DE2537540C3 - Statischer Ultraschallgenerator - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen statischen Ultraschallgenerator zum Abstrahlen höherer Leistung, der im axialen Zentrum eines Ringkörpers einen Zentralkörper aufweist, wobei beide Körper zusammen einen Ringraum bilden, in den Gaszuführungskanäle münden. Ein solcher bekannter Ultraschallgenerator (DT-AS 15 247) weist eine Gasströmung in axialer Richtung auf, so daß sich annähernd eine zylindrische Gasströmung bildet. Nach dem Ausführungsbeispiel weist die Gasströmung eine radial einwärts gerichtete Komponente auf.

Für verschiedene Steuerungsaufgaben möchte man Generatoren mit höherer Leistung als der seit altersher bekannten Pfeifen zur Verfügung habe. Die Leistung soll ausreichen, ohne Leistungsverstärker Relais zu betätigen. Solche Generatoren sind beispielsweise zur Steuerung von Installationsgeräten durch Ultraschall wünschenswert.

Bekannte dynamische Ultraschallgeneratoren, wie I.ochsirenen. 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 der eingangs geschilderten Art noch weiter zu verbessern und dessen volumenbezogene Leistung noch zu vergrößern.

Die Lösung der geschilderten Aufgabe besteht darin,

ίο daß der Ringraum radial nach außen in den Spalt übergeht, auf den eine Schneide an einen Resonanzraum ausgerichtet ist. Dieser Ultraschallgenerator erzeugt einen Luftring, der im Querschnitt keilförmiges Profil mit radial außenliegender Spitze aufweist. Durch die ringförmige Gasverteilung entsteht ein dünner Rand, der leicht zu Schneide schwingen kann und daher einen weichen Ringrand bildet. Es genügt deshalb ein Gasstrom kleiner Leistung, um den Ultraschallgenerator zum Schwingen zu bringen.

Beim bekannten Ultraschallgenerator (DT-AS 10 15 247) zeigt die zylindrische Gasströmung einen steifen Strömungsrand, der bei einwärts gerichteter Komponente infolge erhöhter Strömungsgeschwindigkeit noch versteift wird.

Beim Ultraschallgenerator nach der Erfindung bleibt der dünne Ringrand auch bei einem starken zugeführten Gasstrom besonders leicht schwingungsfähig, so daß sich besonders hohe Leistung im Ultraschallbereich abstrahlen läßt. Mit anderen Worten: Es genügt ein Gasstrom kleiner Leistung, um den Ultraschallgenerator zum Schwingen zu bringen. Dieser Generator hat 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.

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 liegendsn Resonanzraum bildet, läßt sich ein besonders oberwellenarmer Betrieb erzielen.

Einen Gasring mit besonders günstigen Eigenschaften erzielt man, wenn die Gaszuführungskanäle 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 schernatisch wiedergegebenen Ausführungsbeispiels näher erläutert werden:

!m 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

fts nach außen in einen auf die Schneide 4 ausgerichteten Spalt 7 über. Im Ausführungsbeispiel fluchtet der Spalt 7 gerade unterhalb de. 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 Ausführungsbeispiel von einem Basiskörper S gehalten. Der Zentralkörper 3 bildet zusammen 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 4 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 Energiaabstrahlung optimal eingestellt werden. Verständlicherweise kann man nach den Abmessungen bei aufgefundenen günstigen Betriebszuständen auch vereuifachte 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.

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.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Statischer Ultraschallgenerator zum Abstrahlen höherer Leistung, der im axialen Zentrum eines Ringkörpers einen Zentralkörper aufweist, wobei beide Körper zusammen einen Ringraum bilden, in den Gaszuführungskanäle münden, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringraum (5) radial außen in einen Spalt (7) übergeht, auf den eine Schneide (4) an einem Resonanzraum (9) ausgerichtet ist.

2. Ultraschallgenerator nach Anspruch \, 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, daß der Ringkörper (2) mit dem Basiskörper (8) einen axial unterhalb der Schneide (4) liegenden Resonanzraum (9) bildet.

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 der Basiskörper (8) zwischen Resonanzraum (9) und Ringraum (5) einen Ringsteg bildet.

6. Ultraschallgenerator nach den Ansprüchen 1 und 3, gekennzeichnet durch den Resonanzraum (9) radial außen begrenzende Einlegeringe (11).

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

8. Ultraschallgenerator nach den Ansprüchen I 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.