-
Einrichtung zur Behandlung von Flüssigkeiten mittels Ultraschallschwingungen
Es ist bekannt, flüssige und feste Stoffe mit Ultraschallschwingungen zu behandeln.
Zu diesem Zweck wurde bereits eine Anzahl von Einrichtungen beschrieben oder vorgeschlagen,
in denen die Einwirkung von Ultraschallschwingungen auf feste oder flüssige Stoffe
stattfindet, und zwar hat man u. a. beispielsweise schon vorgeschlagen, zur Verstärkung
der Wirkung der Ultraschallschwingungen auf das zu behandelnde Gut als Ellipsiode
oder Paraboloide ausgebildete Reflektoren für die erzeugten Schwingungen zu verwenden.
-
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Behandlung von Flüssigkeiten
mittels Ultraschallschwingungen, wobei mit Hilfe eines in einem Behandlungsgefäß
angeordneten mechanischen Ultraschallgebers und der besonderen Formgebung des Behandlungsgefäßes
selbst bzw. dessen Innenflächen die Erzeugung stehender Schwingungen erfolgt. Die
Erfindung besteht darin, daß das Behandlungsgefäß aus einem zwei- oder mehrteiligen,
kugelähnlichen Hohlkörper besteht, dessen gekrümmte Innenflächen auf Kreisbogen
liegen, deren Mittelpunkte auf den die Ultraschallschwingungen abgebenden Flächen
des Ultraschallgebers, z. B. der Schneide eines pfeifenartig ausgebildeten Gebers,
angeordnet sind.
Für die Einrichtung gemäß der Erfindung eignen
sich sog. mechanische Ultraschallgeber, wie sie z. B. zur Erzeugung von Ultraschallschwingungen
in Flüssigkeiten durch Anblasen einer Schneide oder einer Schneide und eines Resonanzkörpers
mit einer Flüssigkeit schon vorgeschlagen wurden, in besonderem Maße.
-
Das Behandlungsgefäß der neuen Einrichtung kann im Rahmen seiner gekennzeichneten
Ausbildung sehr verschiedenartig geformt sein. Es kann sich der Kugelform mehr oder
weniger nähern, beispielsweise fast als geometrische Kugel ausgebildet sein. So
ist es z. B. möglich, das Behandlungsgefäß aus zwei Teilen herzustellen, die in
der Ebene senkrecht zur horizontalen Achse des Gefäßes, zu der auch der Ultraschallgeber
in seiner Längsrichtung senkrecht angeordnet ist, einander mehr oder weniger weitgehend
genähert sind, wobei der Abstand der beiden Kugelhälften beispielsweise durch ein
Abschlußblech überbrückt, d. h. der kugelähnliche Hohlkörper damit geschlossen wird.
Zweckmäßig erhalten jedoch die beiden Teile des Behandlungsgefäßes an ihren Kanten
flanschförmige Ansätze, die eine Verbindung der beiden mehr oder weniger halbkugelförmig
ausgebildeten Hälften in der Äquatorebene des Hohlkörpers gestatten. Es steht selbstverständlich
nichts im Wege, den Hohlkörper aus mehr als zwei Teilen, z. B. aus vier Teilen,
herzustellen, von denen jeder im Aufriß einen Viertelkreissektor darstellt und an
den Stoßstellen senkrecht zur waagerechten Mittelachse des Hohlkörpers durch mehr
oder weniger breite flache Verbindungsstücke miteinander verbunden sind, während
sie an den Stoßstellen in der Äquatorebene des Hohlkörpers, gegebenenfalls unter
Zwischenlegung einer Dichtung, unmittelbar einander genähert und beispielsweise
verflanscht sind.
-
Soll die zu behandelnde Flüssigkeit der Ultraschalleinwirkung mehrmals
ausgesetzt werden, so können eine größere Anzahl der Behandlungsgefäße, durch die
die Flüssigkeit hindurchfließt, hintereinandergeschaltet werden. Zu diesem Zweck
weist jedes Gefäß Verschraubungsarmaturen, z. B. einen Verschraubungsnippel und
eine Verschraubungsmuffe, die zweckmäßig einander gegenüberliegen, auf. Diese Verschraubungsteile
sind gleichzeitig als Durchflußorgane für die Flüssigkeit ausgebildet. So kann z.
B. der Zuführungsteil für den in dem Behandlungsraum angeordneten Ultraschallgeber
konzentrisch durch den Verschraubtingsnippel hindurchgeführt sein, während die Verschraubungsmuffe
eine oder mehrere Bohrungen aufweist, durch die das behandelte Gut aus dem Behandlungsraum
abströmt. Jedes der Behandlungsgefäße weist auch noch einen zweckmäßig durch einen
Hahn verschließbaren Auslaß auf, durch den beim Füllen des Hohlkörpers die Luft
abströmen kann. Zu diesem Zweck ist der :luslaß immer an der höchsten Stelle des
Behandlungsgefäßes angeordnet.
-
Zur Beförderung der zu behandelnden Flüssigkeit durch die Behandlungsgefäße
hindurch ist es in manchen Fällen zweckmäßig, eine oder mehrere Pumpvorrichtungen,
die gegebenenfalls stufenweise in gewissen Abständen zwischen den Behandlungsgefäßen
angeordnet sind, anzubringen.
-
Die neue Einrichtung eignet sich zur Erzeugung von stehenden Wellen,
insbesondere zur Sterilisierung von Flüssigkeiten. Dabei spielt es keine Rolle,
in welcher Lage sich das jeweilige Behandlungsgefäß befindet. Es kann sowohl in
senkrechter Lage, also mit senkrecht stehendem Ultraschallgeber und gegebenenfalls
senkrecht übereinanderliegenden Behandlungsgefäßen als auch in waagerechter Lage,
d. h. mit waagerecht liegendem Ultraschallgeber und gegebenenfalls hintereinanderliegenden
Behandlungsgefäßen verwendet werden.
-
Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise und
in schematischer Form dargestellt. So zeigt die Fig. i ein Behandlungsgefäß im Aufriß
und die Fig. 2 im Grundriß, und zwar im Schnitt s-s nach Fig. i.
-
In der Fig. i besteht das Behandlungsgefäß i aus den beiden halbkugelförmig
ausgebildeten Teilen 2 und 3. Die Radien a der Halbkreise, auf denen -die Innenflächen
der Halbkugeln liegen, sind gleich groß. Zur Erzeugung stehender Wellen weisen die
Abstände a zweckmäßig jeweils die Länge eines ungeradzahligen Vielfachen einer Viertelwellenlänge
auf. Die Mittelpunkte der Halbkreise liegen auf den die Ultraschallschwingungen
abgebenden Flächen, d. 1i. der Schneide .I des Ultraschallgebers. Dieser besteht
in dem dargestellten Fall aus einer Ringpfeife, die ihrerseits in der Hauptsache
durch das im Querschnitt kreisförmige Zuführungsrohr 6 mit der Schneide 7 und dem
meist hohlzylindrisch ausgebildeten Körper 8 gebildet wird. Die beiden Halbkugeln
2 und 3 sind ,#inatider weitgehend gtnäliert und der 7_wisc'henraum zwischen ihren
Kanten ist durch einen oben und unten sichtbaren Metallring 9 abgeschlossen. In
diesem oder in seiner Nähe sind die Verschraubungsarmaturen, und zwar die Muffe
io und der Nippel i i, angebracht, die zum Zusammenschrauben mehrerer Behandlungsgefäße
dienen. Der Flüssigkeitszufluß erfolgt durch den Nippel i i und das Rohr 6, während
das behandelte Gut durch die Bohrung 12 in der -Muffe io aus dem Behandlungsraum
ausströmt. Das Gefäß weist in der Nähe des Verschraubungsnippels eine Luftauslaßöffnung
13 auf, die durch Hahn oder Stopfen (nicht gezeichnet) verschließbar ist.
-
In der Fig. i ist auch noch die Anordnung von Flanschen 13 an den
beiden Teilen des Behandlungsgefäßes angedeutet. In diesem Fall besteht das Behandlungsgefäß
aus einem olleren und unteren halbkugelförmig ausgebildeten Teil, von denen jeder
an seinem Rand einen flatischförmigen Ansatz aufweist, der ein einfaches Zusammenschrauben
und Lösen der Teile ermöglicht.
-
In F ig. 2 ist nur der untere Teil des Behandlungsgefäßes i der Einrichtung
nach Fig. i dargestellt. Die Verschraubungsmutfe ist wie in Fig. i mit dem Bezugszeichen
io, die Flüssigkeitsauslaßöffnungen mit 12, der Geberteil mit 8, dessen
Schneiden
mit 4 und die Flanschverbindungen mit 13 bezeichnet.