DE19539195A1 - Gerät zur Einkopplung von Ultraschall in ein flüssiges oder pastöses Medium - Google Patents
Gerät zur Einkopplung von Ultraschall in ein flüssiges oder pastöses MediumInfo
- Publication number
- DE19539195A1 DE19539195A1 DE19539195A DE19539195A DE19539195A1 DE 19539195 A1 DE19539195 A1 DE 19539195A1 DE 19539195 A DE19539195 A DE 19539195A DE 19539195 A DE19539195 A DE 19539195A DE 19539195 A1 DE19539195 A1 DE 19539195A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- relationship
- cavity resonator
- cavity
- resonator
- length
- 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.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
- B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
- B06B3/00—Methods or apparatus specially adapted for transmitting mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
- Inks, Pencil-Leads, Or Crayons (AREA)
- Surgical Instruments (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Einkopplung von
Ultraschall in ein flüssiges oder pastöses Medium und
mit den weiteren, im Oberbegriff des Patentanspruchs 1
genannten, gattungsbestimmenden Merkmalen. Ein derarti
ges Gerät ist durch die US-PS 4,016,436 bekannt.
Bei dem bekannten Gerät ist ein einseitig an einen
rohrförmigen Hohlraumresonator angesetzter Wellenleiter
vorgesehen, der mittels eines piezoelektrischen Trans
ducers, der seinerseits elektrische Wechselspannungs-
Ausgangssignale eines Wechselspannungsgenerators in
longitudinale mechanische Schwingungen umwandelt, zu
resonanten longitudinalen Schwingungen anregbar ist. An
diesen Transducer ist mechanisch fest in einem flansch
förmigen Bereich desselben der Hohlraumresonator aku
stisch angekoppelt.
Bei einem weiteren Gerät der eingangs genannten Art
(US-PS 5,200,666), das zum erstgenannten weitgehend
funktionsanalog ist, wird an beiden Enden des rohrför
migen Resonators, der zur Konversion longitudinaler
Schwingungen in transversale Schwingungen vorgesehen
ist, mittels je eines Transducers Ultraschall-Energie
eingekoppelt
Es ist auch bekannt (US-PS 4,537,511), einen rohrför migen Hohlraumresonator zu verwenden, der an beiden Enden abgeschlossen ist und von einer Seite her mit dem mittels eines Transducers eingekoppelten Ultraschall beaufschlagt wird.
Es ist auch bekannt (US-PS 4,537,511), einen rohrför migen Hohlraumresonator zu verwenden, der an beiden Enden abgeschlossen ist und von einer Seite her mit dem mittels eines Transducers eingekoppelten Ultraschall beaufschlagt wird.
Bei all diesen Geräten wird die Länge des Hohlraumreso
nators gleichsam in einer ersten Näherung gemäß der Be
ziehung
L = nc₀/2fr (1)
gewählt, in der n eine ganze Zahl bedeutet, mit c₀ die
Schallgeschwindigkeit in einem stahlförmigen Resonator
und mit fr die mechanische Resonanzfrequenz des mit
dem Transducer akustisch gekoppelten, zur Einleitung
von Ultraschall in den Resonator benutzten Wellenlei
ters bezeichnet ist. Die Schallgeschwindigkeit c₀, ist
hier durch die Beziehung
gegeben, in der mit E der Elastizitätsmodul (Young′scher
Modul) und mit ρ das spezifische Gewicht des Resonator-
Materials bezeichnet ist.
Soweit durch eine Wahl der Resonatorlänge gemäß der
Beziehung (1) "suboptimale" Ergebnisse erzielt werden,
wird üblicherweise durch Versuche eine Korrektur der
Resonatorlänge ermittelt, was jedoch nur dann rationell
ist, wenn anschließend eine größere Zahl solcher Geräte
mit dieser durch Versuche ermittelten, optimalen Länge
gebaut werden können. Spezialgeräte, die nur in gerin
gen Stückzahlen gebaut werden, sind daher sehr teuer.
Es kommt hinzu, daß bei einem solchen Vorgehen das Re
sultat oftmals vom möglichen Optimum entfernt ist, je
doch hingenommen wird, da das Gerät durch Nutzung eines
leistungsstarken Frequenzgenerators und Transducers für
den Einsatzzweck geeignet hergestellt werden kann. Auch
derartige Geräte sind wegen der erforderlichen Überdi
mensionierung ihrer elektrischen Versorgung und des
Transducers teuer.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Gestaltung
eines eingangs genannten Geräts anzugeben, das einen
günstig hohen Übertragungs-Wirkungsgrad ergibt, und,
nachdem es einmal ausgelegt ist, nicht, zumindest nicht
nennenswerter Nachbearbeitungen bedarf, um auf einen
Betrieb mit optimalem Wirkungsgrad ausgelegt werden zu
können, insbesondere ein Gerät, das mit einer vorgege
benen Auslegung mit einem nahe dem optimalen Wirkungs
grad liegenden Wirkungsgrad arbeitet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
der Hohlraumresonator so ausgelegt ist, daß sowohl für
longitudinale als auch für transversale Eigenschwingun
gen seines Mantels die Resonanzbedingung erfüllt ist.
Diese Bedingung wird gemäß dem kennzeichnenden Teil des
Anspruchs 2 für Geräte, bei denen der Hohlraumresonator
"stark", d. h. mechanisch weitgehend starr mit dem Wel
lenleiter gekoppelt ist, dadurch erfüllte daß seine
Länge L gemäß der Beziehung
gewählt ist, in der mit ν der Poisson′sche Querkontrak
tionskoeffizient des Hohlraumresonator-Materials, mit
δ die Wanddicke des Hohlraumresonators und mit D der
Außendurchmesser des rohrförmigen Hohlraumresonators
bezeichnet sind.
Die hiernach gegebene Abweichung von der Beziehung (1)
kann sehr klein sein, so daß die Beziehung (2) gegen
über der Beziehung (1) nur eine geringfügige Verbesse
rung ergibt, kann jedoch in praktischen Fällen auch um
fast 40% von dem durch die Beziehung (1) gewinnbaren
Resultat abweichen, so daß, verglichen mit einem sol
chen Fall, die Auslegung gemäß der Beziehung (2) ein
wesentlich besseres Resultat ergibt.
In bevorzugter Gestaltung des Geräts ist eine "schwa
che" Kopplung des rohrförmigen Hohlraumresonators und
des Wellenleiters vorgesehen, wobei schwache Kopplung
bedeutet, daß zwischen den resonanten Schwingungen des
Hohlraumresonators, einerseits, und den re
sonanten - longitudinalen - Schwingungen des Wellenleiters eine
signifikante Phasenverschiebung von besteht. Eine sol
che schwache Kopplung kann z. B. dadurch realisiert wer
den, daß der Wellenleiter mit dem Hohlraumresonator
über ein nachgiebiges Federelement, das die Form einer
Tellerfeder haben kann, mit dem Hohlraumresonator
schwingungsgekoppelt ist. Für diesen Fall, in dem der
Wellenleiter vorab eine Vielzahl von longitudinalen
Schwingungen ausgeführt haben muß, bevor der Hohlraum
resonator in Resonanz gelangt, d. h. mit maximaler Am
plitude schwingt, ist dessen Länge Lw gemäß der Bezie
hung
gegeben, wenn gleichzeitig der Ultraschall nur von ei
ner Seite des Resonators her in diesen eingekoppelt
wird.
Für den ebenfalls für schwache akustische Kopplung zwi
schen dem Hohlraumresonator und dem Wellenleiter vor
gesehenen Fall, daß der Hohlraumresonator von seinen
beiden Enden her gleichphasig mit der von zwei Trans
ducern erzeugten Schwingungsenergie beaufschlagt wird,
ist seine Länge Lw, durch die Beziehung
Durch die Merkmale der Ansprüche 5 bis 7 sind Bedingun
gen angegeben, bei deren Erfüllung die Schwingungsform
des Hohlraumresonators vollkommen radialsymmetrisch ist
(Symmetriegruppe C∞), d. h. die radialen Auslenkungen
in einer rechtwinklig zur zentralen Längsachse verlau
fenden Ebene immer gleichphasig sind, bzw. der Resona
tor in jeder Querschnittsebene kreisförmig ist, der
Durchmesser dieser Kreise jedoch über die Länge des Re
sonators hinweg räumlich periodisch variiert, und in
jeder Querschnittsebene der Resonatordurchmesser rest
periodisch variiert.
Durch die Merkmale der Ansprüche 8, 9 und 10 sind zu
sätzliche Bedingungen angegeben, bei deren Erfüllung
der Resonator in einer Normalschwingungs-Form schwingt,
deren Symmetrie-Ordnung definiert durch die Abmessungen
des Resonators vorgebbar ist.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben
sich aus der Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele
anhand der Zeichnung. Es zeigen
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Geräts für starke Kopplung zwischen Hohlraumre
sonator und Transducer, in schematisch verein
fachter Längsschnittdarstellung;
Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel eines Geräts mit schwa
cher Kopplung zwischen Hohlraumresonator und
Transducer;
Fig. 3a und b mögliche Schwingungstypen des Hohlraumre
sonators für definierte geometrische Gestaltun
gen desselben und
Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel mit Erregung des Hohl
raumresonators mittels zweier gegenphasig ange
regter Transducer.
In der Fig. 1 ist insgesamt mit 10 ein Gerät bezeich
net, mittels dessen Ultraschall in ein fluides Medium
11, das dünnflüssig oder pastös oder fluid-ähnlich,
z. B. pulverförmig sein kann, einkoppelbar ist.
Das Gerät 10 umfaßt einen insgesamt mit 20 bezeichneten
Transducer, der in Form einer Wechselspannung angebote
ne elektrische Energie in (Ultra-)Schalleistung umsetzt
und diese Schalleistung in Form erzwungener longitudi
naler Schwingungen eines zylindrisch-bockförmigen
Transducerblocks 21 anbietet, ein insgesamt mit 24 be
zeichneten langgestreckt zylindrisch-rohrförmigen Hohl
raumresonator und einen diesen akustisch mit dem Trans
ducer koppelnden, seinerseits kreiszylindrisch-block
förmig ausgebildeten Wellenleiter 23, über den die mit
tels des Transducers erzeugten longitudinalen Schwin
gungen in den Mantel 36 des Hohlraumresonators 24 ein
koppelbar sind. Der Transducer 20, der Wellenleiter 23
und der Hohlraumresonator 24 sind, in dieser Reihenfol
ge entlang einer gemeinsamen zentralen Längsachse 26
koaxial bezüglich dieser angeordnet und mechanisch fest
miteinander verbunden sind. Zur diesbezüglich festen
Verbindung des Wellenleiters 23 mit dem Transducerblock
21 ist ein zentraler Gewindebolzen 22 vorgesehen, der
mit einander gegenüberliegend angeordneten Gewinden 25
und 25′ des Wellenleiters 23 bzw. des Transducerblocks
21 in kämmendem Eingriff steht, so daß diese durch ge
genseitiges Verdrehen um die zentrale Längsachse mit
ihren einander gegenüberliegenden Ringstirnflächen 17
und 18 fest aneinander anpreßbar sind.
Zur mechanisch festen Verbindung des Wellenleiters 23
mit dem Hohlraumresonator 24 ist dessen wellenleiter
seitiger Endabschnitt 19 als Überwurfmutter ausgebil
det, die mit einem am zugewandten Endabschnitt 28 vor
handenen Außengewinde 31 in kämmendem Eingriff steht,
so daß der Hohlraumresonator 24 durch Verdrehen um die
zentrale Längsachse 26 gegenüber dem Wellenleiter 23
mit diesem kraftformschlüssig fest verbindbar ist, wo
bei der Hohlraumresonator 24 sich mit einer Ringstirn
fläche 29, die zwischen dem Gewindemantel 32 und der
inneren Mantelfläche 41 des Resonatormantels 36 radial
verläuft, an der dem Hohlraumresonator 24 zugewandten
Endstirnfläche 38 des Gewindeabschnitts 28 des Wellen
leiters 23 axial abstützt. Durch die hierdurch erzielte
mechanische Verbindung des Hohlraumresonators 24 und
des Wellenleiters 23 wird zwischen diesen Funktionsele
menten des Geräts eine Schwingungskopplung im Sinne ei
ner starken akustischen Kopplung erzielt, wobei die ra
diale Breite rb der Ringstirnfläche 29 des Hohlraumre
sonatormantels 36, mit der dieser an der resonatorsei
tigen Endstirnfläche 38 des Wellenleiters 23 axial ab
gestützt ist, mindestens und etwa dem 0,7fachen Wert
der Dicke δ des Resonatormantels entspricht, die durch
die Beziehung
δ = (D₀ - D₁)/2
gegeben ist, in der mit D₀ der Außendurchmesser und mit
D₁ der Innendurchmesser des Resonatormantels 36 des
Hohlraumresonators 24 bezeichnet sind. Auch der Durch
messer des Wellenleiters hat den dem Außendurchmesser
D₀ des Hohlraumresonators 24 entsprechenden Wert.
Der Transducer 20 umfaßt als elektromechanischen Span
nungs-/Schwingungswandler eine insgesamt mit 27 be
zeichnete piezoelektrische Säule, die durch Ansteuerung
mit einer Wechselspannung zu in Richtung der zentralen
Längsachse 26 verlaufenden "Dicken"-Schwingungen, d. h.
longitudinalen Längenänderungen anregbar ist, die über
den Transducerblock 21 und den fest mit diesem verbunde
nen Wellenleiter 23 auf den Mantel 36 des Hohlraumreso
nators 24 übertragbar sind. Die piezoelektrische Säule
27 ist durch eine Mehrzahl piezokeramischer Ringschei
ben 33 realisiert, die mittels einer zentralen Spann
schraube 34 zwischen einem stabilen Spannring 37 und
dem Transducerblock 21 fest eingespannt sind und durch
parallele Ansteuerung mit der Ausgangswechselspannung
Ur eines Wechselspannungsgenerators 35 zu gleichphasi
gen Dicken-Schwingungen anregbar sind. Die Ausgangs-
Wechselspannung des Wechselspannungsgenerators ist auf
die Resonanzfrequenz der longitudinalen Eigenschwingun
gen des Wellenleiters 23 einstellbar, so daß dieser re
sonant zu solchen Schwingungen anregbar ist.
Bei dem zur Erläuterung gewählten Ausführungsbeispiel
des Geräts 10 ist das der Ultraschallbehandlung aus zu
setzende Medium 11 von einem insgesamt mit 12 bezeich
neten, zylindrisch-topfförmigen Reaktorbehälter aufge
nommen, der an seiner Unterseite durch eine ringschei
benförmige Bodenplatte 13 abgeschlossen ist, die eine
zentrale, kreisrunde Öffnung 14 hat an deren außensei
tigem, gemäß der Darstellung der Fig. 1 unteren Randbe
reich 14′ das Gerät 10 mittels eines radialen Flansches
30 des Wellenleiters 23 befestigbar ist, wie durch
Schrauben-Mutter-Verbindungen schematisch veranschau
licht, die in axialsymmetrischer Gruppierung bezüglich
der zentralen Längsachse 26 des Geräts 10 vorgesehen
sind.
Der radiale Flansch 30 des Wellenleiters 23 ist, in
dessen Längsrichtung gesehen, in der Mitte zwischen der
resonatorseitigen Endstirnfläche 38 und der transducer
seitigen Ringstirnfläche 17 des Wellenleiters 23 ange
ordnet, so daß die rechtwinklig zur zentralen Längsach
se 26 des Geräts 10 verlaufende Mittelebene 40 des
Flansches 30 bei resonanter Schwingungsanregung des
Wellenleiters 23 eine Knotenebene seiner longitudinalen
Schwingungen repräsentiert.
Durch die in dem Wellenleiter 23 angeregten, longitudi
nalen Schwingungen, die mit in Richtung der zentralen
Längsachse 26 verlaufenden Auslenkungen seiner End
stirnflächen 17 und 38 verknüpft sind, wobei diese Aus
lenkungen, entlang der zentralen Längsachse 26 des Wel
lenleiters 23 gesehen, stets einander entgegengesetzt
gerichtet sind, wird auch der Hohlraumresonator 24 zu
longitudinalen Schwingungen angeregt, mit denen auf
grund der hiermit verknüpften Querkontrakton des Reso
nator-Mantels 36 auch transversale, d. h. radial zur
zentralen Längsachse 26 gerichtete Mantel-Schwingungen
einhergehen, mittels derer Ultraschallenergie über die
äußeren und inneren Zylindermantelflächen 39 und 41 in
radialer Richtung in das der Ultraschallbehandlung aus
zusetzende Medium "abstrahlbar" - einkoppelbar - ist.
Um einen möglichst hohen Wirkungsgrad der Umsetzung von
elektrischer Energie in Schall-Leistung, die in das
Medium 11 einkoppelbar ist, zu erzielen, wird der Wel
lenleiter 23 in seiner mechanischen Resonanzfrequenz fr
betrieben, bei der die halbe Wellenlänge der im Wellen
leiter anregbaren longitudinalen Schwingungen gleich
dem mittleren, in axialer Richtung gemessenen Abstand a
seiner Endstirnflächen 17 und 38 ist. Der Wechselspan
nungsgenerator 35 ist soweit durchstimmbar, daß die
resonante Anregung des Wellenleiters 23 sichergestellt
ist. Zur Erzielung des erwünscht hohen Wirkungsgrades
der Umsetzung von elektrischer Leistung in mechanische
Schall-Leistung ist auch der Hohlraumresonator 24 auf
die Resonanz-Frequenz fr des Wellenleiters 23 abgestimmt
und hierbei auch dahingehend ausgelegt, daß die Reso
nanzbedingung sowohl für die longitudinalen als auch
die transversalen Schwingungsmoden seines Mantels 36
erfüllt ist.
Hierzu ist die von der Einkoppelebene 42, in der die
resonatorseitigen Endstirnfläche 38 des Wellenleiters
23 an der einen, gemäß der Darstellung der Fig. 1 unte
ren ringförmigen Endstirnfläche 29 des Hohlraumresona
tors 24 abgestützt und hierbei fest an diese angepreßt
ist, bis zur oberen, freien Endstirnfläche 44 des Hohl
raumresonators 24 gemessene Länge L desselben gemäß der
Beziehung
gewählt ist. In dieser Beziehung bedeuten:
ν: Poisson′scher Querkontraktionskoeffizient
D₀: Außendurchmesser des Hohlraumresonators 24
: Wanddicke des Mantels 36 des Hohlraumresonators
fr: Resonanzfrequenz des Wellenleiters 23
n: ganze Zahl 1
c₀: Schallgeschwindigkeit in einem stabförmigem Reso nator die ihrerseits durch die Beziehung
ν: Poisson′scher Querkontraktionskoeffizient
D₀: Außendurchmesser des Hohlraumresonators 24
: Wanddicke des Mantels 36 des Hohlraumresonators
fr: Resonanzfrequenz des Wellenleiters 23
n: ganze Zahl 1
c₀: Schallgeschwindigkeit in einem stabförmigem Reso nator die ihrerseits durch die Beziehung
gegeben ist, in der mit E der Elastizitäts-Koeffi
zient (Young′scher Modul) des Materials des Hohl
raumresonators 24 und mit ρ dessen Dichte be
zeichnet sind.
Um bei einer solchen Auslegung des Hohlraumresonators
24 eine definierte, axial voll-symmetrische Abstrahl
charakteristik zu erzielen, derart, daß der Mantel (36)
radiale Schwingungsbewegungen ausführt, bei denen in
Knoten Ebenen derselben der mittlere Durchmesser D des
Hohlraumresonatormantels 36 erhalten bleibt und anson
sten über die Länge L des Hohlraumresonators sinusoidal
variiert, wobei in jeder Querschnittsebene der Quer
schnitt kreisförmig bleibt, wenngleich im Durchmesser
zeitlich variierend, ist der Hohlraumresonator 24 wei
terhin so ausgelegt, daß zusätzlich zu der Beziehung
(2) auch die Beziehung
erfüllt ist.
Zur Erläuterung der vollsymmetrischen Schwingungsform
resonanter Schwingungen des Hohlraumresonators 24, die
sich ergibt, wenn dieser gemäß den Beziehungen (2) und
(5′) ausgelegt ist, sei auf die Fig. 3a Bezug genommen,
in der durch radial auswärts gerichtete Pfeile 46 und
radial einwärts gerichtete Pfeile 47 die Auslenkungen
des Resonatormantels 36 bezüglich seiner zentralen
Längsachse 26 veranschaulicht sind, die der Resonator
mantel 36 - außerhalb einer Knotenebene - unter Beibe
haltung seines kreisringförmigen Querschnitts erfährt.
Alternativ zu der durch die Fig. 3a veranschaulichten,
axial voll-symmetrischen Schwingungsform kann der Hohl
raumresonator 24 auch resonant zu Eigenschwingungen
niedrigerer axialer Symmetrie angeregt werden, z. B. zu
Eigenschwingungen seines Mantels 36, die bezüglich der
zentralen Längsachse 26 eine 3-zählige Symmetrie haben,
derart, daß, in Umfangsrichtung des Mantels 36 gesehen,
äquidistant voneinander angeordnete 60°-Teilbereiche
48, 49 und 51 des Resonator-Mantels 36 auswärts gerich
tete Auslenkungen erfahren, während die zwischen je
weils zwei dieser Teilbereiche angeordneten komplemen
tären 60°-Teilbereiche 52, 53 und 54 des Resonatorman
tels 36 radial einwärts gerichtete Auslenkungen erfah
ren, wie durch die entsprechenden Richtungspfeile 56
und 57 veranschaulicht. Ein Schwingungsverhalten des
Hohlraumresonators 24 mit derartigen Schwingungsformen
axialer Symmetrie definierter Zähligkeit p, wobei für
die Schwingungsform gemäß Fig. 3b p = 3 gilt, ist da
durch erreichbar, daß der Hohlraumresonator 24 gemäß
Fig. 1 so ausgelegt wird, daß zusätzlich zu der Rela
tion (2) auch die Relation
erfüllt ist.
Zur Erläuterung eines weiteren Ausführungsbeispiels ei
nes zu dem Gerät 10 gemäß Fig. 1 analog einsetzbaren,
insgesamt mit 10′ bezeichneten Geräts sei nunmehr auf
die Fig. 2 bezug genommen, in der, der Einfachheit hal
ber, das Gerät 10′ lediglich durch seinen Transducer
20, den Wellenleiter 23′ und den mit diesem akustisch
gekoppelten Hohlraumresonator 24′ sowie die zu deren
akustischer Kopplung vorgesehen Montage- und Kopplungs
elemente dargestellt sind. Das Gerät 10′ gemäß Fig. 2
unterscheidet sich in funktioneller Hinsicht von dem
Gerät 10 gemäß Fig. 1 lediglich dadurch, daß der Hohl
raumresonator 24′ mit dem Wellenleiter 23′ im Sinne
einer "schwachen" akustischen Kopplung verbunden ist,
die bewirkt, daß der Hohlraumresonator 24′ und der zy
lindrisch-stabförmige Block 58 des Wellenleiters 23′
longitudinale Relativbewegungen gegeneinander ausführen
können, wobei diese schwache Kopplung im Ergebnis dazu
führt, daß, im Resonanzfall, die longitudinalen Bewe
gungen des Hohlraumresonators 24′ gegenüber den longi
tudinalen Schwingungen des Wellenleiters 23′ eine sig
nifikante Phasenverschiebung haben. Die - akustisch
schwache - Kopplung des rohrförmigen Hohlraumresonators
24′ und des stabförmigen Blocks 58 des Wellenleiters
23′ wird durch Abstützung eines sich radial verjüngen
den Stützflansches 60 an einer in einem äußeren radia
len Bereich konisch komplementär verlaufenden inneren
Stützfläche 59 des Hohlraumresonators 24′ erzielt, die
zwischen Mantelabschnitten 36′ und 36′′ unterschiedli
cher Dicken δ und δ₁ vermittelt, wobei der Außendurch
messer D₀ beider Abschnitte 36′ und 36′′ derselbe ist.
Der Abschnitt 36′′ der kleineren Dicke δ₁ hat, in Rich
tung der zentralen Längsachse 26 des Geräts 10′ gese
hen, eine axiale Ausdehnung, die 1/8 der Wellenlängen λ
entspricht, die im Falle resonanter Schwingungsanregung
des Hohlraumresonators 24′ der Wellenlänge λ der lon
gitudinalen Schwingungsanregung im Hohlraumresonator
24′ entspricht. Der gemäß der Längsschnittdarstellung
der Fig. 2 schneidenförmig beziehungsweise keilförmig
ausgebildete radial äußere Rand 60′ des Stützflansches
60, der sich an der konischen Stützfläche 59 des Hohl
raumresonators 24′ axial abstützt, geht von einem ra
dial inneren, ringscheibenförmigen Flanschbereich 60′′
aus, der seinerseits einstückig mit dem stabförmigen
Block 58 des Wellenleiters 23′ ausgebildet ist. Inner
halb dieses ringscheibenförmigen Teilbereichs 60′′
greift ein von dem dünnerwandigen Abschnitt 36′′ des
Hohlraumresonatormantels 36′ koaxial und in lichtem ra
dialem Abstand von diesem umschlossenes, rohrförmiges
Distanzstück 61 an, das mittels einer Überwurfmutter
62, die mit einem Außengewinde 63 des dünnerwandigen
Abschnittes 36′′ der Dicke δ₁ des Resonatormantels 36′
in kämmendem Eingriff steht und auf einen vorgegebenen
Wert der axialen Kraft einstellbar ist, mit der sich
der Wellenleiter 23′ über seinen Stützflansch 60 an der
konischen Stützfläche 59 des Hohlraumresonators 24′
axial abstützt, gegen den ringscheibenförmigen Flansch
bereich 60′′ gedrängt wird. Durch die sich radial nach
außen verjüngende Gestaltung des Stützflansches 60 er
langt dieser die Eigenschaft einer Feder, ähnlich der
jenigen einer Tellerfeder, die die axial-nachgiebige
Verbindung - Kopplung - des Hohlraumresonators 24′ mit
dem stabförmigen Block 58 des Wellenleiters 23′ vermit
telt.
Bei dem Gerät 10′ sind, verglichen mit dem Gerät 10
gemäß Fig. 1, größere Beträge der radialen Schwingungs
amplituden des Hohlraumresonators 24′ erreichbar, d. h.
ein höherer Q-Faktor, der allgemein durch das Verhält
nis der abgestrahlten akustischen Leistung zur hierzu
benötigten - elektrischen - Anregungsleistung definiert
ist.
Um bei dem Gerät 10′ die für die Erreichung eines mög
lichst hohen Q-Faktors geeigneten Bedingungen einzuhal
ten, nämlich den Hohlraumresonator 24′ so zu gestalten,
daß bei diesem sowohl für longitudinale als auch für
transversale Schwingungen die Resonanzbedingung erfüllt
ist, ist die Länge Lw des Hohlraumresonators 24′ gemäß
der Beziehung
gewählt.
Soll der Hohlraumresonator 24′ des Geräts 10′ im Reso
nanzfall in der axial vollsymmetrischen Schwingungsform
(Fig. 3a) schwingen, wird er so ausgelegt, daß seine
Länge Lw zusätzlich zu der Bedingung (3) auch der Be
dingung
genügt.
Sollen andererseits bei dem Gerät 10′ Schwingungsformen
niedrigerer axialer Symmetrie anregbar sein, wie z. B.
anhand der Fig. 3b erläutert, so wird dies durch eine
Auslegung des Hohlraumresonators 24′ dahingehend er
reicht, daß dieser zusätzlich zu der Beziehung (3) auch
der Beziehung
genügt, in der mit p
eine ganze Zahl 1 bezeichnet ist.
eine ganze Zahl 1 bezeichnet ist.
Das als weiteres Ausführungsbeispiel in der Fig. 4, auf
die nunmehr Bezug genommen sei, in stark vereinfachter,
schematischer Form dargestellte Gerät 10′′ ist dem Ge
rät 10′ gemäß Fig. 2 sowohl in konstruktiver als auch
in funktioneller Hinsicht weitestgehend analog und un
terscheidet sich von diesem lediglich dadurch, daß an
beiden Enden seines rohrförmigen Hohlraumresonators
24′′ je ein akustisch schwach an den Hohlraumresonator
24′′ angekoppelter Transducer und Wellenleiter 23′ des
anhand der Fig. 2 geschilderten Typs vorgesehen ist, um
höhere Amplituden der transversalen Schwingungen des
Hohlraumresonators 24′′ zu erreichen.
Die - nicht eigens dargestellten - piezokeramischen
Säulen oder magnetostriktiven Wandler dieser Transducer
20′ und Wellenleiter 23′ werden mittels des Wechsel
spannungsgenerators 35′ so angesteuert, daß sie zu ge
genphasigen Schwingungen angeregt werden.
Die Bedingung, daß der Hohlraumresonator 24′ sowohl die
Resonanzbedingung für longitudinale resonante Schwin
gungen als auch für transversale resonante Schwingungen
erfüllt, ist bei dem Gerät 10′′ gemäß Fig. 4 dadurch
erreichbar, daß die Länge Lw′ des Hohlraumresonators
24′′ gemäß der Beziehung
gewählt wird, in der mit n eine ganze Zahl 2 be
zeichnet ist.
Soll der Hohlraumresonator 24′′ des Geräts 10′′ gemäß
Fig. 4 mit der vollsymmetrischen Abstrahlcharakteristik
gemäß Fig. 3a betrieben werden, so wird der Hohlraumre
sonator 24′′ so ausgelegt, daß zusätzlich zu der Rela
tion (4) auch die Relation
erfüllt ist.
Soll, andererseits, das Gerät 10′′ gemäß Fig. 4 mit
Schwingungsformen niedrigerer axialer Symmetrie seines
Hohlraumresonators 24′′ betrieben werden, wird der
Hohlraumresonator 24′′ so ausgelegt, daß seine Länge
Lw′ zusätzlich zu der Bedingung (4) auch der Bedingung
genügt.
Die anhand der Fig. 1, 2 und 4 erläuterten Geräte 10,
10′ und 10′′ können zur Reinigung von Werkstücken, zur
Stimulierung chemischer Reaktionen, zur Mischung mehre
rer flüssiger oder pastöser Komponenten von Nahrungs
mitteln, zur Emulgation und dergleichen eingesetzt wer
den.
Eine - nicht dargestellte - Abwandlung der Ausführungs
beispiele gemäß den Fig. 1 und 2 kann auch darin beste
hen, daß der Resonator 24 oder der Resonator 24′ an
seinem Ende abgeschlossen ist, z. B. durch eine Platte,
die fest an das Resonatorrohr angesetzt ist.
Solange die Dicke dieser Abschlußplatte klein gegen die
halbe Wellenlänge der Schallwellen im Resonatorrohr
ist, werden auch mit einem solchermaßen abgeschlossenen
Resonator dieselben Resultate erzielt, wie anhand der
Ausführungsbeispiele gemäß den Fig. 1 und 2 erläutert.
Claims (11)
1. Gerät zur Einkopplung von Ultraschall in ein flüs
siges oder pastöses Medium, bestehend aus folgen
den Funktionselementen:
- a) einem Wechselspannungsgenerator, der auf Fre quenzen zwischen 1 kHz und 100 kHz ausgelegt ist,
- b) einem mit der Ausgangs-Wechselspannung des Ge nerators zu hochfrequenten - longitudinalen - mechanischen Schwingungen ansteuerbaren, magne tostriktiven oder piezoelektrischen Transducer,
- c) einem zylindrisch-stabförmigen Wellenleiter, der durch den Transducer zu longitudinalen re sonanten Schwingungen anregbar ist und
- d) einem mit dem Wellenleiter akustisch gekoppel ten, rohrförmigen Hohlraumresonator, der die longitudinalen resonanten Schwingungen in be züglich seiner Längsachse transversale Schwin gungen umsetzt, deren Schwingungsenergie in das mit Ultraschall zu behandelnde Medium einkop pelbar ist,
dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraumresonator
(24; 24′, 24′′) so ausgelegt ist, daß er sowohl hin
sichtlich longitudinaler als auch hinsichtlich
transversaler Eigenschwingungen seines Mantels
(36; 36′, 36′′) der Resonanzbedingung genügt.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Länge L des an den Wellenleiter (23) angekop
pelten Hohlraumresonators gemäß der Beziehung
gewählt ist, in der mit
ν der Poisson′sche Querkontraktionskoeffizient, mit
D₀ der Außendurchmesser des Hohlraumresonators, mit
δ die Wanddicke des Mantels 36 des Hohlraumreso nators 24, mit
fr die Resonanzfrequenz des Hohlraumresonators 24 mit
n eine ganze Zahl 1 (und) mit
c₀ die Schallgeschwindigkeit in einem stabförmigen Resonator bezeichnet sind, wobei diese Schall geschwindigkeit c₀ ihrerseits durch die Bezie hung gegeben ist, in der mit E der Elastizitäts-Ko effizient (Young′scher Modul) des Materials des Hohlraumresonators 24 und mit ρ dessen Dichte bezeichnet sind.
ν der Poisson′sche Querkontraktionskoeffizient, mit
D₀ der Außendurchmesser des Hohlraumresonators, mit
δ die Wanddicke des Mantels 36 des Hohlraumreso nators 24, mit
fr die Resonanzfrequenz des Hohlraumresonators 24 mit
n eine ganze Zahl 1 (und) mit
c₀ die Schallgeschwindigkeit in einem stabförmigen Resonator bezeichnet sind, wobei diese Schall geschwindigkeit c₀ ihrerseits durch die Bezie hung gegeben ist, in der mit E der Elastizitäts-Ko effizient (Young′scher Modul) des Materials des Hohlraumresonators 24 und mit ρ dessen Dichte bezeichnet sind.
3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Hohlraumresonator (24′) akustisch schwach an
den Wellenleiter (23′) angekoppelt ist, und daß
seine Länge Lw gemäß der Beziehung
gewählt ist, in der mit
ν der Poisson′sche Querkontraktionskoeffizient, mit
D₀ der Außendurchmesser des Hohlraumresonators (24′′), mit
δ die Wanddicke des Mantels 36 des Hohlraumreso nators (24′′), mit
fr die Resonanzfrequenz des Hohlraumresonators (24′′) mit
n eine ganze Zahl 2, mit
c₀ die Schallgeschwindigkeit in einem stabförmigen Resonator bezeichnet sind, wobei diese Schall geschwindigkeit c₀ ihrerseits durch die Bezie hung gegeben ist, in der mit E der Elastizitäts-Ko effizient (Young′scher Modul) des Materials des Hohlraumresonators (24′′) und mit ρ dessen Dichte bezeichnet sind, und mit δ₁ die gegen über der Dicke δ des die Einkopplung der Schallenergie in das zu behandelnde Medium ver mittelnden Abschnitts (36′) des Resonatorman tels reduzierte Dicke eines transducerseitigen Mantelabschnitts (36′′) bezeichnet ist, dessen Außendurchmesser ebenfalls den Wert D₀ hat und dessen Länge 1/8 der Schallwellenlänge λ bei resonanter Anregung des Hohlraumresonators (24′′) entspricht.
ν der Poisson′sche Querkontraktionskoeffizient, mit
D₀ der Außendurchmesser des Hohlraumresonators (24′′), mit
δ die Wanddicke des Mantels 36 des Hohlraumreso nators (24′′), mit
fr die Resonanzfrequenz des Hohlraumresonators (24′′) mit
n eine ganze Zahl 2, mit
c₀ die Schallgeschwindigkeit in einem stabförmigen Resonator bezeichnet sind, wobei diese Schall geschwindigkeit c₀ ihrerseits durch die Bezie hung gegeben ist, in der mit E der Elastizitäts-Ko effizient (Young′scher Modul) des Materials des Hohlraumresonators (24′′) und mit ρ dessen Dichte bezeichnet sind, und mit δ₁ die gegen über der Dicke δ des die Einkopplung der Schallenergie in das zu behandelnde Medium ver mittelnden Abschnitts (36′) des Resonatorman tels reduzierte Dicke eines transducerseitigen Mantelabschnitts (36′′) bezeichnet ist, dessen Außendurchmesser ebenfalls den Wert D₀ hat und dessen Länge 1/8 der Schallwellenlänge λ bei resonanter Anregung des Hohlraumresonators (24′′) entspricht.
4. Gerät nach Anspruch 1, wobei der Hohlraumresonator
von beiden Seiten her durch schwach angekoppelte
Transducer zu resonanten transversalen Schwingungen
anregbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Reso
natorlänge Lw gemäß der Beziehung
gewählt ist, in der mit
ν der Poisson′sche Querkontraktionskoeffizient, mit
D₀ der Außendurchmesser des Hohlraumresonators (24′′), mit
δ die Wanddicke des Mantels 36 des Hohlraumreso nators (24′′), mit
fr die Resonanzfrequenz des Hohlraumresonators (24′′) min
n eine ganze Zahl 1, mit
c₀ die Schallgeschwindigkeit in einem stabförmigen Resonator bezeichnet sind, wobei diese Schall geschwindigkeit c₀ ihrerseits durch die Be ziehung gegeben ist, in der mit E der Elastizitäts-Ko effizient (Young′scher Modul) des Materials des Hohlraumresonators (24′′) und mit ρ dessen Dichte bezeichnet sind, und mit δ₁ die gegen über der Dicke δ des die Einkopplung der Schall energie in das zu behandelnde Medium vermitteln den Abschnitts (36′) des Resonatormantels redu zierte Dicke eines transducerseitigen Mantelab schnitts (36′′) bezeichnet ist, dessen Außen durchmesser ebenfalls den Wert D₀ hat und des sen Länge 1/8 der Schallwellenlänge λ bei re sonanter Anregung des Hohlraumresonators (24′′) entspricht.
ν der Poisson′sche Querkontraktionskoeffizient, mit
D₀ der Außendurchmesser des Hohlraumresonators (24′′), mit
δ die Wanddicke des Mantels 36 des Hohlraumreso nators (24′′), mit
fr die Resonanzfrequenz des Hohlraumresonators (24′′) min
n eine ganze Zahl 1, mit
c₀ die Schallgeschwindigkeit in einem stabförmigen Resonator bezeichnet sind, wobei diese Schall geschwindigkeit c₀ ihrerseits durch die Be ziehung gegeben ist, in der mit E der Elastizitäts-Ko effizient (Young′scher Modul) des Materials des Hohlraumresonators (24′′) und mit ρ dessen Dichte bezeichnet sind, und mit δ₁ die gegen über der Dicke δ des die Einkopplung der Schall energie in das zu behandelnde Medium vermitteln den Abschnitts (36′) des Resonatormantels redu zierte Dicke eines transducerseitigen Mantelab schnitts (36′′) bezeichnet ist, dessen Außen durchmesser ebenfalls den Wert D₀ hat und des sen Länge 1/8 der Schallwellenlänge λ bei re sonanter Anregung des Hohlraumresonators (24′′) entspricht.
5. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Länge l des Hohlraumresonators (24) zusätzlich
zu der Beziehung (2) auch der Beziehung:
genügt.
6. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Länge des Hohlraumresonators (24′) zusätzlich
zu der Beziehung (3) auch der Beziehung
genügt.
7. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die Länge Lw des Hohlraumresonators (24′′) zusätz
lich zu der Beziehung (4) auch der Beziehung
genügt.
8. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Länge des Hohlraumresonators (24) zusätzlich zu
der Beziehung (2) auch der Beziehung
genügt, in der mit p eine ganze Zahl bezeichnet
ist.
9. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Länge Lw des Hohlraum-Resonators (24′) zusätz
lich zu der Beziehung (3) auch der Beziehung
genügt, in der mit p eine ganze Zahl 1 bezeichnet
ist.
10. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die Länge Lw des Hohlraumresonators (24′′) zusätz
lich zu der Beziehung (4) auch der Beziehung
genügt, in der mit p eine ganze Zahl 1 bezeichnet
ist.
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19539195A DE19539195A1 (de) | 1995-10-20 | 1995-10-20 | Gerät zur Einkopplung von Ultraschall in ein flüssiges oder pastöses Medium |
EP96934714A EP0857088B1 (de) | 1995-10-20 | 1996-10-17 | Gerät zur einkopplung von ultraschall in ein flüssiges oder pastöses medium |
US09/051,876 US5994818A (en) | 1995-10-20 | 1996-10-17 | Device for transferring ultrasonic energy into a liquid or pasty medium |
DE59602406T DE59602406D1 (de) | 1995-10-20 | 1996-10-17 | Gerät zur einkopplung von ultraschall in ein flüssiges oder pastöses medium |
PCT/EP1996/004502 WO1997015404A1 (de) | 1995-10-20 | 1996-10-17 | Gerät zur einkopplung von ultraschall in ein flüssiges oder pastöses medium |
AT96934714T ATE181857T1 (de) | 1995-10-20 | 1996-10-17 | Gerät zur einkopplung von ultraschall in ein flüssiges oder pastöses medium |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19539195A DE19539195A1 (de) | 1995-10-20 | 1995-10-20 | Gerät zur Einkopplung von Ultraschall in ein flüssiges oder pastöses Medium |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19539195A1 true DE19539195A1 (de) | 1997-04-24 |
Family
ID=7775413
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19539195A Withdrawn DE19539195A1 (de) | 1995-10-20 | 1995-10-20 | Gerät zur Einkopplung von Ultraschall in ein flüssiges oder pastöses Medium |
DE59602406T Expired - Fee Related DE59602406D1 (de) | 1995-10-20 | 1996-10-17 | Gerät zur einkopplung von ultraschall in ein flüssiges oder pastöses medium |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE59602406T Expired - Fee Related DE59602406D1 (de) | 1995-10-20 | 1996-10-17 | Gerät zur einkopplung von ultraschall in ein flüssiges oder pastöses medium |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5994818A (de) |
EP (1) | EP0857088B1 (de) |
AT (1) | ATE181857T1 (de) |
DE (2) | DE19539195A1 (de) |
WO (1) | WO1997015404A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1998047632A1 (de) * | 1997-04-24 | 1998-10-29 | Tech Sonic Gesellschaft Für Ultraschall-Technologie Mbh | Gerät zur einkopplung von ultraschall in ein flüssiges oder pastöses medium |
DE102014210886A1 (de) * | 2014-06-06 | 2015-12-17 | Weber Ultrasonics Gmbh | Ultraschall-Konverter |
Families Citing this family (49)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6624539B1 (en) * | 1997-05-13 | 2003-09-23 | Edge Technologies, Inc. | High power ultrasonic transducers |
US6404104B1 (en) * | 1997-11-27 | 2002-06-11 | Canon Kabushiki Kaisha | Vibration type actuator and vibration type driving apparatus |
DE19921145B4 (de) * | 1999-05-07 | 2008-01-10 | Kobra Formen Gmbh | Rüttelantrieb für eine Form |
US7467945B2 (en) * | 2004-09-10 | 2008-12-23 | S.C. Johnson & Son, Inc. | Candle assembly and fuel element therefor |
AU2002952457A0 (en) * | 2002-11-01 | 2002-11-21 | Mars, Incorporated | Method of Treatment of Vegetable Matter with Ultrasonic Energy |
US6758925B1 (en) * | 2002-12-20 | 2004-07-06 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Acoustical energy transfer component |
US7063144B2 (en) * | 2003-07-08 | 2006-06-20 | Klamath Falls, Inc. | Acoustic well recovery method and device |
US7216690B2 (en) | 2004-06-17 | 2007-05-15 | Ut-Battelle Llc | Method and apparatus for semi-solid material processing |
US7224103B2 (en) | 2004-09-01 | 2007-05-29 | Impulse Devices, Inc. | Acoustic driver assembly with recessed head mass contact surface |
US7122943B2 (en) * | 2004-09-01 | 2006-10-17 | Impulse Devices, Inc. | Acoustic driver assembly with restricted contact area |
US20060043838A1 (en) * | 2004-09-01 | 2006-03-02 | Impulse Devices, Inc. | Acoustic driver assembly with restricted contact area |
US7425791B2 (en) * | 2004-09-01 | 2008-09-16 | Impulse Devices, Inc. | Acoustic driver assembly with recessed head mass contact surface |
US7122941B2 (en) * | 2004-09-01 | 2006-10-17 | Impulse Devices, Inc. | Acoustic driver assembly with recessed head mass contact surface |
US20060043840A1 (en) * | 2004-09-01 | 2006-03-02 | Impulse Devices Inc. | Acoustic driver assembly with restricted contact area |
US7218033B2 (en) * | 2004-09-01 | 2007-05-15 | Impulse Devices, Inc. | Acoustic driver assembly with restricted contact area |
US20060043835A1 (en) * | 2004-09-01 | 2006-03-02 | Impulse Devices Inc. | Acoustic driver assembly with restricted contact area |
US7126258B2 (en) * | 2004-09-01 | 2006-10-24 | Impulse Devices, Inc. | Acoustic driver assembly with recessed head mass contact surface |
US20070035208A1 (en) * | 2004-09-01 | 2007-02-15 | Impulse Devices Inc. | Acoustic driver assembly with restricted contact area |
US7425792B2 (en) * | 2004-09-01 | 2008-09-16 | Impulse Devices, Inc. | Acoustic driver assembly with restricted contact area |
US7218034B2 (en) * | 2004-09-01 | 2007-05-15 | Impulse Devices, Inc. | Acoustic driver assembly with restricted contact area |
US6958569B1 (en) * | 2004-09-01 | 2005-10-25 | Impulse Devices, Inc. | Acoustic driver assembly for a spherical cavitation chamber |
US7126256B2 (en) * | 2004-09-01 | 2006-10-24 | Impulse Devices, Inc. | Acoustic driver assembly with recessed head mass contact surface |
US7380975B2 (en) * | 2005-01-18 | 2008-06-03 | Impulse Devices, Inc. | Hydraulic actuated cavitation chamber with integrated fluid rotation system |
US7448791B2 (en) * | 2005-01-18 | 2008-11-11 | Impulse Devices, Inc. | Hydraulic actuated cavitation chamber with integrated fluid rotation system |
US20060159560A1 (en) * | 2005-01-18 | 2006-07-20 | Impulse Devices, Inc. | Hydraulic actuated cavitation chamber with integrated fluid rotation system |
US7448792B2 (en) * | 2005-01-18 | 2008-11-11 | Impulse Devices, Inc. | Hydraulic actuated cavitation chamber with integrated fluid rotation system |
US7380974B2 (en) * | 2005-01-18 | 2008-06-03 | Impulse Devices, Inc. | Hydraulic actuated cavitation chamber with integrated fluid rotation system |
US7425092B1 (en) * | 2005-01-18 | 2008-09-16 | Impulse Devices, Inc. | Hydraulic actuated cavitation chamber with integrated fluid rotation system |
US7425091B2 (en) * | 2005-01-18 | 2008-09-16 | Impulse Devices, Inc. | Hydraulic actuated cavitation chamber with integrated fluid rotation system |
US7510321B2 (en) * | 2005-02-28 | 2009-03-31 | Impulse Devices, Inc. | Hydraulic actuated cavitation chamber |
US7682556B2 (en) | 2005-08-16 | 2010-03-23 | Ut-Battelle Llc | Degassing of molten alloys with the assistance of ultrasonic vibration |
US20070103034A1 (en) * | 2005-11-04 | 2007-05-10 | Impulse Devices Inc. | Acoustic driver assembly with increased head mass displacement amplitude |
US20070138911A1 (en) * | 2005-12-16 | 2007-06-21 | Impulse Devices Inc. | Tunable acoustic driver and cavitation chamber assembly |
US7461965B2 (en) * | 2005-12-16 | 2008-12-09 | Impulse Devices, Inc. | Cavitation chamber with flexibly mounted reflector |
US7510322B2 (en) * | 2005-12-16 | 2009-03-31 | Impulse Devices, Inc. | High pressure cavitation chamber with dual internal reflectors |
WO2008037256A2 (en) * | 2006-09-28 | 2008-04-03 | 3L-Ludvigsen A/S | Rotary ultrasonic sealer |
US7872400B2 (en) * | 2007-09-24 | 2011-01-18 | Dr. Hielscher Gmbh | Ultrasonic device with a disk-shaped resonator |
JP2009136135A (ja) * | 2007-11-08 | 2009-06-18 | Taiyo Yuden Co Ltd | 圧電駆動装置 |
JP2011522683A (ja) * | 2008-05-08 | 2011-08-04 | カビタス ピーティーワイ リミテッド | 超音波洗浄方法および装置 |
US8746333B2 (en) * | 2009-11-30 | 2014-06-10 | Technological Research Ltd | System and method for increasing production capacity of oil, gas and water wells |
US8613312B2 (en) * | 2009-12-11 | 2013-12-24 | Technological Research Ltd | Method and apparatus for stimulating wells |
US9833373B2 (en) | 2010-08-27 | 2017-12-05 | Les Solutions Médicales Soundbite Inc. | Mechanical wave generator and method thereof |
US8804464B2 (en) * | 2011-10-20 | 2014-08-12 | Dr. Hielscher Gmbh | Device for generating radial ultrasound oscillations |
US9587470B2 (en) * | 2013-03-15 | 2017-03-07 | Chevron U.S.A. Inc. | Acoustic artificial lift system for gas production well deliquification |
US9664016B2 (en) | 2013-03-15 | 2017-05-30 | Chevron U.S.A. Inc. | Acoustic artificial lift system for gas production well deliquification |
FR3029816B1 (fr) | 2014-12-15 | 2016-12-30 | Cedrat Tech | Transducteur tubulaire ultrasonore modulaire et immersible |
RU2700286C2 (ru) * | 2018-02-14 | 2019-09-16 | Александр Петрович Демченко | Ультразвуковой датчик уровня жидкости |
CN111704223A (zh) * | 2020-06-29 | 2020-09-25 | 海积(北京)科技有限公司 | 多用途大功率高频声场耦合传振反应栅 |
NL2032517B1 (en) * | 2022-07-15 | 2024-01-25 | Tranzero B V | Vibration member, cleaning tool and vibration member operating method |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4016436A (en) * | 1975-12-10 | 1977-04-05 | Branson Ultrasonics Corporation | Sonic or ultrasonic processing apparatus |
DE3316353A1 (de) * | 1982-05-12 | 1983-11-17 | Taga Electric Co., Ltd., Tokyo | Ultraschall-bearbeitungseinrichtung, insbesondere reinigungseinrichtung |
DE3027533C2 (de) * | 1980-07-21 | 1986-05-15 | Telsonic Aktiengesellschaft für elektronische Entwicklung und Fabrikation, Bronschhofen | Verfahren zur Erzeugung und Abstrahlung von Ultraschallenergie in Flüssigkeiten sowie Ultraschallresonator zur Ausführung des Verfahrens |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2354827A1 (fr) * | 1976-06-16 | 1978-01-13 | Mecasonic Sa | Dispositif producteur d'ultra-sons utilisable notamment dans l'industrie des matieres thermoplastiques |
DE3902765A1 (de) * | 1988-12-02 | 1991-01-17 | Volker Ulrich Boehringer | Vorrichtung zur uebertragung ebener wellen von einem schwingungsgeber mit periodischer anregung (erzeugung ebener wellen) in einem fluiden, zylindrischen leitsystem auf die objektflaeche |
-
1995
- 1995-10-20 DE DE19539195A patent/DE19539195A1/de not_active Withdrawn
-
1996
- 1996-10-17 DE DE59602406T patent/DE59602406D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1996-10-17 AT AT96934714T patent/ATE181857T1/de not_active IP Right Cessation
- 1996-10-17 US US09/051,876 patent/US5994818A/en not_active Expired - Fee Related
- 1996-10-17 EP EP96934714A patent/EP0857088B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1996-10-17 WO PCT/EP1996/004502 patent/WO1997015404A1/de active IP Right Grant
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4016436A (en) * | 1975-12-10 | 1977-04-05 | Branson Ultrasonics Corporation | Sonic or ultrasonic processing apparatus |
DE3027533C2 (de) * | 1980-07-21 | 1986-05-15 | Telsonic Aktiengesellschaft für elektronische Entwicklung und Fabrikation, Bronschhofen | Verfahren zur Erzeugung und Abstrahlung von Ultraschallenergie in Flüssigkeiten sowie Ultraschallresonator zur Ausführung des Verfahrens |
DE3316353A1 (de) * | 1982-05-12 | 1983-11-17 | Taga Electric Co., Ltd., Tokyo | Ultraschall-bearbeitungseinrichtung, insbesondere reinigungseinrichtung |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
STREHLE,Gerd: Energie einsparen. In: Maschinenmarkt, Würzburg 92, 1986, 49, S.18-21 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1998047632A1 (de) * | 1997-04-24 | 1998-10-29 | Tech Sonic Gesellschaft Für Ultraschall-Technologie Mbh | Gerät zur einkopplung von ultraschall in ein flüssiges oder pastöses medium |
DE102014210886A1 (de) * | 2014-06-06 | 2015-12-17 | Weber Ultrasonics Gmbh | Ultraschall-Konverter |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE59602406D1 (de) | 1999-08-12 |
EP0857088B1 (de) | 1999-07-07 |
EP0857088A1 (de) | 1998-08-12 |
WO1997015404A1 (de) | 1997-05-01 |
US5994818A (en) | 1999-11-30 |
ATE181857T1 (de) | 1999-07-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE19539195A1 (de) | Gerät zur Einkopplung von Ultraschall in ein flüssiges oder pastöses Medium | |
DE3826414A1 (de) | Ultraschall-therapiegeraet | |
CH665511A5 (de) | Motor mit der verwendung von ultraschallschwingungen. | |
DE3787677T2 (de) | Ungerichteter Ultraschallwandler. | |
DE1105210B (de) | Elektromechanischer UEbertrager fuer hochfrequente Druckwellen in Stroemungsmitteln | |
DE2312446A1 (de) | Elektromechanischer schwinger, insbesondere zum schweissen von metallen | |
DE2415481C3 (de) | Ultraschallgenerator | |
WO2015110347A1 (de) | Konvertereinheit | |
EP0975440B1 (de) | Gerät zur einkopplung von ultraschall in ein flüssiges oder pastöses medium | |
DE1597003A1 (de) | Elektromechanischer Wandler | |
DE2047883C3 (de) | Schwingungsübertrager für eine Ultraschallvorrichtung | |
DE2120654A1 (de) | Elektromechanischer Wandler | |
DE4321949C2 (de) | Vibratoreinheit | |
DE3620085C2 (de) | Rohrförmiger elektroakustischer Wandler | |
DE2414474C2 (de) | ||
DE10114672A1 (de) | Ultraschallschwinger | |
WO2018171864A1 (de) | Torsionale ultraschallbearbeitungssysteme | |
DE10040344A1 (de) | Ultraschallwandler | |
DE4340948A1 (de) | Siebvorrichtung | |
EP1065009A1 (de) | Vorrichtung und Verfahren zur Erzeugung und Abstrahlung von Ultraschallenergie | |
DE3933519C2 (de) | Vorrichtung zur Reinigung von Gegenständen mit Ultraschall | |
DE4138713C2 (de) | Ultraschallschwinger | |
DE2719119A1 (de) | Fokussierter schallkopf mit schwinger und schallinse fuer untersuchungen mit ultraschall | |
DE2914434C2 (de) | Stab-Ultraschallschwinger | |
DE102017214360A1 (de) | Vertikal vibrierende fügevorrichtung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |