EP0657226B1 - Ultraschallzerstäuber - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to an ultrasonic atomizer with a housing part for receiving a to be atomized Liquid and a piezoceramic.
- the invention is therefore based on the object of an ultrasonic atomizer to be specified for which no liquid refillable Clearance between the housing part, which the atomizing liquid, and the piezoceramic is formed, in which liquid and bacteria accumulate can.
- this construction is intended in a way the liquid to be atomized be sealed so that the Atomizers or parts of the atomizer are not transmitted Ultrasound is destroyed.
- this object is achieved by an ultrasonic atomizer with a housing part for receiving a to be atomized Liquid and a piezoceramic dissolved, wherein an elastic material having gas inclusions Clearance between the housing part and that in the liquid radiating side of the piezoceramic against the atomizing liquid seals.
- the gas inclusions elastic material Due to the low hardness of the gas inclusions elastic material it is advantageous if in addition to the elastic material having gas inclusions Solid plastic material against the liquid to be atomized seals.
- This material can be larger, for example Distance from the radiator center of the piezoceramic arranged where no significant ultrasound power is transmitted without droplets of liquid in the remaining space can collect because of this with the gas inclusions having elastic material is filled.
- the ultrasonic atomizer can provide the housing part with a central opening be under which the piezoceramic is arranged.
- the piezoceramic can preferably by means of a at its edge area adjacent O-ring, e.g. B. made of solid plastic, lie on the ground and the gas inclusions having elastic material in the edge region of the opening issue. This is a sound transmission to the floor in the Avoid area immediately around the opening.
- the O-ring With this construction can the O-ring to secure the seal of the Space in a less flooded by ultrasound Area.
- the ultrasonic power transmitted through the O-ring is not enough, the housing part or others Destroy parts of the ultrasonic atomizer.
- FIG. 1 An embodiment of the invention is based on a figure explained in more detail.
- the figure schematically represents a longitudinal section an upper part of a not shown here Ultrasonic atomizer 2 represents.
- Longitudinal section shows an axisymmetric structure of the Ultrasonic atomizer 2 to a drawn axis of symmetry 4.
- a piezoceramic 6 is arranged in a housing part 8, that to take up a liquid to be atomized 10 is funnel-shaped.
- an O-ring 14 made of solid plastic arranged, the piezoceramic 6 against in this area seals the housing part 8.
- the housing part 8 has a Embodiment circular opening 18 through which the Liquid 10 to be atomized with the surface of the piezoceramic 6 interacts. In the area of the edges of this opening 18 becomes the space between the piezoceramic 6 and the Housing part 8 sealed by a silicone foam 20.
- This elastic material has gas inclusions on the one hand a seal against the atomized Liquid 10 and on the other hand, that of the piezoceramic 6 emitted ultrasound on the gas inclusions in the silicone foam 20 is reflected. So that in the area of Radiation center 16 emitted ultrasound does not have a the ultrasonic conductive seal in the housing part 8 penetrate. This can be particularly in the area of Opening 18 is not destroyed by the emitted ultrasound will.
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- Special Spraying Apparatus (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Ultraschallzerstäuber
mit einem Gehäuseteil zur Aufnahme einer zu zerstäubenden
Flüssigkeit und einer Piezokeramik.
Bei der Ultraschallzerstäubung von Flüssigkeiten ist es erforderlich,
daß eine den Ultraschall abstrahlende Piezokeramik
flüssigkeitsdicht in den Ultraschallzerstäuber eingebaut
ist. Aufgrund der Tatsache, daß bei der Zerstäubung geringer
Flüssigkeitsvolumina nur eine kleine Flüssigkeitssäule zur
Verfügung steht, muß ein zur Zerstäubung wirksamer Durchmesser
der Piezokeramik zur Flüssigkeitsoberfläche besonders
klein sein. Eine Abdichtung ist in diesem Fall besonders problematisch.
Die Abdichtung der Piezokeramik gegen einen Gehäuseteil,
der die zu zerstäubende Flüssigkeit aufnimmt, wird
derzeit mit O-Ringen durchgeführt. Eine direkte Abdichtung um
den Strahlerbereich mit einem O-Ring, beispielsweise aus
Kunststoffvollmaterial, ist aber nicht möglich, weil der Ultraschall
über den O-Ring in den Gehäuseteil geleitet wird
und dabei fortschreitend den Gehäuseteil zerstört. Hierzu ist
aus der DE 38 26 101 A1
(vgl. Oberbegriff des ersten Anspruchs)
bekannt, eine Abdichtung der Piezokeramik
gegen ein Gehäuseteil über eine Dichtung aus
schwingungsdämpfendem Material vorzunehmen.
Bei einer Abdichtung mit einem räumlich weiter vom Strahlerbereich
entfernten O-Ring entsteht ein Spalt zwischen dem Gehäuseteil
und der Piezokeramik, in dem sich Flüssigkeitstropfen
und Bakterien sammeln können, was unerwünscht ist. Außerdem
wird der Ultraschall auch über die Flüssigkeitsbrücke
zwischen Piezokeramik und Gehäuseteil geleitet, so daß eine
Zerstörung des Gehäuseteils, das die zu zerstäubende Flüssigkeit
aufnimmt, auch so nicht zu verhindern ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Ultraschallzerstäuber
anzugeben, bei dem kein mit Flüssigkeit auffüllbarer
Zwischenraum zwischen dem Gehäuseteil, der die zu
zerstäubende Flüssigkeit aufnimmt, und der Piezokeramik entsteht,
in welchem sich Flüssigkeit und Bakterien ansammeln
können. Außerdem soll diese Konstruktion in einer Weise gegen
die zu zerstäubende Flüssigkeit abgedichtet sein, daß der
Zerstäuber oder Teile des Zerstäubers nicht durch übertragenen
Ultraschall zerstört wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Ultraschallzerstäuber
mit einem Gehäuseteil zur Aufnahme einer zu zerstäubenden
Flüssigkeit und einer Piezokeramik gelöst, wobei
ein Gaseinschlüsse aufweisendes elastisches Material einen
Zwischenraum zwischen dem Gehäuseteil und der in die Flüssigkeit
abstrahlenden Seite der Piezokeramik gegen die zu
zerstäubende Flüssigkeit abdichtet.
Mit dem Gaseinschlüsse aufweisenden elastischen Material wird
die Erkenntnis ausgenutzt, daß Ultraschall, der auf eine
Grenzfläche zwischen einem Medium mit hoher Schallgeschwindigkeit,
z. B. einem Festkörper, und einem Medium mit niedriger
Schallgeschwindigkeit, z. B. ein Gas, trifft, reflektiert
wird. Aufgrund der Reflexion des Ultraschalls an den Gaseinschlüssen
des elastischen Materials kann der Ultraschall
nicht bis zu dem Gehäuseteil vordringen, das die zu zerstäubende
Flüssigkeit aufnimmt. Dadurch wird dieses Gehäuseteil
vor einer Zerstörung durch den von der Piezokeramik über den
Zwischenraum übertragenen Ultraschall bewahrt. Aufgrund der
Elastizität des Gaseinschlüsse aufweisenden Materials wird
eine Dichtung gegen die zu zerstäubende Flüssigkeit erzielt.
Weiter kann bedarfsweise der gesamte Zwischenraum zwischen
Piezokeramik und dem Gehäuseteil mit dem Gaseinschlüsse aufweisenden
elastischen Material ausgefüllt sein, wodurch sich
in dem Zwischenraum auch keine Bakterien sammeln können.
Aufgrund der geringen Härte des Gaseinschlüsse aufweisenden
elastischen Materials ist es vorteilhaft, wenn zusätzlich zu
dem Gaseinschlüsse aufweisenden elastischen Material ein
Kunststoffvollmaterial gegen die zu zerstäubende Flüssigkeit
abdichtet. Dieses Material kann beispielsweise in größerem
Abstand von dem Strahlerzentrum der Piezokeramik angeordnet
werden, wo keine nennenswerte Ultraschalleistung übertragen
wird, ohne daß sich in dem verbleibenden Zwischenraum Flüssigkeitstropfen
sammeln können, weil dieser mit dem Gaseinschlüsse
aufweisenden elastischen Material aufgefüllt ist.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Ultraschallzerstäubers
kann das Gehäuseteil mit einer zentralen Öffnung versehen
sein, unter der die Piezokeramik angeordnet ist. Auf
diese Weise kann die Piezokeramik vorzugsweise mittels eines
an ihrem Randbereich anliegenden O-Ringes, z. B. aus Kunststoffvollmaterial,
am Boden anliegen und das Gaseinschlüsse
aufweisende elastische Material im Randbereich der Öffnung
anliegen. Damit ist eine Schallübertragung auf den Boden im
Bereich unmittelbar um die Öffnung vermieden. Bei dieser Konstruktion
kann der O-Ring zur Absicherung der Dichtung des
Zwischenraums in einem vom Ultraschall weniger durchfluteten
Bereich angeordnet sein. Die über den O-Ring übertragene Ultraschalleistung
reicht nicht aus, das Gehäuseteil oder andere
Teile des Ultraschallzerstäubers zu zerstören.
Eine ausreichende Dichtwirkung bei gleichzeitig hoher Ultraschallreflexion
wird erreicht, wenn als Gaseinschlüsse aufweisendes
elastisches Material Silikonschaum verwendet ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Figur
näher erläutert. Die Figur stellt schematisch einen Längsschnitt
eines Oberteils eines hier nicht weiter dargestellten
Ultraschallzerstäubergerätes 2 dar. In dem dargestellten
Langsschnitt erkennt man einen achsensymmetrischen Aufbau des
Ultraschallzerstäubers 2 zu einer eingezeichneten Symmetrieachse
4. Eine Piezokeramik 6 ist in einem Gehäuseteil 8 angeordnet,
das zur Aufnahme einer zu zerstäubenden Flüssigkeit
10 trichterförmig ausgestaltet ist. Im Randbereich 12 der
Piezokeramik 6 ist ein O-Ring 14 aus Kunststoffvollmaterial
angeordnet, der in diesem Bereich die Piezokeramik 6 gegen
den Gehäuseteil 8 abdichtet. In diesem Bereich wird die
Piezokeramik mittels eines Gegenlagers (Sprengring) 7 gehalten
und zugleich positioniert. Im Bereich des Strahlungszentrums
16 der Piezokeramik 6 weist das Gehäuseteil 8 eine im
Ausführungsbeispiel kreisrunde Öffnung 18 auf, durch die die
zu zerstäubende Flüssigkeit 10 mit der Oberfläche der Piezokeramik
6 wechselwirkt. Im Bereich der Ränder dieser Öffnung
18 wird der Zwischenraum zwischen der Piezokeramik 6 und dem
Gehäuseteil 8 von einem Silikonschaum 20 abgedichtet.
Dieses elastische, Gaseinschlüsse aufweisende Material bewirkt
einerseits eine Dichtung gegen die zu zerstäubende
Flüssigkeit 10 und andererseits, daß der von der Piezokeramik
6 abgestrahlte Ultraschall an den Gaseinschlüssen im Silikonschaum
20 reflektiert wird. Damit kann der im Bereich des
Strahlungszentrums 16 abgestrahlte Ultraschall nicht über eine
den Ultraschall leitende Dichtverbindung in den Gehäuseteil
8 eindringen. Dieser kann damit besonders im Bereich der
Öffnung 18 nicht durch den abgestrahlten Ultraschall zerstört
werden.
Alternativ zu dem hier dargestellten Ausführungsbeispiels
kann ein Zwischenraum 22, der von der Piezokeramik 6, dem Silikonschaum
20, dem O-Ring 14 und dem Gehäuseteil 8 eingeschlossen
wird, ganz mit Silikonschaum 20 ausgefüllt werden.
Auf diese Weise wird erreicht, daß selbst bei nicht idealer
Dichtwirkung des Silikonschaums 20 keine Volumina zur Ansammlung
von Flüssigkeit und Bakterien im Zwischenraum 22 übrigbleiben.
Claims (5)
- Ultraschallzerstäuber (2) mit einem Gehäuseteil (8) zur Aufnahme einer zu zerstäubenden Flüssigkeit (10) und einer Piezokeramik (6) dadurch gekennzeichnet, daß ein Gaseinschlüsse aufweisendes elastisches Material (20) einen Zwischenraum (22) zwischen dem Gehäuseteil (8) und der in die Flüssigkeit (10) abstrahlenden Seite der Piezokeramik (6) gegen die zu zerstäubende Flüssigkeit (10) abdichtet.
- Ultraschallzerstäuber nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
zusätzlich zu dem Gaseinschlüsse aufweisenden elastischen Material (20) ein Kunststoffvollmaterial (14) gegen die zu zerstäubende Flüssigkeit (10) abdichtet. - Ultraschallzerstäuber nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Gehäuseteil (8) einen Boden mit einer zentralen Öffnung (18) aufweist, unter der die Piezokeramik (6) angeordnet ist. - Ultraschallzerstäuber nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Piezokeramik (6) mittels eines an ihrem Randbereich (12) anliegenden O-Ringes (14) am Boden anliegt, und daß das Gaseinschlüsse aufweisende elastische Material (20) im Randbereich der Öffnung (18) anliegt. - Ultraschallzerstäuber nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Gaseinschlüsse aufweisende elastische Material (20) Silikonschaum ist.
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