DE912027C - Verfahren zur Behandlung von Stoffen mit Schall oder Ultraschall - Google Patents

Description

• Verfahren zur Behandlung von Stoffen mit Schall oder Ultraschall Bei der Behandlung irgendwelcher Stoffe mit Schall oder Ultraschall ist gelegentlich, z. B. bei der Herstellung von Dispersionen und Emulsionen, der Einfluß stehender Wellen unerwünscht. In der stehenden Schallwelle ergeben sich Knoteneffekte und Schwingungseffekte. In den Knoten befinden sich die Teilchen des Mediums, in dem sich der Schall ausbreitet, in Ruhe. Die Teilchen werden hier aber durch Druckanstieg und -abfall mechanisch beeinflußt. Während in einer fortschreitenden Schallwelle in der Flüssigkeit der Druck periodisch zwischen 5 at tlberdruck und 5 at Zugspannung schwankt, verdoppeln sich diese Werte bei der stehenden Schallwelle, so daß sich in den Knotenpunkten ein Druckunterschied von 20 at ergibt. In den Schwingungsbäuchen aber sind die Teilchen des Mediums einer hohen Wechselgeschwindigkeit und damit auch großen Beschleunigungskräften unterworfen.
• Das einfachste Mittel zur Vermeidung dieser störenden Einflüsse wäre, die stehenden Wellen selbst zu vermeiden, doch ist dies oft sehr schwierig oder gar praktisch unmöglich. Erfindungsgemäß werden die Nachteile dadurch vermieden, daß der Schallgeber während der Beschallung in der Richtung der Schallwellen fortlaufend oder hin und her bewegt wird. Vorteilhaft ist eine Hinundherbewegung um eine halbe oder ganze Wellenlänge. Durch das Verfahren nach der Erfindung erfolgt eine Verschiebung des Knoteneffektes und des Schwingungseffektes, wodurch insbesondere bei Wellenlängen von z. B. 7,5 cm (entsprechend einer Frequenz von rund 20 kHz) die Mediumteilchen in raschem Wechsel dem Druck, dem Zug und der Beschleunigung unterworfen werden.
• Ob man die fortlaufende oder die hin und her gehende Bewegung bevorzugt, hängt von den jeweils vorliegenden Betriebsbedingungen ab. So wird beispielsweise bei kurzen Beschallungszeiten vielfach eine fortlaufende Bewegung vorteilhaft sein. Der Schallgeber wird also während der Schalleinwirkung in der Richtung der Schallwellen fortbewegt, worauf er dann in der Beschallungspause in seine ursprüngliche Stellung zur erneuten Inbetriebnahme zurückbewegt werden kann. Bei längerer Beschallungsdauer wird man in der Regel die hin und her gehende Bewegung bevorzugen. Diese kann beispielsweise bei Verwendung eines Magnetostriktionsstabes als Schallgeber derart erfolgen, daß der Schwingstab gleichlaufend zu seiner Längsachse, also auf einer Geraden, hin und her bewegt wird. Statt dessen kann aber der Magnetostriktionsstab auch pendelnd aufgehängt und auf dem Abschnitt eines Kreisbogens hin und her bewegt werden; die Längsachse des Magnetostriktionsstabes ist hierbei so angeordnet, daß sie in der Ebene des Kreisbogens liegt und eine Tangente zu diesem bildet. Die Weglänge der Bewegung beträgt bei der erwähnten Frequenz von 20 kHz vorteilhaft beispielsweise 75 mm oder auch 38 mm.
• Erwähnt sei, daß es bereits bekannt ist, einen Ultraschallgeber während der Schallabstrahlung auf verschiedene Eintauchtiefen einzustellen, um die für die zu erzielende Wirkung günstigste Eintauchtiefe zu finden. Der Schallgeber wird hierbei zwar ebenfalls in Richtung der Schallwellen verschoben, doch handelt es sich im Gegensatz zum Verfahren nach der Erfindung nicht um eine fortlaufende Bewegung, sondern lediglich um eine Einstellung des Schallgebers, also nicht um eine Betriebsmaßnahme, sondern lediglich um eine Vorbereitungsmaßnahme; wenn bei dem bekannten Verfahren die günstigste Eintauchtiefe ermittelt ist, bleibt der Schallgeber unverändert stehen.

Claims (3)

1. PATENTANSPRUCHE: 1. Verfahren zur Behandlung von Stoffen mit Schall oder Ultraschall, dadurch gekennzeichnet, daß der Schallgeber während der Beschallung in der Richtung der Schallwellen fortlaufend oder hin und her bewegt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch I, gekennzeichnet durch Hinundherbewegung um eine halbe oder ganze Wellenlänge.
3. 3. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch I und 2, gekennzeichnet durch pendelnde Aufhängung des Schallgebers.