DE971365C

DE971365C - Method for operating a piezoelectric oscillator

Info

Publication number: DE971365C
Application number: DES34809A
Authority: DE
Inventors: Dr Sc Nat Siegfried Pforte
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1953-08-15
Filing date: 1953-08-15
Publication date: 1959-01-15

Description

Piezoelektrische Schwingungserzeuger finden heute auf den verschiedensten Gebieten der Industrie Anwendung. Sie werden beispielsweise zum Herstellen von Emulsionen, zum Vernebeln von Flüssigkeiten, zum Reinigen von Metallgegenständen und in der Unterwasserradartechnik angewandt. Ein besonderes Problem bei Anwendung von piezoelektrischen Schwingern für industrielle Zwecke liegt in der Abführung der bei größeren EnergienPiezoelectric vibration generators can be found today in a wide variety of areas of industry Use. They are used, for example, for the production of emulsions, for atomizing Liquids, used for cleaning metal objects and in underwater radar technology. A particular problem when using piezoelectric oscillators for industrial purposes lies in the dissipation of the larger energies

ίο auftretenden erheblichen Wärmemengen. Hierzu wurde bereits eine ganze Reihe von Vorschlägen gemacht. ίο significant amounts of heat occurring. For this a number of proposals have already been made.

Es ist bekannt, Wasser, Öl oder andere in der Elektrotechnik angewandte Kühlflüssigkeiten zu verwenden. Dabei dienen diese Flüssigkeiten neben der Kühlung gleichzeitig als Übertragungsmedium für die Schallenergie. Nach einem neueren Vorschlag werden größere Schwinger oder Schwingergruppen mit Kanälen versehen, durch die Kühlflüssigkeit gedrückt wird. Sind Flüssigkeiten nicht anwendbar, so werden die Schwinger oder deren Kühlflächen gemäß einem weiteren Vorschlag mittels Gebläse luftgekühlt.It is known to use water, oil or other cooling liquids used in electrical engineering. In addition to cooling, these liquids also serve as a transmission medium for the sound energy. According to a more recent proposal, larger vibrators or groups of vibrators provided with channels through which the cooling liquid is pressed. Liquids aren't applicable, the transducers or their cooling surfaces are according to a further proposal by means of Air-cooled fan.

Diesen Verfahren haften zum Teil Mängel an, die abhängig vom Anwendungszweck des Schwingers verschiedenster Art sind. Werden Flüssigkeiten beschallt, wobei der Schwinger nur von einer Seite der Spülung durch die beschallte Flüssigkeit ausgesetzt ist, was bei allen Flüssigkeiten der Fall ist, die 'eine gewisse elektriscbei Leitfähigkeit haben, so muß beispielsweise, damit ein Kurzschluß der Elektrode vermieden wird, dieSome of these processes have defects that depend on the intended use of the transducer are of various kinds. If liquids are sonicated with the transducer only from one side of the irrigation is exposed to the sonicated liquid, which is the case with all liquids is the case, the 'a certain electrical power Have conductivity, for example, so that a short circuit of the electrode is avoided, the

809· 704/3809 704/3

Rückseite mit Hilfe von Luft gekühlt werden. Luft ist aber ein relativ schlechter Wärmeleiter, so daß die abgeführte Wärmemenge in keinem Verhältnis zu der aufgewendeten Luftmenge steht. Hat man Ultraschallschwinger, die vorzugsweise nur nach meiner Seite abstrahlen, so wird man in den meisten Fällen gezwungen sein, die nicht abstrahlende Rückseite des Schwingers mit einem gasförmigen Polster zu umgeben, um damit die ίο Abstrahlung nach dieser Seite zu vermeiden.Rear side can be cooled with the help of air. But air is a relatively poor conductor of heat, so that the amount of heat dissipated is out of proportion to the amount of air used. Has if you have ultrasonic transducers that preferably only radiate to my side, you will be in the Most cases be forced to use the non-radiating back of the transducer with one to surround gaseous cushions in order to avoid ίο radiation to this side.

Die Vielfältigkeit dieser Kühlverfahren zeigt, wie wichtig einerseits das Problem der Kühlung ist, und wie schwer es andererseits ist, eine vielen Betriebsbedingungen gerecht werdende hinreichende Kühlung zu gewährleisten.The diversity of these cooling methods shows how important the problem of cooling is on the one hand, and how difficult it is, on the other hand, sufficient cooling to cope with many operating conditions to ensure.

Erfindungsgemäß wird deshalb ein Verfahren zum Betrieb· eines piezoelektrischen, vorzugsweise keramischen Schwingers vorgeschlagen, das insbesondere für industrielle Zwecke anwendbar ist und dadurch gekennzeichnet ist, daß der Schwinger oder/und seine Halterung mit Wasserstoff gekühlt wird.According to the invention, therefore, a method for operating a piezoelectric, preferably proposed ceramic oscillator, which is particularly applicable for industrial purposes and is characterized in that the oscillator and / or its holder is cooled with hydrogen will.

Die Zufuhr des Wasserstoffes kann sowohl aus einer Wasserstofffiasche erfolgen, die z. B. selbsttätig beim Überschreiten einer gewissen Temperatur eine Wasser stoff dusche auf den Schwinger gibt. Bei diesem Verfahren muß. beachtet werden, daß der Wasserstoff ein brennbares Gas darstellt, das mit Sauerstoff vermischt bei Anwesenheit von elektrischen Funken oder sonstigen zündenden Elementen leicht zur Explosion führen kann; es wird deshalb im Anschluß an seine Kühlfunktion vorteilhaft nach Rücklauf durch das abgeschlossene Kühlsystem abgebrannt. Dabei können in an sich bekannter Weise Rückschlagsventile und Schutznetze angewendet werden. Bei größeren Schwingern mit erheblicher Wärmeerzeugung kann an Stelle der Wasserstoff flasche auch eine den Schwinger umgebende Wasserstoffatmosphäre geschaffen werden, die mittels Pumpen oder ähnlicher Einrichtungen so· in Umlauf 'gehalten wird, daß. deir Wasserstoff, nachdem er die Wärme am Schwinger aufgenommen hat, durch ein entsprechendes Kühlsystem geleitet wird. Bei letzteren Verfahren kann in das Umlaufrohrsystem auch eine Filteranlage zur Reinigung des Wasserstoffes eingeschaltet werden.The supply of hydrogen can be done from a hydrogen bottle that z. B. automatically if a certain temperature is exceeded, put a hydrogen shower on the transducer gives. This procedure must. it should be noted that hydrogen is a flammable gas, mixed with oxygen in the presence of electrical sparks or other igniting ones Elements can easily explode; it is therefore in connection with its cooling function advantageously burned down after the return flow through the closed cooling system. In doing so, in itself As is known, check valves and protective nets are used. For larger transducers With a considerable amount of heat, one can also use the oscillator instead of the hydrogen cylinder surrounding hydrogen atmosphere are created by means of pumps or similar devices is kept in circulation in such a way that. deir hydrogen, after it has absorbed the heat on the transducer, through an appropriate cooling system is directed. With the latter method, a filter system can also be installed in the circulation pipe system can be switched on to purify the hydrogen.

Claims

Paten ta ns pb Och E:

1. A method for operating a piezoelectric, preferably ceramic, oscillator, in particular for industrial purposes, characterized in that the oscillator and / or its holder is cooled with hydrogen.

2. The method according to claim 1, characterized in that that the hydrogen is supplied from bottles, the valve of which is preferably automatic when a certain value is exceeded Temperature is opened.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that when opening the Bottle at the same time facilities are operated, which for a safe burning of the Take care of hydrogen.

4. Arrangement for performing the method according to claim 1 to 3, characterized in that that check valves are provided in the hydrogen line.

Considered publications:

German Patent Nos. 858410, 879928; Austrian Patent No. 174695;
U.S. Patent No. 2086891;
"Hut", Vol. I, 27th edition, Ϊ949, pp. 590 to 592.