DE2537540A1 - Statischer ultraschallgenerator - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen statischen Ultraschallgenerator. Bekannt sind für solche Zwecke seit alters her Pfeifen, die bei Frequenzen des Ultraschallgebietes jedoch nur kleine Leistung übertragen lassen. Für verschiedene Steuerungsaufgaben möchte man Generatoren mit höherer Leistung zur Verfügung haben, die ausreicht, ohne Leistungsverstärker Relais zu betätigen. Solche Generatoren sind beispielsweise zur Steuerung von Installationsgeräten durch Ultraschall wünschenswert.

Bekannte dynamische Ultraschallgeneratoren, wie Lochsirenen, haben den Nachteil, daß sie sich für viele Zwecke nicht klein genug bauen lassen. Außerdem liegt bei solchen Generatoren die Ansprechzeit von der einschaltenden Signalgabe bis zum nutzbaren Signal zu hoch.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen statischen Ultraschallgenerator zu entwickeln, dessen volumenbezogene Leistung wesentlich größer als bei bekannten Ultraschallpfeifen ist.

Die Lösung der geschilderten Aufgabe besteht darin, daß im axialen Zentrum eines Ringkörpers mit radial innenliegend ausgebildeter Schneide ein Zentralkörper angeordnet ist, der einen Ringraum mit zentralen GasZuführungskanälen bildet und der radial außen in einen auf die Schneide ausgerichteten Spalt übergeht. Dieser Ultraschallgenerator erzeugt einen Luftrirg, der im Querschnitt keilförmiges Profil mit radial außenliegender Spitze aufweist. Durch die ringförmige Gasverteilung entsteht ein dünner Rand, der leicht zur Schneide schwingen kann und daher einen weichen Ringrand bildet. Es genügt deshalb ein Gasstrom kleiner Leistung, um den Ultraschallgenerator zum Schwingen zu bringen. Dieser Generator hat

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einen guten Wirkungsgrad und läßt sich mit Luft geringen Überdruckes betreiben, wobei die kleine Einschwingzeit bedeutet, daß der Generator praktisch sofort arbeiten kann und daß der Wirkungsgrad noch gesteigert wird. Andererseits kann man wegen des von Natur aus weichen Ringrandes des Gasstromes dem Zentralkörper einen starken Gasstrom zuführen, so daß sich hohe Leistung im Ultraschallbereich abstrahlen läßt.

Der Ultraschallgenerator läßt sich baulich einfach halten, beispielsweise indem Ringkörper und Zentralkörper von einem Basiskörper gehalten sind, mit dem der Zentralkörper den Ringraum bildet.

Wenn der Ringkörper mit dem Basiskörper einen axial unterhalb der Schneide liegenden Resonanzraum bildet, läßt sich ein besonders oberwellenarmer Betrieb erzielen.

Einen Gasring mit besonders günstigen Eigenschaften erzielt man, wenn die Gas Zuführungskanäle tangential in den Ringraum münden. Zentralkörper sowie Ringkörper können im Basiskörper axial verstellbar angeordnet werden, wodurch sich besonders oberwellenarmer Betrieb bei stabiler Frequenz einstellen läßt. Die Abstrahlcharakteristik wird wesentlich durch die Oberflächen von Ringkörper und Zentralkörper beeinflußt. Zweckmäßigerweise bilden Ringkörper und Zentralkörper axial oberhalb des Ringraumes im Profil gegeneinander geneigte Oberflächen.

Die Erfindung soll anhand eines in der Zeichnung grob schematisch wiedergegebenen Ausführungsbeispiels näher erläutert werden:

Im axialen Zentrum 1 eines Ringkörpers 2 ist ein Zentralkörper 3 angeordnet. Der Ringkörper 2 weist eine radial innenliegend ausgebildete Schneide 4 auf. Der Zentralkörper 3 bildet einen als ringförmigen Stauraum wirkenden Ringraum 5 mit zentralen Gaszuführungskanälen 6. Der Ringraum 5 geht radial außen in einen auf die Schneide 4 ausgerichteten Spalt 7 über. Im Ausführungsbeispiel

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fluchtet der Spalt 7 gerade unterhalb der Schneidenspitze 4. Wesentlich ist, daß der den Spalt 7 verlassende Luftstrahl nur zu einem kleineren Teil in den Resonanzraum 9 abgelenkt wird. Dies fördert kurze Einschwingzeiten und trägt zum guten Wirkungsgrad bei. Es ist vorteilhaft, wenn die Schneide an ihrer dem Spalt 7 zugekehrten Unterseite mit dem oberen Spaltrand fluchtet, also flach ausgebildet ist.

Ringkörper 2 und Zentralkörper 3 sind im AusfUhrungsbeispiel von einem Basiskörper 8 gehalten. Der Zentralkörper 3 bildet zusammen mit dem Basiskörper 8 den Ringraum 5· Der Ringkörper 2 bildet seinerseits mit dem Basiskörper 8 einen axial unterhalb der Schneide liegenden Resonanzraum 9. Im Ringraum 5, der durch einen Ringsteg des Basiskörpers 8 vom Resonanzraum 9 bis auf den Spalt 7 getrennt ist, bildet sich ein Luftstau, der dafür sorgt, daß durch den Spalt 7 ein gleichförmiger Gasring in Richtung zur Schneide abgeblasen wird. Einen Gasring besonders günstiger Eigenschaften erhält man, wenn die GasZuführungskanäle 6 tangential in den Ringraum 5 münden. Ein am Basiskörper 8 ausgebildeter Nippel 10 kann den Anschluß von Schläuchen zum Zuführen von Gas erleichtern.

Die Frequenz der abgestrahlten Ultraschallenergie kann einfach und wirkungsvoll dadurch verändert werden, daß den Resonanzraum 9 radial außen begrenzende Einlegeringe 11 eingelegt werden. Wenn der Ringkörper 2 im Basiskörper 8 axial verstellbar angeordnet ist, kann die Position der Schneide 4 besonders fein verändert und hinsichtlich maximaler Energieabstrahlung optimal eingestellt werden. Verständlicherweise kann man nach den Abmessungen bei aufgefundenen günstigen Betriebszuständen auch vereinfachte Ultraschallgeneratoren bauen.

Ringkörper 2 und Zentralkörper 3 weisen axial oberhalb des Ringraumes im Profil gegeneinander geneigte Oberflächen auf. Durch die Neigung dieser Flächen ist die Abstrahlcharakteristik bestimmt.

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Um den Zentralkörper 3 mittels des Schraubgewindes 13 axial zu verstellen, kann eine Nut 12 für einen Steckschlüssel dienen. Der Ringkörper 2 läßt sich im Ausführungsbeispiel im Basiskörper

8 axial durch ein weiteres Schraubgewinde 14 verstellen. Hierzu kann man den Ringkörper 2 an seinem Stirnrand 15 erfassen.

9 Patentansprüche
1 Figur

7 0 G B 0 8 / 0 2 6 7

Claims (9)

7 li Ί1Z s 4 U -5- VPA 75 P 4056 BRD Patentansprüche

1. Statischer Ultraschallgenerator, dadurch gekennzeichnet, daß im axialen Zentrum (1) eines Ringkörpers (2) mit radial innenliegend ausgebildeter Schneide (4) ein Zentralkörper (3) an geordnet ist, der einen Ringraum (5) mit zentralen Gaszuführungskanälen (6) bildet und der radial außen in einen auf die Schneide (5) ausgerichteten Spalt (7) übergeht.

2. Ultraschallgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkörper (2) und der Zentralkörper (3) von einem Basiskörper (8) gehalten sind, mit dem der Zentralkörper (3) den Ringraum (5) bildet.

3. Ultraschallgenerator nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet.«, eis* 3 der Ringkörper (2) mit dem Basiskörper

(8) einen α·:.'.β.1 ^r "erbaIb der Schneide (4) liegenden Resonanzraum (9) b i 1 de &,

4. Ultraschallgenerator nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die GasZuführungskanäle (6) tangential in den Ringraum (5) münden.

5. Ultraschallgenerator nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dsr Basiskörper (8) zwischen Resonanzraum

(9) und Pingraum (5) einen Ringsteg bildet.

6. U.ltrasc'ha?-lger.ier?tor nach c^:* Ansprüchen 1 und 3, gekennzeichnet durch d--;r> Resonanzraum '■ radial außen begrenzende Einlege ringe '''1I).

7. Ultraschallgenerator nach cle.i Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentralkörper (3) im Basiskörper (8) axial verstellbar angeordnet ist.

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8. Ultraschallgenerator nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkörper (2) im Basiskörper (8) axial verstellbar angeordnet ist.

9. Ultraschallgenerator nach Anspruch 1 und einen der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Ringkörper (2) und Zentralkörper (3) axial oberhalb des Ringraumes (5) im Profil gegeneinander geneigte Oberflächen aufweisen.

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