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Einrichtung zur Behandlung von Flüssigkeiten mittels Ultraschall
Es
ist bereits eine Einrichtung zur Behandlung von Flüssigkeiten mittels Ultraschall
vorgeschlagen worden, bei welcher die Einwirkung der Ultraschallenergie auf die
Flüssigkeit in einem geschlossenen Durchfluß gerät erfolgt, das mit dem Ultraschallerzeuger
ganz oder teilweise in einem dielektrischen Medium angeordnet ist. Das Durchflußgerät
besteht aus einem Ring und je einer oberen und unteren Abdeckung; es hat also die
Form einer Dose. Die Zuführung des zu behandelnden Gutes in den Behandlungsraum
erfolgt durch Leitungen, die an entsprechende Bohrungen in dem Ring angeschlossen
sind.
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Die Erfindung betrifft eine weitere Ausbildungsform der ohen beschriebenen
Einrichtung. Der Gegenstand der Erfindung ist dadurch ausgezeichnet, daß das Durchflußgefäß
mindestens aus zwei Behandlungsräumen besteht, die übereinander angeordnet und jeweils
durch eine z. B. mittels Bohrungen für die zu behandelnde Flüssigkeit durchlässige
Zwischenwand getrennt sind.
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In dieser Einrichtung ist eine besonders intensive Einwirkung auf
das zu beliandelnde Gut möglich. Auch eignet sich die Vorrichtung als Großleistungsgerät
in besonderem Maße.
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Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise
und in schematischer Form im Aufriß dargestellt.
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Die Fig. I zeigt das Durchflußgerät I mit den Behandlungsräumen 2
und 3, die übereinander an-
geordnet sind und durch eine z. B. mittels
Bohrungen 4 für die-zu behandelnde Flüssigkeit durchlässige Zwischenwand 5 getrennt
sind, Die äußeren Begrenzungen des Behandlungsge;fåßes bestehen aus dem Ring 6 und
der oberen Abdeckung 7, während die untere Begrenzung des Durdzlußgefäßes in dem
dargestellten Fall durch die Belegung 8 des Schwingers 9 gebildet wird. Es steht
seibstverständlich nichts im Wege, die Einrichtung auch so auszubilden, daß die
untere Begrenzung aus einer Membran besteht und das Durchfluß gefäß von dem Schwinger
in einem gewissen Abstand angeordnet ist. Im erstgenannten Fall ist zwischen dem
Ring 6 und dem Schwinger g eine Dichtung Io vorgesehen, um einen Austritt der Fliissigkeit
aus dem Behandlungslraum zu verhindern. Die Bohrungen 4 in der Zwischenwand 5, durch
die die beiden Behandlungsräume miteinander in Verbindung stehen, werden zweckmäßig
in kleiner, gleichweiter Entfernung von der gemeinsamen senkrechten Mittelachse
der beiden Räume angeordnet. Für die Zuführung der Flüssigkeit in den oberen Behandlungsraum
3 ist ein Stutzen 11 und für die Abführung aus dem unteren Behandlungsraum 2 eine
Anschlußleitung 12 vorgesehen. Diese Leitung ist Ns auf einen Abistand, der kleiner
als eine Viertelwellenlänge der sich in dem zu behandelnden Mee dium ausbildenden
Schwingungen ist, an den Quarz herangeführt, so daß sämtliche Flüssiglçeitsteilehen
nahezu die Höhe der Dose durchlaufen müssen. Die Zuleitung II schließt mit der Platte
7 ab.
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In der in der Fig. I dargestellten Einrichtung findet insofern eine
besonders intensive Behandlung des Gutes statt, als dieses in dem oberen Behandlungsraum
bereits einer Vorbehandlung durch die von dem Schwinger ausgesandte Ultraschallenergie
unterworfen wird, der sich die Hauptbehandlung in dem unteren Raum anschließen.
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Es steht nichts im Wege, bei der vorgenannten Einrichtung die aus
einem oder zwei Ringen be;-stehende seitliche Begrenzung 6 als Hohlkörper auszubilden
und durch diesen die Zu- und Abführung der Flüssigkeit vorzunehmen. Damit wird eine
gleichmäßige Verteilung und Behandlung der Flüssigkeit in einem oder den beiden
Räumen erreicht. Bei dieser Art der Ausbildung des Erfindungsgegenstandes wird die
Flüssigkeit z. B. durch einen Anschluß stutzen dem rohrförmig ausgeblilderen, den
oberen Behandlungsraum begrenzenden Ring zugeführt und tritt aus diesem durch Bohrungen
in den oberen Behandlungsraum ein. Aus diesem Raum strömt das Gut durch die Bohrt
gen 4 der Zwischenwand 5 in den unteren Behandlungsraum 2, aus dem es entweder durch
eine rohrförmige Leitung oder, sofern die Begrenzung des unteren Behandlungsraumes
ebenfalls aus einem rohrförmig ausgebildeten Ring besteht, durch Bohrungen in diesem
Ring abgeführt wird. Auf diese Weise ist es also auch möglich, nicht nur eine Gleichmäßigkeit
der Zuführung in den oberen Behandluugsraum, sondern auch den gleichen Effekt bei
der Abführung des Gutes aus dem unteren Behandlungsraum zu erreichen.
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Um eine ausreichende Wirkung der Ultraschallenergie auf die Flüssigkeit
in den Behandlungsräumen herbeizuführen, ist es zweckmäßig, die Höhe des unteren
Behandlungsraumes 2 im Verhältnis eines ungeradzathligen Vielfachen einer Viertelwellenlãnge
der entstehenden 5 diwingungen auszubilden und in der gleichen Weise die Dicke der
Zwischenwand 5 zu bemessen. Die Höhe des oberen Behandlungsraumes 3 und die Dicke
der Abdeckung 7 erhalten zur Erzeugung stehender Schwingungen mit großer Amplitude
dieselben Dimensio,nieru,ngen. Die Zuführung der elektrischen Energie zu dem Schwinger
erfolgt bei der Einrichtung gemäß der Darstellung durch einen Me tallring 13, der
mittels Federn I4, die zwischen ihm und der Zwischenwand angeordnet sind, angepreßt
wird. Die Mittel zur Zu- und Abführung der Flüssigkeit können bei dem Gegenstand
der Erfindung noch in der Weise ausgebildet sein, daß die Behandlung des Gutes in
den Befhandlungsräumen unter Uber- oder Unterdruck gegenüber der Außenatmosphäre
erfolgt.
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Bei der Einrichtung nach Fig. 2 sind eine größere Anzahl Kammern
15 übereinander angeordnet. Die Kammern sind jeweils oben und unten durch Membranen
I6 begrenzt, die abwechselnd in ihrem Mittelpunkt und nahezu am Rand tiffnungen
I7 aufweisen, so daß die durch die Kammern fließende Flüssigkeit eine große Wegstrecke
zurückzulegen hat. Die Vorrichtung wird seitlich von einer rund oder eckig ausgebildeten
WandungI8 und oben und unten durch eine Abdeckung 19 bzw. den Schwingerzeuger 20
begrenzt. Die Zu- und Abführungsleitungen 21 und 22 für das. Gut sind im Deckel
bzw. an der Wandung angeordnet. Die so ausgebildete Einrichtung gewährleistet eine
weitgehend gleichmäßige Beschallungseinwirkung für alle Flüssigkeitsteilchlen. Der
Abstand der Membrane untereinander und von der den Beschallungsräumen zugekehrten
Quarzfläche beträgt zweckmäßig ein ganzzahliges Vielfaches eIner halben Wellenlänge.
Soll die Einrichtung zum Sterilisieren von Flüssigkeiten Verwendung finden, so wird
man sich mit einer geringeren Anzahl von Kammern begnügen und als Abschluß der obersten
Beschallungskammern, deren Höhe ein ungeradzahliges Vielfaches einer Viertelwellenlänge
ist, eine Metallplatte wählen, deren Dicke ebenfalls ein zunge; radzahliges Vielfaches
einer Viertelwellenlänge der in ihr sich ausbildenden Schwingungen beträgt. In diesem
Falle entstehen in den Beschallungsräunen stehende Schwingungen, deren Amplitude
größer ist als die der fortschreitenden Welle bei derselben Amplitude des Quarzschwingers.
Zur Herstellung von Emulsionen wird man die Zahl der Kammern so groß wählen, daß
in der obersten Beschallungsr kammer nur noch eine ganz geringe Ultraschallenergie
zur Verfügung steht. In diesem Falle können keine stehenden Schwingungen zustande
kommen. Soweit besteht auch nicht die Gefahr einer Wiedervereinigung bereits dispergierter
Teilchen in Schwingungsknoten oder Bäuche. Im Falle der Beschallung von Flüssigkeiten
mit fortschreitenden
Wellen braucht der Beschallungsraum nicht zylindrisch
zu sein. Er kann jede beliebige Form haben.
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PATENTANSPRCHE: I. Einrichtung zur Behandlung von Flüssigkeiten mittels
Ultraschall, wobei die Behandlung der Flüssigkeit in einem geschlossenen Durchflußgebäß
erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Behandlungsgefäß zwei Behandlungsräume
oder mehrere übereinander angeordnet sind, die jeweils durch eine z. B. mittels
Bohrungen für das zu behandelnde Gut durchlässige Zwischenwand getrennt sind.