DE1622128B1 - Einrichtung zum reinigen mit ultraschall - Google Patents
Einrichtung zum reinigen mit ultraschallInfo
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- DE1622128B1 DE1622128B1 DE1968B0096562 DEB0096562A DE1622128B1 DE 1622128 B1 DE1622128 B1 DE 1622128B1 DE 1968B0096562 DE1968B0096562 DE 1968B0096562 DE B0096562 A DEB0096562 A DE B0096562A DE 1622128 B1 DE1622128 B1 DE 1622128B1
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- B06B1/0223—Driving circuits for generating signals continuous in time
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- B06B1/0246—Driving circuits for generating signals continuous in time of a single frequency, e.g. a sine-wave with a feedback signal
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Description
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung Für elektromagnetische Vibratoren ist es bereits
zum Reinigen mit Ultraschall, bestehend aus einem bekannt, die Betriebsfrequenz in einen unterkritischen
Oszillator mit einem piezoelektrischen Schwinger oder überkritischen Bereich zu legen, d. h., die Bezum
Übertragen von Ultraschallenergie auf eine Last triebsfrequenz in einem bestimmten Abstand zur Rein
Form einer Flüssigkeit in einem Behälter, einer 5 sonanzfrequenz zu legen. Dies erfolgt aus dem
Antriebsschaltung für den Oszillator und einer Rück- Grunde, weil eine Abstimmung bei Resonanzfrequenz
kopplung, die zwischen den Oszillator und die An- zum sogenannten Anschlag führen kann, d. h., der
triebsschaltung zum Aufrechterhalten des Oszillator- Magnet kommt mit dem Anker des Vibrators in
betriebes geschaltet ist. . kraftschlüssige Berührung mit entsprechender Ham-
Eine solche Einrichtung besteht aus einem flüssig- io merwirkung.
keitsgefüllten Behälter, an dem ein oder mehrere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung zum
Schwinger angeordnet sind, die mit HF-Energie von Reinigen mit Ultraschall zu schaffen, bei der mehrere
gewöhnlich 20 kHz oder mehr erregt werden. In den Behälter parallel an einen einzigen Schwinger ange-
Schwingern wird die elektrische in akustische Energie schlossen werden können, ungeachtet der Füllhöhe,
umgewandelt, die Schallschwingungen bzw. Kavita- 15 der Belastung und des Unterschieds in der elektri-
tionen der Flüssigkeit erzeugt. sehen Impedanz der einzelnen Behälter.
Die für diese Zwecke verwendeten Schwinger Bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art
arbeiten entweder nach dem magnetostriktiven oder wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zum Eindem
elektrostriktiven (piezoelektrischen) Prinzip und stellen einer Oszillatorfrequenz, die größer als die
sind entweder unmittelbar an der Behälterwandung 20 Antiresonanzfrequenz des Schwingers ist, eine einen
befestigt oder in einem eigenen flüssigkeitsdichten Differenzbildner aufweisende Steuereinrichtung mit
Gefäß angeordnet, das in die Flüssigkeit eingetaucht dem Schwinger verbunden ist, wobei der Differenzwird.
Ferner sind verschiedene elektrische Einrich- bildner ein Steuersignal If liefert, das die Differenz
tungen zum Betreiben der Schwinger bekannt, die zwischen dem Strom I1 durch einen parallel mit dem
einen Teil eines in Resonanz arbeitenden Oszillators 25 Schwinger geschalteten Kondensator und den Strom
bilden. Es ist bekannt, daß die Resonanzfrequenz des I0 durch den Schwinger darstellt und dessen Amplielektrischen
Teils von der die Belastung darstellen- tude beim Anstieg des Stroms durch den Schwinger
den Impedanz des Behälters beeinflußt wird, wobei verringert wird.
diese Impedanz eine Funktion des Flüssigkeitspegels Dadurch, daß für die Antriebsschaltung des Oszilim
Behälter und des in der Flüssigkeit eingetauchten 30 lators ein verkleinertes Rückführsignal erzeugt wird,
Reinigungsgutes ist. Während man früher eine Hand- wenn der Strom im Schwinger ansteigt, wodurch eine
bedienung für den Oszillator vorgesehen hat, die kleine Frequenzverschiebung hervorgerufen wird, die
nachgestellt wurde, wenn der Flüssigkeitspegel oder weg von der Resonanzfrequenz gerichtet ist, werden
das Reinigungsgut sich änderten, werden in letzter die oben angeführten Nachteile im wesentlichen beZeit
selbsttätige Rückkopplungseinrichtungen vorge- 35 hoben. Große Stromspitzen im Schwinger werden sosehen,
die den Oszillator in der oder nahe der Reso- mit unmöglich gemacht, indem der elektrische Teil
nanzfrequenz unabhängig von den veränderlichen der Einrichtung lastabhängige Resonanzspitzen verImpedanzen
einstellen. meidet (maximaler elektrischer Scheinleitwert des
Das Betreiben eines Reinigungsbehälters mit Reso- Schwingers).
nanzfrequenz hat trotz des guten Wirkungsgrades 4° Durch Einstellen der Oszillatorfrequenz auf einen
verschiedene Nachteile. Ändert sich die Füllhöhe des Wert größer als die Antiresonanzfrequenz des
Behälters und übersteigt dabei ein Mehrfaches der Schwingers gelangt man in einen Bereich, in dem
Resonanzwellenlänge, so weist die im Behälter er- der Scheinleitwert verhältnismäßig konstant ist, so
zeugte Ultraschallenergie sehr starke Schwankungen daß die Parallelschaltung mehrerer Behälter an einen
auf. Dieser Effekt wird durch selbsttätige Rückführ- 45 einzigen Schwinger möglich ist, und ungeachtet der
systeme verringert. Sinkt jedoch die Füllhöhe und Füllhöhe, der Belastung und der Unterschiede in
wird der Behälter allmählich leer, so bleibt die auf der elektrischen Impedanz solcher parallelgeschalden
Behälter übertragene Energie konstant oder steigt teteu Gefäße eine befriedigende Arbeitsweise erzielt
sogar an, wodurch der Behälter durch starke mecha- wird. Weist irgendeiner der parallelgeschalteten Benische
Vibrationen und durch den Mangel an Kühl- 50 hälter bei einer gegebenen Frequenz eine niedrige
flüssigkeit beschädigt wird. Infolge der Schwierigkeit Impedanz auf, so infolge stehender Wellen in der
des Resonanzabgleichs bei der sehr steilen Änderung Flüssigkeit oder infolge des Reinigungsgutes, verdes
elektrischen Scheinleitwerts des Oszillators im ändert der elektrische Teil zum Ausgleich dieses
Bereich der Resonanzfrequenz ist es unmöglich, meh- Zustandes seine Oszillatorfrequenz geringfügig. Darere
Reinigungsbehälter zu einem einzigen HF-Gene- 55 her können parallelgeschaltete Behälter tatsächlich
rator parallel zu schalten, da im wesentlichen die unter den gleichen Energiebedingungen arbeiten,
gesamte Energie an den Behälter mit der niedrigsten Mit der Erfindung ist eine Einrichtung zum Rei-Impedanz geliefert wird. Auch bei einer selbsttätigen nigen mit Ultraschall geschaffen, bei der der Betrieb Abgleichsteuerung ist es unmöglich, die Behälter in bei unerwünschten Resonanzbedingungen unterbun-Parallelschaltung zu betreiben, wenn man nicht auf 60 den wird. Sie ermöglicht ferner die Parallelschaltung die gleiche Füllhöhe und genau die gleiche Belastung mehrerer Behälter an einen HF-Generator. Ferner in den Behältern achtet. Bekannte selbsttätige Steuer- wird die an einen Behälter übertragene Energie einrichtungen weisen den Nachteil auf, daß sie sich beim Absinken der Füllhöhe oder beim Verringern nach dem Gefäß mit der niedrigsten Impedanz rieh- der Belastung verkleinert. Schließlich vermeidet die ten, wohingegen bei dieser Frequenz ein anderer par- 65 Frequenz, bei der die Einrichtung übertrieben wird, ausgeschalteter Behälter eine sehr hohe Impedanz besondere Schwierigkeiten beim Abgleich,
aufweist. Deshalb vermag ein selbsttätiger Abgleich Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichden obengenannten Nachteil nicht zu beheben. nungen näher erläutert. Es zeigt
gesamte Energie an den Behälter mit der niedrigsten Mit der Erfindung ist eine Einrichtung zum Rei-Impedanz geliefert wird. Auch bei einer selbsttätigen nigen mit Ultraschall geschaffen, bei der der Betrieb Abgleichsteuerung ist es unmöglich, die Behälter in bei unerwünschten Resonanzbedingungen unterbun-Parallelschaltung zu betreiben, wenn man nicht auf 60 den wird. Sie ermöglicht ferner die Parallelschaltung die gleiche Füllhöhe und genau die gleiche Belastung mehrerer Behälter an einen HF-Generator. Ferner in den Behältern achtet. Bekannte selbsttätige Steuer- wird die an einen Behälter übertragene Energie einrichtungen weisen den Nachteil auf, daß sie sich beim Absinken der Füllhöhe oder beim Verringern nach dem Gefäß mit der niedrigsten Impedanz rieh- der Belastung verkleinert. Schließlich vermeidet die ten, wohingegen bei dieser Frequenz ein anderer par- 65 Frequenz, bei der die Einrichtung übertrieben wird, ausgeschalteter Behälter eine sehr hohe Impedanz besondere Schwierigkeiten beim Abgleich,
aufweist. Deshalb vermag ein selbsttätiger Abgleich Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichden obengenannten Nachteil nicht zu beheben. nungen näher erläutert. Es zeigt
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F i g. 1 eine perspektivische Ansicht einer Ultra- Schwingers liegt. Der Kondensator 22 und der
schall-Reinigungseinrichtung, Schwinger 14 sind über einen DifTerenzbildner zu-
Fig. 2 eine Darstellung zur Erläuterung der sammengeschaltet, der aus einer Primärwicklung 24a
Wirkungsweise, und einer entgegengesetzten Wicklung 24 αα des
F i g. 3 ein Schaltschema des elektrischen Teils, 5 Transformators 24 besteht. Der Wert des Konden-
Fig. 4 eine Darstellung des elektrischen Schein- sators22 und das Wicklungsverhältnis sind so geleitwerts
in Abhängigkeit von der Frequenz bei einer wählt, daß das stromabhängige (ZJ-Signal vom Kon-Reinigungsvorrichtung,
densator22 größer als der Strom (Z0) durch den
F i g. 5 eine Darstellung des elektrischen Phasen- Schwinger 14 ist, wodurch in der Sekundärwicklung
winkeis abhängig von der Frequenz für einen Rei- 10 24b ein SignalIf erzeugt wird, das die Differenz
nigungsbehälter im belasteten und unbelasteten Zu- von Z1 weniger Z0 darstellt und dessen Wert positiv
stand, bleibt.
Fig. 6 eine Darstellung des elektrischen Phasen- Der aus den Schwingern und anderen Kompo-
winkels in Abhängigkeit vom Wasserspiegel bei nenten des Oszillators bestehende Lastkreis wird
üblichen Betriebsbedingungen, 15 von einer Gleichstromquelle 26 mit Energie versorgt,
F i g. 7 eine Darstellung des elektrischen Schein- die in Reihe mit einem Steuerschalter 30, beispiels-
leitwerts in Abhängigkeit vom Wasserspiegel für die weise einem Transistor, und der Primärwicklung 28 α
in den Fig. 5 und 6 gezeigten Betriebsbedingungen eines Leistungstransformators 28 geschaltet ist. Die
und Sekundärwicklung 28 b des Transformators 28 ist mit
Fig. 8 das Schaltschema des elektrischen Teils in 20 der Induktivität 20 des Oszillators und mit der Mitteleiner
weiteren Ausführungsform. punktanzapfung der Primärwicklung des Transfor-
In F i g. 1 ist der Behälter 10 mit einer Flüssigkeit mators24 verbunden. Die erste Sekundärwicklung
12 gefüllt. Einer oder mehrere Schwinger 14 sind 24 b des Transformators 24 liefert ein Rückführsignal
am Boden des Behälters angeordnet und übertragen vom Oszillator und ist in Reihe mit einem Widerauf
die Flüssigkeit 12 zur Bildung von Hohlräumen 25 stand 32 an den Schalter 30 gelegt. Diese Verbindung
Ultraschallenergie. In dem bevorzugten Ausfüh- erzeugt ein Wechselspannungssignal, das in Phase
rungsbeispiel bestehen die Schwinger aus je einer mit dem Strom im Oszillatorkreis ist, um die Schwinpiezoelektrischen
Scheibe zum Umwandeln der elek- gungen des Oszillators aufrechtzuerhalten. Der
irischen in mechanische Energie. Der Schwinger ist Transformator 24 ist mit einer weiteren Sekundärin
bekannter Weise in »Sandwich«-Bauweise auf- 30 wicklung 24 c versehen, die in Reihe mit einem
gebaut. Die parallelgeschalteten Schwinger weisen Gleichrichter 24 und einem Widerstand 36 geschaltet
eine natürliche Vibrationsfrequenz, nämlich 25 oder ist. Während der Halbwelle, in der der Schalter 30
40 kHz auf und werden von einem elektrischen leitfähig ist, wird ein Stromimpuls über den TransGenerator 16 über die Leitung 18 erregt. Dabei ist formator28 auf den Oszillator gegeben. Während
Voraussetzung, daß die piezoelektrische Elemente 35 der folgenden Halbwelle, wenn also der Schalter
verwendenden Schwinger beim Erregen eine vor- gesperrt ist, stellen die Diode 34 und der Widerstand
herrschende kapazitive Stromkomponente aufweisen. 36 eine Last dar, die vom Transformator in den
In F i g. 2 ist der elektrische Scheinleitwert über Oszillator reflektiert bzw. übertragen wird, so daß
einem sehr begrenzten Frequenzbereich für ein man am Schwinger 14 eine verhältnismäßig symme-
übliches Reinigungsgerät aufgetragen. Bei der Fre- 40 irische Ausgangswelle erhält.
quenz/r ist der Scheinleitwert maximal (minimale In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel, wobei
Impedanz) infolge des Wasserspiegels und der Be- gleiche Windungszahl für die Wicklungen 24 a und
lastung. Diese Spitzen wiederholen sich in Inter- 24 αα vorausgesetzt ist, wird der Kondensator 22 so
vallen von einer halben Wellenlänge der Resonanz- gewählt, daß seine Kapazität größer als die des
frequenz. Bei bekannten Einrichtungen, die den 45 piezoelektrischenoder der piezoelektrischen Schwin-
Betrieb bei der niedrigsten Impedanz durchzuführen ger 14 ist, so daß der Strom Ix predominant ist.
suchen, stellt sich die Frequenz des Oszillators, wenn Steigt der Strom Z0 durch den Schwinger infolge des
mit der Frequenz/0 gearbeitet wird, auf die Fre- Resonanzzustandes an, der ein Absinken der Impe-
quenz fr ein, und behält diese Frequenz bei. In dem danz in dem Ultraschallerzeugerbereich zur Folge
nachstehend beschriebenen System jedoch verschiebt 50 hat, so verringert sich die Größe des Rückführ-
sich die Frequenz auf den Wert /r + Af, wenn der stromes If, der die Differenz von I1 minus Z0 darstellt,
Ruhewert der Frequenz gleich fT ist, wodurch dem wodurch sich die Frequenz geringfügig verschiebt,
Zustand des maximalen Scheinleitwerts ausgewichen und damit das Anhängen des elektrischen Teils an
und somit das Vorhandensein von Stromspitzen im die Stromspitze des Ultraschallgenerators, d. h. den
Ultraschallerzeuger infolge von Resonanzlastbedin- 55 von der Anwesenheit der durch die Belastung her-
gungen vermieden wird. vorgerufenen Resonanz der halben Wellenlängen
Der den HF-Generator 16 darstellende elektrische bestimmten Zustand, vermieden wird.
Teil ist in F i g. 3 gezeigt. Die Frequenz des dort ^ 1 , . 1 m ·ι * 1 · * ■, j ^
dargestellten Oszillators ist durch die Induktivität Der ^tasche Ted folgt somit folgendem Gesetz:
der Reiheninduktivität 20 und des Transformators 24 60 j ω
und der Kapazität des oder der Schwinger 14 und . . = negative Zahl,
des dazu parallelelgeschalteten Kondensators 22 be- ^ L '
stimmt. Die Größenwerte der Induktivität 20 und worin
des Kondensators 22 zusammen mit dem Schwinger
des Kondensators 22 zusammen mit dem Schwinger
14 sind so gewählt, daß der Oszillator eine Arbeite- 65 Δω = die Frequenzänderung,
frequenz aufweist, die nicht unterhalb der der Anti- AR = ^ Ä^^g des Lastwiderstandes und
resonanzfrequenz des Schwingers und vorzugsweise
oberhalb derjenigen der Antiresonanzfrequenz des η = >
0.
Somit ruft eine Vergrößerung des Lastwiderstandes eine Verkleinerung der Frequenz des Oszillators
hervor.
In Fig. 4 stellt die Kurve40 den Scheinleitwert über der Frequenzkurve des Oszillators für ein Reinigungsgefäß
im unbelasteten Zustand dar. Die Kurve 42 gilt für den Behälter im belasteten Zustand.
Hieraus ist ersichtlich, daß der Scheinleitwert bei der Resonanzfrequenz fr maximal und im Bereich der
Antiresonanzfrequenz fa minimal ist. Bisher gingen
alle Anstrengungen dahin, die Reinigungsgeräte dieser Art in der Resonanzfrequenz fr zu betreiben.
Auch ist ersichtlich, daß der Resonanzabgleich für einen leeren oder unbelasteten Behälter sehr kritisch
ist, während der Abgleich im belasteten Zustand einfacher ist. Erfindungsgemäß wird mit einer Frequenz
gearbeitet, die oberhalb der Antiresonanzfrequenz liegt, und zwar mit einer Frequenz fQ. In
diesem Bereich ändert sich der Scheinleitwert nicht so steil bei einer Frequenzänderung wie bei der
Frequenz fr oder fa. Daher kann die Frequenz von
einer mittleren Frequenz aus ohne große Änderung der Impedanz verändert werden. Deshalb ist es auch
möglich, verschiedene Reinigungsgefäße mit nicht allzu verschiedenen Impedanzen parallel an einen
einzigen HF-Generator zu schalten.
Der vorstehend beschriebene elektrische Teil hat noch andere wünschenswerte Eigenschaften, z. B.
die Änderung des Scheinleitwertphasenwinkels des Schwingers im unbelasteten Zustand, d. h. bei leerem
Gefäß, bei dem der Wert für RL groß wird und keine Energie auf eine äußere Last übertragen wird.
In Fig. 5 zeigt die Kurve41 die Kennlinie für einen leeren Behälter und die Kurve 43 für einen Behälter
unter Belastung, wobei der Phasenwinkel der Spannung des Oszillators über die Frequenz aufgetragen
ist. Der Betriebspunkt f0 ist so gewählt, daß er oberhalb
der Antiresonanzfrequenz fa ist, und ferner so, daß ein verhältnismäßig großer Wechsel im Wert
des Kosinus des Phasenwinbels beim Übergang vom unbelasteten auf den belasteten Behälter anzutreffen
ist. Da die umgesetzte Durchschnittsenergie das Produkt aus Spitzenspannung und Spitzenstrom
dividiert durch den Faktor 2 und multipliziert mit dem Kosinus des Phasenwinkels ist, wird verständ-
Nachstehend folgt ein Testbericht:
sich, daß die Größenänderung des Kosinus von wesentlicher Bedeutung ist. Beim Betriebspunkt/0
der untersuchten Einrichtung verursacht der unbelastete Behälter einen voreilenden Phasenwinkel von
etwa 80°, während der belastete Behälter einen voreilenden Phasenwinkel von etwa 70° hat. Der Kosinus
von 80° beträgt 0,16, und der Kosinus von 70° ist 0,34. Daher stellt sich ein Energieverhältnis im Bereich
von 1:2 ein. Die effektive Energie verschwindet,
ίο sobald der Zustand des leeren Behälters erreicht ist.
Diese letztere Eigenschaft ist äußerst wünschenswert und ist gerade das Gegenteil von dem, was bei den
bisher bekannten Einrichtungen der Fall ist, die in der Resonanzfrequenz arbeiten, bei der die Energie
konstant ist oder sogar ansteigt, wenn der Zustand des unbelasteten Behälters erreicht wird. Hieraus
ist zu erkennen, daß die Energieverringerung beim leeren Behälter von großem Vorteil ist und den
Behälter und den Ultraschallerzeuger vor Zerstörung
schützt.
Die obengenannte vorteilhafte Betriebseigenschaft ist in Fig. 6 dargestellt, in der die Kurve46 den
voreilenden Phasenwinkel in Abhängigkeit von der Füllhöhe des Behälters zeigt. Der Phasenwinkel ist
bei leerem unbelastetem Behälter höher und sinkt schnell mit der Füllhöhe auf niedrigere Werte ab,
auf denen er dann im wesentlichen konstant bleibt. Die steht wiederum im Gegensatz zu dem bisher
Bekannten, bei dem die Energie außerordentlich
starke Schwankungen bei Änderungen der Füllhöhe des Behälters erfährt, nämlich durch Viertelwellenlängen
der Resonanzfrequenz geht.
Fig. 7 zeigt den elektrischen Scheinleitwert in Abhängigkeit von der Füllhöhe. Die Kurve 48 zeigt,
daß der elektrische Scheinleitwert des Oszillators bei sich ändernden Füllhöhen im wesentlichen konstant
bleibt, wodurch es möglich ist, verschiedene Reinigungsbehälter mit unterschiedlichen Füllhöhen
parallel zu betreiben, was bisher nicht möglich war.
Insbesondere ist es mit der Erfindung möglich, vier bis sieben Schwinger parallel ohne erneutes
Abgleichen zu betreiben. Ferner wurden drei getrennte Behälter mit zusammen sechs Schwingern
von einem einzigen Generator aus erfolgreich be-
trieben.
Anzahl
der Schwinger *
der Schwinger *
Strom
Kapazität von 22
Induktivität von 20
Frequenz
/o
/o
12
3,3
4,35
4,35
1,5
3,0
3,0
0,03 mF 0,05 mF 0,15 bis 0,18 mH
0,09 bis 0,10 mH
0,09 bis 0,10 mH
Wicklungen 24 α und 24 aa jeweils 40 Windungen
Wicklungen 24 b und 24 c jeweils 20 Windungen
Wicklungen 24 b und 24 c jeweils 20 Windungen
43,5 kHz
43,5 kHz
43,5 kHz
* Statische Kapazität etwa 0,0055 mF/Transduktor Element.
Hieraus ist ersichtlich, daß der Wert des Kondensators 22 durch eine Vergrößerung der Windungszahl
der Wicklung 24 α verringert werden kann, wobei die einzige Bedingung ist, daß ein Stromanstieg
von Z0 einen geringeren Strom If zur Folge hat.
Ein weiteres verbessertes Ausführungsbeispiel ist in Fig. 8 dargestellt. Die verbleibende Unstetigkeit
in der Energieabgabe des Oszillators abhängig vom Wasserpegel und vom Lastzustand gemäß Fig. 6
kann noch weiter verbessert werden, wenn man die Hochfrequenz des Oszillators mit einem Signal
kleinerer Frequenz moduliert. So ist gemäß Fig. 8 der Transformator 24 mit zwei weiteren sekundären
Steuerwicklungen 24 e und 24 d versehen, die gegeneinandergeschaltet
sind. Diese Wicklungen werden über einen Widerstand 38 mit einem Gleichstromsignal
erregt, das zweckmäßig in einer Frequenz von 120 pulsiert, um die Magnetisierung und den
Fluß im Transformatorkern zyklisch zu verändern. Der Gesamteffekt dieser Niederfrequenzmodulation
erzeugt eine periodische Frequenzabweichung Δ f des
Oszillators von dem vorzugsweise benutzten Betriebspunkt /0 in Fi g. 5. Das pulsierende Gleichstromsignal
ist lediglich ein Beispiel für ein Modulationssignal von niedriger Frequenz, das Verwendung
finden kann und das in einfacher Weise von einem Vollweggleichrichter, der an das Netz angeschlossen
ist, erhalten wird. An Stelle der Modulation des Oszillators mit dem Niederfrequenzsignal mittels des
Transformators 24 kann diese Modulation auch an anderer Stelle des elektrischen Teils erfolgen.
Die Vorteile können wie folgt zusammengefaßt werden: Es können verschiedene Tanks parallel
betrieben werden; der Energieausgang ist unabhängig von Änderungen der Füllhöhe und des Lastzustandes
im wesentlichen konstant. Die auf das Gefäß übertragene Energie wird beim Absinken des Flüssigkeitsspiegels gegen 0 verringert. Bei wechselnder Belastung
werden große Energieschwankungen vermieden. Auf manuelle oder automatische Steuereinrichtungen
zum Abgleich des Oszillators auf die Resonanzfrequenz wird verzichtet.
Die Anordnung ist einfach und zweckmäßig und benötigt nur wenig Bauteile.
Claims (4)
1. Einrichtung zum Reinigen mit Ultraschall, bestehend aus einem Oszillator mit einem piezoelektrischen
Schwinger zum Übertragen von Ultraschallenergie auf eine Last in Form einer Flüssigkeit in einem Behälter, einer Antriebsschaltung für den Oszillator und einer Rückkopplung,
die zwischen den Oszillator und die Antriebsschaltung zum Aufrechterhalten des Oszillatorbetriebes
geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zum Einstellen einer Oszillatorfrequenz, die größer als die Antiresonanzfrequenz
des Schwingers ist, eine einen Differenzbildner (24) aufweisende Steuereinrichtung
(22, 24) mit dem Schwinger (14) verbunden ist, wobei der Differenzbildner ein Steuersignal It
liefert, das die Differenz zwischen dem Strom/, durch einen parallel mit dem Schwinger (14)
geschalteten Kondensator (22) und dem Strom I0 durch den Schwinger darstellt und dessen Amplitude
beim Anstieg des Stroms durch den Schwinger verringert wird.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Differenzbildner ein Transformator
(24) ist, in dessen Primärwicklung (24 a, 24 aa) der Strom I0 durch den Schwinger (14) vom
Strom I1 durch den Kondensator (22) subtrahiert wird und dessen Sekundärwicklung (246) ein
Rückführsignal If entsprechend der Differenz der
Ströme an eine Schalteinrichtung (30) liefert, von der die Speisung des Oszillators gesteuert wird.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (22) und das
Wicklungsverhältnis des Transformators (24) derart ausgelegt sind, daß der StTOmZ1 durch den
Kondensator (22) größer ist als der Strom I0 durch den Schwinger (14).
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (24 .-^,
24 e, 38) zum Modulieren des Oszillators mit einem Signal vorgesehen sind, dessen Grundfrequenz
wesentlich niedriger als die Frequenz des Oszillators ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
COPY
109537.79
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US63730167A | 1967-05-09 | 1967-05-09 |
Publications (1)
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DE1622128B1 true DE1622128B1 (de) | 1971-09-09 |
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ID=24555357
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1968B0096562 Pending DE1622128B1 (de) | 1967-05-09 | 1968-02-08 | Einrichtung zum reinigen mit ultraschall |
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FR (1) | FR1557404A (de) |
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