DE102010004319B4 - Cavitation cleaning bath - Google Patents

Cavitation cleaning bath Download PDF

Info

Publication number
DE102010004319B4
DE102010004319B4 DE102010004319.2A DE102010004319A DE102010004319B4 DE 102010004319 B4 DE102010004319 B4 DE 102010004319B4 DE 102010004319 A DE102010004319 A DE 102010004319A DE 102010004319 B4 DE102010004319 B4 DE 102010004319B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
liquid
housing
shaking vessel
cleaned
vacuum
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE102010004319.2A
Other languages
German (de)
Other versions
DE102010004319A1 (en
Inventor
Patentinhaber gleich
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ABS Apparate Behalter und Sonderanlagenbau GmbH
Original Assignee
ABS Apparate Behalter und Sonderanlagenbau GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ABS Apparate Behalter und Sonderanlagenbau GmbH filed Critical ABS Apparate Behalter und Sonderanlagenbau GmbH
Priority to DE102010004319.2A priority Critical patent/DE102010004319B4/en
Publication of DE102010004319A1 publication Critical patent/DE102010004319A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102010004319B4 publication Critical patent/DE102010004319B4/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08CLEANING
    • B08BCLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B3/00Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
    • B08B3/04Cleaning involving contact with liquid
    • B08B3/10Cleaning involving contact with liquid with additional treatment of the liquid or of the object being cleaned, e.g. by heat, by electricity or by vibration
    • B08B3/12Cleaning involving contact with liquid with additional treatment of the liquid or of the object being cleaned, e.g. by heat, by electricity or by vibration by sonic or ultrasonic vibrations

Landscapes

  • Cleaning By Liquid Or Steam (AREA)
  • Physical Water Treatments (AREA)

Abstract

Vorrichtung zum Reinigen von Materialien, umfassend- ein Gehäuse (4), welches mit einem Deckel (9) luftdicht verschließbar ist,- ein innerhalb des Gehäuses (4) auf Schwingungsdämpferfüßen (3) angeordnetes Schüttelgefäß (7), welches mit einer Flüssigkeit (10) befüllbar ist und welche das zu reinigende Material (5) umgibt, und- zwei gegenläufige Elektroaußenvibratoren (2), welche zum Erzeugen einer vertikalen Schwingung des Schüttelgefäßes mit dem Schüttelgefäß (7) derart zusammenwirken, dass in der Flüssigkeit (10) oder am Boden des Schüttelgefäßes (7) Hohlräume entstehen.Device for cleaning materials, comprising - a housing (4) which can be hermetically sealed with a cover (9), - a shaking vessel (7) which is arranged on vibration damper feet (3) inside the housing (4) and which is filled with a liquid (10 ) can be filled and which surrounds the material (5) to be cleaned, and- two counter-rotating electric external vibrators (2) which interact with the shaking vessel (7) to generate a vertical oscillation of the shaking vessel (7) in such a way that in the liquid (10) or on the floor of the shaker (7) cavities arise.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gerät für die Reinigung von Materialien mit Hilfe des Wasserhammereffektes.The present invention relates to a device for cleaning materials using the water hammer effect.

Übliche Ultraschallbäder verwenden für die Kavitationserzeugung-Ultraschallwellen. Diese Wellen erzeugen im Wasser (oder einer anderen Flüssigkeit) mit Hilfe von Kavitationskeimen kleine Blasen welche sich im Schallfeld ausdehnen und anschließend rasant implodieren. Beispiele derartiger Ultraschallbäder sind in der WO 2003/051542 A1 , der DE 42 05 576 A1 , der DE 40 19 996 A1 und der US 2006/0102193 A1 offenbart.Conventional ultrasonic baths use ultrasonic waves to generate cavitation. With the help of cavitation nuclei, these waves create small bubbles in the water (or another liquid) which expand in the sound field and then rapidly implode. Examples of such ultrasonic baths are in WO 2003/051542 A1 , the DE 42 05 576 A1 , the DE 40 19 996 A1 and the US 2006/0102193 A1 disclosed.

Ultraschallbäder sind vergleichsweise klein, so dass sich Ultraschallbäder nicht im großtechnischen Maßstab einsetzen lassen. Zudem sind die mit Ultraschallbädern erzeugten Kavitationsblasen klein und entsprechend energiearm, wodurch der von ihnen erzeugte Reinigungseffekt begrenzt ist.Ultrasonic baths are comparatively small, so that ultrasonic baths cannot be used on an industrial scale. In addition, the cavitation bubbles generated with ultrasonic baths are small and accordingly low in energy, which limits the cleaning effect they generate.

In dem Artikel „Stable sonoluminescence within a water hammer tube“ von Charkravarty A und anderen in den Phys Rev E Stat Nonlin Soft Matter Phys. vom Juni 2004 wird gezeigt, dass mit Hilfe einer vertikalen Schwingung Kavitation sehr effizient erzeugt werden kann. Allerdings wird in diesem Artikel keine Vorrichtung vorgeschlagen, die sich effizient im großtechnischen Maßstab einsetzen lässt.In the article "Stable sonoluminescence within a water hammer tube" by Charkravarty A and others in the Phys Rev E Stat Nonlin Soft Matter Phys. from June 2004 it is shown that with the help of a vertical oscillation cavitation can be generated very efficiently. However, this article does not suggest a device that can be used efficiently on an industrial scale.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung und ein Verfahren vorzuschlagen, welche sich effizient im großtechnischen Maßstab einsetzen lassen.The object of the present invention is therefore to propose a device and a method which can be used efficiently on an industrial scale.

Diese Aufgabe wird mit den in den Ansprüchen 1 und 4 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved with the features specified in claims 1 and 4. Advantageous embodiments are the subject of the subclaims.

Diese Erfindung wird anhand der 1 detaillierter erläutert. 1 zeigt die komplette Apparatur. Sie funktioniert folgendermaßen:

  • Durch die beiden gegenläufigen Elektroaußenvibratoren 2 wird eine vertikale Schwingung erzeugt. Das Schüttelgefäß 7 wird dabei auf und ab beschleunigt. Das Schütteigefäß 7 befindet sich auf Schwingungsdämpferfüßen 3 und innerhalb eines luftdichten Gehäuses 4 mit Deckel 9 und Vakuumanschluss 8, der zu einer Vakuumpumpe 6 führt. Mit Hilfe der Vakuumpumpe 6 ist es möglich ein Vakuum im Gehäuse zu erzeugen. Die Reinigung des Materials 5 geschieht folgendermaßen: Das Material befindet in einem Korb 1, welcher am Deckel befestigt ist 9 und nicht mitschwingt. Durch das Auf- und Abbewegen des Gefäßes 7 entstehen innerhalb der Flüssigkeit 10 Hohlräume. Die Flüssigkeit wird buchstäblich entweder auseinander gerissen, oder aber es entsteht am Boden des Gefäßes ein Hohlraum. Diese Hohlräume werden wieder geschlossen. Dabei entsteht ein Knall - der so genannte Wasserhammer, welcher auch in Hydrauliksystemen auftritt. Durch diesen Wasserhammer entsteht innerhalb der Flüssigkeit eine Stoßwelle, die wiederum die Kavitation erzeugt. Dies nennt man den Wasserhammereffekt.
This invention is illustrated by the 1 explained in more detail. 1 shows the complete apparatus. It works like this:
  • Thanks to the two counter-rotating electric external vibrators 2 a vertical oscillation is generated. The shaker 7th is accelerated up and down. The pouring vessel 7th is located on vibration damper feet 3 and inside an airtight enclosure 4th with lid 9 and vacuum connection 8th leading to a vacuum pump 6th leads. With the help of the vacuum pump 6th it is possible to create a vacuum in the housing. The purification of the material 5 happens as follows: The material is in a basket 1 , which is attached to the lid 9 and does not resonate. By moving the vessel up and down 7th arise within the liquid 10 Cavities. The liquid is literally either torn apart or a cavity is created in the bottom of the vessel. These cavities are closed again. This creates a bang - the so-called water hammer, which also occurs in hydraulic systems. This water hammer creates a shock wave within the liquid, which in turn creates cavitation. This is called the water hammer effect.

Durch die Kavitation wird das Material gereinigt.The material is cleaned by cavitation.

Ultraschallbäder werden in vielen Bereichen eingesetzt. Ihr Wirkprinzip basiert auf dem Phänomen der Kavitation. Das sind kleine Gasblasen die bei ihrer Implosion starke Stoßwellen erzeugen.Ultrasonic baths are used in many areas. Its operating principle is based on the phenomenon of cavitation. These are small gas bubbles that generate strong shock waves when they implosion.

Ein Druckstoß (auch Wasserhammer genannt) entsteht in einer flüssigkeitsführenden Rohrleitung, wenn eine Armatur oder ein Ventil zu schnell geschlossen oder geöffnet wird. Die kinetische Energie der sich in der Rohrleitung bewegenden Flüssigkeitssäule bewirkt vor der Armatur durch ihren niedrigen Kompressionsmodul einen sehr raschen Anstieg des Druckes. Das gleiche geschieht hinter der Armatur, nur dass in diesem Falle zunächst eine Dampfblase mit niedrigem Druck entsteht, während sich die Flüssigkeitssäule weiter bewegt. Irgendwann kehrt die Flüssigkeitssäule wegen des in der Rohrleitung herrschenden Druckgefälles ihre Bewegungsrichtung um und schlägt in die Armatur zurück. Die Armatur und die anschließenden Rohrleitungen können bei diesem Vorgang zerstört werden. Ähnliche Verhältnisse liegen bei einem zu schnellen Öffnen der Armatur vor.A pressure surge (also known as a water hammer) occurs in a pipeline carrying liquid when a fitting or valve is closed or opened too quickly. The kinetic energy of the liquid column moving in the pipeline causes a very rapid increase in pressure in front of the valve due to its low compression modulus. The same thing happens behind the fitting, only in this case a vapor bubble with low pressure is created while the column of liquid continues to move. At some point, due to the pressure gradient in the pipeline, the liquid column reverses its direction of movement and strikes back into the valve. The valve and the connecting pipes can be destroyed in this process. Similar conditions exist if the valve is opened too quickly.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
Korbbasket
22
ElektroaußenvibratorenExternal electric vibrators
33
SchwingungsdämpferfüßeVibration damper feet
44th
Gehäuse (luftdicht)Housing (airtight)
55
Zu reinigendes MaterialienMaterials to be cleaned
66th
VakuumpumpeVacuum pump
77th
SchütteigefäßPouring vessel
88th
VakuumanschlussVacuum connection
99
Deckellid
1010
Flüssigkeit (Wasser)Liquid (water)

Claims (6)

Vorrichtung zum Reinigen von Materialien, umfassend - ein Gehäuse (4), welches mit einem Deckel (9) luftdicht verschließbar ist, - ein innerhalb des Gehäuses (4) auf Schwingungsdämpferfüßen (3) angeordnetes Schüttelgefäß (7), welches mit einer Flüssigkeit (10) befüllbar ist und welche das zu reinigende Material (5) umgibt, und - zwei gegenläufige Elektroaußenvibratoren (2), welche zum Erzeugen einer vertikalen Schwingung des Schüttelgefäßes mit dem Schüttelgefäß (7) derart zusammenwirken, dass in der Flüssigkeit (10) oder am Boden des Schüttelgefäßes (7) Hohlräume entstehen.Apparatus for cleaning materials, comprising - a housing (4), which can be closed airtight with a cover (9), - a shaking vessel (7) which is arranged on vibration damper feet (3) and which can be filled with a liquid (10) and which contains the to be cleaned Surrounding material (5), and - two counter-rotating electric external vibrators (2) which interact with the shaking vessel (7) to generate a vertical oscillation of the shaking vessel in such a way that cavities are created in the liquid (10) or at the bottom of the shaking vessel (7). Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen Korb (1) umfasst, der am Deckel (9) befestigt ist und nicht mitschwingt, wobei das zu reinigende Material (5) vom Korb (1) aufgenommen wird.Device according to Claim 1 , characterized in that the device comprises a basket (1) which is attached to the lid (9) and does not oscillate, the material (5) to be cleaned being picked up by the basket (1). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (4) einen Vakuumanschluss (8) aufweist, an welchem eine Vakuumpumpe (6) zum Erzeugen eines Vakuums im Gehäuse (4) anschließbar ist.Device according to one of the Claims 1 or 2 , characterized in that the housing (4) has a vacuum connection (8) to which a vacuum pump (6) for generating a vacuum in the housing (4) can be connected. Verfahren zum Reinigen von Materialien mit einer Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, umfassend folgende Schritte: - Einbringen des zu reinigenden Materials (5) in das Schüttelgefäß (7), - Befüllen des Schüttelgefäßes (7) mit einer Flüssigkeit (10) derart, dass das zu reinigende Material (5) von der Flüssigkeit (10) umgeben ist, - Luftdichtes Verschließen des Gehäuses (4) mittels des Deckels (9), und - Erzeugen einer vertikalen Schwingung des Schüttelgefäßes mittels der zwei gegenläufigen Elektroaußenvibratoren (2) derart, dass in der Flüssigkeit (10) oder am Boden des Schüttelgefäßes (7) Hohlräume entstehen.Method for cleaning materials with a device according to one of the preceding claims, comprising the following steps: - Bringing the material to be cleaned (5) into the shaking vessel (7), - Filling the shaking vessel (7) with a liquid (10) in such a way that the material (5) to be cleaned is surrounded by the liquid (10), - Airtight sealing of the housing (4) by means of the cover (9), and - Generating a vertical oscillation of the shaking vessel by means of the two counter-rotating electric external vibrators (2) in such a way that cavities are created in the liquid (10) or at the bottom of the shaking vessel (7). Verfahren nach Anspruch 4, umfassend folgenden Schritt: - Anordnen des zu reinigenden Materials (5) im Korb (1), der nicht mitschwingt.Procedure according to Claim 4 , comprising the following step: - arranging the material to be cleaned (5) in the basket (1), which does not resonate. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 5, umfassend folgenden Schritt: - Anschließen der Vakuumpumpe (6) an den Vakuumanschluss (8) des Gehäuses (4), und - Erzeugen eines Vakuums im Gehäuse (4) mittels der Vakuumpumpe (6).Method according to one of the Claims 4 or 5 , comprising the following step: - connecting the vacuum pump (6) to the vacuum connection (8) of the housing (4), and - generating a vacuum in the housing (4) by means of the vacuum pump (6).
DE102010004319.2A 2010-01-12 2010-01-12 Cavitation cleaning bath Active DE102010004319B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010004319.2A DE102010004319B4 (en) 2010-01-12 2010-01-12 Cavitation cleaning bath

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010004319.2A DE102010004319B4 (en) 2010-01-12 2010-01-12 Cavitation cleaning bath

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102010004319A1 DE102010004319A1 (en) 2011-07-14
DE102010004319B4 true DE102010004319B4 (en) 2021-08-05

Family

ID=44313032

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102010004319.2A Active DE102010004319B4 (en) 2010-01-12 2010-01-12 Cavitation cleaning bath

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102010004319B4 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010006753B8 (en) 2010-02-04 2021-09-23 Abs Apparate, Behälter- Und Sonderanlagenbau Gmbh Device for splitting or loosening cellulosic material
DE102012011555B4 (en) 2012-06-11 2018-03-29 Abs Apparate, Behälter- Und Sonderanlagenbau Gmbh Cavitation-driven chemical reaction technology
US9492806B2 (en) * 2013-12-10 2016-11-15 Heiko Ackermann Cavitation generation mechanisms and their use in fermentation and wastewater and sand cleaning processes

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4019996A1 (en) 1989-06-25 1991-01-10 Erel D Ultrasonic cleaning and sterilising of fruit or vegetables - basket contg. fruit or vegetables is moved around to allow mixt. possible ultrasonic energy to reach surfaces to be cleaned
DE4205576A1 (en) 1991-10-09 1993-04-15 Mitsubishi Electric Corp Substrate cleaner using ultrasonics - has inner container with substrate supported in cleaning chemicals within outer container of ultrasonic carrier medium
WO2003051542A1 (en) 2001-12-18 2003-06-26 Sandro Neukomm Ultrasound cleaning using cyclically-variable static pressure and subsequent drying
US20060102193A1 (en) 2002-07-08 2006-05-18 Yakov Lyubchik Ultrasonic cleaning and washing apparatus for fruits and vegetables and a method for the use thereof

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4019996A1 (en) 1989-06-25 1991-01-10 Erel D Ultrasonic cleaning and sterilising of fruit or vegetables - basket contg. fruit or vegetables is moved around to allow mixt. possible ultrasonic energy to reach surfaces to be cleaned
DE4205576A1 (en) 1991-10-09 1993-04-15 Mitsubishi Electric Corp Substrate cleaner using ultrasonics - has inner container with substrate supported in cleaning chemicals within outer container of ultrasonic carrier medium
WO2003051542A1 (en) 2001-12-18 2003-06-26 Sandro Neukomm Ultrasound cleaning using cyclically-variable static pressure and subsequent drying
US20060102193A1 (en) 2002-07-08 2006-05-18 Yakov Lyubchik Ultrasonic cleaning and washing apparatus for fruits and vegetables and a method for the use thereof

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Chakravarty, A. et. al: Stable sonoluminescence within a water hammer tube. In: PHYSICAL REVIEW E 69, 066317, 2004

Also Published As

Publication number Publication date
DE102010004319A1 (en) 2011-07-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101084586B (en) Ultrasonic processing method and apparatus with multiple frequency transducers
DE112006002408B4 (en) Disposable Hygiene Mixer and Procedures
DE102010004319B4 (en) Cavitation cleaning bath
CA2645933A1 (en) Megasonic processing apparatus with frequency sweeping of thickness mode transducers
US9243653B2 (en) Vortex generator with vortex chamber
CA2979369C (en) Cavitation generation mechanisms and their use in fermentation and wastewater and sand cleaning processes
CN107252658A (en) A kind of groove type ultrasonic ripple liquid handling device
WO2015154998A1 (en) Method for removing hydrocarbon-containing deposits formed on a surface of a device
EP3015434A1 (en) Cavitation generation mechanisms and their use in fermentation and wastewater and sands cleaning processes
CN203791264U (en) Ultrasonic cleaning device for ion exchanging resin
Sojahrood et al. Nonlinear model of acoustical attenuation and speed of sound in a bubbly medium
DE102009048348B4 (en) Carbon nanotubes production process
CN100537019C (en) Energy conversion method and device for ultrasonic liquid processing
EP3344744B1 (en) Device for reducing foaming in a biogas fermenter
DE102010006753B4 (en) Device for splitting or loosening cellulose-containing material
DE102012011555A1 (en) Chemically producing cavitations by accelerating, activating or promoting the chemical reaction, comprises transferring the particles or objects in a vertical oscillationusing magnets and producing cavitations on the objects
CH299343A (en) Method for generating a relative movement between a treatment liquid and objects introduced into this liquid and device for carrying out this method.
KR101733851B1 (en) Water treatment apparatus using ultrasonic resonance and non-crystalline
DE102004013078A1 (en) Mixer for biotech- and pharmaceutical-industry co-located has mixer shaft and flexible sidewall
CN107252659A (en) A kind of pot type ultrasonic liquid processing unit
EP3949089B1 (en) System for generating electrical energy
CN107261963A (en) A kind of duct type ultrasonic liquid processing unit
DE914073C (en) Device for the treatment of goods by the action of sound or ultrasonic vibrations
US20100170529A1 (en) Acoustic Cleaning Device and Method
CN110479098A (en) Novel vibrating plate film device

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed

Effective date: 20110616

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: ABS APPARATE, BEHAELTER- UND SONDERANLAGENBAU , DE

Free format text: FORMER OWNER: ACKERMANN, HEIKO, 78604 RIETHEIM-WEILHEIM, DE

Effective date: 20140128

R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final