DE1116935B - Vorrichtung zur Erzeugung von hochfrequenten Schwingungen auf einem Feinstgewebe - Google Patents

Description

• Vorrichtung zur Erzeugung von hochfrequenten Schwingungen auf einem Feinstgewebe Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung von hochfrequenten Schwingungen auf einem Feinstgewebe.
• In der Praxis hat es sich gezeigt, daß zum Antrieb von Feinstgeweben, insbesondere für Filterzwecke aller Art, z. B. zum Entwässern körnigen oder faserigen Gutes, wie von Kunststoffsuspensionen, Textil-und Papierabwässern, zum Entwässern von Hefe und Pulpe von Brauereien und Zuckerfabriken bei einem Direktantrieb der in Frage kommenden Gewebe bei elektromagnetischer Erregung mittels Schwingmagneten, die Direktübertragung nicht als günstig anzusprechen ist, da eine saubere Trennung zwischen Grundschwingung und entstehenden Oberwellen sich nicht ermöglichen läßt. Das Wirksame bei derartigen Prozessen ist aber eine möglichst hohe Frequenz, die schon in das Ultraschallgebiet reichen kann, wobei die größeren Amplituden der Grundschwingung nur hinderlich sind.
• Aufgabe der Erfindung ist es, eine solche Vorrichtung zur Erzeugung von hochfrequenten Schwingungen auf einem Feinstgewebe derart zu gestalten, daß die hohen Frequenzen ohne Behinderung durch die Grundschwingungen eines Anstoßers mit den gegebenen großen Amplituden allein wirksam werden können.
• Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung, die ein schwingungsfähiges System besitzt, bestehend aus abgestimmter Membran, Stabschwinger und Feinstgewebe, wobei das System durch einen an sich bekannten Anstoßer erregt wird.
• Die Organe dieses Systems sind miteinander gekoppelt, wobei dieses System eine Eigenfrequenz besitzt, welche beliebig hoch gewählt werden kann.
• Durch die feste Kopplung des Feinstgewebes in diesem System wird die schwingende Energie direkt auf das Gewebe wirksam.
• Vorteilhaft wird als Anstoßer ein mit Wechselstrom angetriebener Elektromagnet verwendet, der mit einem feststehenden Ankerteil und einem frei schwingenden, in der Amplitude durch Anschlag begrenzten Ankerteil zum Beaufschlagen des Stabschwingers ausgerüstet ist.
• Die Schlagfläche des frei schwingenden Ankerteiles wird zweckmäßigerweise mit einem Kunststoffüberzug versehen oder in die Schlagfläche ein Schlagbolzen aus hartem Kunststoff eingebaut.
• Vorrichtungen zur Erzeugung hochfreqenter, mechanischer Schwingungen im Schall- oder Ultraschallbereich sind bereits bekannt. So sind z. B. mit Hilfe von Magnetostriktionsschwingern oder von Schwingquarzen betriebene Schwingungserzeuger bekannt; doch sind zum Betriebe Hochfrequenzgeneratoren erforderlich, deren erzeugte Leistung bei dem ersten Beispiel durch Wirbelstromverluste und beim zweiten Beispiel durch dielektrische Verluste zum Teil verlorengeht. Große Leistungen, wie sie aber für die gewerbliche Nutzung erforderlich sind, lassen sich damit nicht erzielen.
• Auch ist zur Behandlung von Flüssigkeiten und Flüssigkeitsgemischen zum Zwecke der Herstellung von Emulsionen oder zur Sterilisation von Flüssigkeiten, ferner zur Behandlung von Metallschmelzen zum Zwecke der Entgasung oder zur Reinigung von von Gasen, kurz zur Beeinflussung der verschiedensten physikalischen, biologischen oder chemischen Vorgänge ein elastischer Schwingkörper aus Stahl zur Erzeugung hochfrequenter Schwingungen bekannt, der in Zeitabständen durch Schlag bzw. Stoß zu Schwingungen angeregt wird, wobei dieser Schwingkörper aus einem solchen Werkstoff besteht und derart dimensioniert ist, daß seine Eigenfrequenz der Frequenz der zu erzeugenden mechanischen Schwingungen gleich ist. Ein solcher Schwingkörper in Form eines Stabes aus Metall, z. B. aus Stahl, wird dabei an einem Schwingungsknoten fest eingespannt. Bei Anwendung auf Schweißelektroden muß der Schwingkörper elastisch aufgehängt werden; doch hat diese Anordnung mit vorliegender Erfindung keinen Zusammenhang.
• Dieser stabförmige Schwingkörper wird durch den Anker eines Elektromagneten an einem freien Ende angeschlagen, wodurch in dem Schwingkörper longitudinale Schwingungen erzeugt werden. Dabei reicht entweder das andere freie Ende in eine Flüssigkeit oder es ist mit einem Flüssigkeitsbehälter fest verbunden. In allen diesen Fällen wird ein hochfrequen ter Rühreffekt zur Durchmischung der Flüssigkeit in Behältern erzielt zum Zwecke der Herstellung von Emulsionen, Suspensionen; Gas oder Metallschmelzen können auf diese Weise behandelt werden. Es werden also Mischungen erzeugt. Damit wird genau das Gegenteil von dem erreicht, was Sinn und Zweck vorliegender Erfindung ist, nämlich feste Körper verschiedener Größe oder unterschiedlichen spezifischen Gewichtes oder feste Körper von Flüssigkeiten zu trennen.
• Erst die erfindungsgemäße Bildung eines schwingungsfähigen Systems, in das das Feinstgewebe einbe zogen ist, das durch einen Anstoß er erregt wird, läßt auf dem Feinstgewebe reine hochfrequente Schwingungen entstehen, wodurch in kürzester Zeit Siebprozesse und Filtriervorgänge durchgeführt werden können.
• Ein Ausführungsbeispiel einer derartigen Vorrichtung ist in der Zeichnung dargestellt.
• Die Vorrichtung besteht aus dem Grundkörper 1, der gleichzeitig als Träger auch das Feinstgewebe halten kann. Auf diesem Grundkörper 1 ist nunmehr ein Elektromagnet aufgebaut, welcher im wesentlichen aus dem Körper 2, dem festen Ankerteil 3 und dem schwingenden Ankerteil 4 besteht. Innerhalb des Körpers 2 sind die Wicklungen 5 angeordnet. Der feste Ankerteil 3 ist durch Gewinde und Gegenmutter 3 a verstellbar, so daß mit ihm eine maximale freie Schwingung einzustellen ist. Der schwingende Ankerteil 4 wird von einem Federpaket 6 gehalten, welches bei 7 seine Lagerung findet. Dem schwingenden Anker vorgelagert ist nun eine sehr starke abgestimmte Membran 10, die an ihren Rändern fest mit dem Grundkörper 1 verbunden ist. In der runden Membran 10 ist zentral mit dem Kopfteil 8 der Stabschwinger 9 befestigt, an dessen freiem Ende 11 das Feinstgewebe 12 eingespannt ist. Der Elektromagnet wird nun so eingestellt, daß der frei schwingende Ankerteil eine federnde Schlagwirkung auf die Schlagfläche des Schwingsystems ausübt. Hierdurch gerät das System Membran-Stabschwinger-Feinstgewebe in Eigenschwingung, wobei diese Eigenschwingungen abhängig sind von den Ausmaßen der Membran, des Stabes und des Gewebes und Werte von über 10000 Hz erreichen können.
• Die Amplituden sind naturgemäß äußerst klein, können aber immerhin durch entsprechende Abstimmung des Schwingsystems so eingestellt werden, daß sie in der Größenordnung der Öffnungsweiten der Feinstgewebe liegen, wodurch sich maximale Leistungswerte erreichen lassen. Der schwingende Anker- tell 4 kann an seiner Schlagfläche mit einem Schlagkopf aus sehr widerstandsfähigem Kunststoff ausgebildet werden, wodurch das Geräusch des Anschlages auf ein Mindestmaß zurückgeführt wird. Das eigentliche Schwingsystem arbeitet vermöge seiner hohen Frequenz fast geräuschlos, wodurch mit derartigen Apparaturen in schallempfindlichen Räumen gearbeitet werden kann.
• Betriebsmäßig wird man eine derartige Anlage mit ;iJechselstrom von 50 Hz betreiben. Hierdurch erhält der frei schwingende Anker eine Frequenz von 100 Hz, d. h., er wird in der Sekunde 100mal das Membran-Stabschwingsystem anschlagen. Auf diesem System entstehen nunmehr an und für sich gedämpfte Eigenschwingungen, die aber durch die Häufigkeit des Anschlages praktisch als ungedämpfte Schwingung in Erscheinung treten. Während der frei schwingende Anker Amplituden von etwa 3 mm erreicht, die durch den Anschlag um etwa 1/10 mm begrenzt werden, sind die Amplituden des Schwingsystems, wie oben gesagt, abhängig von ihren Baugrößen.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Vorrichtung zur Erzeugung von hochfrequenten Schwingungen auf einem Feinstgewebe, dadurch gekennzeichnet, daß ein schwingungsfähigen System aus einer abgestimmten Membran (10), einem Stabschwinger (9) und dem Feinstgewebe (12) besteht und von einem an sich bekannten Anstoß er erregt wird.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch geknnzeichnet, daß als Anstoß er ein mit Wechselstrom angetriebener Elektromagnet dient, der mit einem feststehenden Ankerteil (3) und einem frei schwingenden, in der Amplitude durch Anschlag begrenzten Ankerteil (4) zum Beaufschlagen des Stabschwingers (9) ausgerüstet ist.
3. 3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlagfläche des frei schwingenden Ankerteiles (4) mit einem Kunststoffüberzug versehen ist oder in die Schlagfläche ein Schlagbolzen aus hartem Kunststoff eingebaut ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 476 208, 612 569; schweizerische Patentschrift Nr. 289 372; deutsche Patentanmeldungen S 5547 IXb/42s (bekanntgemacht am 24. 1. 1952); A140 IVb/12d (bekanntgemacht am 2. 11. 1950); M4243 IVc/12d (bekanntgemacht am 1.3.1951); W27611Vc/l2d (bekanntgemacht am 28. 2. 1952).