DE907396C - Verfahren und Vorrichtung zur Schwingungsbehandlung, insbesondere zum Zerstaeuben oder Feinverteilen, von Stoffen, z.B. von Fluessigkeiten - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zur Schwingungsbehandlung, insbesondere zum Zerstäuben oder Feinverteilen, von Stoffen, z. B. von Flüssigkeiten Es ist bekannt, mittels Ultraschall über Piezokörper oder Magnetostriktionskörper Flüssigkeiten zu emulgieren oder die Herstellung von Suspensionen und Dispersionen zu beschleunigen.
• Das Zerstäuben von Flüssigkeiten und Pulvern erfolgte bisher in Ider Weise, daß die genannten Stoffe unter hohem Druck durch geeignete Düsen hindurchgepreßt wurden. Der aus der Düse austretende Strahl ist in seiner Abmessung durch die Leistung und Abmessungen der Zerstäubungsvorrichtung begrenzt, und die Düse unterliegt hohem Verschleiß. Außerdem können die Zerstäubungsfeinheit und der Strahlquerschnitt bei solchen Düsen nicht verändert werden, sie sind vielmehr an die Düsenabmessungen gebunden.
• Es wurde nun gefunden, daß Striktionskörper, die in Flüssigkeiten, wie Wasser, Öl und auch Schmelzen, teilweise eingetaucht sind und von einem hochfrequenten Wechselstrom erregt werden, durch die Schwingungen die Flüssigkeit zerstäuben. Ausgehend von dieser Beobachtung werden erfindungsgemäß die Stoffe den Schwingungen von lamellierten oder sonstwie aus Finzelelementen mit freien Längsseiten zusammengesetzten Längsschwingern ausgesetzt, derart, daß die Schwinger nur mit einem Teil ihrer Oberfläche in die Flüssigkeit oder den sonstigen Stoff eintauchen und ihn vermöge ihrer Schwingungen durch die engen Spalten zwischen den einzelnen Lamellen oder sonstigen Schwingungselementen hindurchtreiben.
• Die Erfindung sei an einigen Ausführungsbeispielen veranschaulicht.
• Abb. 1 zeigt einen quaderförmig geschichteten Striktionskörper oder Schwinger S mit WiclilungE, der mit dem größeren Teil seiner Länge in Wasser eingetaucht ist. An seiner aus dem Wasser herausragenden Stirnfläche tritt bei Schwingungserregung feinverteilter Wassernebel senkrecht zum Querschnitt der Stirnfläche heraus.
• Die durchgesetzte Flüssigkeitsmenge ist von der Energiemenge und Schwingungsweite abhängig, die Tropfengröße ist durch die Frequenz bestimmt.
• Durch Änderung von Energie und Frequenz können Durchfluß und Tropfengröße stufenweise gesteuert werden.
• Abb. 2 zeigt eine Anordnung, in der der Striktionskörper S als Verschluß eines Behälters T dient, in dem sich die zu zerstäubende Flüssigkeit befindet. Sobald die Wicklung E mit Wechselstrom gespeist wird, führen die einzelnen Lamellen (Abb. 3) des geschichteten .Striktionskörpers oder Schwingers S Querschwingungen aus, die den Durchtritt und die Zerstäubung der Flüssigkeit bewirken. Im stromlosen Zustand wirkt der Schwinger wieder als dichter Verschluß.
• Dem Schwinger kann verschiedene Gestalt gegeben werden, wofür Abb. 3 und 4 an sich bekannte, jedoch für andere Zwecke verwendete Ausführungsbeispiele zeigen. Die Flüssigkeiten können in den Schwinger entweder auf der Stirnseite x oder auf den Mantelseiteny oder auf der Seiten und den Seiten y gleichzeitig eintreten. Die Durchflußmenge ist durch Veränderung der Eintrittsflächengröße regelbar.
• Ein anderes Ausführungsbeispiel für einen zylindrischen Zerstäubungsschwinger nach Abb. 4 zeigt Abb. 5. An der Rohrleitung R eines Behälters ist eine Hülse H dicht schließend befestigt. In der Hülse steckt, flüssigkeitsdicht eingepreßt, der aus Lamellen bestehende Schwinger S, der von der ErregerspuleE erregt wird. Die zerstäubte Flüssigkeit tritt bei Z aus. Die Regelung der Tropfengröße kann auch in der Weise erfolgen, daß um den Schwinger S oder seine Hülse H ein Druckkörper D in Ringform angeordnet wird, mittels dessen der Schwinger konzentrisch zusammengepreßt und entspannt werden kann.
• Zum Zerstäuben von schwerflüssigen Stoffen können die Lamellen B des Schwingers S eine keilförmige Gestalt nach Ausführungsbeispiel der Abb. 6 und 7 erhalten, wodurch peristaltische Wirkungen in Durchflußrichtung erzielt werden.
• Dem gleichen Zweck dient die Ausführungsform nach Abb. 8, bei der auf den Schwinger S mehrere getrennte Erregerwicklungen Er, E2, E3 bis En einwirken, die mit gleicher Frequenz gespeist, aber zeitlich aufeinanderfolgend geschaltet werden, wobei die Spule En wahlweise auch mit einer eigenen, von den anderen Spulen unabhängigen Frequenz und Energiemenge gespeist wird, um die Tropfengröße unabhängig von der Durchflußmenge regeln zu können.
• Der Zerstäuber übt -nicht nur dann Pump- und Zerstäubungswirkungen aus, wenn der zu zerstäubende Stoff unter Überdruck oder Schwerewirkung dem Schwinger zufließt, sondern auch dann. wenn der Schwinger S nur teilweise in den zu fördernden Stoff eintaucht und sich der aus trittsquerschnift Z in einer höheren geodätischen Lage als der Stoff befindet.
• Die Schwinger können aus Eisen, Nickel, Kobalt, Wolfram, Molybdän oder deren Paarungen oder Stoffen sonstiger magnetostriktiver Eigenschaften hergestellt sein.
• Die Zerstäubung nach der IErfindung läßt sich für alle Flüssigkeiten, wie z. B. Wasser, Öl oder sonstige organische Flüssigkeiten, sowie für Kolloide, auch Schmelzen, vorzugsweise Salzschmelzen, und selbst für Pulver genügender Gleitfähigkeit anwenden.
• Der Schwinger nach der Erfindung kann auch als Abschluß organ für Gasströme benutzt werden, die bei seiner Betätigung durch ihn in analoger Weise, wie z. B. Flüssigkeiten oder Schmelzen, hindurchtreten.

Claims (6)

1. P A T E N T A N S P R Ü C H E : 1. Verfahren zur Schwingungsbehandlung, insbesondere zum Zerstäuben oder Feinverteilen, von Stoffen verschiedenster Art, wie z. B. von Flüssigkeiten, Kolloiden, Schmelzen, Pulvern oder Gasen, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoffe den Schwingungen von lamellierten oder sonstwie aus Einzelelementen mit freien Längsseiten zusammengesetzten Längsschwingern ausgesetzt werden, derart, daß die Flüssigkeit oder die sonstigen Stoffe nur Teilen der Oberfläche der Schwinger zugeführt und durch die Schwingungen zwischen den einzelnen Lamellen oder sonstigen . Schwingungselementen der Schwinger hinausgetrieben werden.
2. 2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch I, gekennzeichnet durch an sich bekannte Schwinger, insbesondere Lamelienpakete mit der Eigenschaft der Magnetostriktion, die mittels hochfrequenter Schwingingen erregbar und mit einem das Behandlungsgut aufnehmenden Behälter so verbunden sind, daß sie nur mit einem Teil ihrer Oberfläche in die Flüssigkeit oder den sonstigen Stoff eintauchen, während eine ihrer quer zu den Lamellen liegenden Flächen außerhalb des Behandlungsgutes liegt.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die geodätische Höhe des Schwingers über dem Spiegel des zu zerstäubenden Stoffes liegt.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwinger als Ventilkörper, z. B. in einem Leitungsrohr, angeordnet ist.
5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Bauelemente des Schwingers die Form von im Lãngsschnitt sich verjüngenden Platten haben, deren Querschnitt beliebig gestaltet selin kann.
6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwinger mit mehreren voneinander unabhängigen Erregerspulen versehen ist, die sich in der Zahl ihrer Windungen unterscheiden können und wahlweise ein- und abschaltbar sind.