DE903516C

DE903516C - Verfahren und Vorrichtung zur Schallerzeugung und Abstrahlung, insbesondere zur Behandlung von Stoffen durch Schallwellen

Info

Publication number: DE903516C
Application number: DEA1969D
Authority: DE
Inventors: Dr Willy Kunze
Original assignee: Atlas Werke AG
Current assignee: Atlas Werke AG
Priority date: 1943-12-09
Filing date: 1943-12-09
Publication date: 1954-02-08

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Schallerzeugung und Abstrahlung, insbesondere zur Behandlung von Stoffen durch Schallwellen Bei der Behandlung von Stoffen. insbesondere von Flüssigkeiten, Schmelzen u. dgl., durch Schallwellen ist es vielfach erforderlich, sehr hohe Schallenergie auf den Stoff einwirken zu lassen. Nun ist es zwar möglich, Schall sender zu bauen, die geeignet sind, sehr hohe Energien abzugeben. Beim fletrieb dieser Schallerzeuger zeigt sich jedoch, daß der Wirkungsgrad mit zunehmender Leistung sehr stark abnimmt. Diese Erscheinung ist auf Kavitationswirkungen zurückzuführen, die bei hohem Schalldruck an der Strahlfläche der Schallerzeuger auftreten und die Schallabstrahlung hehindern.
Um die Kavitation zu vermeiden, trotzdem aber eine hohe spezifische Schallenergie in dem zu bebehandelnden Stoff zur Einwirkung zu bringen, hat man von hohlspiegelförmigen Schallstrahlern Gebrauch gemacht, bei denen im Behandlungsraum eine Brennpunktwirkung auftritt. Derartige Anordnungen sind jedoch nicht immer zu gebrauchen und ergeben auch häufig noch nicht die erforderliste Steigerung der einwirkenden Schallenergie Man hat deshalb auch schon vorgeschlagen, zur weiteren Leistungssteigerung die Kavitation durch erhöhten Druck im Behandlungsraum zu verzögern.
Ein Schwinger kann, wie Versuche gezeigt haben, um so höher spezifisch belastet werden, ohne daß Kavitation auftritt, je höher der Druck ist, mit dem die Flüssigkeit anliegt.
Der Erfindung liegt nun der Gedanke zugrunde den zur Unterdrückung der Kavitation erforder- lichen Druck durch Zentrifugalkräfte zu erzeugen.
Die Ausnutzung der Zentrifugalkraft zur Druckerzeugung bietet große Vorteile gegenüber der normalen Druckerzeugung.
In der Zeichnung ist die Erfindung an mehreren Ausführungsbeispielen veranschaulicht, und zwar zeigt Abb. I eine Anordnung der Erfindung mit magnetostriktivem Ringschwinger, Abb. 2 eine Anordnung der Erfindung mit magnetostriktivem Stabschwinger, Abb. 3 einen lotrechten Schnitt durch einen Teil der Abb. 2.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel (Abb. I) ist ein magnetostriktiver Ringschwinger I vorgesehen, dessen Hohlraum 2 zur Aufnahme des zu behandelnden Stoffes dient. Der Ringschwinger ist mit einer zu ihm gleichachsig liegenden Motorwelle 3 verbunden und läuft mit einer je nach der gewünschten Fliehkraft mehr oder weniger großen I)rehzahl um. Die Drehzahl kann der zur Beeinflussung des Stoffes erforderlichen Schalleistung angepaßt werden und regelbar sein. Der zu behandelnde Stoff kann durch den Ringschwinger ständig hindurchfließen, dadurch ist eine Schallbehandlung für große Mengen durchführbar. Die Erregerwicklung für den Schwinger ist an Schleifringe 4 angeschlossen, denen der Erregerstrom von einem Hochfrequenzgenerator über Bürsten 5 zugeleitet wird. Die Zu- und Abführung des Stoffes zum Schwinger kann durch Rohre 6, 7 hindurch erfolgen.
Bei der in Abb. 2 und 3 dargestellten Ausführung sind zwei zylindrische Schallbehandlungsbehälter 8 gelenkig mit einem Arm 3u der Welle 3, z. B. durch Zapfen g an dem Behälter 8, verbunden. Die Strahlfläche wo des auf den Stoff einwirkenden Schallerzeugers 1 1 liegt am Boden eines besonderen, in eine Kopplungsflüssigkeit eingesetzten Gefäßes I2, das den zu behandelnden Stoff aufnimmt. Es ist aber auch eine Ausführungsform denkbar, bei der das zu behandelnde Gut unmittelbar in dem Behälter 8 untergebracht ist. Bei Rotation der Welle 3 wird der Behälter 8 mit dem Schwinger II durch Fliehkraft in die strichpunktiert eingezeichnete Stellung geschwenkt.
In beiden Ausführungsformen wird durch Fliehkraft die Flüssigkeit oder der sonstige zu behandelnde Stoff gegen die Strahifläche des Schallerzeugers bzw. gegen die schallübertragende Wand gedrückt. Dadurch wird die Kavitation an der Strahl- bzw. Übertragungsfläche gehemmt, so daß der Schallerzeuger entsprechend höher spezifisch belastet werden kann bzw. eine größere Leistung an den zu behandelnden Stoff abgibt.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Beispiele beschränkt. So kann die Druckerzeugung durch Fliehkraft auch ohne Rotation des Schallerzeugers selbst dadurch erzielt werden, daß der zu behandelnde Stoff durch geeignete Mittel, z. B. durch eine Flügelanordnung, in umlaufende Bewegung versetzt wird. Ferner läßt sich die Erfindung nicht nur auf die Schallerzeugung zur Behandlung von Stoffen, sondern auch auf Schallerzeuger zur Signalgebung anwenden.

Claims

PATENTANSPRUCHE I. Verfahren zur Erzeugung von Schallwellen, insbesondere für die Behandlung von Flüssigkeiten, Schmelzen u. dgl., dadurch gekennzeichnet, daß der zu behandelnde Stoff durch Zentrifugalkräfte gegen die schallstrahlenden oder schallübertragenden Flächen gedrückt wird.
2. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die zu behandelnde Flüssigkeit bzw. der sie aufnehmende Behälter in umlaufende Beweguiig versetzt wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Schallbehandlung dienende Behälter in schnelle Drehungen versetzbar und daß seine Außenfläche mit Schallstrahlflächen besetzt ist.
4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3. gekennzeichnet durch einen Ringschwinger. dessen Innenseite als Strahlfläche dient und der um seine Längsachse umläuft.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Aufnahmebehälter für die zu behandelnde Flüssigkeit, deren Boden mit Strahlflächen besetzt ist und die an einer Welle so aufgehängt sind, daß sie durch Fliehkraftwirkung sich in radialer Richtung mit ihrem Boden nach außen einstellen.