Verfahren zum Zerstäuben von Stoffen.
Es ist bisher üblich, zum Zerstäuben von Stoffen verschiedenster Art, z. B. Flüssigkeiten oder Pulvern, Düsen oder ähnliche Einrichtungen zu benutzen; sie haben den Nachteil, dass sie sieh leicht verstopfen, insbesondere dann, wenn es sich um Feinstdüsen handelt.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren, bei dem diese Sehwierigkeiten nieht auftreten und das ausserdem eine Feinheit der Zerstäubung gestattet, die weit über die bisher erzielten Feinheitsgrade hinausgeht.
Das Verfahren nach der Erfindung besteht darin, dass die Stoffe mittels eines Schallschwingers, z. B. eines Ultraschallschwingers, zerstäubt werden. Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass es eine besonders gifte Feinzerstäubung ermöglicht. Durch Wahl von Schwingern mit verschiedenen Frequenzen kann der Feinheitsgrad der Zerstäubung eingestdlt werden.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist ein mal in all den Fällen vervendbar, in denen man bisher nach andern Zerstäubungsverfahren gearbeitet hat. Der Zweck der Zerstäubung kann ein unmittelbarer sein, das heisst es kann sich darum handeln, einen Stoff zu zerstäuben, weil er in diesem Zustande Anwendung finden soll; es sei z. B. hingewiesen auf jene Verfahren, z. B. Holztrocknungsver- fahren, bei denen es darauf ankommt, einen bestimmten Feuchtigkeitsgehalt der Luft einzustellen und bei denen hierzu Wasser zerstäubt wird. Das erfindungsgemässe Verfahren kann aber auch mit Vorteil bei einer fraktionierten Zerstäubung eines Stoffgemi sches benutzt werden, um die ZIischungsan- teile voneinander zu trennen.
Ebenso ist das erfindungsgemässe Verfahren bei der Trennung von Teilchen nach den Korngrössen verwendbar.
Zwei Ausführungsbeispiele des erfindungsgemässen Verfahrens werden an Hand der Zeichnung veranschaulicht; es zeigt:
Fig. 1 einen Schallschwinger in Anwendung zum Zerstäuben einer Flüssigkeit oder eines pulverförmigen Stoffes,
Fig. 2 einen Schallsehwinger in Anwendung zur Trennung eines Stoffes nach Korngrössen oder eines Gemisches nach den Misehungsanteilen.
In Fig. : 1 ist 1 der Schwinger. Es ist an- genommen, dass es sich nm einen Magnetostriktionsschwinger bekannter Bauart handelt. Jedoch sind auch andere Schwinger, z. B. Quarzschwinger, verwendbar. 2 ist die Erregerspule, die an einen Hochfrequenz- generator 3 angeschlossen ist. Die mit 4 bezeiehnete Arbeitsfläche des Sehwingers ist schalenförmig gestaltet. 5 ist ein Rohr zur Zuleitung des zu zerstäubenden Stoffes, z. B. einer Flüssigkeit oder einer Metallschmelze.
Der über das Rohr 5 zugeführte Stoff gelangt auf die schalenförmige Arbeitsfläche 4 und wird nahezu unmittelbar mit dem Auftreffen auf die Arbeitsfläche, das heisst im Bruchteil einer Sekunde zerstäubt. Über das Rohr 5 kann an Stelle einer Flüssigkeit oder einer Metallschmelze auch ein pulverförmiger Stoff zugeführt werden.
In Fig. 9 ist mit 10 der Schwinger und mit 11 die zugehörige Erregerspule bezeichnet, die an den Hochfrequenzgenerator 12 angeschlossen ist. Mit Hilfe des Ständers 13 ist der Schwinger 10 sehräg gestellt, so dass seine Arbeitsfläche 14 gegen die Horizontale geneigt ist. Der Schwinger arbeitet mit einer Frequenz von 20 kllz, das entspricht der Eigenschwingungszahl eines Nickelstabes von ungefähr 10 cm Länge. Der Schwinger führt bei dieser Frequenz, sofern er in seiner Grundfrequenz erregt wird, eine Schwin ,Tungsamplitude von 10 M aus. Bei 14a ist die Arbeitsfläche abgewinkelt, um für etwa her mterrutsehende Stoffteilehen eine Auffangrinne zu bilden. Über den Trichter 15 wird der zu behandelnde Stoff zugeführt.
Der auf die Arbeitsfläche 14 gelangende Stoff wird je nach der Korngrösse bzw. je naeh den Mischungsanteilen auf verschiedenen Bahnen abgesehleudert. Der Darstellung ist die Annahme zu Grunde gelegt, dass es sich um ein Gemiseh mit drei Anteilen handelt, deren Teilchen gleiche Korngrösse, z. B. 30 bis 40 zur besitzen. Es ist ferner angenommen, dass das spezifische Gewicht der Misehungsanteile verschieden ist. Die spezifischen vGewiehte der Mischungsanteile verhalten sieh beispielsweise wie 8 : 11 : 14. Dementsprechend werden die Mischungsanteile auf drei verschiedenen Bahnen, auf den Bahnen 16, 17, 18, abgeschleudert und in den Auffangbehältern 19, 20 und 21 aufgefangen.
Der spezifisch schwerste Stoff, beispielsweise mit dem spezifischen Gewicht von 1,0, folgt hierbei der Bahn 18, während der spezifisch leichtere Stoff mit dem spezifischen Gewicht 0,85 die Bahn 17 beschreibt, und der leichteste der drei Stoffanteile mit dem spezifischen Ge wicht 0,6 gelangt längs der Bahn 16 in das Gefäss 21. Es : s wird so die gewünschte Tren- nung der Mischungsanteile erreicht. Der Inhalt des einzelnen Auffangbehälters kann natürlich erneut dem Verfahren unterworfen werden, um so das Trennungsergebnis noch zu verfeinern.
Das beschriebene Verfahren wird vorzugs weise so durchgeführt, dass laufend gleich l viel Stoff zugeführt wird, wie zerstäubt oder getrennt wird. Es empfiehlt sich, zu diesem Zweck in den Zuführungsvorriehtmgen, z. B. in dem Rohr 5 oder in dem Trichter 15, Regelorgane vorzusehen, die gestatten, die Durchflussmenge zu regeln. Es besteht auch die Möglichkeit, diese Regelung selbsttätig durchzuführen, z. B. in der Weise, dass durch eine Photozellensteuerung bzw. durch eine Lichtstrahlsteuerung die auf der Arbeits f] äche 14 befindliche Stoffmenge überwacht und in Abhängigkeit von dieser Überwachung die Regelorgane eingestellt werden.
Nach dem beschriebenen Verfahren kön- nen auch Metalle oder sonstige feste Stoffe zerstäubt werden, indem hierzu die betreffenden Stoffe in staubförmigen Zustand oder durch Schmelzen in flüssigen Zustand übergeführt und in diesem Zustand auf die Arbeitsfläche des Schwingers gebracht werden.
Es ist bereits darauf hingewiesen worden, dass die mit Hilfe des beschriebenen Verfahrens durchgeführte Zerstäubung nicht die letzte Stufe eines Arbeitsprozesses zu sein braucht, dass vielmehr die Zerstäubung auch Zwischenstufe eines Arbeitsprozesses sein kann. Hierzu sei noch bemerkt, dass z. B.
Lack- oder Ölsehichten mit Hilfe des beschriebenen Verfahrens zerstäubt und dadurch auf in den Wirkungsbereieh der Sehleuderbahnen gebrachte Gegenstände aufgetragen werden können, und zwar mit dem Vorteil, dass sich Lack- oder Ölfilme in allerfeinster Verteilung erzielen lassen. Es kann sich hierbei z. B. darum handeln, Feinpapiere ganz leicht zu tränken oder irgendwelche Stoffe, z. B. Furniere, für die weitere Behandlung mit einer feinen Lack- oder ölschicht zu überziehen.
Process for atomizing substances.
It has been customary to use for atomizing a wide variety of substances, e.g. B. to use liquids or powders, nozzles or similar devices; they have the disadvantage that they look easily clogged, especially when it comes to ultra-fine nozzles.
The invention relates to a method in which these visual difficulties never occur and which also allows a fineness of the atomization that goes far beyond the degrees of fineness achieved up to now.
The method according to the invention consists in that the substances by means of a sonic vibrator, e.g. B. an ultrasonic oscillator, are atomized. This process has the advantage that it enables a particularly toxic fine atomization. The degree of fineness of the atomization can be adjusted by choosing oscillators with different frequencies.
The method according to the invention can be used once in all those cases in which other atomization methods have been used up to now. The purpose of atomization can be immediate, that is, it can be a matter of atomizing a substance, because it is to be used in this state; let it be B. pointed to those procedures, e.g. B. Wood drying processes in which it is important to set a certain moisture content in the air and in which water is atomized for this purpose. The method according to the invention can, however, also be used with advantage in the case of a fractional atomization of a substance mixture in order to separate the admixture components from one another.
The method according to the invention can also be used in the separation of particles according to grain size.
Two exemplary embodiments of the method according to the invention are illustrated using the drawing; it shows:
1 shows a sound transducer in use for atomizing a liquid or a powdery substance,
2 shows a sound vibrator in use for separating a substance according to grain size or a mixture according to the proportions of the mixture.
In Fig. 1, 1 is the transducer. It is assumed that it is a magnetostriction oscillator of known type. However, other transducers, e.g. B. quartz oscillator, usable. 2 is the excitation coil, which is connected to a high-frequency generator 3. The work surface of the Sehwinger marked with 4 is shell-shaped. 5 is a pipe for supplying the substance to be atomized, e.g. B. a liquid or a metal melt.
The substance supplied via the tube 5 reaches the bowl-shaped work surface 4 and is atomized almost immediately when it hits the work surface, that is to say in a fraction of a second. Instead of a liquid or a metal melt, a powdery substance can also be supplied via the tube 5.
In FIG. 9, 10 denotes the oscillator and 11 denotes the associated excitation coil, which is connected to the high-frequency generator 12. With the aid of the stand 13, the oscillator 10 is positioned very much so that its working surface 14 is inclined to the horizontal. The oscillator works at a frequency of 20 kHz, which corresponds to the natural frequency of a nickel rod about 10 cm long. At this frequency, the oscillator executes an oscillation, tung amplitude of 10M if it is excited at its base frequency. At 14a, the work surface is angled in order to form a collecting channel for pieces of fabric that may look like mterruts. The substance to be treated is fed in via the funnel 15.
The substance reaching the work surface 14 is thrown off on different paths depending on the grain size or the proportions of the mixture. The representation is based on the assumption that it is a mixture of three parts, the particles of which have the same grain size, e.g. B. 30 to 40 to have. It is also assumed that the specific gravity of the misehearment components is different. The specific weight of the mixture proportions behave, for example, as 8: 11: 14. Accordingly, the mixture proportions are thrown off on three different paths, on paths 16, 17, 18, and collected in the collecting containers 19, 20 and 21.
The specific heaviest material, for example with the specific weight of 1.0, follows the web 18, while the specific lighter material with the specific weight 0.85 describes the web 17, and the lightest of the three material parts with the specific weight 0 , 6 reaches the vessel 21 along the path 16. In this way, the desired separation of the mixture components is achieved. The contents of the individual collecting container can of course be subjected to the process again in order to further refine the result of the separation.
The method described is preferably carried out in such a way that the same amount of substance is continuously fed in as is atomized or separated. For this purpose, it is advisable to use the feed devices, e.g. B. in the pipe 5 or in the funnel 15, to provide regulating elements which allow the flow rate to be regulated. It is also possible to carry out this regulation automatically, e.g. B. in such a way that the amount of substance located on the working surface 14 is monitored by a photocell control or by a light beam control and the regulating organs are set as a function of this monitoring.
According to the method described, metals or other solid substances can also be atomized by converting the relevant substances into a powdery state or by melting into a liquid state and in this state brought them onto the work surface of the oscillator.
It has already been pointed out that the atomization carried out with the aid of the method described does not need to be the last stage of a work process, but that the atomization can also be an intermediate stage of a work process. It should also be noted that z. B.
Varnish or oil layers can be atomized with the help of the method described and can thus be applied to objects brought into the effective area of the Sehleuderbahnen, with the advantage that varnish or oil films can be achieved in the finest distribution. It can be, for. B. act to soak fine paper very easily or any substances such. B. veneers to be coated with a fine layer of lacquer or oil for further treatment.