DEP0042593DA

DEP0042593DA - Method and device for treating goods with a liquid using sonication, in particular for washing and cleaning purposes.

Info

Publication number: DEP0042593DA
Authority: DE
Inventors: Paul Dr. Erlangen Wenk
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG
Publication date: 1950-10-12

Description

Siemens-Söhuefcertwerke Erlangen, den 4*Mai 1949 Aktiengesellschaft Bs/SdSiemens-Söhuefcertwerke Erlangen, May 4, 1949 Aktiengesellschaft Bs / Sd

3? at entanmelaung
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Verfahren und Einrichtung zur Behandlung eines Gutes mit einer Flüssigkeit unter Anwendung einer Beschallung, insber. für Zwecke äes Waschens und Reinigens*Method and device for treating an item with a liquid using sonication, in particular. for washing and cleaning purposes *

Bei der Behandlung eines Gutes (Behandlungsgutes) mit einer Flüssigkeit (z.B. ?/um Zwecke des Waschens, des Reinigens, des Karbens, des Frankens, des Auslaugens usw·) ist im allgemeine.^ 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.When treating an item (item to be treated) with a liquid (e.g. for purposes of washing, cleaning, carving, francs, leaching, etc.), it is generally important to increase the intensity of the treatment and the required duration of treatment to. "Shorten" This is also aimed at with the already known suggestion that the washing container filled with the laundry and the washing liquid should be exposed to sound during washing, that is, "expose it to the influence of an ultrasonic oscillator. A practical solution has apparently not yet been found.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren, durch das die v^rbezeichnete Aufgabe gelöst wird! -die Lösung besteht darin, aaB die Flüssigkeit über einen von ihr erregten pfeifenartigen Schallschwinger in den das Behanölungsgut enthaltenden BeLLL t<cr eingeführt wird. Pfeifenartige Schallschwinger, die durch die hindurchgeleitete Flüssigkeit erregt werden, sind als sog, .Fl'-csigkeitspfeifen bereits bekannt. Die neue Anwendung in der ircrgenannten Weise führt au einer überaus wirksamen Behandlung des Behandlungsgutes. Es wird dies vor allem seinen Grund darin haben, 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,The invention relates to a method by means of which the aforementioned object is achieved! The solution consists in introducing the liquid into the BeLLL t <cr containing the material to be treated via a whistle-like sound oscillator excited by it. Pipe-like sound transducers, which are excited by the liquid passed through, are already known as so-called "liquid whistles". The new application in the aforementioned manner leads to an extremely effective treatment of the material to be treated. The main reason for this is that here the directly sonicated amount of liquid, that is, the liquid just emerging from the liquid pipe, is relatively small and thus the sound energy acting via this liquid jet, at least initially,

sehr konze-ntriert 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 tibertragenden Schall schwingungen unmittelbar in der Flüssigkeit, die zur Einwirkung auf das Behändlungsgut zu bringen ist, entstehen und daß infolgedessen Verluste, die sonst duroh die Zwischentibertragungsmittel, wie den das Behandlungsgut enthaltenden Behälter usw., vermieden werden. Ferner ist aber auch die zur Ausführung des neuen Verfahrens dienende Einrichtung zur Erzeugung der Schallschwingungen einfachj Dies und die genannten Vorteile der unmittelbaren Einwirkung führen zu einem erheblichen Portschritt gegenüber den bisherigen Vorschlägen. is very concentrated and is initially limited to the path of the exiting jet of liquid - "stays away from it because only distributed. Another reason is that the sound to be transmitted vibrations directly in the Liquid, which is to be brought to act on the material to be treated, arise and, as a result, losses that would otherwise by avoiding the intermediate transfer means, such as the container, etc. containing the material to be treated. Furthermore is but also the device for generating the sound vibrations which is used to carry out the new method, simply dies and the mentioned advantages of direct action lead to a significant step in relation to the previous proposals.

Die Erfindung betrifft ferner Einrichtungen zur Ausführung des nev?,n Verfahrens,The invention also relates to devices for carrying out the nev?, N method,

Zur weiteren. Erläuterung sei auf die Zeichnung Bezug genommen; es zeigt To further. Explanation is referred to the drawing; it shows

Fig.l ein Ausführungsbeispiel einer neuen Einrichtung zur Ausführung des neuen Verfahrens» und zwar in einer Vorderansicht und zum Teil im Schnitt;Fig.l shows an embodiment of a new device for carrying out the new method »namely in a front view and partly in section;

Pig.2 ein AusführungsbeJspiel der Flüssigkeitspfeife, in Vorderansicht, zum Teil im SchnittsPig.2 an embodiment of the liquid pipe, in front view, partly in section

Fig.3 eine Abwandlung des die Flüssigkeitspfeife enthaltenden. Behälters\ 3 shows a modification of the one containing the liquid whistle. Container \

Fig.4 ein weiteres ,Ausführungsbeisplel der neuen Einrichtung. Fig. 4 another, exemplary embodiment of the new facility.

In Fig.l ist bei 1 der Behälter zur Aufnahme des Behandlunr^- gutes, bei 2 das in den Behälter eingebrachte Behändlungsgut, bei 3 in schematischer Darstellung die ultraschallpfeife ₉ bei 4 ein darüber angebrachter siebförmiger Schutzkorb, bei 5 einIn Fig.l is at 1 the container for receiving the treatment goods, at 2 the material to be treated, at 3 in a schematic representation the ultrasonic _{whistle 9} at 4 a sieve-shaped protective basket attached above, at 5 a

siebfimniger Schutzkorb für den Abfluß 6 und bei 7 eine 4tleine Pumpe dargestellt. Bei 8 ist ein zweiter Behälter veranschaulichtj der mit einer bei 9 angedeuteten Heizvorrichtung versehen ist.Siebfimniger protective cage for the drain 6 and at 7 a 4tleine pump is shown. At 8 a second container is illustrated which is provided with a heating device indicated at 9.

Die bisher beschriebenen Teile sincl durch ein Rohrsystem mit eingebauten Absperr- und Umschalthähnen untereinander verb«nd6i% und zwar in folgender WeiselThe parts described so far are connected to one another by a pipe system with built-in shut-off and switchover cocks. in the following way

Die PumpeJrTcanh über diü Leitungen 10, 11, 6 und 12, 15 und über die in diese Leitungen eingefügten Umschalthähne 14, 15 und 16 entweder auf den Abfluß des Behälters 1 oder auf den htfluß des Behälters 8 geschaltet werden, so daß sie je nach der vorgenommenen Schaltung die in dem Behälter 8 befindliche Flüssigkeit über dre Leitung 17 und den Hahn 18 durch die flüssig-¹ keitspfeife 3 hindurch in den Behälter 1 preßt oder im Kreislauf die im Behälter 1 befindliche Flüssigkeit aus dem Behälter 1 ansaugt und über die Flüssigkeitspfeife 3 in den Behälter 1 zn~ rückpreSt» Durch entsprechende Einstellung dor Hähne 14* 15 uiw2 16 kann sowohl der B-ehältor 1 wie auch der Behälter 8 auf den Ablauf 19 geschaltet worden. Ferner können beide Behälter 1 und 8 durch die Hähne 15 und 18 bezw* den Hahn 16 abgesperrt The pump can be switched either to the outflow of the container 1 or to the ht flow of the container 8 via the lines 10, 11, 6 and 12, 15 and via the switching cocks 14, 15 and 16 inserted into these lines, so that they can be switched depending on The circuit made presses the liquid in the container 8 via the three line 17 and the tap 18 through the liquid ¹ keitspfeife 3 into the container 1 or in the circuit sucks the liquid in the container 1 from the container 1 and via the liquid whistle 3 Pressing back into container 1 By setting the taps 14 * 15 uiw2 16 accordingly, both the container 1 and the container 8 can be switched to the outlet 19. Furthermore, both containers 1 and 8 can be shut off by the taps 15 and 18 or the tap 16

Die -Einrichtung nach Fig.l kann insbes. zum Waschen von Wäsche Uedgl. verwendet werdenj sie wird hierbei z.B. in folgender Weise benutzt;The device according to Fig.l can esp. For washing laundry Uedgl. j it is used here e.g. in the following Used wisely;

Die Waschflüssigkeit wird in dem Behälter 8 zubereitet und flurch die Heizeinrichtung 9 auf die gewünschte Wasclrtemperatur gebracht. Alsdann wird nach entsprechender Einstellung der Hähne des Rohrsystems die in dem Behälter 8 befindliche Waschflüssigkeit mit Hilfe jäer Pumpe 7 über die Flüssigkeitspfeife 3 in Octti Behälter 1 gepreßt. Die Flüssigkeit erregt dabei die Flüssigkeitspfeife 3 unä wird zugleich selbst erregt und tritt somit, in Schallschwingungen, insbes. Ultraschallschwingungen^ versetzt, in den Behälter 1 ein. Es wird auf diese Weise das in dem Pc-The washing liquid is prepared in the container 8 and brought to the desired washing temperature by the heating device 9. Then, after the taps of the pipe system have been adjusted accordingly, the washing liquid in the container 8 is pressed into the Octti container 1 via the liquid pipe 3 with the aid of a pump 7. The liquid excites the liquid pipe 3 and is itself excited at the same time and thus enters the container 1 in acoustic vibrations, especially ultrasonic vibrations offset. In this way, the

hälter 1 befindliche Waschgut 2 intensiv mit dem Waschmittel durchdrungen und behandelt» Sobald die gesamte Waschflüssigkeit des Behälters 8 in den Behälter 1 eingeführt ist, kann der Waschprozeß, falls erforderlich, in verschiedener Weise forto-L-setzt werden. Es besteht die Möglichkeit, die Einrichtung auf den Kreislauf bezüglich des Behälters 1 zu schalten, d«h« durch die Pumpe 7 die im Behälter 1 befindliche Flüssigkeit anzusaugen und über die !Flüssigkeitspfeife" 3 in den Behälter znrückpresser; 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 1 auf den Zufluß 20 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 1 zurückpreⁿt. Bei dieser Schaltung wird also die Waschflüssigkeit in dem Behälter 8 immer von neuem Erhitzt» Man kann den Waschproseß in eine Anzahl aufeinanderfolgender Teilverfahren auflöser], der» art, daß teils im Kreislauf bezüglich des Behälters 1 und teile* im Kreislauf unter' Zwischenschaltung des Behälters 8 gearbeitet wird. Das Verfahren läßt sich auch so durchführen, daß man jeweils die !Flüssigkeit im Behälter 1 bis zu einer gewissen Holte ansteigen läßt und erst dann im Kreislauf arbeitet oder die Flüssigkeit wieder voll ablaufen läßt, «ie darauf_s erneut erhitzt oder unerhitzt, wieder dem Behälter 1 über die Flüssigkeitspfeife 5 zuführt«The laundry 2 located in the container 1 is penetrated and treated intensively with the detergent. As soon as all of the washing liquid in the container 8 has been introduced into the container 1, the washing process can, if necessary, be continued in various ways. It is possible to switch the device to the circuit with respect to the container 1, i.e. to suck in the liquid in the container 1 by the pump 7 and to let it presser into the container via the liquid whistle 3. This circuit can can also be done with the interposition of the container 8 by setting the tap 15 so * that it switches the outflow of the container 1 to the inflow 20 to the container 8, while the other taps are set so that the pump 7 removes the washing liquid from the container 8 sucks and again zurückpre into the container 1 via the! liquid pipe 3 ⁿ t. in this circuit, so the washing liquid in the container 8 is always "again heated You can type the Waschproseß resolver into a number of consecutive procedures], of" that part work is carried out in the circuit with respect to the container 1 and share * in the circuit with the interposition of the container 8. The method can also be carried out in such a way that we each can die! liquid to rise in the container 1 to a certain Holte and only then in the circuit or the liquid is fully run again can, "he sure _s reheated or unheated, again the container 1 supplies via the liquid pipe 5 '

Die Einrichtung nach Pig.1 kann ferner zur Durchführung der chemischen Reinigung von Textilien oder sonstigen Stoffen, zum Reinigen von technischen Kleinstteilen in einem Benzinbad o.d_". „ < zum Färben, zum Auslaugen eines Behandlungsgutes und für viele sonstige sich aus dem Aufbau der Einrichtung ergebende Zwecke benutzt werden.The device according to Pig.1 can also be used to carry out chemical cleaning of textiles or other substances, to clean small technical parts in a gasoline bath or the like, for dyeing, for leaching items to be treated and for many others from the structure of the Establishment-derived purposes are used.

Es empfiehlt sich, den Behälter 1 gegebenenfalls kegelförmig oder nach Art eines Paraboloides zu gestalten oäer ihm eine sonstige Form zu geben, bei äer sich eine tiefste Stelle am ^poden ergibt, und an dieser Stelle die Flüssigkeitspfeife anzubringen. Damit ergeben sich besonders gute Angriffsverhaitnisse* In Fig.3 ist eine derartige Ausführung des Behälters 1 in einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Der behälter ist mit 21, die Flüssigkeitspfeife mit 22 bezeichnet, I>ie übrige Ausbildung dps Behälters 21 und der Anschluß kann in gleicher Weise oder ähnliclt, wie in Fig.l angegeben, ausgeführt sein_e 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, s«B_e der konzentrisch- zur Flüssigkeitspfeife 22 angebrachte Ablauf, nur zur endgültigen Ableitung der Flüssigkeit aus dem Behälter 21 benutzt wirde Zum betriebsmäßigen Absaugen der Flüssigkeit aus dem Behälter 21 wird dann z.B. ein Anschluß in größerem Abstand von der Flüssigkeit^- pfeife 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«It is advisable to design the container 1 is optionally tapered or in the manner of a paraboloid oäer to give it any other shape, a deepest point results in the OCE ^p diodes, and to attach the liquid pipe at this point. This results in particularly good attack conditions * In Figure 3, such an embodiment of the container 1 is shown in an embodiment. The container is 21, referred to the liquid pipe 22, I> ie rest training dps container 21 and the terminal may in the same way or ähnliclt as indicated in Fig.l, executed be _e of the sequence can be directly adjacent to the liquid pipe 22, or attach concentrically to it. It may be advantageous to provide, if appropriate, two processes, one of which, s "B _e of konzentrisch- attached to the liquid pipe 22 flow, Wirde used only for final discharge of the liquid from the container 21 for operatively sucking the liquid from the container 21 then, for example, a connection is provided at a greater distance from the liquid pipe 22, for example if a certain liquid level is maintained during operation and only the liquid that rises above it is to be drained off, at the level of this liquid level "

Es besteht ferner die Möglichkeit, die beiden Behälter der Aueführung nach Fig.l zu einem einzigen Behälter zusammenzufassen bezw. nur den Behälter 8 mit der Heizvorrichtung 9 vorzusehen und an dem Behälter 8 das Rohrsystem mit Pumpe anzubringen«.There is also the possibility of combining the two containers of the execution according to Fig.l into a single container respectively only to provide the container 8 with the heating device 9 and to attach the pipe system with the pump to the container 8 «.

Die Flüssigkeitspfeife kann an sich von bekannter Ausführung sein. Der Anschaulichkeit halber ist ein Ausführungsbeispiel ia Fig.2 gezeigt. Der zur Zuleitung der Flüssigkeit dienende Rohrstutzen ist mit 25 _f ein mit ihm verbundener Rahmen mit 26 bezeichnet. An diesem Rahmen ist gegenüber der Düse 25a des Rohr~ stutzens 25 ein Schwingkörper 27 angebracht, und zwar mit Hilfe ■von zwei Stiftpaaren 28 und 29» die in Knotenlinien des Schwing-The liquid pipe can be of known design per se. For the sake of clarity, an embodiment ia Fig.2 is shown. The pipe socket used to supply the liquid is _{denoted by 25 f,} a frame connected to it with 26. An oscillating body 27 is attached to this frame opposite the nozzle 25a of the pipe socket 25, with the help of two pairs of pins 28 and 29 which are in the nodal lines of the oscillating

körpers 2? an diesem angreifen* Wird über äea Rohrstutzen 25 Flüssigkeit j&ugeleitet, so geraten der Schwingkörper 27 und cü aus der Düse 25a austretende Flüssigkeit in Schwingungen, es entstehen Schall schwingungen bezw. Ultrascliallschwingungen.body 2? attack it * If liquid is fed through a pipe socket 25, the vibrating body 27 and cu come into play from the nozzle 25a exiting liquid in vibrations, there are sound vibrations respectively. Ultrasonic vibrations.

Zur Ausführung des neuen Verfahrens läßt sich auch, wie Fig«4 zeigt, ein© sehr kleine Einheit bilden^ sie "besteht aus einer vorzugsweise fahrbaren Grundplatte 30, einer kleinen darauf befindlichen Pumpe 31, einem_vbiegsamen Schlauch 32 mit einer daran angeschlossenen Flüssigkeitspfeife 33 und aus einem Ansaugschi <r*- 34» Vorzugsweise wird die Flüssigkeitspfeife 33 mit einem sieL-formigen oder käfigartigen Schutzkorb 35 umgeben. Ein entsprecli ider Schutakorb kann am Ende des insaugschlauches 34 bei 36 angebracht werden. Es ist hier noch nachzuholen, daß die Pumpe 7 und ebenso die Pumpe 31 vorzugsweise mit einem Elektromotor zum Antrieb der Pumpe ausgerüstet sind.For performing the novel method can also, as shown in "Figure 4 shows forming a © very small unit it ^" consists of a preferably mobile base plate 30, a small thereon pump 31, a _v flexible hose 32 with a connected thereto liquid pipe 33 and from a suction tube 34. The liquid pipe 33 is preferably surrounded by a sieve-shaped or cage-like protective basket 35. A corresponding safety basket can be attached to the end of the suction tube 34 at 36. It is still necessary to make up for the pump 7 and also the pump 31 are preferably equipped with an electric motor for driving the pump.

Die Einrichtung nach Fig*4 ermöglicht es, unter Benutzung von zwei Behältern oder auch unter Benutzung eines einzigen Iohalters die im Zusammenhang mit der Fig.l beschriebenen Verfahren auszuführen« Die Einrichtung nach Fig,4 hat den Vorteil, daß sie als kleine handliche Zusatzeinrichtung zur gewöhnlichen Ausrüstung einer Waschküche usw» verwendet werden kann«The device according to FIG. 4 makes it possible to use two containers or also to use a single Io holder to carry out the method described in connection with FIG. 1. The device according to FIG small, handy additional device for the usual equipment of a laundry room etc. »can be used«

Das neue Verfahren und die neue Einrichtung sind für vielerlei Zwecke, "bei. denen - allgemein gesehen - es darum geht, ein Lehandlungsgut mit einer Flüssigkeit intensiv zu behandeln, verwendbar» Als weitere Verwendungsmöglichkexten seien noch die Reinigung von Nahrungsmitteln, z.B. Reinigen von Oelsamen u_edgl,, Eeinigen von Maschinenteilen, Beizenjvon Getreide u.dgl. genannt-,The new process and the new device can be used for a variety of purposes, "which - in general terms - involve intensively treating a product to be treated with a liquid _e like, called some machine parts, pickling of grain and the like,

Das neue Verfahren und die neue Einrichtung haben- außer der intensiven Behandlung äea Behandlungsgutes auch noch den Vorteil, daß die Beschallung eine keimtötende bezw« bakterlenabtötende Wirkung hat und somit auch zu einer Sterilisierung-führt oderIn addition to the intensive treatment of the material to be treated, the new method and the new device also have the advantage that the sonication has a germicidal or bactericidal effect and thus also leads to sterilization or

doch Sie Stabilisierung unterstützt. Eine Verstärkung dieser Wirkung kann erforderlichenfalls dadurch herbeigeführt werden» daß zusätzlich das Behandlungsgut und/oder die Flüssigkeit noch einer Ultraviöletfbestrahlung ausgesetzt wird*yet you support stabilization. If necessary, this effect can be enhanced » that the material to be treated and / or the liquid is also exposed to ultraviolet radiation *

Claims

10 claims
4 figures

Patent claims *

1 »method sur treatment of a material (to be treated) with a liquid using a sonication * esp _e for purposes 4e washing and -3Ieinigena, characterized _f da3 the liquid via one of its excited whistle-like sound · oscillator (Fiüssigkeitspfeife) supplied to the material for treatment is *

2. The method according to claim 1, characterized in that the liquid pipe within the material to be treated or with this is placed in the same container "

3 «Method according to claim 1 or 2, characterized in that; since # the liquid in circulation over the material to be treated ut | fi the liquid whistle is led *

4. The method according to claim 1, 2 or 3 »characterized in that the liquid is additionally heated, z * B _# in units here · * for specially provided and in the circuit operation with switchable · container»

5 «Method according to claim 1, _p 2 or 3» - characterized in that the material to be treated and / or the liquid is additionally exposed to ultraviolet radiation.

6. A device for performing the method according to any one of claims 1 to 5 _t characterized in that it comprises a 3? Lusri £ ~ keitsbehälter with the container, z "B. contains liquid whistle attached to the bottom or in a recess in the bottom and

4 «sf Keep? about ο “like. is connected to a pump, preferably such that the device is on äen circulation operation is switchable.

7 β device naoh claim 6 _f, characterized in that a second container is provided for preparation and / or heating and this is connected to the first container via pipes in such a way that the liquid in the second container can be fed to the first container and then the first container can be set to circulating operation with or without switching on the second container _e

8. device naoh claim 6 or 7 * characterized in that the container has means for heating the Plüsaigkeit »

9. Device according to claim 6, 7 or 8, characterized in that the container used for treating the goods is a paraboloid-like or it has a similar course and the liquid pipe is attached to the deepest point of the container,

10. Device for carrying out the method according to one of claims 1 to 5 »characterized in that a Flüseigl ei Ls pump» a pressure hose with a liquid pipe and a suction hose are combined to «iner _r, preferably mobile, unit»