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Behandlung inhomogener Massen im kapazitiven Hochfrequenzfeld Bei
der Behandlung inhomogener Massen, insbesondere solcher aus Stoffen mit geringer
elektrischer Leitfähigkeit, die Körper größerer elektrischer Leitfähigkeit enthalten
oder mit diesen in Verbindung stehen, im kapazitiven Hochfrequenzfeld, insbesondere
im Ultrakurzwellenfeld, hat es sich gezeigt, daß eine sehr ungleichmäßige Einwirkung
des kapazitiven Hochfrequenzfeldes auf die Massen stattfindet, in der Weise, daß
die an sich homogenen Bestandteile der zu behandelnden Massen einer verschieden
starken Feldintensität ausgesetzt sind. Der Grund hierfür ist darin zu sehen, daß
der Anteil der Masse mit vergleichsweise großer elektrischer Leitfähigkeit denjenigen
mit geringerer Leitfähigkeit weitgehend abschirmt, so daß dieser in einem Feld von
wesentlich geringerer Dichte liegt.
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Die Erfindung hat den Zweck, die ungleichmäßige Einwirkung kapazitiver
Hochfrequenzfelder auf Massen der vorgenannten Art auszuschalten, d. h. die Einwirkung
der Feldenergie auf diese Stoffe mit ungleichen elektrischen Leitfähigkeiten und
damit auf die Gesamtmasse des inhomogenen Körpers zu vergleichmäßigen. Die Erfindung
betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Behandlung von inhomogenen Massen,
insbeso-ndere
solcher aus Stoffen geringer elektrischer Leitfähigkeit
in die Körper mit vergleichsweise großer elektrischer Leitfähigkeit eingelagert
sind oder mit ihnen in Verbindung stehen, im kapazitiven Hochfrequenzfeld, insbesondere
im Ultrakurzwellenfeld mit Wellenlängen unter etwa ioo m. Das wesentliche Kennzeichen
des Erfindungsgegenstandes besteht darin, daß die Stoffe nacheinander oder gleichzeitig
in mindestens zwei voneinander verschiedenen Richtungen der Einwirkung des kapazitiven
Hochfrequenzfeldes ausgesetzt werden.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung kann in verschiedenartiger Weise
zur Durchführung gelangen. So ist es z. B. möglich, die zu behandelnden Körper während
oder zwischen zwei Behandlungen im Kurzwellenfeld um eine oder mehrere ihrer Achsen
zu drehen. Auf diese Weise werden die einzelnen Teile dieser Körper, die sich hinsichtlich
ihrer elektrischen Leitfähigkeit voneinander unterscheiden, von verschiedenen Seiten
aus der Einwirkung der elektrischen Felder ausgesetzt. Es ist aber auch möglich,
die Körper in ihrer Lage unverändert gleichzeitig oder nacheinander der Einwirkung
zweier oder mehrerer sich in ihrer Richtung schneidenden kapazitiven Hochfrequenzfelder
auszusetzen. Auch auf diese Weise gelingt es, die verschiedenartigen Anteile der
inhomogenen Massen von verschiedenen Seiten aus der Einwirkung der elektrischen
Wechselfeldenergie auszusetzen.
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In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung beispielsweise und
in schematischer Form dargestellt.
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Die Fig. i und 2 zeigen eine Durchführungsmöglichkeit des neuen Verfahrens,
während in den Fig. 3 und q: zweckmäßige Ausbildungen und Anordnungen von für die
Anwendung des Verfahrens gemäß der Erfindung geeigneten Einrichtungen dargestellt
sind.
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In der Fig. i sind die beiden Elektroden, zwischen denen sich das
kapazitive Hochfrequenzfeld in Richtung der eingezeichneten Pfeile ausbildet, schematisch
im Grundriß dargestellt und mit dem Bezugszeichen i und 2 versehen. Die Zuführung
der elektrischen Energie zu den Elektroden erfolgt durch die Anschlußleitungen 3
und q.. Zwischen den Elektroden i und a ist der zu behandelnde Körper 5 angeordnet.
Dieser besteht aus einer inhomogenen Masse, die aus Stoffen mit verschieden großen
elektrischen Leitfähigkeiten sich zusammensetzt. Der Hauptbestandteil des Körpers
5 ist ein 'Stoff mit geringer elektrischer Leitfähigkeit, in welchen die Körper
6 und 7, z. B. Metallstücke, mit großer elektrischer Leitfähigkeit eingelagert sind.
Dabei sind diese Körper in ihrer Lage so angeordnet; daß sie einmal, wie der Körper
6, parallel und das andere Mal, wie der Körper 7, senkrecht - zur Richtung der Kraftlinien
liegen. Um die Wirkung dieser eingelagerten Stoffe- im kapazitiven Hochfrequenzfeld
zu zeigen, ist in der Nähe jeder dieser Körper ein Teilchen der Hauptmasse des Körpers
5 dargestellt, und zwar ist das in der Nähe des Körpers 6 liegendeTeilchen mit dem
Bezugszeichen6' und das in der Nähe des Körpers 7 liegende Teilchen mit dem Bezugszeichen
7' gekennzeichnet. Wie aus der Darstellung ersichtlich, wird das Teilchen.6' weniger
Energie des die Gesamtmasse des Körpers 5 durchsetzenden Hochfrequenzfeldes erhalten
als das Teilchen 7', da an dieser Stelle das Feld in der Hauptsache durch den parallel
zur Hauptrichtung der Feldlinien liegenden Körper 6 mit großer elektrischer Leitfähigkeit
geht. Dagegen wird das Teilchen 7', das nahe an dem senkrecht zur Feldrichtung liegenden
Körper 7 liegt, in ausreichendem Maße der Einwirkung des elektrischen Feldes ausgesetzt
sein, da im Gegensatz zu der Lage des Körpers 6, in dem sich die Feldlinien durch
seine parallele Lage zu ihnen einschnüren, keine Verringerung der Felddichte in
seiner Umgebung herbeigeführt wird.
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Aus der Fig. 2 ist die der Erfindung zugrunde liegende Maßnahme zu
ersehen, durch welche eine Vergleichmäßigung der Einwirkung des kapazitiven Hochfrequenzfeldes
auf den zu behandelnden Körper, und zwar auf alle seine Bestandteile, erreicht wird.
Die Elektroden, die wie auch die anderen Teile in Übereinstimmung mit den entsprechenden
Teilen der Fig. i gleiche Bezugszeichen aufweisen, sind mit i und 2 bezeichnet.
Zwischen den Elektroden befindet sich der zu behandelnde Körper 5 mit den in diesen
eingebetteten Teilen 6 und 7, welche eine große elektrische Leitfähigkeit aufweisen.
Die Richtung der Feldlinien ist ebenfalls, wie in Fig. i, durch Pfeile angedeutet.
Wie aus der Zeichnung hervorgeht, haben sich nun die Verhältnisse hinsichtlich der
Einwirkung der Feldintensität auf die Teilchen 6' und 7' im Vergleich mit den in
der Fig. i dargestellten Verhältnissen insofern geändert, als durch eine Drehung
des Körpers 5 um seine senkrechte Achse, und zwar um etwa go°, das Teilchen 6' nunmehr
in fast unverändertem kapazitiven Hochfrequenzfeld liegt, während das Teilchen 7'
durch die veränderte Lage des Körpers 7 zur Richtung der Feldlinien in den Bereich
einer geringeren Feldliniendichte gekommen ist. Bei Anwendung gleicher Verhältnisse
hinsichtlich der Zeit und der aufgewendeten Energie bei der Behandlung des Körpers
5 im kapazitiven Hochfrequenzfeld, wie es in den Fig. i und 2 dargestellt ist, wird
somit eine weitgehende Vergleichmäßigung der Einwirkung der Feldenergie auf die
einzelnen Teilchen der inhomogenen Masse des Körpers 5 erzielt.
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In der Fig. 3 ist eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens
gemäß der Erfindung schematisch und im Grundriß dargestellt, und zwar geht aus dieser
Figur die Anordnung der Elektroden, zwischen denen das kapazitive Hochfrequenzfeld
erzeugt wird, zueinander und in bezug auf den zu behandelnden Körper hervor. Die
Anordnung der paarweise einander zugeordneten und sich gegenüberliegenden Elektroden
8, 8', g, g' ist dabei so getroffen, daß sie den zu behandelnden aus einer inhomogenen
Masse bestehenden Körper 5 auf mindestens vier Seiten umgeben. Die in den Körper
5 eingelagerten Körper 6 und 7 sind in ihrer Stellung
im Raum in
derselben Lage eingezeichnet wie in der Fig. i, ebenso die in ihrer Nähe liegenden
Teilchen der schlecht leitenden Masse des Körpers 5, welche die Bezugszeichen 6'
und 7' aufweisen. Die Gleichmäßigkeit der Behandlung des ganzen Körpers 5 einschließlich
der in ihn eingelagerten Körper 6 und 7 mit anderen physikalischen Eigenschaften
wird mit der Einrichtung nach Fig. 3 dadurch erreicht, daß der Körper 5 nacheinander
zwei sich in ihrer Richtung schneidender kapazitiver Hochfrequenzfelder ausgesetzt
ist. Die Richtung der Feldlinien ist in der Fig. 3 wieder durch Pfeile angedeutet.
Die Wirkungsweise der elektrischen Feldenergie auf die inhomogene Masse des Körpers
5 geht nach den bei den Fig. i und 2 bereits gemachten Ausführungen aus der Fig.
3 eindeutig hervor. Die Wirkung des zwischen den Elektroden 9 und 9' entstehenden
Feldes entspricht den in der Fig. i dargestellten Verhältnissen, während das Feld
zwischen den Elektroden 8 und 8' den in Fig. 3 in seiner Lage unveränderten Körper
5 in der gleichen Weise, wie in Fig. 2 gezeigt, durchsetzt. Selbstverständlich ist
es nicht erforderlich, daß die Richtungen der beiden Felder, wie in Fig. 3 dargestellt
ist, zueinander genau senkrecht stehen. Die Richtung der Feldlinien ist an die Lage
der in den Körper 5 eingelagerten Teile 6 und 7, und zwar in bezug auf deren Stellung
zueinander und innerhalb des Körpers 5 gebunden. Es wird also in allen den Fällen,
in denen die in den zu behandelnden Körper eingelagerten Teile mit anderer elektrischer
Leitfähigkeit zueinander eine willkürliche Lage einnehmen, also in der Masse regellos
angeordnet sind, vorteilhaft sein, um den Körper herum vier oder eine größere Anzahl
einander paarweise zugeordneter Elektroden anzubringen, so daß die inhomogene Masse
bei einem zeitlich nacheinander erfolgenden Einschalten der verschiedenen kapazitiven
Hochfrequenzfelder kreuz und quer von den Kraftlinien durchsetzt wird.
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Bei einem zu behandelnden Gut, das während der Einwirkung des kapazitiven
Hochfrequenzfeldes, z. B. in waagerechter Richtung, auf einem Förderband weiterbewegt
wird, ist es zweckmäßig, die Elektroden nach Fig. q. anzuordnen. Die dazu geeignete
Einrichtung ist in dieser Figur im Aufriß gezeichnet und besteht aus einem Förderband
io, das in Pfeilrichtung bewegt wird und auf dem das zu behandelnde, aus einer inhomogenen
Masse bestehende Gut 5 gelagert ist. Das Gut durchläuft auf seinem Weg zuerst ein
Wechselfeld, das sich zwischen zwei Elektroden i i und 12 ausbildet, die seitlich
des Gutes angeordnet sind. Eine der Elektroden ist aus der Zeichnung zu ersehen
und mit dem Bezugszeichen i i gekennzeichnet. Die beiden anderen Elektroden
13, 1q. für das zweite kapazitive Hochfrequenzfeld, das auf das Gut zur Wirkung
gebracht wird, sind oberhalb und unterhalb des Gutes angeordnet. Das zwischen ihnen
sich bildende Wechselfeld steht wie das zwischen den beiden vorhergehenden Elektroden
vorhandene Feld, senkrecht zur Bewegungsrichtung des Gutes. Gleichzeitig verlaufen
aber die Richtungen der Feldlinien der beiden Wechselfelder ebenfalls in einem Winkel
von 9o° zueinander. Die Wirkung dieser Wechselfelder der in ihrer Lage zueinander
versetzt angeordneten Elektrodenpaare 1i, 12 und 13, 1q. ist in bezug auf die zu
behandelnden Stoffe mit verschiedenen elektrischen Leitfähigkeiten die gleiche wie
vorhergehend beschrieben und in den Fig. i bis 3 dargestellt.
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Auch bei der Einrichtung nach der Fig. q. ist es ohne weiteres möglich,
die Anordnung und die Anzahl der Elektroden so zu verändern, daß die Linien der
verschiedenen Wechselfelder in mehreren Richtungen und unter verschiedenen Winkeln
zueinander mehrfach und nacheinander das zu behandelnde Gut durchsetzen, wie es
bereits bei der Einrichtung nach Fig. 3 erwähnt wurde.
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Das Verfahren und die Einrichtung gemäß der Erfindung kann auf verschiedenartige
Art und Weise und zur Behandlung der verschiedensten inhomogenen Stoffe verwendet
werden. So ist die Erfindung beispielsweise besonders geeignet zum Vulkanisieren
von Gummistücken mit eingepreßten Metallstücken zum Behandeln von inhomogenem Schüttgut,
beispielsweise Getreide, zur Sterilisierung von Nahrungs- und Genußmitteln, ferner
zur Entwesung, beispielsweise zur Vernichtung von Kleinlebewesen in Kleidungsstücken
und Ausrüstungsgegenständen, wie z. B. in mit Metallknöpfen versehenen Uniformen
oder in Ausrüstungsteilen aus Leder, die Metallbeschläge aufweisen, wie Zaumzeuge,
Koppeln mit Koppelschlössern usw.