Zusatzpatent zum Hauptpatent Nr. 22.3105. Einrichtung zur Behandlung eines Gutes mit Schall- oder Ultraschallschwingungen. Es ist bekannt, dass durch die Einwir kung von Schall- oder Ultraschallschwingun gen auf festes, flüssiges, breiförmiges oder auch gasförmiges Gut Veränderungen in dem Gut hervorgerufen werden können. Hierfür ist im Hauptpatent eine Einrichtung be schrieben worden, bei der in einer Flüssigkeit Schall- oder Ultraschallschwingungen ver mittels einer in ihr angeordneten Schneide und einer gegen die Schneide gerichteten, in die Flüssigkeit einfliessenden Flüssigkeitsströ mung erzeugt werden.
Vorteilhaft ist es hier bei, zur Erzeugung der Flüssigkeitsströmung eine Düse mit zur Schneide paralleler, spalt- förmiger Auslassöffnung vorzusehen und durch die Düse Flüssigkeit strahlförmig gegen die Schneide zu treiben. Es hat sich gezeigt, dass solche Einrichtungen für die Be handlung beliebigen Gutes durch Schall- oder Ultraschallsehwingungen besonders geeignet sind.
Die Schwingungen entstehen bei dieser Einrichtung an der Schneide. Durch Verän dern des Abstandes zwischen Düsenmund und Schneide kann die Einrichtung so ein gestellt werden, dass eine möglichst hohe Schallintensität erreicht wird. Beim Errei chen einer bestimmten Schallintensität ist an der Schneide eine deutliche Kavitationszone durch helles, weisses Aufleuchten der Flüs sigkeit zu erkennen. Bei bestimmten Einstel lungswerten wird man ausserdem auch am Düsenmund eine deutliche Kavitationszone feststellen.
Je nach der Einstellung können die bei den Kavitationszonen einander mehr oder minder genähert werden, im Grenzfalle so weit, dass sie in eine einzige Kavitationszone übergehen. Je nach der Art des zu beschal lenden Gutes und je nach dem Verwendungs- zweck wird im praktischen Betrieb die eine oder andere Einstellung die günstigste sein. Beispielsweise kann Je nach dem Verwen dungszweck eine Kavitation am Düsenmund erwünscht oder auch unerwünscht sein.
Die Einrichtung zur Behandlung eines Gutes mit Schall- oder Ultraschallschwin gungen nach der vorliegenden Erfindung, bei der in einer Flüssigkeit vermittels eines in ihr eingetauchten, zumindestens aus einer Spaltdüse bestehenden mechanischen Schwin gungserzeugers und eines über diese Düse in die Flüssigkeit einströmenden Flüssigkeits strahls Schall- oder Ultraschallschwingungen erzeugt werden, ist dadurch gekennzeichnet., dass der Düsenkanal in Form einer Laval- Düse kurz vor dem beispielsweise geradlini gen oder kreisförmigen Auslassspalt der Düse verengt ist.
Hierdurch kann, wie praktische Versuche bestätigt haben, eine besonders starke Kavitationsbildung am Düsenmund er reicht werden. Zur Erläuterung sei hierzu folgendes angeführt: Während bei gewöhnlichen Düsen die lichte Weite der Düse im allgemeinen in Richtung zum Düsenmund hin mehr und mehr kleiner wird, besteht ein wesentliches Merkmal einer Laval-Düse darin, dass ihre lichte Weite nur bis kurz vor dem Düsen mund allmählich kleiner wird, alsdann aber bis zum Düsenmund wieder allmählich etwas grösser wird.
Da die bekannte Laval- Düse für den Betrieb mit Dampf bestimmt ist. so wird der in der Düse zunächst zusam mengedrückte Dampf nach dem Durchlaufen der engsten Stelle wieder allmählich ent spannt. Die Form der Düse wird so gewählt, dass der Dampfdruck bis zum Düsenmund möglichst bis zum Aussendruck herabgesetzt wird. Wird das Profil der Laval-Düse für eine mit einem Flüssigkeitsstrahl innerhalb einer Flüssigkeit, beispielsweise Wasser, be triebene Düse verwendet, so ist ein Zusam mendrücken der Flüssigkeit im Gegensatz zu Gasen oder Dämpfen nicht möglich.
Die Flüssigkeit sucht aber, nach dem Durchlaufen der engsten Stelle<B>-</B>an der Wandung des Düsenkanals haftenzubleiben, und es kommt hierdurch zur gavitation in der Flüssigkeit. Der Schwingungserzeuger besteht zweck mässigerweise, wie eingangs beschrieben, aus einer Schneide und der Düse mit zur Schneide paralleler spaltförmiger Auslass- öffnung.
Da die gavitationsbildung allein durch die Form der Düse erreicht wird, also unab hängig von dem Vorhandensein der mit dem Düsenstrahl anzublasenden Schneide ist, so ist die in Form einer Laval-Düse ausgebildete Flüssigkeitsstrahl-Düse auch dann von Vor teil, wenn eine in einer Flüssigkeit angeord nete Düse allein zur Schwingungs- und Ka- vitationserzeugung in der Flüssigkeit mittels eines durch die Düse hindurchgetriebenen Flüssigkeitsstrahls verwendet wird.
Im folgenden sind an Hand der Zeich nung zwei Ausführungsbeispiele der Düse näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine Düse mit geradlinigem Auslassspalt im geschnittenen Aufriss, Fig. 2 im Grundriss und Fig. 3 im geschnittenen Seitenriss. Der Ilauptkörper 1 der Düse ist für die Flüssigkeitszuführung mit einer, Durchbohrung 2 versehen, die sich nach dem Düsenmund zu konisch verjüngt. Der Haupt körper besitzt, wie besonders aus Fig. 3 er sichtlich, einen zylindrischen Ansatz, der mit einer schwalbenschwanzförmigen Führung für die beiden auswechselbaren und verstell baren Düsenbacken 3 und 4 versehen ist.
Die Düsenbacken haben an ihren einander zuge kehrten, den Düsenspalt bildenden Flächen das Profileiner Laval-Düse. Die diesen Pro filflächen gegenüberliegende Seite der Backen ist, wie besonders aus Fig. 1 und 2 ersicht lich, konisch. Die Backen werden durch eine Überwurfmutter 5 zusammengehalten, deren Innenrand ebenfalls eine konische Fläche hat. Diese konische Fläche der Überwurf mutter liegt an den konischen Flächen der Backen glatt an (vergleiche Fig. 1), während sie von der zylindrischen Fläche des die Backen führenden Ansatzes des Haupt körpers absteht (vergleiche Fig. 3).
Je weiter die Überwurfmutter auf den Hauptkörper aufgeschraubt wird, um so enger rückt sie die Backen zusammen. Durch den Druck der durch die Düse hindurchtretenden Flüssig keit werden die Backen fest gegen die ko nische Fläche der Überwurfmutter ange drückt. Auf der Überwurfmutter ist eine in der Zeichnung nur teilweise angedeutete Skala 6 angebracht, der eine Marke am zy- lindrischen Ansatz des Hauptkörpers gegen übersteht. Die Skaleneinstellung zeigt mittel bar die Spaltweite der Düse an und kann daher gegebenenfalls unmittelbar in Werten der Spaltweite geeicht werden.
In den Fig. 4 und 5 ist noch eine Düse mit kreisförmigem Düsenspalt gezeigt. In dem konischen Düsenrohr 7 ist ein gern 8 angeordnet. Die einander zugekehrten Flä chen der Teile 7 und 8 sind so geformt, dass sich auch hier die lichte Weite des Düsen kanals wie bei einer Laval-Düse zunächst allmählich verringert und nach dem Errei chen eines Kleinstwertes nach dem Düsen mund zu wieder etwas vergrössert.