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Einrichtung zur Behandlung eines Gutes mit einer Flüssigkeit unter
Anwendung einer Beschallung, insbesondere für Zwecke des Waschens und Reinigens
Bei der Behandlung eines Gutes (Behandlungsgutes) mit einer Flüssigkeit, z. B. zum
Zwecke des Waschens, des Reinigens, des Färbens, des Tränkens, des Auslaugens usw.,
ist im allgemeinen daran gelegen, die Behandlungsintensität zu erhöhen und die erforderliche
Behandlungsdauer zu verkürzen. Dies wird auch mit dem bereits bekanntgewordenen
Vorschlag beim Waschen den mit der Wäsche und mit der Waschflüssigkeit gefüllten
Waschbehälter zu beschallen, d. h. dem Einfluß eines Ultraschallschwingers auszusetzen,
angestrebt. Eine für die Praxis verwendbare Lösung ist anscheinend noch nicht gefunden
worden. Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung, durch die die vorbezeichnete
Aufgabe gelöst wird; die Lösung besteht darin, daß sie einen Flüssigkeitsbehälter
mit im Behälter, z. B. am Boden oder in einer Vertiefung des Bodens, angebrachter
Flüssigkeitspfeife enthält und daß der Behälter über Rohre od. dgl. mit einer Pumpe
verbunden ist, vorzugsweise derart, daß die Einrichtung in an sich bekannter Weise
auf Kreislaufbetrieb umschaltbar ist. Pfeifenartige Schallschwinger, die durch die
hindurchgeleitete Flüssigkeit erregt werden, sind als sogenannte Flüssigkeitspfeifen
bereits bekannt. Jedoch wird gerade die Kombination eines derartigen
Schallschwingers
mit einer an sich bekannten Einrichtung zum Behandeln von Wäsche od. dgl. unter
Anwendung von Ultraschall besonders günstig, da sich die konstruktive Durchbildung
wie auch die elektrischeIsolierung der bisher bekannten Einrichtungen nur unter
großen Schwierigkeiten praktisch durchführen ließen. Die neue Anwendung in der vorgenannten
Weise führt dagegen zu einer überaus wirksamen Behandlung des Behandlungsgutes.
Es hat dies vor allem seinen Grund darin, daß hier die unmittelbar beschallte Flüssigkeitsmenge,
d. h. die gerade aus der Flüssigkeitspfeife austretende Flüssigkeit, relativ gering
ist und somit die über diesen Flüssigkeitsstrahl zur Einwirkung gelangende Schallenergie,
wenigstens zunächst, sehr konzentriert ist und auch zunächst auf die Bahn des austretenden
Flüssigkeitsstrahles beschränkt bleibt und sich von da aus erst verteilt. Ein anderer
Grund liegt aber darin, daß die zu übertragenden Schallschwingungen unmittelbar
in der Flüssigkeit, die zur Einwirkung auf das Behandlungsgut zu bringen ist, entstehen
und daß infolgedessen Verluste, die sonst durch die Zwischenübertragungsmittel,
wie den das Behandlungsgut enthaltenden Behälter usw., vermieden werden. Ferner
ist aber auch die Einrichtung zur Erzeugung der Schallschwingungen einfach.
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Dies und die genannten Vorteile der unmittelbaren Einwirkung führen
zu einem erheblichen Fortschritt gegenüber den bisherigen Vorschlägen.
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Zur weiteren Erläuterung sei auf die Zeichnung Bezug genommen; es
zeigt Fig. i ein Ausführungsbeispiel einer neuen Einrichtung, und zwar in einer
Vorderansicht und zum Teil im Schnitt, Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel der Flüssigkeitspfeife
in Vorderansicht, zum Teil im Schnitt, Fig. 3 eine Abwandlung des die Flüssigkeitspfeife
enthaltenden Behälters.
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In Fig. i ist bei i der Behälter zur Aufnahme des Behandlungsgutes,
bei 2 das in den Behälter eingebrachte Behandlungsgut, bei 3 in schematischer Darstellung
die Ultraschallpfeife; bei 4 ein darüber angebrachter siebförmiger Schutzkorb, bei
5 ein siebförmiger Schutzkorb für den Abfluß 6 und bei 7 eine kleine Pumpe dargestellt.
Bei 8 ist ein zweiter Behälter veranschaulicht, der mit einer bei 9 angedeuteten
Heizvorrichtung versehen ist.
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Die bisher beschriebenen Teile sind durch ein Rohrsystem mit eingebauten
Absperr- und Umschalthähnen untereinander verbunden, und zwar in folgender Weise:
Die Pumpe 7 kann über die Leitungen i o, i i, 6 und 12, 13 und über die in diese
Leitungen eingefügten Umschalthähne 1.l,15 und 16 entweder auf den Abfluß des Behälters
i oder auf den Abfluß des Behälters 8 geschaltet werden, so daß sie je nach der
vorgenommenen Schaltung die in dem Behälter 8 befindliche Flüssigkeit über die Leitung
17 und den Hahn 18 durch die Flüssigkeitspfeife 3 hindurch in den Behälter i preßt
oder im Kreislauf die im Behälter i befindliche Flüssigkeit aus dem Behälter i ansaugt
und über die Flüssigkeitspfeife 3 in den Behälter i zurückpreßt. Durch entsprechende
Einstellung der Hähne 14, 15 und 16 kann sowohl der Behälter i wie auch der Behälter
8 auf den Ablauf i9 geschaltet werden. Ferner können beide Behälter i und 8 durch
die Hähne 15 und 18 bzw. den Hahn 16 abgesperrt werden.
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Die Einrichtung nach Fig. i kann insbesondere zum Waschen von Wäsche
u. dgl. verwendet werden; sie wird hierbei z. B. in folgender Weise benutzt: Die
Waschflüssigkeit wird in dem Behälter 8 zubereitet und durch die Heizeinrichtung
9 auf die gewünschte Waschtemperatur gebracht. Alsdann wird nach entsprechender
Einstellung der Hähne des Rohrsystems die in dem Behälter 8 befindliche Waschflüssigkeit
mit Hilfe der Pumpe 7 über die Flüssigkeitspfeife 3 in den Behälter i gepreßt.eDie
Flüssigkeit erregt dabei die Flüssigkeitspfeife 3 und wird zugleich selbst erregt
und tritt somit, in Schallschwingungen, insbesondere Ultraschallschwingungen versetzt,
in den Behälter i ein. Es wird auf diese Weise das in dem Behälter i befindliche
Waschgut :2 intensiv mit dem Waschmittel durchdrungen und behandelt. Sobald die
gesamte Waschflüssigkeit des Behälters 8 in den Behälter i eingeführt ist, kann
der Waschprozeß, falls erförderlich, in verschiedener Weise fortgesetzt werden.
Es besteht die Möglichkeit, die Einrichtung auf den Kreislauf bezüglich des Behälters
i zu schalten, d. h. durch die Pumpe 7 die im Behälter i befindliche Flüssigkeit
anzusaugen und über die Flüssigkeitspfeife 3 in den Behälter zurückpressen zu lassen.
Dieser Kreislauf kann auch unter Zwischenschaltung des Behälters 8 erfolgen, indem
der Hahn 15 so gestellt wird, daß er den Abfluß des Behälters i auf den Zufluß 2o
zum Behälter 8 schaltet, während die übrigen Hähne so gestellt werden, daß die Pumpe
7 die Waschflüssigkeit aus dem Behälter 8 ansaugt und über die Flüssigkeitspfeife
3 wieder in den Behälter i zurückpreßt. Bei dieser Schaltung wird also die Waschflüssigkeit
in dem Behälter 8 immer von neuem erhitzt. Man kann den Waschprözeß in eine Anzahl
aufeinanderfolgender Teilverfahren auflösen, derart, daß teils im Kreislauf bezüglich
des Behälters i und teils im Kreislauf unter Zwischenschaltung des Behälters 8 gearbeitet
wird. Das Verfahren läßt sich auch so durchführen, daß man jeweils die Flüssigkeit
im Behälter i bis zu einer gewissen Höhe ansteigen läßt und erst dann im Kreislauf
arbeitet oder die Flüssigkeit wieder voll ablaufen läßt, sie darauf, erneut erhitzt
oder unerhitzt, wieder dem Behälter i über die Flüssigkeitspfeife 3 zuführt.
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Die Einrichtung nach Fig. i kann ferner zur Durchführung der chemischen
Reinigung von Textilien oder sonstigen Stoffen, zum Reinigen von technischen Kleinstteilen
in einem Benzinbad od. dgl., zum Färben, zum Auslaugen eines Behandlungsgutes und
für viele sonstige sich aus dem Aufbau der Einrichtung ergebende Zwecke benutzt
werden.
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Es empfiehlt sich, den Behälter r gegebenenfalls kegelförmig oder
nach Art eines Paraboloids zu gestalten oder ihm eine sonstige Form zu geben, bei
der sich eine tiefste Stelle am Boden ergibt, und an
dieser Stelle
die Flüssigkeitspfeife anzubringen. Damit ergeben sich besonders gute Angriffsverhältnisse.
In Fig. 3 ist eine derartige Ausführung des Behälters i in einem Ausführungsbeispiel
dargestellt. Der Behälter ist mit 21, die Flüssigkeitspfeife mit 22 bezeichnet.
Die übrige Ausbildung des Behälters 21 und der Anschluß kann in gleicher Weise oder
ähnlich, wie in Fig. i angegeben, ausgeführt sein. Der Ablauf läßt sich unmittelbar
neben der Flüssigkeitspfeife 22 oder konzentrisch zu ihr anbringen. Es kann von
Vorteil sein, gegebenenfalls zwei Abläufe vorzusehen, von denen der eine, z. B.
der konzentrisch zur Flüssigkeitspfeife 22 angebrachte Ablauf, nur zur endgültigen
Ableitung der Flüssigkeit aus dem Behälter 21 benutzt wird. Zum betriebsmäßigen
Absaugen der Flüssigkeit aus dem Behälter 2i wird dann z. B. ein Anschluß in größerem
Abstand von der Flüssigkeitspfeife 22 vorgesehen, etwa, falls betriebsmäßig ein
bestimmter Flüssigkeitsspiegel aufrechterhalten wird und nur die darüber hinaus
ansteigende Flüssigkeit wieder abzuleiten ist, in der Höhe dieses Flüssigkeitsspiegels.
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Es besteht ferner die Möglichkeit, die beiden Behälter der Ausführung
nach Fig. i zu einem einzigen Behälter zusammenzufassen bzw. nur den Behälter 8
mit der Heizvorrichtung 9 vorzusehen und an dem Behälter 8 das Rohrsystem mit Pumpe
anzubringen.
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Die Flüssigkeitspfeife kann an sich von bekannter Ausführung sein.
Der Anschaulichkeit halber ist ein Ausführungsbeispiel in Fig.2 gezeigt. Der zur
Zuleitung der Flüssigkeit dienende Rohrstutzen ist mit 25, ein mit ihm verbundener
Rahmen mit 26 bezeichnet. An diesem Rahmen ist gegenüber der Düse 25a des Rohrstutzens
25 ein Schwingkörper 27 angebracht, und zwar mit Hilfe von zwei Stiftpaaren 28 und
29, die in Knotenlinien des Schwingkörpers 27 an diesem angreifen. Wird über den
Rohrstutzen 25 Flüssigkeit zugeleitet, so geraten der Schwingkörper 27 und die aus
der Düse 25a austretende Flüssigkeit in Schwingungen; es entstehen Schallschwingungen
bzw. Ultraschallschwingungen.
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Die neue Einrichtung ist für vielerlei Zwecke, bei denen, allgemein
gesehen, es darum geht, ein Behandlungsgut mit einer Flüssigkeit intensiv zu behandeln,
verwendbar. Als weitere Verwendungsmöglichkeiten seien noch die Reinigung von Nahrungsmitteln,
z. B. Reinigen von ölsamen u. dgl., Reinigen von Maschinenteilen, Beizen von Getreide
u. dgl. genannt.
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Die neue Einrichtung hat außer der intensiven Behandlung des Behandlungsgutes
auch noch den Vorteil, daß die Beschallung eine keimtötende bzw. bakterienabtötende
Wirkung hat und somit auch zu einer Sterilisierung führt oder doch die Sterilisierung
unterstützt. Eine Verstärkung dieser Wirkung kann erforderlichenfalls dadurch herbeigeführt
werden, daß zusätzlich das Behandlungsgut und/oder die Flüssigkeit noch einer Ultraviolettbestrahlung
ausgesetzt wird.