente ao deslocamento estático sob carga) para reter o conjunto de guia de onda 101 em alinhamento apropriado dentro do espaço interior 53 da câmara 21. Por exemplo, o membro de montagem rígido 115, em uma modalidade, pode ser construído de um material não-elastomérico, mais adequadamente metal, e até mesmo mais adequadamente o mesmo metal que do intensificador 113 (e mais amplamente o conjunto de guia de onda 101) é construído. Porém, o termo rígido não é intencionado significar que o membro de montagem 115 seja incapaz de flexão e/ou curvatura dinâmicas em resposta à vibração ultrassônica do conjunto de guia de onda 101. Em outras modalidades, o membro de montagem rígido 115 pode ser construído de um material elastomérico que é suficientemente resistente ao deslocamento estático sob carga, mas é do contrário capaz de flexão e/ou curvatura dinâmicas em resposta à vibração ultrassônica do conjunto de guia de onda 101. Embora o membro de montagem 115 ilustrado na Fig. 3 seja construído de um metal, e mais adequadamente construído do mesmo material que o intensificador 113, é contemplado que o membro de montagem possa ser construído de outros materiais rígidos em geral adequados sem abandono do escopo desta invenção.In a suitable embodiment, mounting member 115 is also constructed to be generally rigid (e.g., resistant to static shifting under load) to retain waveguide assembly 101 in proper alignment within interior space 53 of chamber 21. For example, rigid mounting member 115, in one embodiment, may be constructed of a non-elastomeric material, more suitably metal, and even more suitably the same metal as intensifier 113 (and more broadly the waveguide assembly). 101) is built. However, the term rigid is not intended to mean that mounting member 115 is incapable of dynamic bending and / or bending in response to ultrasonic vibration of waveguide assembly 101. In other embodiments, rigid mounting member 115 may be constructed of an elastomeric material that is sufficiently resistant to static displacement under load, but is otherwise capable of dynamic bending and / or bending in response to the ultrasonic vibration of the waveguide assembly 101. Although the mounting member 115 illustrated in Fig. 3 is constructed of a metal, and more suitably constructed of the same material as enhancer 113, it is contemplated that the mounting member may be constructed of other generally suitable rigid materials without departing from the scope of this invention.

Um sistema de acionamento ultrassônico adequado 131 (mostrado esquematica-mente na Fig. 1) incluindo pelo menos um excitador (não mostrado) e uma fonte de alimentação (não mostrada) é disposto exterior da câmara 21 e operativamente conectado ao intensificador 113 (e mais amplamente ao conjunto de guia de onda 101) para energizar o conjunto de guia de onda para vibrar de modo ultrassônico mecanicamente. Exemplos de sistemas de acionamento ultrassônico adequados 131 incluem um sistema Modelo 20A3000 disponível de Dukane Ultrasonics de St. Charles, Illinois, e um sistema Modelo 2000CS disponível de Herrmann Ultrasonics de Schaumberg, Illinois.A suitable ultrasonic drive system 131 (shown schematically in Fig. 1) including at least one exciter (not shown) and a power supply (not shown) is disposed outside chamber 21 and operatively connected to intensifier 113 (and more). to the waveguide assembly 101) to energize the waveguide assembly to mechanically vibrate ultrasonically. Examples of suitable ultrasonic drive systems 131 include a Model 20A3000 system available from Dukane Ultrasonics of St. Charles, Illinois, and a Model 2000CS system available from Herrmann Ultrasonics from Schaumberg, Illinois.

Em uma modalidade, o sistema de acionamento 131 é capaz de operar o conjunto de guia de onda 101 a uma frequência na faixa de cerca de 15 kHz a cerca de 10OkHz, mais adequadamente na faixa de cerca de 15 kHz a cerca de 60 kHz, e até mesmo mais adequadamente na faixa de cerca de 20 kHz a cerca de 40 kHz. Tais sistemas de acionamento ultrassônico 131 são bem conhecidos àqueles versados na técnica e não necessitam ser também descritos aqui.In one embodiment, the drive system 131 is capable of operating waveguide assembly 101 at a frequency in the range of about 15 kHz to about 10kHz, more suitably in the range of about 15 kHz to about 60 kHz, and even more suitably in the range of about 20 kHz to about 40 kHz. Such ultrasonic drive systems 131 are well known to those skilled in the art and need not also be described herein.

Com referência particular à Fig. 3, o conjunto de corno 105 compreende um corno alongado em geral cilíndrico 133 tendo uma superfície externa 135, e dois ou mais (isto é, uma pluralidade de) membros agitadores 137 conectados ao corno e estendendo-se pelo menos em parte transversalmente para fora da superfície externa do corno em relação longi- tudinalmente espaçada um com outro. O como 133 é adequadamente dimensionado para ter um comprimento igual a cerca de meio comprimento de onda ressonante (do contrário comumente referido como metade do comprimento de onda) do corno. Em uma modalidade particular, o corno 133 é configurado para ressonar nas faixas de frequência ultrassônica adequada previamente recitada, e adequadamente em 20 kHz. Por exemplo, o corno 133 pode ser adequadamente construído de uma liga de titânio (por exemplo, TÍ6A14V) e dimensionado para ressonar em 20 kHz. A metade do comprimento de onda no corno 133 operando em tais frequências desse modo tem um comprimento (correspondendo à metade do comprimento de onda) na faixa de cerca de 101,6 mm (4 polegadas) a cerca de 152,4 mm (6 polegadas), mais adequadamente na faixa de cerca de 114,3 mm (4,5 polegadas) a cerca de 139,7 mm (5,5 polegadas), até mesmo mais adequadamente na faixa de cerca de 127,0 mm (5,0 polegadas) a cerca de 139,7 mm (5,5 polegadas), e adequadamente um comprimento de cerca de 133,4 mm (5,25 polegadas). Porém, é entendido que a câmara de tratamento ultrassônico 21 pode incluir um conjunto de corno 105 em que o corno 133 é dimensionado para ter qualquer incremento da metade de comprimento de onda sem abandono do escopo desta invenção.With particular reference to Fig. 3, horn assembly 105 comprises a generally cylindrical elongate horn 133 having an outer surface 135, and two or more (i.e. a plurality of) agitator members 137 connected to the horn and extending through the horn. least partly transversely outwardly from the outer surface of the horn with respect to the longitudinally spaced relation to each other. The 133 as is suitably sized to have a length of about half a resonant wavelength (otherwise commonly referred to as half the wavelength) of the horn. In a particular embodiment, horn 133 is configured to resonate in the previously recited suitable ultrasonic frequency ranges, and suitably at 20 kHz. For example, horn 133 may be suitably constructed of a titanium alloy (e.g. Ti6A14V) and sized to resonate at 20 kHz. Half the wavelength in horn 133 operating at such frequencies thus has a length (corresponding to half the wavelength) in the range of about 101.6 mm (4 inches) to about 152.4 mm (6 inches). ), more suitably in the range of about 114.3 mm (4.5 inches) to about 139.7 mm (5.5 inches), even more suitably in the range of about 127.0 mm (5.0 inches). inches) to about 139.7 mm (5.5 inches), and suitably a length of about 133.4 mm (5.25 inches). However, it is understood that the ultrasonic treatment chamber 21 may include a horn assembly 105 wherein horn 133 is sized to have any non-abandonment half-wavelength increment of the scope of this invention.

Na modalidade ilustrada, os membros de agitação 137 compreendem uma série de seis anéis em forma de arruela que se estendem continuamente entre si ao redor da circunferência do membro de corno 133 em relação longitudinal e transversalmente espaçada (por exemplo, radialmente na modalidade ilustrada) para fora da superfície externa do corno. Nesta maneira, o deslocamento vibracional de cada um dos membros de agitação 137 com relação ao corno 133 é relativamente uniforme ao redor da circunferência do corno. Porém, é entendido que os membros agitadores 137 não necessitam cada um ser contínuo ao redor da circunferência do corno 133. Por exemplo, os membros de agitação 137 podem ser do contrário na forma de raios, lâminas, aihetas ou outros membros estruturais distintos que se estendem transversalmente para fora da superfície externa 135 do corno 133.In the illustrated embodiment, the stirring members 137 comprise a series of six washer-shaped rings extending continuously around the circumference of the horn member 133 in longitudinally and transversely spaced relationship (e.g., radially in the illustrated embodiment) to outside the outer surface of the horn. In this way, the vibrational displacement of each stirring member 137 with respect to horn 133 is relatively uniform around the circumference of the horn. However, it is understood that the agitating members 137 need not each be continuous around the circumference of the horn 133. For example, the agitating members 137 may be otherwise in the form of spokes, blades, aihetas or other distinct structural members that are extend transversely outwardly from outer surface 135 of horn 133.

Para fornecer um exemplo dimensional, para o corno 133 da modalidade ilustrada da Fig. 3 tendo um comprimento de cerca de 133,4 mm (5,25 polegadas), um dos anéis 137 é adequadamente disposto adjacente à extremidade terminal do corno 133 (e consequentemente do conjunto de guia de onda 101), e mais adequadamente é longitudinalmente espaçado cerca de 1,6 mm (0,063 polegada) da extremidade terminal do membro de corno. Em outras modalidades, o anel superior 137 pode ser disposto na extremidade terminal do corno e permanecer dentro do escopo desta invenção. Os anéis 137 são cada cerca de 3,2 mm (0,125 polegada) em espessura e é longitudinalmente espaçado um do outro (entre as superfícies de revestimento dos anéis) a uma distância de cerca de 22,2 mm (0,875 polegada). É entendido que o número de membros agitadores 137 (por exemplo, os anéis na modalidade ilustrada) pode ser menos ou mais que seis sem abandono do escopo desta invenção. É também entendido que o espaçamento longitudinal entre os membros de agitação 137 pode ser diferente como ilustrado na Fig. 3 e descrito acima (por exemplo, ou mais próximo ou mais espaçado uns dos outros). Embora os anéis 137 ilustrados na Fig. 3 sejam igualmente de modo longitudinal espaçados um do outro, é contemplado alternativamente que onde mais de dois membros agitadores estiverem presentes o espaçamento entre os membros agitadores longitudinalmente sucessivos não necessita ser uniforme para permanecer dentro do escopo desta invenção.To provide a dimensional example, for horn 133 of the embodiment illustrated in Fig. 3 having a length of about 133.4 mm (5.25 inches), one of the rings 137 is suitably disposed adjacent the terminal end of horn 133 (e.g. consequently of the waveguide assembly 101), and more suitably is longitudinally spaced about 1.6 mm (0.063 inch) from the terminal end of the horn member. In other embodiments, the upper ring 137 may be disposed at the terminal end of the horn and remain within the scope of this invention. The rings 137 are each about 3.2 mm (0.125 inch) in thickness and are longitudinally spaced apart (between the ring coating surfaces) at a distance of about 22.2 mm (0.875 inch). It is understood that the number of agitating members 137 (e.g., the rings in the illustrated embodiment) may be less than or more than six without departing from the scope of this invention. It is also understood that the longitudinal spacing between the stirring members 137 may be different as illustrated in Fig. 3 and described above (for example, or closer or more spaced from each other). Although the rings 137 shown in Fig. 3 are equally longitudinally spaced from each other, it is alternatively contemplated that where more than two agitator members are present the spacing between longitudinally successive agitator members need not be uniform to remain within the scope of this invention. .

Em particular, as localizações dos membros de agitação 137 são pelo menos em parte uma função do deslocamento vibratório intencionado dos membros agitadores sob vibração do corno 133. Por exemplo, na modalidade ilustrada, o corno 133 tem uma região nodal localizada em geral de modo longitudinal centralmente do corno (por exemplo, entre os terceiro e quarto anéis). Como aqui usado, a “região nodal” do corno 133 refere-se a uma região ou segmento longitudinal do membro de corno ao longo do qual pequeno deslocamento longitudinal (ou nenhum) ocorre durante a vibração ultrassônica do corno e deslocamento transversal (por exemplo, radial na modalidade ilustrada) do corno é em geral maximizado. Deslocamento transversal do corno 133 adequadamente compreende expansão transversal do corno mas pode também incluir movimento transversal (por exemplo, curvatura) do corno.In particular, the locations of the stirring members 137 are at least in part a function of the intended vibratory displacement of the vibrating stirring members of horn 133. For example, in the illustrated embodiment, horn 133 has a generally longitudinally located nodal region. centrally of the horn (for example, between the third and fourth rings). As used herein, the "nodal region" of horn 133 refers to a longitudinal region or segment of the horn member along which small (or none) longitudinal displacement occurs during ultrasonic horn vibration and transverse displacement (e.g., in the illustrated embodiment) of the horn is generally maximized. Horn transverse displacement 133 suitably comprises horn transverse expansion but may also include horn transverse movement (e.g. curvature).

Na modalidade ilustrada, a configuração do corno de meio comprimento de onda 133 é de modo que a região nodal particularmente definida em um plano nodal (isto é, um plano transversal ao membro de corno ao qual nenhum deslocamento longitudinal ocorre enquanto deslocamento transversal é em geral maximizado) está presente. Este plano é também às vezes referido como um ponto nodal. Consequentemente, os membros agitadores 137 (por exemplo, na modalidade ilustrada, os anéis) que estão dispostos longitudinalmente também da região nodal do corno 133 experimentarão deslocamento primariamente longitudinal enquanto os membros agitadores que estão longitudinalmente mais próximos da região nodal experimentarão uma quantidade aumentada de deslocamento transversal e uma quantidade diminuída de deslocamento longitudinal com relação aos membros agitadores longitudinalmente distais. É entendido que o corno 133 pode ser configurado de forma que a região nodal seja diferente de centralmente localizada longitudinalmente no membro de corno sem abandono do escopo desta invenção. É também entendido que um ou mais dos membros de agitação 137 podem ser localizados longitudinalmente no corno para experimentar deslocamento longitudinal e transversal com relação ao corno sob vibração ultrassônica do conjunto de corno 105.In the illustrated embodiment, the configuration of the half-wavelength horn 133 is such that the nodal region is particularly defined in a nodal plane (i.e., a plane transverse to the horn member to which no longitudinal displacement occurs while transverse displacement is generally maximized) is present. This plane is also sometimes referred to as a nodal point. Accordingly, agitator members 137 (e.g., in the illustrated embodiment, the rings) which are longitudinally disposed also of the nodal region of horn 133 will experience primarily longitudinal displacement while agitator members that are longitudinally closer to the nodal region will experience an increased amount of displacement. and a decreased amount of longitudinal displacement with respect to longitudinally distal agitator members. It is understood that horn 133 may be configured such that the nodal region is different from centrally located longitudinally in the non-abandoning horn member of the scope of this invention. It is also understood that one or more of the stirring members 137 may be located longitudinally in the horn to experience longitudinal and transverse displacement relative to the horn under ultrasonic vibration of horn assembly 105.

Ainda referindo à Fig. 3, os membros de agitação 137 são suficientemente constru- idos (por exemplo, em material e/ou dimensão tal como espessura e comprimento transversal, que é a distância que o membro agitador estende-se transversalmente para fora da superfície externa 135 do corno 133) para facilitar o movimento dinâmico, e em particular fle-xão/curvatura dinâmicas dos membros agitadores em resposta à vibração ultrassônica do membro de corno. Em uma modalidade particularmente adequada, para uma frequência de modo ultrassônico dada conjunto de guia de onda 101 será operado na câmara ultrassônica (do contrário referida aqui como a frequência predeterminada do conjunto de guia de onda) e um líquido particular a ser tratado dentro da câmara 21, os membros de agitação 137 e o corno 133 são adequadamente construídos e dispostos para operar os membros agitadores em que é referido aqui como um modo de cavitação ultrassônica na frequência predeterminada.Still referring to Fig. 3, the stirring members 137 are sufficiently constructed (e.g., in material and / or dimension such as thickness and transverse length, which is the distance that the stirring member extends transversely off the surface). horn 135) to facilitate dynamic movement, and in particular dynamic flexing / bending of the stirring limbs in response to ultrasonic vibration of the horn limb. In a particularly suitable embodiment, for a frequency of ultrasound mode given waveguide assembly 101 will be operated in the ultrasonic chamber (otherwise referred to herein as the predetermined frequency of the waveguide assembly) and a particular liquid to be treated within the chamber. 21, the stirring members 137 and horn 133 are suitably constructed and arranged to operate the stirring members wherein it is referred to herein as an ultrasonic cavitation mode at the predetermined frequency.

Como aqui usado, o modo de cavitação ultrassônica dos membros agitadores refere-se ao deslocamento vibracional dos membros agitadores suficiente para resultar em cavitação (isto é, a formação, crescimento, e colapso implosivo das bolhas em um líquido) do líquido sendo tratado na frequência ultrassônica predeterminada. Por exemplo, onde o líquido que flui dentro da câmara compreender uma solução aquosa, e mais particularmente água, e a frequência ultrassônica na qual o conjunto de guia de onda 101 é para ser operado (isto é, a frequência predeterminada) é cerca de 20 kHZ, um ou mais dos membros de agitação 137 são adequadamente construídos para fornecer um deslocamento vibracional de pelo menos 1,75 mils (isto é, 0,044 mm, ou 0,00175 polegada) para estabelecer um modo de cavitação dos membros agitadores. É entendido que o conjunto de guia de onda 101 pode ser configurado diferentemente (por exemplo, em material, tamanho, etc.) para alcançar um modo de cavitação desejado associado ao líquido particular sendo tratado. Por e-xemplo, à medida que a viscosidade do líquido sendo tratado altera, o modo de cavitação dos membros agitadores pode necessitar ser alterado.As used herein, the ultrasonic cavitation mode of the agitating limbs refers to the vibrational displacement of the agitating limbs sufficient to result in cavitation (i.e. the formation, growth, and implosive collapse of the bubbles in a liquid) of the fluid being treated at the frequency. predetermined ultrasound. For example, where the liquid flowing into the chamber comprises an aqueous solution, and more particularly water, and the ultrasonic frequency at which waveguide assembly 101 is to be operated (i.e., the predetermined frequency) is about 20 ° C. In one or more of the agitation members 137 are suitably constructed to provide a vibrational displacement of at least 1.75 mils (i.e. 0.044 mm, or 0.00175 inch) to establish a cavitation mode of the agitating members. It is understood that the waveguide assembly 101 may be configured differently (e.g., in material, size, etc.) to achieve a desired cavitation mode associated with the particular liquid being treated. For example, as the viscosity of the liquid being treated changes, the cavitation mode of the stirring members may need to be changed.

Em modalidades particularmente adequadas, o modo de cavitação dos membros agitadores corresponde a um modo ressonante dos membros agitadores por meio do qual deslocamento vibracional dos membros agitadores é amplificado com relação ao deslocamento do corno. Porém, é entendido que cavitação pode ocorrer sem os membros agitadores operando em seu modo ressonante, ou até mesmo em um deslocamento vibracional que é maior que o deslocamento do corno, sem abandono do escopo desta invenção.In particularly suitable embodiments, the agitation mode of the agitator limbs corresponds to a resonant mode of the agitator limbs whereby vibrational displacement of the agitator limbs is amplified with respect to horn displacement. However, it is understood that cavitation can occur without the agitating limbs operating in their resonant mode, or even at a vibrational displacement that is greater than the horn displacement, without abandoning the scope of this invention.

Em um exemplo dimensional adequado, uma razão do comprimento transversal de pelo menos um e mais adequadamente todos os membros de agitação 137 para a espessura do membro agitador é na faixa de cerca de 2:1 a cerca de 6:1. Como outro exemplo, os anéis 137 ilustrados na Fig. 3 cada um estende-se transversalmente para fora da superfície externa 135 do corno 133 em um comprimento de cerca de 12,7 mm (0,5 polegada) e a espessura de cada anel é cerca de 3,2 mm (0,125 polegada), de forma que a razão de com- pnmenio iransversai para espessura ae caaa anei e cerca ae **: i. tz enienaiao, puicm “ espessura e/ou o comprimento transversal dos membros de agitação 137 podem ser diferentes daqueles dos anéis ilustrados na Fig. 3 sem abandono do escopo desta invenção. Também, embora os membros de agitação 137 (anéis) da modalidade ilustrada cada têm o mesmo comprimento transversal e espessura, é entendido que os membros agitadores podem ter espessuras e/ou comprimentos transversais diferentes.In a suitable dimensional example, a ratio of the transverse length of at least one and most suitably all stirring members 137 to the thickness of the stirring member is in the range of about 2: 1 to about 6: 1. As another example, the rings 137 shown in Fig. 3 each extend transversely outwardly from the outer surface 135 of the horn 133 to a length of about 12.7 mm (0.5 inch) and the thickness of each ring is about 3.2 mm (0.125 inch), so that the aspect ratio will change to thickness per annum and about **: i. However, the thickness and / or transverse length of the stirring members 137 may differ from those of the rings illustrated in Fig. 3 without departing from the scope of this invention. Also, while stirring members 137 (rings) of the illustrated embodiment each have the same transverse length and thickness, it is understood that the agitator members may have different thicknesses and / or transverse lengths.

Na modalidade ilustrada, o comprimento transversal do membro de agitação 137 também pelo menos em parte define o tamanho (e pelo menos em parte a direção) da trajetória do fluxo ao longo da qual os componentes fluíveis líquidos ou outros no espaço interior 53 da câmara 21 fluem além do conjunto de corno 105. Por exemplo, o corno 133 ilustrado na Fig. 3 tem um raio de cerca de 22,2 mm (0,875 polegada) e o comprimento transversal de cada anel 137 é, como debatido acima, cerca de 12,7 mm (0,5 polegada). O raio da superfície interna 67 da parede lateral do alojamento 57 é cerca de 44,5 mm (1,75 polegada) de forma que o espaçamento transversal entre cada anel e a superfície interna da parede lateral de alojamento é cerca de 9,5 mm (0,375 polegada). É contemplado que o espaçamento entre a superfície externa do corno 135 e a superfície interna 67 da parede lateral da câmara 57 e/ou entre os membros de agitação 137 e a superfície interna da parede lateral de câmara pode ser maior ou menor que descrito acima sem abandono do escopo desta invenção.In the illustrated embodiment, the transverse length of the stirring member 137 also at least partly defines the size (and at least partly the direction) of the flow path along which liquid or other flowable components in the interior space 53 of chamber 21 flow beyond horn assembly 105. For example, horn 133 illustrated in Fig. 3 has a radius of about 22.2 mm (0.875 inch) and the transverse length of each ring 137 is, as discussed above, about 12 inches. .7 mm (0.5 inch). The radius of the inner surface 67 of the housing sidewall 57 is about 44.5 mm (1.75 inch) so that the transverse spacing between each ring and the inner surface of the housing sidewall is about 9.5 mm. (0.375 inch). It is contemplated that the spacing between the outer surface of horn 135 and the inner surface 67 of the chamber side wall 57 and / or between the stirring members 137 and the inner surface of the chamber side wall may be larger or smaller than described above without abandoning the scope of this invention.

Em geral, o corno 133 pode ser construído de um metal tendo propriedades acústicas e mecânicas adequadas. Exemplos de metais adequados para construção do corno 133 incluem, sem limitação, alumínio, monel, titânio, aço inoxidável, e alguns aços de liga. Ê também contemplado que todo ou parte do corno 133 pode ser revestida com outro metal tal como prata, platina e cobre para mencionar alguns. Em uma modalidade particularmente adequada, os membros de agitação 137 são construídos do mesmo material que o corno 133, e é formado mais de modo adequado integralmente com o corno. Em outras modalidades, um ou mais dos membros de agitação 137 podem ser formados do contrário separados do corno 133 e conectados a este para formar o conjunto de corno 105.In general, horn 133 may be constructed of a metal having suitable acoustic and mechanical properties. Examples of metals suitable for horn construction 133 include, without limitation, aluminum, monel, titanium, stainless steel, and some alloy steels. It is also contemplated that all or part of horn 133 may be coated with another metal such as silver, platinum and copper to name a few. In a particularly suitable embodiment, the stirring members 137 are constructed of the same material as horn 133, and are more properly formed integrally with horn. In other embodiments, one or more of the stirring members 137 may be otherwise formed apart from the horn 133 and connected thereto to form the horn assembly 105.

Embora os membros de agitação 137 (por exemplo, os anéis) ilustrados na Fig. 3 sejam relativamente planos, isto é, relativamente retangulares em corte transversal, é entendido que os anéis podem ter um corte transversal que seja diferente de retangular sem abandono do escopo desta invenção. O termo corte transversal é usado nesta circunstância para referir-se a um corte transversal tirado em uma direção transversal (por exemplo, radialmente na modalidade ilustrada) com relação à superfície externa do corno 135). Adicionalmente, embora os membros de agitação 137 (por exemplo, os anéis) ilustrados na Fig. 3 sejam construídos apenas para ter um componente transversal, é contemplado que um ou mais dos membros agitadores podem ter pelo menos um componente longitudinal (por e- xemplo, axial) para tirar proveito do deslocamento vibracional transversal do corno (por e-xemplo, na e próximo da região nodal do corno ilustrado na Fig. 3) durante a vibração ul-trassônica do conjunto de guia de onda 101.Although the stirring members 137 (e.g. the rings) shown in Fig. 3 are relatively flat, that is, relatively rectangular in cross section, it is understood that the rings may have a cross-section that is different from rectangular without leaving the scope. of this invention. The term cross section is used in this circumstance to refer to a cross section taken in a transverse direction (e.g., radially in the illustrated embodiment) with respect to the outer surface of horn 135). Additionally, while the stirring members 137 (e.g. the rings) shown in Fig. 3 are constructed to have only one transverse component, it is contemplated that one or more of the stirring members may have at least one longitudinal component (e.g. , axial) to take advantage of the transverse vibrational displacement of the horn (for example, in and near the nodal region of the horn illustrated in Fig. 3) during the ultrasonic vibration of the waveguide assembly 101.

Por exemplo, Fig. 5 ilustra uma modalidade alternativa de um conjunto de corno 205 tendo cinco membros agitadores 237 transversalmente estendendo-se para fora da superfície externa 235 do corno 233. Embora cada um dos membros agitadores 237 tenha um componente transversal, por exemplo, na forma de um anel similar àquele da Fig. 3, o membro agitador mais central 237 também tem um componente longitudinal anular 241 preso ao componente transversal. Em particular, o membro agitador mais central 237 está longitudinalmente disposto em geral na região nodal, e mais particularmente no plano nodal do corno 233 na modalidade ilustrada da Fig. 5, onde o deslocamento transversal do corno 233 é em geral maximizado durante energização ultrassônica do mesmo enquanto o deslocamento longitudinal é em geral minimizado. O componente longitudinal 241 é desse modo capaz de movimento dinâmico (por exemplo, flexão/curvatura) em uma direção transversal em resposta ao deslocamento transversal do corno 233 sob energização ultrassônica do corno. É contemplado que o componente longitudinal 241 não necessita estender-se completamente longitudinal, isto é, paralelo à superfície externa do corno 233, contanto que o componente longitudinal tenha algum vetor longitudinal para este. Também, embora na modalidade ilustrada o membro agitador 237 tendo o componente longitudinal 241 seja em geral em forma de T em corte transversal, entende-se que outras configurações de um tal membro agitador são adequadas, tais como um corte transversal em forma de L (com o componente longitudinal que estende-se para cima ou para baixo), um corte transversal em forma de sinal de mais, ou outro corte transversal adequado. É também contemplado que um ou mais orifícios podem ser formados no membro agitador mais central 237, tal como no componente transversal e/ou os componentes longitudinais 241 para permitir o fluido fluir livremente tanto na direção horizontal como vertical através deste membro.For example, Fig. 5 illustrates an alternative embodiment of a horn assembly 205 having five agitator members 237 transversely extending outwardly from the outer surface 235 of horn 233. While each agitator member 237 has a transverse component, for example, In the form of a ring similar to that of Fig. 3, the most central agitator member 237 also has an annular longitudinal member 241 attached to the transverse member. In particular, the most central agitating member 237 is longitudinally disposed generally in the nodal region, and more particularly in the nodal plane of horn 233 in the illustrated embodiment of Fig. 5, where the transverse displacement of horn 233 is generally maximized during ultrasonic energization of the horn. even while longitudinal displacement is generally minimized. The longitudinal component 241 is thus capable of dynamic movement (e.g. flexion / curvature) in a transverse direction in response to transverse displacement of horn 233 under ultrasonic horn energization. It is contemplated that the longitudinal component 241 need not extend completely longitudinally, i.e. parallel to the outer surface of horn 233, provided that the longitudinal component has some longitudinal vector therefor. Also, while in the embodiment illustrated the agitator member 237 having longitudinal member 241 is generally T-shaped in cross section, it is understood that other configurations of such an agitator member are suitable, such as an L-shaped cross-section ( with the upwardly or downwardly extending longitudinal member), a plus-sign cross-section, or other suitable cross-section. It is also contemplated that one or more orifices may be formed in the most central agitator member 237, such as the transverse member and / or the longitudinal members 241 to allow fluid to flow freely both horizontally and vertically through this member.

Como melhor ilustrado na Fig. 3, a extremidade terminal 103 do conjunto de guia de onda 101 (por exemplo, do corno 133 na modalidade ilustrada) é substancialmente de modo longitudinal espaçado da porta de saída 65 na extremidade de saída 27 da câmara 21 para fornecer o que é referido aqui como uma zona de tampão (isto é, a porção do espaço interior 53 do alojamento da câmara 51 longitudinalmente além da extremidade terminal 103 do conjunto de guia de onda 101) para permitir uma mistura mais uniforme dos componentes a jusante à medida que o líquido flui da extremidade terminal 103 do conjunto de guia de onda 101 para a extremidade de saída 27 da câmara. Por exemplo, em uma modalidade adequada, a zona de tampão tem um volume nulo (i.e, o volume daquela porção do espaço aberto 53 dentro do alojamento da câmara 51 dentro da zona de tampão) em que a razão deste volume nulo da zona de tampão para o volume nulo do restante do alojamento da câmara espaço interior a montante da extremidade terminal do conjunto de guia de onda é adequadamente na faixa de cerca de 0,01:1 a cerca de 5,0:1, e mais adequadamente cerca de 1:1 ■ Fornecer a zona de tampão ilustrada é particularmente adequado onde a câmara 21 for usada para misturar os componentes para formar uma solução líquida tal como na solução de sistema de mistura de tinta 23 da Fig. 1. Isto é, o espaçamento longitudinal entre a extremidade terminal 103 do conjunto de guia de onda 101 e a porta de saída 65 da câmara 21 provê espaço suficiente para o fluxo agitado da solução líquida misturada para em geral repousar-se antes da solução líquida sair da câmara por meio da porta de saída. Isto é particularmente útil onde, como na modalidade ilustrada, um dos membros de agitação 137 estiver disposto ou adjacente à extremidade terminal do corno 133. Embora um tal arranjo leve à remistura benéfica do líquido à medida que flui além da extremidade terminal do corno 133, é desejável que este fluxo agitado repouse pelo menos em parte antes de sair da câmara. Porém, entende-se que a extremidade terminal 103 do conjunto de guia de onda 101 dentro do espaço interior 53 da câmara 21 pode ser disposto longitudinalmente mais próximo da porta de saída 65 na extremidade de saída 27 da câmara, ou que a zona de tampão pode ser omitida até mesmo substancialmente por completo, sem abandono do escopo desta invenção. A extremidade oposta, por exemplo, mais proximal do conjunto de corno 105 é a-dequadamente de modo longitudinal espaçado do colar 61 para definir o que é referido aqui como uma zona de aporte de líquido em que a rotação inicial do líquido dentro do espaço interior 53 do alojamento da câmara 51 ocorre a montante do conjunto de corno 105. Esta zona de aporte é particularmente útil onde a câmara de tratamento 21 é usada para misturar dois ou mais componentes por meio do qual a mistura inicial é facilitada pela ação de rotação na zona de aporte à medida que os componentes a ser misturados entram no alojamento da câmara 51. É entendido, entretanto, que a extremidade proximal do conjunto de corno 105 pode estar mais próximo do colar 61 que é ilustrado na Fig. 3, e pode estar substancialmente adjacente ao colar para em geral omitir a zona de aporte, sem abandono do escopo desta invenção.As best illustrated in Fig. 3, the terminal end 103 of the waveguide assembly 101 (e.g. of horn 133 in the illustrated embodiment) is substantially longitudinally spaced from the outlet port 65 at the outlet end 27 of chamber 21 to provide what is referred to herein as a buffer zone (i.e., the interior space portion 53 of the chamber housing 51 longitudinally beyond the terminal end 103 of the waveguide assembly 101) to allow more uniform mixing of the downstream components as liquid flows from the terminal end 103 of the waveguide assembly 101 to the outlet end 27 of the chamber. For example, in a suitable embodiment, the buffer zone has a null volume (ie, the volume of that portion of open space 53 within the chamber housing 51 within the buffer zone) where the ratio of this buffer zone null volume for the void volume of the remainder of the chamber housing the interior space upstream of the terminal end of the waveguide assembly is suitably in the range of about 0.01: 1 to about 5.0: 1, and more suitably about 1 : 1 ■ Providing the illustrated buffer zone is particularly suitable where chamber 21 is used to mix the components to form a liquid solution such as in the ink mixing system solution 23 of Fig. 1. That is, the longitudinal spacing between the terminal end 103 of the waveguide assembly 101 and the outlet port 65 of chamber 21 provides sufficient space for the agitated flow of the mixed liquid solution to generally stand before the liquid solution exits the chamber for several minutes. from the exit door. This is particularly useful where, as in the illustrated embodiment, one of the stirring members 137 is disposed or adjacent to the terminal end of horn 133. While such an arrangement leads to beneficial remixing of the liquid as it flows beyond the terminal end of horn 133, It is desirable for this agitated flow to rest at least in part before leaving the chamber. However, it is understood that the terminal end 103 of the waveguide assembly 101 within the interior space 53 of the chamber 21 may be disposed longitudinally closer to the exit port 65 at the exit end 27 of the chamber, or that the buffer zone may be omitted even substantially completely without departing from the scope of this invention. For example, the proximal opposite end of horn assembly 105 is spaced longitudinally spaced from collar 61 to define what is referred to herein as a liquid delivery zone in which the initial rotation of the liquid within the interior space. 53 of the chamber housing 51 occurs upstream of the horn assembly 105. This input zone is particularly useful where the treatment chamber 21 is used to mix two or more components whereby the initial mixing is facilitated by the rotating action on the housing. port as the components to be mixed enter chamber housing 51. It is understood, however, that the proximal end of horn assembly 105 may be closer to collar 61 as shown in Fig. 3, and may be substantially adjacent to the collar to generally omit the input zone, without departing from the scope of this invention.

Ainda referindo à Fig. 3, um conjunto de defletor, em geral indicado em 145 é disposto dentro do espaço interior 53 da câmara 21, e em particular em geral transversalmente adjacente à superfície interna 67 da parede lateral 57 e em geral transversalmente oposto em relação ao conjunto de corno 105. Em uma modalidade adequada, o conjunto de defletor 145 compreende um ou mais membros defletores 147 dispostos adjacentes à superfície interna 67 da parede lateral do alojamento 57 e estendendo-se pelo menos em parte transversalmente para dentro da superfície interna da parede lateral em direção ao conjunto de como 105. Mais adequadamente, o um ou mais membros defletores 147 estendem-se transversalmente de modo longitudinal para dentro da parede lateral da superfície interna do alojamento 67 para uma posição intersticial com os membros de agitação 137 que se estendem para fora da superfície externa 135 do membro de corno 133. O termo “longitudinalmente intersticial” é aqui usado para significar que uma linha longitudinal paralela ao eixo geométrico longitudinal do corno 133 passa através dos membros de agitação 137 e dos membros defletores 147. Como um exemplo, na modalidade ilustrada, o conjunto de defletor 145 compreende cinco membros defletores em geral anulares 147 (isto é, estendendo-se continuamente ao redor do corno 133) longitudinalmente intersticial com os seis anéis 137 do conjunto de corno 105.Still referring to Fig. 3, a deflector assembly generally indicated at 145 is disposed within the inner space 53 of the chamber 21, and in particular generally transversely adjacent to the inner surface 67 of the sidewall 57 and generally transversely opposed to it. to a horn assembly 105. In a suitable embodiment, the deflector assembly 145 comprises one or more deflector members 147 disposed adjacent the inner surface 67 of the side wall of the housing 57 and extending at least in part transversely into the inner surface of the deflector. More preferably, the one or more deflecting members 147 extend transversely longitudinally into the side wall of the inner surface of the housing 67 to an interstitial position with the stirring members 137 extending. extend outwardly from the outer surface 135 of the horn member 133. The term "longitudinally interstitial" is the which is used to mean that a longitudinal line parallel to the longitudinal geometric axis of horn 133 passes through the agitation members 137 and the deflecting members 147. As an example, in the illustrated embodiment, the deflector assembly 145 comprises five generally annular deflecting members 147 (i.e., extending continuously around horn 133) longitudinally interstitial with the six rings 137 of horn assembly 105.

Como um exemplo mais particular, os cinco membros defletores anulares 147 ilustrados na Fig. 3 são da mesma espessura que os anéis do conjunto de corno 137 (isto é, 3,2 mm (0,125 polegada)) e é longitudinalmente espaçados um do outro (por exemplo, entre faces contrárias dos membros defletores sucessivos) igual ao espaçamento longitudinal entre os anéis (isto é, 22,2 mm (0,875 polegada)). Cada um dos membros defletores anulares 147 tem um comprimento transversal (por exemplo, para dentro da superfície interna 67 da parede lateral do alojamento 57) de cerca de 12,7 mm (0,5 polegada) de forma que as bordas mais internas dos membros defletores estendem-se transversalmente para dentro além das bordas mais externas dos membros de agitação 137 (por exemplo, os anéis). Porém, é entendido que os membros defletores 147 não necessitam estender-se transversalmente para dentro além das bordas mais externas dos membros de agitação 137 do conjunto de corno 105 para permanecerem dentro do escopo desta invenção.As a more particular example, the five annular deflecting members 147 shown in Fig. 3 are of the same thickness as the rings of horn assembly 137 (i.e. 3.2 mm (0.125 inch)) and are longitudinally spaced apart ( for example, between opposite faces of successive deflecting members) equal to the longitudinal spacing between the rings (ie 22.2 mm (0.875 inch)). Each of the annular deflecting members 147 has a transverse length (e.g., into the inner surface 67 of the housing side wall 57) of about 12.7 mm (0.5 inch) so that the innermost edges of the members baffles extend transversely inwardly beyond the outermost edges of the agitation members 137 (e.g., the rings). However, it is understood that the deflecting members 147 need not extend transversely inwardly beyond the outermost edges of the agitation members 137 of the horn assembly 105 to remain within the scope of this invention.

Será apreciado que os membros defletores 147 desse modo estendem-se para dentro da trajetória de fluxo do líquido que flui para dentro do espaço interior 53 da câmara 21 além do conjunto de corno 105 (por exemplo, dentro da zona de tratamento ultrassônico). Como tal, os membros defletores 147 inibem o líquido de fluir ao longo da superfície interna 67 da parede lateral da câmara 57 além do conjunto de corno 105, e mais adequadamente os membros defletores facilitam o fluxo do líquido transversalmente para dentro em direção ao conjunto de corno para fluir nos membros agitadores do conjunto de corno para assim facilitar a energização ultrassônica (isto é, agitação) do líquido.It will be appreciated that the deflecting members 147 thus extend into the flow path of the liquid flowing into the interior space 53 of the chamber 21 beyond the horn assembly 105 (e.g., within the ultrasonic treatment zone). As such, the deflecting members 147 inhibit the liquid from flowing along the inner surface 67 of the sidewall of the chamber 57 beyond the horn assembly 105, and more appropriately the deflecting members facilitate the flow of the fluid transversely inward toward the assembly. horn to flow into the agitator members of the horn assembly to thereby facilitate ultrasonic energization (i.e. agitation) of the liquid.

Para inibir borbulhagem contra estagnação ou do contrário acúmulo ao longo da superfície interna 67 da parede lateral 57 e ao longo da face no lado inferior de cada membro defletor 147, por exemplo, como resultado da agitação do líquido, uma série de entalhes 149 (aberturas amplas) é formado na borda externa de cada um dos membros defletores para facilitar o fluxo de gás (por exemplo, bolhas de gás) entre as bordas externas dos membros defletores e a superfície interna da parede lateral da câmara. Por exemplo, na modalidade quatro ilustrada, tais entalhes são formados na borda externa de cada um dos membros defletores 147 em relação igualmente espaçada entre si. É entendido que abertu- ras podem ser formadas nos membros defletores 147 diferente das bordas externas onde os membros defletores tocam o alojamento, e permanecem dentro do escopo desta invenção. É também entendido, que estes entalhes 149 podem ser do contrário omitidos. É também contemplado que os membros defletores 147 não necessitam ser anulares ou do contrário estenderem-se continuamente ao redor do corno 133. Por exemplo, os membros defletores 147 podem estenderem-se descontinuamente ao redor do corno 133, tais como na forma de raios, bombas, segmentos ou outras formações estruturais distintas que se estendem transversalmente para dentro da superfície interna adjacente 67 da parede lateral do alojamento 57. O termo “continuamente” em referência aos membros defletores 147 que se estendem continuamente ao redor do corno não excluem uns membros defletores como sendo dois ou mais segmentos arqueados dispostos em relação de toque de ex-tremidade-à-extremidade, isto é, contanto que nenhum intervalo significativo seja formado entre tais segmentos.To inhibit bubbling against stagnation or otherwise accumulation along the inner surface 67 of the sidewall 57 and along the underside of each deflecting member 147, for example, as a result of agitation of the liquid, a series of notches 149 (openings large) is formed at the outer edge of each of the baffle members to facilitate gas flow (e.g., gas bubbles) between the outer edges of the baffle members and the inner surface of the sidewall of the chamber. For example, in embodiment four illustrated, such notches are formed at the outer edge of each of the deflecting members 147 in relation to equally spaced apart. It is understood that openings may be formed in the deflecting members 147 other than the outer edges where the deflecting members touch the housing, and remain within the scope of this invention. It is also understood that these notches 149 may otherwise be omitted. It is also contemplated that deflecting members 147 need not be annular or otherwise continually extending around horn 133. For example, deflecting members 147 may discontinuously extend around horn 133, such as in the form of rays, pumps, segments or other distinct structural formations extending transversely into the adjacent inner surface 67 of the housing sidewall 57. The term "continuously" in reference to the deflecting members 147 extending continuously around the horn does not exclude deflecting members as two or more arcuate segments arranged in end-to-end touch relationship, that is, as long as no significant gap is formed between such segments.

Por exemplo, como melhor ilustrado na Fig. 4, os membros defletores 147 são formados adequadamente separados do tubo 55 e são montados nos conjuntos de barra de suporte 151 (quatro tais conjuntos de barra são usados na modalidade ilustrada). Os conjuntos de barra de suporte 151 são dimensionados em comprimento para estenderem-se da extremidade de saída 27 da câmara (e mais adequadamente do fechamento 63) abaixo a-través de cada um dos membros defletores. Os conjuntos de barra de suporte 151 são presos (tais como sendo de modo rosqueável preso) ao fechamento 63 para em geral fixar o conjunto de defletor 145 no lugar dentro do espaço interior 53 da câmara 21.For example, as best illustrated in Fig. 4, the baffle members 147 are formed suitably separate from tube 55 and are mounted on the support bar assemblies 151 (four such bar assemblies are used in the illustrated embodiment). The carrier bar assemblies 151 are sized in length to extend from the outlet end 27 of the chamber (and more suitably the closure 63) below through each of the deflecting members. Support bar assemblies 151 are secured (such as being threadably secured) to closure 63 to generally secure the deflector assembly 145 in place within the interior space 53 of chamber 21.

Mais particularmente, cada um dos membros defletores anulares 147 da modalidade ilustrada é de construção de duas peças (cada pedaço sendo semianular) para facilidade de ajuntar o conjunto de defletor ao redor do conjunto de corno 105. Por exemplo, um conjunto dos pedaços do membro defletor 147 é montado em um par dos conjuntos de barra de suporte 151 e um conjunto dos pedaços do membro defletor correspondente é montado no outro par dos conjuntos de barra de suporte de forma que quando todos os conjuntos de barra de suporte estão no lugar dentro do espaço interior 53 da câmara 21 a forma anular de cada membro defletor é formada.More particularly, each of the annular deflecting members 147 of the illustrated embodiment is of two-piece construction (each piece being semi-annular) for ease of assembling the deflector assembly around the horn assembly 105. For example, an assembly of the member pieces deflector 147 is mounted on one pair of the support bar assemblies 151 and a set of the corresponding deflector member pieces is mounted on the other pair of the support bar assemblies so that when all the support bar assemblies are in place within the interior space 53 of chamber 21 the annular shape of each deflecting member is formed.

Na modalidade ilustrada, cada conjunto de barra de suporte 151 compreende uma pluralidade de segmentos de barra distintos, por exemplo, com um segmento de barra es-tendendo-se entre e de modo rosqueável conectado aos pedaços do membro defletor 147. É contemplado, entretanto, que cada conjunto de barra 151 pode compreender uma barra simples e os membros defletores 147 formados integralmente ou formados separados e conectados a uma tal barra simples. É também entendido que os membros defletores 147 podem ser de construção de pedaço simples, ou construído de mais de dois pedaços, sem abandono do escopo desta invenção. É também contemplado que os membros defletores 147 podem ser suportados adequadamente no espaço interior 53 da câmara 21 diferente de pelos conjuntos de barra de suporte 151 da modalidade ilustrada e permanecem dentro do escopo desta invenção. Em outras modalidades adequadas, por exemplo, os membros de-fletores 147 podem ser formados do contrário integralmente com o tubo 55 do alojamento da câmara 51, ou formados separados do tubo e presos à superfície interna 67 da parede lateral do alojamento 57.In the illustrated embodiment, each support bar assembly 151 comprises a plurality of distinct bar segments, for example, with a bar segment extending between and threadably connected to the pieces of the deflecting member 147. However, it is contemplated that each bar assembly 151 may comprise a single bar and the integrally formed or separate formed deflecting members 147 connected to such a single bar. It is also understood that the deflecting members 147 may be of single piece construction, or constructed of more than two pieces, without departing from the scope of this invention. It is also contemplated that the deflecting members 147 may be adequately supported in the interior space 53 of the chamber 21 other than the support bar assemblies 151 of the illustrated embodiment and remain within the scope of this invention. In other suitable embodiments, for example, the baffle members 147 may be otherwise formed integrally with the tube 55 of the chamber housing 51, or formed separate from the tube and attached to the inner surface 67 of the side wall of the housing 57.

Também, embora os membros defletores 147 ilustrados nas Figs. 3 e 4 sejam cada em geral planos, por exemplo, tendo um corte transversal em geral retangular fino, é contemplado que um ou mais dos membros defletores podem cada ser diferentes do corte transversal em geral plano ou retangular para também facilitar o fluxo das bolhas de gás ao longo do espaço interior 53 da câmara 21. O termo corte transversal é usado nesta circunstância para referir-se a um corte transversal tirado em uma direção transversal (por exemplo, radialmente na modalidade ilustrada) com relação à superfície externa do corno 135.Also, although the deflecting members 147 illustrated in Figs. 3 and 4 are each generally flat, for example having a generally thin rectangular cross-section, it is contemplated that one or more of the deflecting members may each be different from the generally flat or rectangular cross-section to also facilitate the flow of bubbles. gas along the interior space 53 of chamber 21. The term cross section is used in this circumstance to refer to a cross section taken in a transverse direction (e.g., radially in the illustrated embodiment) with respect to the outer surface of horn 135.

Por exemplo, Fig. 6 ilustra uma modalidade alternativa de um conjunto de defletor 345 compreendido de uma pluralidade de membros defletores distintos, anulares 347 em relação longitudinalmente espaçada uns dos outros. Cada um dos membros defletores 347 tem faces opostas 353, 355 e tem uma espessura não-uniforme, e em particular a espessura diminui à medida que o membro defletor estende-se para dentro longe da parede lateral da câmara 57. Na modalidade ilustrada, os membros defletores 347 são em geral triangulares em corte transversal. Mais adequadamente, cada membro defletor 347 é construído de forma que a face inferior 353 do membro defletor estende-se diferentemente na direção transversal e em particular a face inferior é angulada com relação à parede lateral da câmara 57 para estender em parte longitudinalmente para a extremidade de saída da câmara 21. É também contemplado que ambos as faces inferior e superior 353, 355 podem ser anguladas com relação à parede lateral da câmara 57 e estender-se em parte longitudinalmente para a extremidade de saída da câmara 21 sem abandono do escopo desta invenção.For example, Fig. 6 illustrates an alternative embodiment of a deflector assembly 345 comprised of a plurality of distinct annular deflecting members 347 in longitudinally spaced relation to each other. Each of the deflecting members 347 has opposite faces 353, 355 and has a non-uniform thickness, and in particular the thickness decreases as the deflecting member extends inwardly away from the sidewall of the chamber 57. In the illustrated embodiment, the Deflecting members 347 are generally triangular in cross section. More suitably, each baffle member 347 is constructed such that the lower face 353 of the baffle member extends differently in the transverse direction and in particular the lower face is angled with respect to the sidewall of the chamber 57 to extend in part longitudinally to the end. It is also contemplated that both lower and upper faces 353,355 may be angled with respect to the side wall of chamber 57 and extend in part longitudinally to the exit end of chamber 21 without departing from the scope thereof. invention.

Figuras 7-9 ilustram outra modalidade alternativa de um conjunto de defletor 545 útil facilitando o fluxo das bolhas de gás ao longo do espaço interior da câmara. Nesta modalidade, há uma pluralidade de segmentos defletores distintos 546, cada tendo uma parede externa longitudinal 548 para tocar contra a parede lateral da câmara, e um par de membros defletores 547 na forma de segmentos arqueados que são presos à parede externa para estenderem-se circunferencialmente em parte ao redor do corno (não mostrado mas similar ao corno 133 da modalidade da Fig. 3). Como melhor visto na Fig. 9, a posição longitudinal de cada um dos membros defletores arqueados 547 gradualmente varia à medida que o segmento estende-se em uma direção circunferencial. Os segmentos defletores 546 são cada montados nos conjuntos de barra de suporte adequados 551 como previamente descritos.Figures 7-9 illustrate another alternative embodiment of a useful deflector assembly 545 facilitating the flow of gas bubbles throughout the interior space of the chamber. In this embodiment, there are a plurality of distinct deflecting segments 546, each having a longitudinal outer wall 548 for touching against the sidewall of the chamber, and a pair of deflecting members 547 in the form of arcuate segments that are attached to the outer wall to extend circumferentially in part around the horn (not shown but similar to horn 133 of the embodiment of Fig. 3). As best seen in Fig. 9, the longitudinal position of each of the arcuate deflecting members 547 gradually varies as the segment extends in a circumferential direction. The baffle segments 546 are each mounted on suitable support bar assemblies 551 as previously described.

Em operação, de acordo com uma modalidade da solução de sistema de mistura de tinta 23 ilustrada na Fig. 1, o(s) um ou mais tinta componentes 32 (com pelo menos um dos componentes sendo um líquido) a ser misturados são liberados (por exemplo, pelas bombas 31 na modalidade ilustrada) por meio dos conduítes 33 para as portas de entrada 69a, 69b formadas no colar 61 do alojamento da câmara de tratamento 51. Assim que estes componentes entram no espaço interior 53 da câmara 21 por meio das portas de entrada 69a, 69b, a orientação das portas de entrada induz uma ação relativamente giratória para iniciar a mistura destes componentes a montante do conjunto de corno 105, tal como na zona de aporte de fluido do espaço interior da câmara.In operation, according to one embodiment of the ink mixing system solution 23 illustrated in Fig. 1, the one or more ink components 32 (with at least one of the components being a liquid) to be mixed are released ( for example, by pumps 31 in the illustrated embodiment) via conduits 33 to inlet ports 69a, 69b formed in the collar 61 of the treatment chamber housing 51. As these components enter the interior space 53 of chamber 21 via the Inlet ports 69a, 69b, the orientation of the inlet ports induces a relatively pivotal action to initiate mixing of these components upstream of the horn assembly 105, such as in the fluid delivery zone of the chamber interior space.

De acordo com uma modalidade de um processo para tratar líquido tais como a solução de tinta, enquanto a solução líquida continua fluindo para cima dentro da câmara 21, o conjunto de guia de onda 101, e mais particularmente o conjunto de corno 105, é dirigido pelo sistema de acionamento 131 para vibrar a uma frequência ultrassônica predeterminada. Em resposta à excitação ultrassônica do corno 133, os membros de agitação 137 que se estendem dinamicamente para fora da superfície externa 135 do corno 133 flexionam-se/curvam-se com relação ao corno, ou deslocam-se transversalmente (dependendo da posição longitudinal do membro agitador com relação à região nodal do corno). Quando usar um conjunto de corno 205 tal como aquele ilustrado na Fig. 5 com um dos membros agitadores 237 dispostos na região nodal do corno e tendo um componente longitudinal 241 transversalmente espaçado do corno, o componente longitudinal do membro agitador dinamicamente flexiona-se/curva-se transversalmente com relação ao corno.According to one embodiment of a process for treating liquid such as the ink solution, while the liquid solution continues to flow upwardly into the chamber 21, the waveguide assembly 101, and more particularly the horn assembly 105, is directed. by the drive system 131 to vibrate at a predetermined ultrasonic frequency. In response to the ultrasonic horn excitation 133, the stirring members 137 dynamically extending outwardly from the outer surface 135 of the horn 133 flex / bend relative to the horn, or move transversely (depending on the longitudinal position of the horn). agitating member with respect to the nodal region of the horn). When using a horn assembly 205 such as that shown in Fig. 5 with one of the agitator members 237 disposed in the nodal region of the horn and having a transversely spaced longitudinal component 241 of the horn, the longitudinal component of the agitator member dynamically flexes / bends crosswise with respect to the horn.

Solução líquida continuamente flui longitudinalmente ao longo da trajetória de fluxo entre o conjunto de corno 105 e a superfície interna 67 da parede lateral do alojamento 57 de forma que a vibração ultrassônica dos membros de agitação 137 induz mistura junto dos vários componentes sendo misturados. Em modalidades particularmente adequadas, o movimento dinâmico dos membros agitadores causa cavitação no líquido para também facilitar a agitação, e em particular mistura no sistema 23 da Fig. 1, da solução líquida. Os membros defletores 147 rompem o fluxo longitudinal do líquido ao longo da superfície interna 67 da parede lateral do alojamento 57 e repetidamente direcionam o de fluxo transversalmente para dentro para fluir nos membros agitadores vibratórios 137. À medida que a solução líquida misturada flui longitudinalmente a jusante além da extremidade terminal 103 do conjunto de guia de onda 101 para a zona de tampão, uma remistura inicial da solução líquida também ocorre como resultado do movimento dinâmico do membro de agitação 137 na ou adjacente à extremidade terminal do corno 133. Também o fluxo a jusante da solução líquida, por exemplo, dentro da zona de tampão, resulta na solução agitada que fornece uma mistura mais uniforme dos componentes antes de sair da câmara de tratamento 21 por meio da porta de saída 65 para pós-processamento subse- quente pelo sistema de pós-processamento 35.Liquid solution continuously flows longitudinally along the flow path between horn assembly 105 and inner surface 67 of housing sidewall 57 so that ultrasonic vibration of stirring members 137 induces mixing together of the various components being mixed. In particularly suitable embodiments, the dynamic movement of the stirring members causes cavitation in the liquid to also facilitate agitation, and in particular mixing in the system 23 of Fig. 1, of the liquid solution. The deflecting members 147 disrupt the longitudinal flow of the liquid along the inner surface 67 of the housing sidewall 57 and repeatedly direct the flow transversely inwardly to flow into the vibratory stirring members 137. As the mixed liquid solution flows longitudinally downstream In addition to the terminal end 103 of the waveguide assembly 101 for the buffer zone, an initial remixing of the liquid solution also occurs as a result of the dynamic movement of the stirring member 137 at or adjacent to the terminal end of the horn 133. Also the flow to Downstream of the liquid solution, for example within the buffer zone, results in the stirred solution providing a more even mixture of components before leaving the treatment chamber 21 via the outlet port 65 for subsequent post-processing by the system. post processing 35.

Figura 10 ilustra uma modalidade de um sistema, indicada em geral em 220, para de modo ultrassônico tratar uma substância. O termo substância é aqui usado para referir-se a uma substância líquida, sólida, semissólida ou gelatinosa. O sistema da Fig. 10 compreende um dispositivo de tratamento ultrassônico, indicado em geral em 221, suportado por estrutura de suporte adequada, indicada em geral em 222, para uso particular em um processo do tipo batelada em que uma substância sólida, semissólida ou gelatinosa é contida dentro de um recipiente C e de modo ultrassônico tratada (por exemplo, em um processo de tratamento do tipo batelada) pelo dispositivo de tratamento ultrassônico render a substância mais pronta para fluir. Porém, é entendido que o dispositivo de tratamento ultrassônico desta modalidade pode ser usado por misturar líquidos ou quaisquer dos outros usos expostos acima com relação às modalidades anteriores.Figure 10 illustrates one embodiment of a system, generally indicated at 220, for ultrasonically treating a substance. The term substance is used herein to refer to a liquid, solid, semi-solid or gelatinous substance. The system of Fig. 10 comprises an ultrasonic treatment device, generally indicated at 221, supported by a suitable support structure, generally indicated at 222, for particular use in a batch type process wherein a solid, semi-solid or gelatinous substance it is contained within a container C and ultrasonically treated (for example, in a batch type treatment process) by the ultrasonic treatment device yielding the most ready-to-flow substance. However, it is understood that the ultrasonic treatment device of this embodiment may be used for mixing liquids or any of the other uses set forth above with respect to the above embodiments.

Adicionalmente, embora o dispositivo de tratamento ultrassônico 221 seja ilustrado na Fig. 10 como sendo usado com um recipiente C em geral aberto para tratar uma substância dentro do mesmo em um processo do tipo batelada, é entendido que este dispositivo pode ser usado com o processo de fluxo mais fechado, contínuo e câmara de tratamento das modalidades anteriores sem abandono do escopo desta invenção. A estrutura de suporte ilustrada 222 em geral compreende uma base 230, uma coluna 232 que se estende para cima da base, e um braço de suporte 224 que se estende da coluna em geral na extremidade superior da mesma e tendo uma porção de montagem 226 em uma extremidade distai do braço para montar o dispositivo de tratamento ultrassônico 221 na estrutura de suporte. A estrutura de suporte 222 também compreende um alojamento 228 para cobrir uma extensão superior do dispositivo de tratamento ultrassônico 221 quando o dispositivo for montado na estrutura de suporte. A base 230 da estrutura suporte ilustrada 222 em geral define uma plataforma na qual o recipiente C está localizado para tratamento da substância dentro do recipiente. Como um exemplo, na modalidade ilustrada o recipiente C é um tambor, ou cilindro, e mais particularmente um tambor de 55 galões. Porém, é entendido que o recipiente C pode ser de tamanho menor ou maior que um tambor de 55 galões, e pode ser diferente que em forma de tambor ou cilindro sem abandono do escopo desta invenção. É também contemplado que a base 230 não necessita definir uma plataforma na qual o recipiente C está localizado, de modo que o recipiente simplesmente repousa-se no chão ou outra superfície na qual a estrutura de suporte estava, ou localizado em uma plataforma (não mostrada) ou outra estrutura (não mostrada) que seja separada da estrutura de suporte 222.Additionally, although the ultrasonic treatment device 221 is illustrated in Fig. 10 as being used with a generally open container C to treat a substance within it in a batch type process, it is understood that this device may be used with the process. closed flow, continuous and treatment chamber of the above embodiments without departing from the scope of this invention. The illustrated support structure 222 generally comprises a base 230, a column 232 extending above the base, and a support arm 224 extending from the general column at the upper end thereof and having a mounting portion 226 in a distal end of the arm for mounting the ultrasonic treatment device 221 on the support structure. The support frame 222 also comprises a housing 228 to cover an upper extension of the ultrasonic treatment device 221 when the device is mounted to the support structure. The base 230 of the illustrated support structure 222 generally defines a platform on which the container C is located for treating the substance within the container. As an example, in the illustrated embodiment container C is a drum or cylinder, and more particularly a 55 gallon drum. However, it is understood that container C may be smaller or larger than a 55 gallon drum, and may be different than in drum or cylinder form without abandoning the scope of this invention. It is also contemplated that base 230 need not define a platform on which container C is located, so that the container simply rests on the floor or other surface on which the support structure was, or located on a platform (not shown). ) or other structure (not shown) that is separate from the support structure 222.

Em uma modalidade particularmente adequada, o braço 224 é dobrado ou do contrário articulado para a coluna 232, de forma que o braço e assim o dispositivo de tratamento ultrassônico 221 pode ser pivotado ou do contrário movido com relação à coluna, base 230 e recipiente C para posicionar o dispositivo em uma localização transversal desejada, profundidade (isto é, diminuída e elevada) e ângulo dentro do recipiente. Em outra modalidade adequada, a coluna 230 pode ser ajustável em comprimento (isto é, altura na modalidade ilustrada) de forma que a estrutura de suporte 222 pode acomodar recipientes C de várias alturas. É entendido que a estrutura de suporte 222 pode ter configurações e modos de operação diferentes que os ilustrados na Fig. 10 e descritos acima sem abandono do escopo desta invenção. O dispositivo de tratamento ultrassônico 221 compreende um conjunto de guia de onda ultrassônico, indicado em geral em 301, operável a uma frequência ultrassônica predeterminada para de modo ultrassônico energizar a substância dentro do recipiente C. O conjunto de guia de onda ultrassônico ilustrado 301 adequadamente compreende um corno ultrassônico alongado 305 tendo uma superfície externa 333 e uma extremidade terminal 303, e tendo também um eixo geométrico longitudinal que, na modalidade da Fig. 10, define um eixo geométrico longitudinal do conjunto de guia de onda inteiro. O corno alongado ilustrado 305 é dimensionado para ter um comprimento igual a cerca de seis meio-comprimentos de onda do corno. Porém, é entendido que o comprimento do corno pode ser maior ou menor que cerca de seis meios-comprimentos de onda sem abandono do escopo desta invenção. O corno 305 desse modo tem regiões nodais múltiplas localizadas em geral longitudinalmente ao longo do corno. Como aqui usado, uma “região nodal” do corno 305 refere-se a uma região longitudinal ou segmento do corno ao longo do qual pequeno deslocamento longitudinal (ou nenhum) ocorre durante a vibração ultrassônica do corno e deslocamento transversal (por exemplo, radial na modalidade ilustrada) do corno é em geral maximizado. Deslocamento transversal do como 305 adequadamente compreende expansão transversal do corno mas pode também incluir movimento transversal (por exemplo, curvatura) do corno. Na modalidade ilustrada, a configuração do corno ultrassônico 305 é de modo que as regiões nodais são particularmente definidas através de planos nodais (isto é, um plano transversal ao corno ao qual nenhum deslocamento longitudinal ocorre enquanto o deslocamento transversal é em geral maximizado) está presente. Este plano é também às vezes referido como um ponto nodal. Para o corno ultrassônico 305 ilustrado, a extremidade terminal 303 do corno 305 define uma região antinodal, e mais particularmente um plano antino-dal ou ponto do corno no qual deslocamento longitudinal do corno é em geral maximizado durante a vibração ultrassônica do corno enquanto o deslocamento transversal é em geral minimizado. Porém, é entendido que o corno 305 pode ser configurado de forma que uma região ou plano nodal esteja disposto na extremidade terminal 303 do como 305 sem abandono do escopo desta invenção. O conjunto de guia de onda ilustrado 301 também compreende um intensificador 313 coaxialmente alinhado e conectado ao corno ultrassônico 305 em uma extremidade su- perior do corno. Um sistema de acionamento ultrassônico adequada 331 para de modo ul-trassônico acionar o conjunto de guia de onda 301 compreende pelo menos um excitador (não mostrado) e uma fonte de alimentação (não mostrada) operativamente conectados ao intensificador 313 (e mais amplamente ao conjunto de guia de onda 301) para energizar o conjunto de guia de onda para vibrar mecanicamente o corno 305 a uma frequência ultras-sônica. Exemplos de sistemas de acionamento ultrassônico adequados 331 incluem um sistema Modelo 20A3000 disponível de Dukane Ultrasonics de St. Charles, Illinois, e um sistema Modelo 2000CS disponível de Herrmann Ultrasonics de Schaumberg, Illinois. O intensificador 313 pode ser operativamente conectado ao excitador empregando qualquer técnica ou dispositivo convencional. Por exemplo, potência elétrica pode ser direcionada com condutores elétricos adequados a um conjunto de anel coletor convencional 314, e o conjunto de anel coletor pode ser empregado operativamente para direcionar a potência elétrica ao excitador. O excitador pode usar a potência elétrica para gerar a energia ultrassônica desejada, e direcionar a energia ultrassônica ao corno 305. O dispositivo de tratamento ultrassônico 221 é adequadamente montado na extremidade distai do braço de suporte para permitir rotação do corno ultrassônico 305 ao redor de seu eixo geométrico longitudinal, e mais particularmente, na modalidade ilustrada, para permitir rotação do conjunto de guia de onda inteiro 301 ao redor do eixo geométrico longitudinal do como. Como um exemplo, na modalidade da Fig. 10 o conjunto de guia de onda 301 é montado no braço de suporte 224 pelo menos em parte por um mancai 354 adequado de forma que o conjunto de guia de onda inteiro é girável com relação à estrutura de suporte 222 e o recipiente C ao redor do eixo geométrico longitudinal do corno ultrassônico.In a particularly suitable embodiment, the arm 224 is bent or otherwise pivoted to the column 232, so that the arm and thus the ultrasonic treatment device 221 may be pivoted or otherwise moved relative to the column, base 230 and container C to position the device at a desired transverse location, depth (i.e. diminished and elevated) and angle within the container. In another suitable embodiment, the column 230 may be adjustable in length (i.e., height in the illustrated embodiment) such that support structure 222 may accommodate containers C of various heights. It is understood that the support structure 222 may have different configurations and modes of operation than those illustrated in Fig. 10 and described above without departing from the scope of this invention. The ultrasonic treatment device 221 comprises an ultrasonic waveguide assembly, generally indicated at 301, operable at a predetermined ultrasonic frequency to energize the substance within container C. The illustrated ultrasonic waveguide assembly 301 suitably comprises an elongated ultrasonic horn 305 having an outer surface 333 and an end end 303, and also having a longitudinal geometry axis which, in the embodiment of Fig. 10, defines a longitudinal geometry axis of the entire waveguide assembly. The illustrated elongate horn 305 is sized to have a length of about six half-wavelengths of the horn. However, it is understood that the horn length may be greater or less than about six half-wavelengths without abandoning the scope of this invention. Horn 305 thus has multiple nodal regions generally located longitudinally along the horn. As used herein, a "nodal region" of horn 305 refers to a longitudinal region or segment of the horn along which small (or none) longitudinal displacement occurs during ultrasonic horn vibration and transverse displacement (for example, radial in the horn). illustrated mode) of the horn is generally maximized. The transverse displacement of the 305 suitably comprises transverse horn expansion but may also include transverse movement (e.g. curvature) of the horn. In the illustrated embodiment, the configuration of the ultrasonic horn 305 is such that the nodal regions are particularly defined by nodal planes (i.e., a plane transverse to the horn where no longitudinal displacement occurs while transverse displacement is generally maximized) is present. . This plane is also sometimes referred to as a nodal point. For the illustrated ultrasonic horn 305, the terminal end 303 of horn 305 defines an antinodal region, and more particularly an antidonal plane or point of the horn at which longitudinal horn displacement is generally maximized during ultrasonic horn vibration while dislocation. cross-sectional is generally minimized. However, it is understood that horn 305 may be configured such that a nodal region or plane is disposed at terminal end 303 of 305 without departing from the scope of this invention. The illustrated waveguide assembly 301 also comprises a coaxially aligned intensifier 313 connected to the ultrasonic horn 305 at an upper end of the horn. A suitable ultrasonic drive system 331 for ultrasonically driving the waveguide assembly 301 comprises at least one exciter (not shown) and a power supply (not shown) operatively connected to the intensifier 313 (and more broadly to the array). 301) to energize the waveguide assembly to mechanically vibrate horn 305 at an ultrasonic frequency. Examples of suitable ultrasonic drive systems 331 include a Model 20A3000 system available from Dukane Ultrasonics of St. Charles, Illinois, and a Model 2000CS system available from Herrmann Ultrasonics of Schaumberg, Illinois. Enhancer 313 may be operatively connected to the exciter employing any conventional technique or device. For example, electrical power may be directed with electrical conductors suitable for a conventional slip ring assembly 314, and the slip ring assembly may be operatively employed to direct electrical power to the exciter. The exciter may use electrical power to generate the desired ultrasonic energy, and direct the ultrasonic energy to horn 305. The ultrasonic treatment device 221 is properly mounted on the distal end of the support arm to allow rotation of the ultrasonic horn 305 around its longitudinal geometry axis, and more particularly, in the embodiment illustrated, to allow rotation of the entire waveguide assembly 301 about the longitudinal geometry axis of the as. As an example, in the embodiment of Fig. 10 the waveguide assembly 301 is mounted on the support arm 224 at least in part by a suitable bearing 354 such that the entire waveguide assembly is pivotable with respect to the support structure. support 222 and container C around the longitudinal geometric axis of the ultrasonic horn.

Um sistema de acionamento adequado, em geral indicado em 342, é também montado na estrutura de suporte 222 (por exemplo, na modalidade ilustrada é montado no braço de suporte 224) está acionando a conexão com o conjunto de guia de onda 221 para acionar a rotação do conjunto de guia de onda, e consequentemente o corno ultrassônico 305. O sistema de acionamento ilustrado 342 compreende um motor de acionamento 344, uma primeira polia 346 rotatoriamente acionada pelo motor, uma segunda polia 352 conectada ao conjunto de guia de onda 221 e uma correia de acionamento 350 operativamente conectando a segunda polia à primeira polia. Consequentemente, a operação do motor 344 para girar a primeira polia aciona rotação do conjunto de guia de onda 221 por meio da correia 352 e segunda polia 352. É entendido que sistemas de acionamento alternativos podem ser usados para girar o corno ultrassônico sem abandono do escopo desta invenção. Em uma modalidade particularmente adequada, o sistema de acionamento 342 é controlável para variar a velocidade rotacional do conjunto de guia de onda 301. Isto é, a velocidade rotacio-nal do corno ultrassônico 305 pode ser seletivamente acelerada ou reduzida.A suitable drive system, generally indicated at 342, is also mounted to the support frame 222 (for example, in the illustrated embodiment is mounted to the support arm 224) is triggering the connection to the waveguide assembly 221 to drive the rotation of the waveguide assembly, and hence the ultrasonic horn 305. The illustrated drive system 342 comprises a drive motor 344, a first motor-driven pulley 346, a second pulley 352 connected to the waveguide assembly 221 and a drive belt 350 operably connecting the second pulley to the first pulley. Consequently, operation of motor 344 to rotate the first pulley drives rotation of the waveguide assembly 221 by means of belt 352 and second pulley 352. It is understood that alternative drive systems may be used to rotate the ultrasonic horn without scope abandonment. of this invention. In a particularly suitable embodiment, the drive system 342 is controllable to vary the rotational speed of the waveguide assembly 301. That is, the rotational speed of the ultrasonic horn 305 may be selectively accelerated or reduced.

Com referência ainda à Fig. 10, o conjunto de guia de onda ultrassônico 301 tam- bém compreende pelo menos um membro agitador, em geral indicado em 337, suportado e mais adequadamente montado no corno 305 para rotação conjunta com o corno ao redor de seu eixo geométrico longitudinal e estendendo-se pelo menos em parte transversalmente para fora da superfície externa do corno. Na modalidade ilustrada, o membro agitador 337 adequadamente compreende uma hélice tendo um centro 340 e uma pluralidade de lâminas 338 (duas lâminas sendo mostradas na hélice da Fig. 10) estendendo-se para fora do centro. Cada uma das lâminas 338 são adequadamente trançadas ou chanfradas ao longo de uma porção de seu comprimento para facilitar o movimento da substância pelas lâminas sob rotação das lâminas dentro da substância. É entendido que a hélice pode ter qualquer número de lâminas e que as lâminas podem ter uma configuração diferente que a ilustrada na Fig. 10 sem abandono do escopo desta invenção. O membro agitador 337 da modalidade ilustrada é adequadamente montado no corno 305 em uma região ou plano nodal do corno para minimizar a exposição do membro agitador para vibração longitudinal do corno. Mais adequadamente, o membro agitador 337 é montado no corno 305 pelo menos em parte por um membro isolante 360 adequado que isola o membro agitador 337 do deslocamento transversal do corno durante a vibração ul-trassônica do mesmo. Desta maneira, exposição do membro agitador 337 ao deslocamento tanto longitudinal como transversal do corno 305 durante a vibração ultrassônica é reduzida. Como um exemplo, o membro isolante 360 da modalidade ilustrada compreende uma luva resiliente adequada que circunda o corno ultrassônico em geral na região nodal na qual o membro agitador 337 está localizado. O centro 340 do membro agitador encaixa-se na luva resiliente e prende, com grampo, a luva entre o centro e a superfície externa do corno ultrassônico 305. É entendido, entretanto, que em outras modalidades o membro agitador 337 pode ser localizado longitudinalmente no corno 305 diferente de em uma região nodal do corno. Em uma tal modalidade, a estrutura isolante adequada pode ser usada para isolar o membro agitador 337 da vibração longitudinal do corno. Em outras tais modalidades, o membro agitador 337 pode ser montado no corno 305 sem ser vibratoriamente isolado deste de forma que as lâminas 338 do membro agitador são de modo ultrassônico excitadas juntamente com o corno, tal como da mesma maneira que os anéis descritos nas modalidades anteriores, embora as lâminas estejam sendo giradas.Referring also to Fig. 10, the ultrasonic waveguide assembly 301 also comprises at least one agitator member, generally indicated at 337, supported and more suitably mounted on horn 305 for rotation together with the horn around it. longitudinal geometrical axis and extending at least in part transversely outwardly from the outer surface of the horn. In the illustrated embodiment, the agitator member 337 suitably comprises a propeller having a center 340 and a plurality of blades 338 (two blades being shown in the helix of Fig. 10) extending outward from the center. Each of the blades 338 is suitably braided or chamfered along a portion of its length to facilitate movement of the substance by the blades rotating the blades within the substance. It is understood that the propeller may have any number of blades and that the blades may have a different configuration than shown in Fig. 10 without departing from the scope of this invention. Stirring member 337 of the illustrated embodiment is suitably mounted on horn 305 in a horn region or nodal plane to minimize exposure of the stirring member for longitudinal horn vibration. More suitably, the agitator member 337 is mounted on horn 305 at least in part by a suitable insulating member 360 which isolates the agitator member 337 from transverse shifting of the horn during its ultrasonic vibration. Thus, exposure of the agitator member 337 to both longitudinal and transverse displacement of horn 305 during ultrasonic vibration is reduced. As an example, the insulating member 360 of the illustrated embodiment comprises a suitable resilient glove surrounding the general ultrasonic horn in the nodal region in which the agitating member 337 is located. The center 340 of the agitator member fits into the resilient glove and clamps the glove between the center and the outer surface of the ultrasonic horn 305. It is understood, however, that in other embodiments the agitator member 337 may be located longitudinally in the horn 305 different from in a nodal region of the horn. In such an embodiment, the suitable insulating structure may be used to isolate the agitating member 337 from the longitudinal vibration of the horn. In other such embodiments, the agitator member 337 may be mounted to horn 305 without being vibratorically isolated therefrom such that the agitator member blades 338 are ultrasonically excited together with the horn, as in the same manner as the rings described in the embodiments. front, although the blades are being rotated.

Na modalidade ilustrada da Fig. 10, o membro agitador 337 está adequadamente localizado na região nodal mais próxima da extremidade 303 terminal do corno ultrassônico 305 de forma que o membro agitador será disposto tão profundo quanto possível na substância dentro do recipiente C quando o dispositivo de tratamento ultrassônico 221 for posicionado dentro do recipiente. Porém, é entendido que o membro agitador 337 pode ser localizado diferente de próximo da extremidade terminal 303 do corno 305, tal como substanci- almente em qualquer lugar ao longo do corno incluindo na extremidade terminal do mesmo, sem abandono do escopo desta invenção. É também contemplado que mais de um membro agitador 337 podem ser montados no corno 305 para rotação entre os mesmos.In the embodiment illustrated in Fig. 10, the agitator member 337 is suitably located in the nodal region closest to the terminal end 303 of the ultrasonic horn 305 so that the agitator member will be disposed as deep as possible into the substance within container C when the dispensing device is present. ultrasonic treatment 221 is positioned within the container. However, it is understood that the agitator member 337 may be located differently from near the terminal end 303 of horn 305, as substantially anywhere along the horn including at the terminal end thereof without departing from the scope of this invention. It is also contemplated that more than one agitator member 337 may be mounted on horn 305 for rotation therebetween.

Por exemplo, Fig. 11 ilustra uma modalidade de um sistema 221’ em que o dispositivo de tratamento ultrassônico 221’ tem quatro membros agitadores 337’ montados no corno em relação longitudinal, coaxial entre eles. O espaçamento longitudinal entre os membros agitadores 337’ pode ser diferente de como ilustrado na Fig. 11 (por exemplo, ou mais próximos ou mais espaçado uns dos outros). Embora os membros agitadores 337’ ilustrados na Fig. 11 sejam igualmente espaçados ao longo do corno 305, é contemplado alternativamente que onde mais de dois membros de mistura estiverem presentes o espaçamento entre os membros agitadores longitudinalmente sucessivos não necessitam ser uniforme para permanecer dentro do escopo desta invenção.For example, Fig. 11 illustrates one embodiment of a system 221 'wherein the ultrasonic treatment device 221' has four agitator members 337 'mounted on the horn in longitudinal, coaxial relationship between them. The longitudinal spacing between the stirring members 337 'may differ from as illustrated in Fig. 11 (for example, or closer or more spaced from each other). Although stirring members 337 'illustrated in Fig. 11 are equally spaced along horn 305, it is alternatively contemplated that where more than two mixing members are present the spacing between longitudinally successive stirring members need not be uniform to remain within scope. of this invention.

Embora na modalidade ilustrada da Fig. 11 os membros agitadores 337 sejam, cada um, hélices, entende-se que pelo menos um dos membros agitadores pode ser configurado diferente de um os outros membros agitadores. Por exemplo, um ou mais dos membros agitadores 337 podem compreender um dos anéis usados como membros agitando nas modalidades anteriores. Também, nas modalidades ilustradas das Figs. 10 e 11, os membros agitadores 337 (as hélices) são montados no corno para rotação em conjunto com o corno. Porém, em outras modalidades, é contemplado que o corno pode ser estacionário enquanto os membros agitadores são montados no corno para rotação com relação ao corno ao redor do eixo geométrico longitudinal do corno. Em uma tal modalidade, o sistema de acionamento 342 seria operativamente conectado ao(s) membro(s) agitador(es) 337 em vez do conjunto de guia de onda inteiro.Although in the illustrated embodiment of Fig. 11 the agitating members 337 are each propellers, it is understood that at least one of the agitating members may be configured differently from the other agitating members. For example, one or more of the agitating members 337 may comprise one of the rings used as agitating members in the above embodiments. Also, in the illustrated embodiments of Figs. 10 and 11, the agitator members 337 (the propellers) are mounted on the horn for rotation together with the horn. However, in other embodiments, it is contemplated that the horn may be stationary while the agitating members are mounted on the horn for rotation relative to the horn around the longitudinal geometric axis of the horn. In such an embodiment, drive system 342 would be operatively connected to agitator member (s) 337 instead of the entire waveguide assembly.

Em operação, de acordo com uma modalidade de um processo para tratar uma substância, o recipiente C contendo a substância a ser tratada é colocado na base 230 da estrutura de suporte 222, ou do contrário em baixo do dispositivo de tratamento ultrassônico 221, com o topo do recipiente aberto. O conjunto de guia de onda 221 é diminuído de forma que pelo menos a porção do corno ultrassônico 305 no qual o membro agitador 337 (ou membros) é submerso na substância a ser tratada. O corno ultrassônico 305 é de modo ultrassônico acionado (por meio do excitador e intensificador) para de modo ultrassônico excitar o corno para assim de modo ultrassônico energizar a substância dentro do recipiente C. Simultaneamente, o sistema de acionamento 342 é operado para girar o corno 305, e consequentemente as lâminas 338 do membro agitador 337, para também agitar ou misturar a substância enquanto é de modo ultrassônico energizada. O conjunto de guia de onda 301 pode ser movido ao redor e dentro da substância, tal como alterando o ângulo do conjunto com relação ao recipiente, elevando e diminuindo o conjunto dentro do recipiente e/ou transversalmente movendo o conjunto dentro do recipiente, para facilitar uma agitação mais completa através da substância. Como um exemplo particular, onde a substância for uma substância sólida, semissólida ou gelatinosa, tal como banha ou cera, energizar de modo ultrassônico a substância usando o corno ultrassônico enquanto simultaneamente girando substancialmente o membro agitador dentro da substância aumenta a taxa na qual a substância é tornada fluível mais facilmente para outro processamento da substância.In operation, according to one embodiment of a process for treating a substance, the container C containing the substance to be treated is placed at the base 230 of the support structure 222, or otherwise below the ultrasonic treatment device 221, with the top of open container. The waveguide assembly 221 is shortened so that at least the portion of the ultrasonic horn 305 in which the stirring member 337 (or limbs) is submerged in the substance to be treated. The ultrasonic horn 305 is ultrasonically driven (via the exciter and intensifier) to ultrasonically excite the horn so as to ultrasonically energize the substance within container C. Simultaneously, the drive system 342 is operated to rotate the horn 305, and consequently the blades 338 of the stirring member 337, to also agitate or mix the substance while it is ultrasonically energized. The waveguide assembly 301 may be moved around and within the substance, such as changing the angle of the assembly relative to the container, raising and lowering the assembly within the container and / or transversely moving the assembly within the container to facilitate a more complete agitation through the substance. As a particular example, where the substance is a solid, semi-solid or gelatinous substance, such as lard or wax, ultrasonically energizing the substance using the ultrasonic horn while substantially rotating the stirring member within the substance increases the rate at which the substance increases. It is made more easily flowable for further processing of the substance.

Ao introduzir elementos da presente invenção ou modalidades preferidas da mesma, os artigos “um”, “uma”, “o/a”, e “dit(a)” são intencionados significar que há um ou mais dos elementos. Os termos “compreendendo”, “incluindo”, e “tendo” são intencionados ser inclusivos.By introducing elements of the present invention or preferred embodiments thereof, the articles "one", "one", "the", and "dit (a)" are intended to mean that there are one or more of the elements. The terms "comprising", "including", and "having" are intended to be inclusive.

Ao introduzir elementos da presente invenção ou modalidades preferidas da mesma, os artigos “um”, “uma”, “o/a”, e “dito(a)” são intencionados significar que há um ou mais dos elementos. Os termos “compreendendo”, “incluindo”, e “tendo” são intencionados ser inclusivos e significa que pode haver elementos adicionais diferentes dos elementos listados.By introducing elements of the present invention or preferred embodiments thereof, the articles "one", "one", "the", and "said" are intended to mean that there are one or more of the elements. The terms "comprising", "including", and "having" are intended to be inclusive and means that there may be additional elements different from those listed.

Como várias alterações poderíam ser feitas nas construções e métodos acima sem abandono do escopo da invenção, é intencionado que todo o assunto contido na descrição acima e mostrado nos desenhos em anexo deva ser interpretado como ilustrativo e não em um sentido limitativo.As various changes could be made to the above constructions and methods without departing from the scope of the invention, it is intended that the entire subject matter contained in the above description and shown in the accompanying drawings should be construed as illustrative and not in a limiting sense.

REIVINDICAÇÕES

Claims (15)

1. Sistema de tratamento ultrassônico para de modo ultrassônico tratar uma substância, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito sistema de tratamento ultrassônico compreende um corno ultrassônico alongado posicionável dentro da substância e excitável para vibrar-se para de modo ultrassônico energizar a substância, o dito corno tendo um eixo geométrico longitudinal e uma superfície externa para contato com a substância, o dito sistema adicionalmente compreendendo um membro agitador disposto no corno ultrassônico e girá-vel ao redor do eixo geométrico longitudinal do corno durante a vibração ultrassônica do dito corno para agitar a substância, o membro agitador sendo montado no corno ultrassônico por um membro isolante para, pelo menos em parte, isolar o membro agitador da vibração do corno ultrassônico.1. Ultrasonic treatment system for ultrasonically treating a substance, characterized by the fact that said ultrasonic treatment system comprises an elongated ultrasonic horn positioned within the substance and excitable to vibrate to ultrasonically energize the substance, said ultrasonic treatment system. having a longitudinal geometrical axis and an external surface for contact with the substance, said system further comprising a stirring member disposed on the ultrasonic horn and rotatable about the longitudinal geometrical axis of the horn during ultrasonic vibration of said horn to agitate the substance, the agitating member being mounted on the ultrasonic horn by an insulating member to at least in part isolate the agitating member from vibration of the ultrasonic horn. 2. Sistema de tratamento ultrassônico, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito sistema compreende estrutura de suporte para suportar o corno ultrassônico dentro da substância, o corno sendo girávei com relação à estrutura de suporte ao redor do eixo geométrico longitudinal do corno, o membro agitador sendo montado no corno para rotação em conjunto com o corno ao redor do eixo geométrico longitudinal do dito corno.Ultrasonic treatment system according to claim 1, characterized in that said system comprises support structure for supporting the ultrasonic horn within the substance, the horn being rotatable with respect to the support structure around the geometric axis. longitudinal axis of the horn, the agitator member being mounted on the horn for rotation together with the horn around the longitudinal geometric axis of said horn. 3. Sistema de tratamento ultrassônico, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o membro isolante ísoia o membro agitador de pelo menos um dentre deslocamento longitudinal e deslocamento transversal do corno.Ultrasonic treatment system according to claim 1, characterized in that the insulating member is the agitating member of at least one of the longitudinal displacement and transverse displacement of the horn. 4. Sistema de tratamento ultrassônico, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o membro agitador compreende um centro que circunda a superfície externa do corno, o membro isolante compreendendo uma luva construída de um material reslente, a dita luva sendo disposta entre o centro e a superfície externa do corno.Ultrasonic treatment system according to claim 1, characterized in that the agitating member comprises a center surrounding the outer surface of the horn, the insulating member comprising a glove constructed of a resilient material, said glove being disposed. between the center and the outer surface of the horn. 5. Sistema de tratamento ultrassônico, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o corno ultrassônico tem pelo menos uma região nodal, o membro agitador sendo disposto no corno em gerai na dita região nodal,Ultrasonic treatment system according to claim 1, characterized in that the ultrasonic horn has at least one nodal region, the agitating member being disposed in the general horn in said nodal region, 6. Sistema de tratamento ultrassônico, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o membro agitador compreende uma hélice tendo uma pluralidade de lâminas dispostas para estenderem-se transversalmente para fora com relação à superfície externa do corno,Ultrasonic treatment system according to claim 1, characterized in that the agitating member comprises a propeller having a plurality of blades arranged to extend transversely outwardly with respect to the outer surface of the horn; 7. Sistema de tratamento ultrassônico, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que cada uma da pluralidade de lâminas é trançada ao longo de uma porção de seu comprimento,Ultrasonic treatment system according to claim 6, characterized in that each of the plurality of blades is braided along a portion of their length; 8. Sistema de tratamento ultrassônico, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que adicionalmente compreende um sistema de aciona- mento para acionar a rotação do corno ultrassônico, o dito sistema de acionamento compreendendo um motor, uma primeira polia acionada pelo motor, uma segunda polia operativamente conectada ao corno, e uma correia de modo acionável conectando as primeira e segunda polias.Ultrasonic treatment system according to claim 2, characterized in that it further comprises a drive system for driving the rotation of the ultrasonic horn, said drive system comprising a motor, a first pulley driven by the motor. , a second pulley operably connected to the horn, and a actionably belt connecting the first and second pulleys. 9. Sistema de tratamento ultrassônico, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que o sistema de acionamento é um sistema de acionamento de velocidade variável.Ultrasonic treatment system according to claim 8, characterized by the fact that the drive system is a variable speed drive system. 10. Sistema de tratamento ultrassônico, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o corno ultrassônico tem uma extremidade terminal, o membro agitador sendo disposto no corno em geral adjacente à extremidade terminal do corno.Ultrasonic treatment system according to claim 1, characterized in that the ultrasonic horn has a terminal end, the agitating member being disposed in the horn generally adjacent to the terminal end of the horn. 11. Sistema de tratamento ultrassônico, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o corno ultrassônico tem um comprimento maior que um comprimento de onda.Ultrasonic treatment system according to claim 1, characterized in that the ultrasonic horn has a length greater than one wavelength. 12. Sistema de tratamento ultrassônico, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o sistema compreende uma pluralidade de membros agitadores dispostos no dito corno em relação longitudinal uns para com os outros, pelo menos um dos membros agitadores sendo girável ao redor do eixo geométrico longitudinal do corno.Ultrasonic treatment system according to claim 1, characterized in that the system comprises a plurality of agitator members disposed in said horn in longitudinal relation to each other, at least one of the agitator members being rotatable around them. of the longitudinal geometric axis of the horn. 13. Sistema de tratamento ultrassônico, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que cada um dos membros agitadores é girável ao redor do eixo geométrico longitudinal do corno.Ultrasonic treatment system according to claim 12, characterized in that each of the stirring members is rotatable about the longitudinal geometric axis of the horn. 14. Sistema de tratamento ultrassônico, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que o corno ultrassônico tem uma pluralidade de regiões nodais, cada um dos membros agitadores estando dispostos no corno em uma respectiva das regiões nodais.Ultrasonic treatment system according to claim 12, characterized in that the ultrasonic horn has a plurality of nodal regions, each of the agitating members being disposed in the horn in one of the nodal regions. 15. Sistema de tratamento ultrassônico para de modo ultrassônico tratar uma substância, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito sistema de tratamento ultrassônico compreende um corno ultrassônico alongado posicionável dentro da substância e excitável para vibrar-se para de modo ultrassônico energizar a substância, o dito corno tendo um eixo geométrico longitudinal e uma superfície externa para contato com a substância, o dito sistema adicionalmente compreendendo uma pluralidade de membros agitadores dispostos no corno ultrassônico e em relação longitudinal entre si, pelo menos um dos membros agitadores sendo girável ao redor do eixo geométrico longitudinal do corno durante a vibração ultrassô-nica do dito corno para agitar a substância, o pelo menos um dos membros agitadores sendo montado no corno ultrassônico por um membro isolante para, pelo menos em parte, isolar o membro agitador da vibração mecânica do corno.15. Ultrasonic treatment system for ultrasonically treating a substance, characterized by the fact that said ultrasonic treatment system comprises an elongated ultrasonic horn positioned within the substance and excitable to vibrate to ultrasonically energize the substance, said ultrasonic treatment system. having a longitudinal geometrical axis and an external surface for contact with the substance, said system further comprising a plurality of stirring members disposed in the ultrasonic horn and longitudinally in relation to one another, at least one of the stirring members being pivotal about the geometrical axis. horn longitudinally during ultrasonic vibration of said horn to agitate the substance, at least one of the stirring members being mounted on the ultrasonic horn by an insulating member to at least partially isolate the stirring member from the mechanical vibration of the horn.

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