DE1084499B - Vibration device for the treatment of liquid or solid substances with ultrasonic waves - Google Patents
Vibration device for the treatment of liquid or solid substances with ultrasonic wavesInfo
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- B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
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- B06B3/00—Methods or apparatus specially adapted for transmitting mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
Description
DEUTSCHESGERMAN
Die Erfindung betrifft ein Vibrationsgerät zur Behandlung von flüssigen oder festen Stoffen mit Ultraschallwellen. The invention relates to a vibration device for treating liquid or solid substances with ultrasonic waves.
Die bisher für diese Zwecke verwendeten Geräte lassen sich nur beschränkt anwenden, da sie nicht in der Lage sind, eine ausreichende Kavitation in einer genügend großen Flüssigkeitsmenge zu erzeugen. Es sind zwar verschiedene Ausführungen bekannt, die jedoch alle erhebliche Nachteile aufweisen. Beispielsweise ist es bekannt, das an einer Kristallanordnung vorgesehene Übertragerelement an dem Boden eines mit Flüssigkeit gefüllten Gefäßes anzubringen, wobei jedoch die dem Gefäß abgewandte Seite der Kristallanordnung mit einer keramischen Traganordnung und einer metallischen Grundplatte versehen ist, an welcher sich ein Widerstandsteil in Form eines kubischen Metallblockes befindet, um die Voraussetzungen für eine Befestigung der Kristallanordnung ohne Dämpfung der Schwingungen zu schaffen. Gemäß einer anderen bekannten Ausführung wird in den fest angeordneten, die Flüssigkeit oder das Gas aufnehmenden Behältern ein Korb zur Aufnahme der zu behandelnden Teile vorgesehen, wobei sich der Korb am oberen Rand des Behälters abstützt.The devices previously used for these purposes can only be used to a limited extent, as they are not in are able to generate sufficient cavitation in a sufficiently large amount of liquid. It Although various designs are known, they all have considerable disadvantages. For example it is known that the transmitter element provided on a crystal arrangement at the bottom of a to attach with liquid-filled vessel, but with the side of the crystal arrangement facing away from the vessel is provided with a ceramic support assembly and a metallic base plate on which there is a resistor part in the form of a cubic metal block to meet the requirements for to create a fastening of the crystal arrangement without damping the vibrations. According to a Another known design is in the fixed, the liquid or the gas receiving Containers provided a basket for receiving the parts to be treated, the basket on supports the upper edge of the container.
Weiterhin ist die Verbindung eines magnetostriktiven Schwingers mit anderen Bauteilen durch Lötung bekannt, wobei die verwendeten Mittel im wesentlichen Silber oder Kupfer enthalten. Ferner ist es bekannt, zur Abschirmung einer Seite des Übertragers, insbesondere des hinteren Endes, eine Luftschicht vorzusehen.Furthermore, a magnetostrictive oscillator is connected to other components by soldering known, the agents used essentially containing silver or copper. Furthermore it is known to shield one side of the transformer, in particular the rear end, an air layer to be provided.
Für die Einwirkung der Schwingungen auf die in einem Behälter vorhandene Flüssigkeit war es weiterhin bekannt, den Bodenrand an den Behälterwänden durch eine nachgiebige Verbindung zu befestigen, so· daß der Boden mit allen seinen Abschnitten phasengleich vibrieren konnte. Bei den bekannten Ausführungen wurde jedoch die Übertragung der Wellenenergie durch dämpfende Einflüsse von tragenden Gehäuseteilen oder andere den Schwinger berührenden Bauelementen beeinträchtigt. Es ist daher auch schon vorgeschlagen worden, den Schwinger und die damit verbundenen Bauelemente so anzuordnen, daß an bestimmten, zuvor festgelegten Stellen Schwingungsknoten entstehen, an denen man dann die Tragkon- struktionen anschließt, so daß diese theoretisch nicht bewegt werden. Mit solchen Anordnungen konnten aber keine großen Wirkungen erzielt werden, da die Schwingungsknoten sehr nahe beieinanderliegen, so daß die vorgesehenen Anschlußstellen zur Befestigung tragender Gehäuseteile bereits in benachbarte, nicht mehr im Schwingungsknoten liegende Metallteile hinübergreifen. Darüber hinaus ergeben sich noch äußerst schwer zu erfüllende Dimensionierungsvor-Vibrationsgerät zur BehandlungFor the effect of the vibrations on the liquid present in a container it was still known to attach the bottom edge to the container walls by means of a flexible connection, so that the ground with all its sections could vibrate in phase. In the known versions However, the transmission of wave energy was caused by damping influences from load-bearing housing parts or other components in contact with the transducer. So it is been proposed to arrange the transducer and the associated components so that on certain, previously determined points of vibration nodes arise, at which the support instructions, so that they are theoretically not moved. With such arrangements could but no great effects can be achieved because the nodes of vibration are very close to each other, so that the provided connection points for fastening supporting housing parts already in adjacent, not reach over more metal parts lying in the vibration node. In addition, there are still extremely difficult to fulfill sizing pre-vibration device for treatment
von flüssigen oder festen Stoffenof liquid or solid substances
mit Ultraschallwellenwith ultrasonic waves
Anmelder:Applicant:
Bendix Aviation Corporation,
New York, N. Y. (V. St. A.)Bendix Aviation Corporation,
New York, NY (V. St. A.)
Vertreter: Dr.-Ing. H. Negendank, Patentanwalt,
Hamburg 36, Neuer Wall 41Representative: Dr.-Ing. H. Negendank, patent attorney,
Hamburg 36, Neuer Wall 41
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom. 25. Januar 1954Claimed priority:
V. St. v. America from. January 25, 1954
Gilbert Gould Brown, Davenport, Ia. (V. St. Α.),
ist als Erfinder genannt wordenGilbert Gould Brown, Davenport, Ia. (V. St. Α.),
has been named as the inventor
Schriften, um die geeignete Stelle zu einer Unterstützung im Schwingungsknoten zu ermöglichen, da die Tragelemente im allgemeinen eine halbe Wellenlänge oder ein Vielfaches davon lang sein müssen. Hierdurch ergeben sich sehr schwierige Begrenzungen bezüglich der Anordnung und Größe der Teile.Writings to enable the appropriate place for support in the vibration node, there the support elements generally have to be half a wavelength or a multiple thereof long. This results in very difficult limitations with regard to the arrangement and size of the parts.
Es ist weiter eine Vorrichtung bekanntgeworden, in der der Bearbeitungsbehälter fest in einem Traggestell aufgehängt ist. Bei fester Aufhängung des Behälters ist dieser jedoch akustisch mit dem Traggestell gekoppelt, so daß Schwingungsenergie auf das Traggestell übertragen und so der Wirkungsgrad der Vorrichtung wesentlich herabgesetzt wird.A device has also become known in which the processing container is fixed in a support frame is hung. If the container is permanently suspended, it is acoustically connected to the support frame coupled so that vibration energy is transferred to the support frame and so the efficiency of the Device is significantly reduced.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die bekannten Ausführungen in dem angegebenen Frequenzbereich in der Wirksamkeit der Wellenenergieübertr'agung zu verbessern, wobei in besonderen Ausführungen zugleich eine Anordnung geschaffen werden soll, bei welcher die Amplituden der akustischen Wellen vergrößert werden. Darüber hinaus liegt die Aufgabe der Erfindung in der Schaffung eines neuen Schallwellenerzeugers mit einem magnetostriktiven Schwinger und einem fest mit ihm verbundenen Schwingungsübertragungsblöck. Ferner soll der Flüssigkeitsbehälter und die Aufhängung desselben dahingehend verbessert werden, daß eine erhöhte Wellenwirkung innerhalb des Behälterinhaltes hervorgerufen wird. Hierbei sollen die obenerwähnten Nachteile der bekannten Ausführungen beseitigt werden.The invention has set itself the task of the known designs in the specified frequency range to improve the effectiveness of the wave energy transfer, with special designs at the same time an arrangement is to be created in which the amplitudes of the acoustic Waves are enlarged. In addition, the object of the invention is to create a new one Sound wave generator with a magnetostrictive oscillator and a permanently connected to it Vibration transmission block. Furthermore, the liquid container and the suspension should be the same are improved to the effect that an increased wave effect caused within the container contents will. Here, the above-mentioned disadvantages of the known designs are to be eliminated.
Das erfindungsgemäße Vibrationsgerät zur Behandlung von flüssigen oder festen Stoffen mit Ultra-The vibration device according to the invention for the treatment of liquid or solid substances with ultra-
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schallwellen, das einerseits zur Aufnahme des zu be- Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist die Verhandelnden Stoffes einen Behälter mit Seitenwänden, wendung eines Übertragungsblockes, dessen Länge einem Boden und einem kreisförmigen Flansch an nicht einer halben Wellenlänge entspricht. Es wurde seinem oberen Ende, an dem der Behälter an einer festgestellt, daß eine wirkungsvolle Wellenübertra-Tragkonstruktion abgestützt ist, und andererseits 5 gung über einen solchen Block möglich ist und daß einen magnetostriktiven Schwinger mit einem die Blocklänge selbst dann die Betriebsfrequenz des Schwingkörper aufweist, ist dadurch gekennzeichnet, magnetostriktiven Schwingungserzeugers beeinflußt, daß der Schwinger in an sich bekannter Weise über wenn der Block selbst, wie bereits erwähnt, keine ein die Schwingung übertragendes Glied an dem Boden magnetostriktiven Wirkungen auslöst. Die Frequenz des Behälters befestigt ist und daß der Behälterboden io des Schwingungserzeugers wird im allgemeinen durch eine größere Festigkeit als die Seitenwände des Be- den Block vermindert, und es kann eine durch physihälters besitzt, die frei von schwingungsdämpfenden kaiische Erfordernisse bedingte Blocklänge und AnBerührungen sind, indem zwischen der Abstützung Ordnung zusammen mit einem magnetostriktiven und dem ringförmigen Flansch, der am oberen Ende Schwingungserzeuger verwendet werden, dessen Eigendes Behälters vorgesehen ist, ein kreisförmiger federn- 15 frequenz so ausgewählt ist, daß bei Verbindung des der Tragteil angeordnet ist. Schwingungserzeugers mit einem Kopplungsblocksound waves that are used on the one hand to record the A further feature of the invention is the negotiator Substance a container with side walls, turning a transfer block, its length corresponds to a bottom and a circular flange at not half a wavelength. It was its upper end, at which the container attached to a found that an effective wave transmission support structure is supported, and on the other hand 5 movement via such a block is possible and that a magnetostrictive transducer with a the block length itself then the operating frequency of the Having vibrating body, is characterized in that it influences magnetostrictive vibration generator, that the oscillator in a manner known per se over if the block itself, as already mentioned, no a member transmitting the vibration causes magnetostrictive effects on the ground. The frequency of the container is attached and that the container bottom io of the vibrator is generally through a greater strength than the side walls of the loading block, and there can be a through physihalter possesses, the block length and contacts caused by vibration-damping requirements are by placing between the support order along with a magnetostrictive and the annular flange used on the upper end vibrator, its peculiarity Container is provided, a circular spring 15 frequency is selected so that when connecting the the support part is arranged. Vibration generator with a coupling block
Vorzugsweise ist der Schwingungsübertragungs- sich resultierend die gewünschte Arbeitsfrequenz ein-Preferably, the vibration transmission resulting in the desired working frequency is
körper sowohl mit dem Schwingkörper als auch mit stellt. Ein Vorteil dieser Anordnung liegt darin, daßbody both with the oscillating body and with represents. An advantage of this arrangement is that
dem die Schwingungen übertragenden Teil des Be- sich die Länge des Schwingkörpers bei zunehmenderthe part of the bed that transmits the vibrations, the length of the vibrating body increases with increasing
hälters über feste Lot- oder Schweißverbindungen 20 Resonanzfrequenz verkleinert, so daß man zur Erzeu-holder via fixed solder or welded connections 20 resonance frequency is reduced, so that one can generate
verbunden, wobei diese festen Verbindungen nur ge- gung einer gewünschten Schall Wellenfrequenz kürzereconnected, these fixed connections only being shorter in response to a desired sound wave frequency
ringe schwingungsdämpfende Eigenschaften aufweisen Schwingkörper verwenden kann. Bei einer praktischenrings have vibration-damping properties can use vibrating bodies. With a practical
und das Lötmetall so ausgewählt ist, daß seine Lot- Ausführungsform, bei der der Übertrager beispiels-and the solder is selected so that its solder embodiment, in which the transformer is an example
temperatur unterhalb der minimalen Temperatur weise eine Eigenfrequenz von 25 kHz hatte, wurdetemperature below the minimum temperature wise had a natural frequency of 25 kHz
liegt, bei der eine Beeinträchtigung des Schwingers 25 ein geeigneter Block verwendet, dessen Länge wesent-is in which an impairment of the oscillator 25 uses a suitable block, the length of which is essential
auftreten kann. Die Eigenfrequenz des magnetostrik- lieh geringer war als die halbe Wellenlänge, um damitcan occur. The natural frequency of the magnetostrik- borrowed was less than half the wavelength, so as to
tiven Schwingkörpers ist größer als die für den die gewünschte Arbeitsfrequenz von 18 kHz herzu-vibrating body is greater than the required working frequency of 18 kHz.
magnetostriktiven Schwinger ausgewählte Arbeits- stellen,magnetostrictive transducer selected jobs,
frequenz. Es hat sich herausgestellt, daß bei dieser Ausfüh-frequency. It has been found that with this execution
Zur Übertragung der Schwingungen auf den Be- 30 rungsform die Wellenenergie auch zur Seite bis zu hälter wird vorzugsweise ein metallischer Schwin- den Randteilen des die Schwingungen einleitenden gungsübertragungskörper oder Übertragungsblock mit Elementes wirksam übertragen wird, so daß innerrelativ hoher Leitfähigkeit für Ultraschallwellen an das halb eines ziemlich großen radialen Bereiches und schwingende Ende des Schwingers mit einer festen auch im wesentlichen zu der Gesamtheit der darüber Verbindung, wie sie bereits erwähnt wurde, an- 35 gelagerten Flüssigkeit brauchbare Schwingungen übergeschlossen. Der Übertragungsblock bedeckt Vorzugs- tragen werden, während bei den bisher bekannten weise die gesamte Stirnfläche des magnetostriktiven Ausführungsformen nur Schwingungen erzeugt wur-Schwingungskörpers, so daß die gesamte Hin- und den, die in einem sehr begrenzten Abstand von der Herbewegung dieses Schwingkörperendes im Übertra- unmittelbar mit dem Schwingungserzeuger verbungungsblock unmittelbar in eine akustische Wellen- 40 denen Fläche wirksam waren und auch nur einen bebewegung umgewandelt wird. Der magnetostriktive schränkten Teil der unmittelbar an diesen Flächen an-Schwingkörper, der Schwingungsübertragungsblock liegenden Flüssigkeitsmenge beaufschlagten. Diese bzw. Medien innerhalb des Übertragungsweges und verbesserte Wirkung der erfindungsgemäßen Ausder die Schwingungen einleitende Teil des Behälters führungsform basiert zumindest zum Teil darauf, daß haben im wesentlichen die gleiche akustische Impe- 45 der Übertragungsblock oberhalb seines verengten Abdanz. schnittes konisch auseinanderläuft, wodurch nicht nur,To transmit the vibrations to the form of motion, the wave energy also sideways up to The container is preferably a metallic shrinkage of the edge part of the part that initiates the vibrations transmission transmission body or transmission block with element is effectively transmitted, so that within relatively high conductivity for ultrasonic waves to the half of a fairly large radial area and vibrating end of the vibrator with a fixed also substantially to the entirety of the above Compound, as it has already been mentioned, enclosed liquid with usable vibrations. The transfer block will be covered preferential wear, while with the previously known wise the entire end face of the magnetostrictive embodiment only generated vibrations-vibrating body, so that the entire back and forth, which is at a very limited distance from the backward movement of this oscillating body end in the transmission block directly with the oscillator directly in an acoustic wave-40 which surface were effective and only one movement is converted. The magnetostrictive part of the vibrating body directly on these surfaces, the vibration transmission block applied amount of liquid lying. These or media within the transmission path and improved effect of the Ausder according to the invention the vibration introducing part of the container guide is based at least in part on the fact that have essentially the same acoustic impedance 45 the transmission block above its narrowed distance. cut conically diverges, whereby not only,
Zur Amplitudenvergrößerung ist in einer besonderen wie angegeben, eine nachgiebigere Anschlußlippe er-Ausführungsform eine konische Ausbildung des Über- zeugt wird, sondern auch ein kontinuierlicher Pfad tragungsblockes vorgesehen, der dann an seinem vom entsteht, über den die Wellen innerhalb des Blockes Schwingkörper abgelegenen Ende einen Abschnitt mit 50 nach oben wandern können. Hierbei werden die Wellen vermindertem Querschnitt erhält, in dem die Wellen- geleitet und quer zu den kegeligen Seitenflächen abenergie konzentriert wird. Der Kegelwinkel des gelenkt und haben darüber dann einen nicht unterBlockes ist so ausgewählt, daß im wesentlichen kein brochenen kontinuierlichen Pfad für eine radiale Be-Energieverlust durch Reflexion auftreten kann. Neben wegung oberhalb der Verengungszone, so daß die dem Abschnitt mit vermindertem Querschnitt ist der 55 Wellen seitwärts entlang des angeschlossenen Behand-Schwingungsübertragungskörper durch eine feste lungsgefäßes und dort hineinwandern können und Verbindung mit dem die Schwingungen einleitenden dabei beim Richtungswechsel nur einen sehr geringen Teil des Behälters verbunden. In einer besonders vor- Energieverlust erleiden.In order to increase the amplitude, in a particular embodiment, as indicated, a more flexible connecting lip is provided a conical formation of the conviction, but also a continuous path support block provided, which then arises at his from, over which the shafts within the block Vibrating body remote end a section with 50 can hike upwards. Here are the waves reduced cross-section, in which the waves are guided and dissipated transversely to the conical side surfaces is concentrated. The cone angle of the steered and then have a not under block is selected so that there is essentially no broken continuous path for radial Be energy loss can occur through reflection. Besides moving above the constriction zone, so that the the portion with reduced cross-section is the 55 shafts sideways along the connected treatment vibration transmission body can migrate through a solid lung vessel and into it and connection with the one initiating the vibrations is only very slight when changing direction Part of the container connected. In a particularly pre-energy loss suffer.
teilhaften Ausführungsform weist der Schwingungs- Die Erfindung sieht vor, daß der Behälter starrePartial embodiment has the vibration The invention provides that the container is rigid
Übertragungskörper neben seinem Abschnitt vermin- 60 Seitenwände aufweist, wobei der ebenfalls starr aus-Transmission body in addition to its section has min- 60 side walls, the likewise rigidly
derten Querschnittes einen nach außen gerichteten gebildete Boden den die Schwingungen einleitendenDerten cross-section an outwardly formed bottom which initiates the vibrations
Ringflansch auf. Ein die Schwingungen einleitender, Teil des Behälters darstellt. Hierbei sind die starrenRing flange. A part of the container that introduces the vibrations. Here are the rigid ones
im wesentlichen quer zur Längsachse der magneto- Seitenwände und der starre Boden des Behälters ausessentially transversely to the longitudinal axis of the magneto side walls and the rigid bottom of the container
striktiven Übertragereinheit angeordneter Teil des getrennten Teilen hergestellt, aber am Umfang desstrict transmitter unit arranged part of the separate parts made, but on the perimeter of the
Behälters ist in seiner Mitte durch eine feste Verbin- 65 Bodens mit einer festen, schwingungsübertragendenThe container is in its center by a fixed connection 65 bottom with a fixed, vibration-transmitting
dung mit dem Ringflansch verbunden. Hierdurch ent- Verbindung zusammengefügt. In einer Ausführungs-connected to the ring flange. As a result, the connection is joined together. In an execution
steht an der Verbindungsstelle eine gewisse Randnach- form besteht der Boden und die Seitenwände des Be-if there is a certain edge reshaping at the junction, the bottom and the side walls of the
giebigkeit, welche die Neigung der Randverbindung, hälters aus Blech. Beispielsweise ist der Behälterbodenyield, which the inclination of the edge connection, holder made of sheet metal. For example, the container bottom
sich unter der Einwirkung der intensiven Wellenbe- im wesentlichen flach und dicker als die Seitenwan-under the influence of the intense waves, it is essentially flat and thicker than the side walls.
wegung zu trennen, vermindert, 70 düngen ausgebildet. In einer anderen Ausführungs-movement to separate, diminished, manure developed. In another execution
form ist der Boden zur Versteifung gewölbt ausgebildet. Bei einteiliger Herstellung des Behälters gegen die Seitenwandungen in ein konvexes Bodenstück über. Eine solche Ausführungsform hat sich als besonders wirkungsvoll erwiesen, um die akustischen Wellen von der Übertragereinheit weiterzuleiten, da die Wellen vom Übertragungsblock ohne einen scharfen Richtungswechsel entlang eines gekrümmten Pfades wandern können.form, the base is arched for stiffening. In the case of one-piece production of the container against the side walls into a convex bottom piece. Such an embodiment has proven to be special proven to be effective in relaying the acoustic waves from the transmitter unit since the waves from the transmission block without a sharp change of direction along a curved one Can hike along the path.
Überschreitung des Curie-Punktes wirkungsvoll betrieben werden kann und eine wesentlich einfachere Kühlung als bei den bekannten Geräten vorhanden ist. Dabei ermöglicht es die Erfindung, magnetostriktive Metalle zu verwenden, deren Curie-Punkt tief liegt, wie es beispielsweise bei Nickel der Fall ist, was aus Gründen des Herstellungspreises, der Rostbeständigkeit oder anderer Faktoren erwünscht sein kann. Die Erfindung sieht ferner eine AusführungsformExceeding the Curie point can be operated effectively and a much simpler one Cooling than in the known devices is available. The invention enables magnetostrictive To use metals whose Curie point is low, as is the case with nickel, for example, what may be desirable for reasons of manufacturing price, rust resistance, or other factors. The invention also provides an embodiment
Bei der Erfindung ist der Behälter nur an seinem io vor, bei welcher für die im Behälter befindlicheIn the invention, the container is only in front of its io, which is for the one in the container
oberen Rand von einem Traggestell unterstützt, und die übrigen Behälterteile sind ohne schwingungsdämpfende Berührung frei angeordnet. Das Traggestell greift vorteilhafterweise an einem nach außenupper edge supported by a support frame, and the remaining parts of the container are freely arranged without any vibration-damping contact. The support frame advantageously reaches out to one
Flüssigkeit ein Flüssigkeitsumlaufsystem angeordnet ist. Dieses System besteht aus einem fest mit dem Behälter verbundenen metallischen Rohranschluß, welcher eine Behälteröffnung mit einem nachgiebigenLiquid a liquid circulation system is arranged. This system consists of a fixed to the container connected metallic pipe connection, which has a container opening with a flexible
gerichteten Randflansch des Behälters an. Der Rand- 15 Schlauch verbindet, daß die Flüssigkeit während des
flansch hat kreisbogenförmiges Profil und ruht auf Betriebes durch die Behälteröffnung geleitet werden
einer ringförmigen nachgiebigen Unterstützung des
Traggestells. Vorzugsweise ist zur Lagensicherungdirected edge flange of the container. The edge 15 hose connects that the liquid during the flange has a circular arc-shaped profile and rests on operation through the container opening to be an annular resilient support of the
Support frame. Preferably to secure the position
des Behälters eine weitere nachgiebige Unterstützungof the container a further flexible support
dem eigentlichen Traggestell verhindert wird.the actual support frame is prevented.
Das Traggestell befindet sich in einer bevorzugten Ausführungsform am oberen Ende eines äußeren Gekann, ohne dabei die Schwingungen des Behälters wesentlich zu dämpfen.In a preferred embodiment, the support frame is located at the upper end of an outer container, without significantly dampening the vibrations of the container.
Zweckmäßigerweise wird die Frequenz der von dem vorgesehen, die am Traggestell befestigt ist und seit- 20 magnetostriktiven Schwinger erzeugten Ultraschalllich am Behälter so anliegt, daß dessen Berührung mit wellen mit Rücksicht auf die Abmessungen diesesThe frequency of the ultrasound generated by the magnetostrictive oscillator, which is attached to the support frame, is expediently provided on the container so that its contact with waves with regard to the dimensions of this
Schwingers und mit Rücksicht auf die schlechte Wärmeableitung mit höheren Frequenzen so gewählt, daß sie kurz oberhalb der noch störenden, in Erschei-Oscillator and with regard to the poor heat dissipation with higher frequencies so chosen, that they are just above the still disturbing, appearing
häuses, das sowohl eine wärmeleitende Flüssigkeit als 25 nung tretenden höchsten Tonfrequenz liegt, auch den Behälter und den damit verbundenen Somit enthält die vorliegende Erfindung eine Mehr-the house, which contains both a heat-conducting liquid and the highest audio frequency, also the container and the associated Thus, the present invention contains a multiple
magnetostriktiven Schwinger umschließt. Dieser ist so zahl von Merkmalen, die gemeinsam an der Anwenangeordnet, daß er in die wärmeleitende Flüssig- dungsstelle eine wesentlich größere wirksame Wellenkeit eintaucht. An den Wandungen des äußeren Ge- energie gewährleisten, die man zu Reinigungszwecken häuses befinden sich nach innen gerichtete Kühlrippen, 30 u. dgl. in einer wesentlich größeren Flüssigkeitsmenge welche in die wärmeleitende Flüssigkeit bis in die zur Anwendung bringen kann, als dies bisher möglich Nähe des Schwingers hineinragen, und andererseits war. Während die bisher bekannten magnetostriktiven radial nach außen gerichtete Kühlrippen. Die Kühl- Schwinger bei einer Ultraschalleistung von 1 kW eine rippen und die Gehäusewandungen bestehen aus wirksame Kavitation nur in höchstens Va 1 Flüssigkeit spezifisch relativ leichtem Metall mit guter Wärme- 35 erzeugen konnten, lassen sich mit dem Gerät gemäß leitfähigkeit. Mit dieser Anordnung schafft die Erfin- der vorliegenden Erfindung sehr viel größere Kavitadung ein luftgekühltes Gerät.encloses magnetostrictive transducer. This is so number of features that are arranged together on the user, that there is a much greater effective ripple in the heat-conducting fluid point immersed. Ensure on the walls of the external energy that you can use for cleaning purposes housing there are inwardly directed cooling fins, 30 and the like in a much larger amount of liquid which can bring into the thermally conductive liquid up to the application than was previously possible Near the transducer, and on the other hand was. While the previously known magnetostrictive radially outwardly directed cooling fins. The cooling transducer with an ultrasonic power of 1 kW one ribs and the housing walls consist of effective cavitation only in a maximum of Va 1 liquid specifically, relatively light metal with good heat can be generated with the device according to conductivity. With this arrangement, the present invention creates a much larger cavity charge an air-cooled device.
Bei dieser Ausführung, bei der ein schwingendes Ende des Schwingers in eine Flüssigkeit eintaucht, geht ein wesentlicher Teil der Energie durch den Übergang von dem schwingenden Ende des Schwingers zur Flüssigkeit verloren. Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung werden diese Verluste dadurch verringert, daß man das schwingende EndeIn this version, in which one oscillating end of the oscillator is immersed in a liquid, a substantial part of the energy goes through the transition from the vibrating end of the vibrator lost to fluid. According to a further feature of the invention, these losses by reducing the swinging end
mit einem akustischen Isolierstoff überzieht, d. h., es 45 handlung von Flüssigkeiten oder in Flüssigkeiten entwerden Stoffe verwendet, die im wesentlichen eine haltenen Gegenständen, insbesondere zur Reinigung Übertragung von Schallwellen zur Flüssigkeit ver- metallischer oder anderer fester Gegenstände mit hindern. Zu diesem Zweck muß der Isolierstoff eine Hilfe akustischer Wellen, die durch einen magnetoakustische Impedanz aufweisen, die sich wesentlich striktiven Übertrager erzeugt werden, wobei das Gevon der des Schwingkörper unterscheidet, so daß der 50 häuse in einem axialen Längsschnitt dargestellt ist, größte Teil der Wellenenergie in den Schwingkörper Fig. 2 einen vertikal geführten Schnitt durch dieCovered with an acoustic insulating material, ie when handling liquids or in liquids, substances are used that essentially prevent objects being held, in particular for cleaning, the transmission of sound waves to the liquid of metallic or other solid objects. For this purpose, the insulating material must have an aid to acoustic waves, which are generated by a magnetoacoustic impedance, which are essentially strict transducers, the Gevon that of the oscillating body differs, so that the 50 housing is shown in an axial longitudinal section, most of the wave energy in the vibrating body Fig. 2 is a vertical section through the
zu dessen anderem Ende reflektiert wird, wo er wirk- Mitte des Flüssigkeitsbehälters und des daran besam in Erscheinung treten kann. Mit Erfolg lassen festigten magnetostriktiven Schwingers, lieh hierzu Elastomere verwenden. Wenn das Material Fig. 3 einen senkrecht geführten Teilschnitt entin öl eingetaucht wird, sollte es durch dieses nicht an- 55 sprechend der Linie 3-3 der Fig. 2, gegriffen werden können; zweckmäßig hat sich hierzu Fig. 4 einen horizontal geführten Schnitt entlangto the other end is reflected, where it can act in the middle of the liquid container and the inseminated on it in appearance. Solid magnetostrictive oscillators, lent elastomers, can be used with success. . If the material is a vertically guided Fig partial sectional immersed Entin 3 oil, it should not be off by this 55 speaking the line 3-3 of Figure 2, can be gripped. For this purpose, FIG. 4 expediently has a horizontal section along it
Silikongummi erwiesen.Silicone rubber proven.
Da bekanntlich eine zwischengelagerte Luftschicht im wesentlichen eine totale Reflexion der akustischenAs is well known, an intermediate layer of air is essentially a total reflection of the acoustic
Wellen bewirkt, ist die Isolierschicht vorzugsweise 60 Fig. 6 einen vertikal geführten Teilschnitt durch
so ausgebildet, daß eine solche Zwischenschicht ent- einen abgewandelten Behälterboden,
steht. Hierzu können, an der Verbindungsstelle gegen
das Öl abgedeckt, ein oder mehrere Lufträume ange-Causes waves, the insulating layer is preferably formed in a vertically guided partial section through such that such an intermediate layer is a modified container bottom. This can be done at the junction against
the oil is covered, one or more air spaces
tion erzielen, als dies bisher möglich war, denn man kann nunmehr mit einer Energie von 1 kW etwa 301 Flüssigkeit behandeln.tion than was previously possible, because you can now with an energy of 1 kW about 301 Handle liquid.
Die genannten und weitere Kennzeichen des Vibrationsgerätes nach der Erfindung seien jetzt an Hand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigtThe mentioned and other characteristics of the vibration device according to the invention are now to hand the exemplary embodiments illustrated in the drawings are explained in more detail. It shows
Fig. 1 eine Seitenansicht einer Vorrichtung zur Be-Fig. 1 is a side view of a device for loading
der Linie 4-4 der Fig. 1,the line 4-4 of Fig. 1,
Fig. 5 eine Draufsicht der gesamten Vorrichtung undFig. 5 is a plan view of the entire device and
ordnet werden. Eine besonders einfache und wir-be arranged. A particularly simple and effective
In den Zeichnungen ist der Schwingungserzeuger ein magnetostriktiver Schwinger 11, der einen Schwingkörper 12 enthält, der aus Lamellen 13 aufkungsvolle Anordnung verwendet eine Schicht Schaum- 65 gebaut und mit einer länglichen Mittelöffnung 14 vergummi geeigneter Zusammensetzung, in der eine aus- sehen ist, so daß zwei Schenkel 15 entstehen, auf denen reichende Anzahl von geschlossenen Luftbläschen vor- die Erregerwicklungen 16 angeordnet sind. Der handen ist. Schwinger 11 kann in bekannter Weise ausgebildetIn the drawings, the vibrator is a magnetostrictive vibrator 11, the one Contains oscillating body 12, which consists of lamellas 13 aufkungsvolle arrangement uses a layer of foam 65 built and rubber with an elongated central opening 14 suitable composition, in which one is to look, so that two legs 15 arise on which A sufficient number of closed air bubbles in front of the exciter windings 16 are arranged. Of the hand is. Oscillator 11 can be designed in a known manner
Mit diesen Merkmalen wird eine Vorrichtung ge- sein, wobei die aus geeignetem magnetstriktivem schaffen, in der der Schwinger ohne Gefahr einer 70 Metall bestehenden Lamellen 13 miteinander verklebtWith these features, a device will be made, which is made of suitable magnetically strict create, in which the transducer glued together without the risk of 70 metal lamellae 13
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sind. Ein geeignetes Metall hierzu enthält 2 bis hälterboden mit minimaler Ablenkung zu übertragen. 4% Vanadium, während der Rest im wesentlichen aus -Das obere Ende des Blockes 17 wird mit dem Begleichen Teilen von Eisen und Kobalt besteht, obwohl hälterboden 21 vorzugsweise durch eine feste Lötverder Kobaltgehalt auch bis auf 60% erhöht werden bindung, die mit Silber oder Kupfer hergestellt sein kann. 5 kann, verbunden.are. A suitable metal to do this includes 2 to transfer container bottom with minimal distraction. 4% vanadium, while the remainder is essentially made up of -The top of the block 17 is settling Parts of iron and cobalt are made, although container bottom 21 is preferably made by a solid soldering verder Cobalt content can also be increased up to 60% bond that are made with silver or copper can. 5 can, connected.
Mit Hilfe einer festen Verbindung ist auf dem Der Behälter 20 ist an seinem oberen Ende hängend oberen Ende des Schwingkörpers 12 ein die Schwin- gelagert. Zweckmäßigerweise wird dies dadurch begungen übertragender Block 17 befestigt. Die Verbin- wirkt, daß das Gehäuse 26 mit einem oberen eindung besteht vorzugsweise aus einer Verschweißung gezogenen Halsteil 27 ausgebildet ist, dessen Innenoder einer Verlötung mit einem Metall, das eine feste io öffnung um einen geringen Betrag höher ist als der Verbindung gewährleistet. Das Lötmetall ist so aus- Außenumfang des Behälters 20. Auf dem Halsteil 27 gewählt, daß seine Löttemperatur die minimale Grenz- ist eine nachgiebige Unterlage für den Behälter 20 temperatur, bei der die magnetostriktiven Eigen- vorgesehen, die, wie dargestellt, aus einem leicht zuschäften des Schwingers beeinträchtigt werden, nicht sammendrückbaren elastischen Ring 28 aus Gummi überschreitet. 15 oder einem ähnlichen elastischen Werkstoff bestehtThe container 20 is suspended at its upper end by means of a fixed connection The upper end of the oscillating body 12 is mounted on the oscillating. This is expediently achieved transmitting block 17 attached. The connection acts that the housing 26 with an upper connection preferably consists of a welded neck part 27 is formed, the inner or a soldering with a metal that is a fixed io opening by a small amount higher than that Connection guaranteed. The solder is thus out- the outer circumference of the container 20. On the neck part 27 chosen that its soldering temperature is the minimum limit - a resilient base for the container 20 temperature at which the magnetostrictive intrinsic provided, which, as shown, are easy to close of the vibrator are affected, non-compressible elastic ring 28 made of rubber exceeds. 15 or a similar elastic material
Als Lötmetall eignen sich besonders Silber ent- und in eine ringförmige Aussparung 29 eingebettet ist.Silver is particularly suitable as soldering metal and is embedded in an annular recess 29.
haltende Legierungen. Es wurde festgestellt, daß eine Die Aussparung 29 ist nach oben und innen gerichtet,holding alloys. It was found that the recess 29 is directed upwards and inwards,
so ausgebildete feste Verbindung mit vernachlässig- Der Behälter 20 hat einen nach außen umgebördeltenThe fixed connection formed in this way with negligible The container 20 has an outwardly beaded shape
bar kleinem Energieverlust Schwingungen überträgt. Randflansch 30, welcher über den Ring 28 hinwegragtbar with small energy loss transmits vibrations. Edge flange 30, which protrudes over the ring 28
Der Block 17 kann aus korrosionsfestem Stahl be- 20 und sich dort abstützt. Vorzugsweise ist der umgebör-The block 17 can be made of corrosion-resistant steel and can be supported there. Preferably the surrounding
stehen oder aber auch aus Monelmetall oder Nickel. delte Randflansch 30 in gleichem Maße gekrümmt wiestand or made of Monel metal or nickel. Delte edge flange 30 curved to the same extent as
Die Grundfläche des Blockes 17 erstreckt sich im der Umfang des Dichtungsringes 28, so daß dieser
wesentlichen über die gesamte Stirnfläche des auch an der Seitenwand 22 des Behälters anliegt. Zur
Schwingkörpers 12 und hat vorzugsweise an der Ver- Zentrierung dient ein weiterer, ebenfalls aus nachbindungsstelle
den gleichen Querschnitt wie der an- 25 giebigem Material, wie Gummi od. dgl., hergestellter
grenzende Schwingkörper. Nach oben hin ist der Ring 31, welcher in einer Aussparung 32 im Halsteil
Block 17 bis zu einem Halssteil 18 konisch verjüngt. 27 des Gehäuses unterhalb des Ringes 28 angeordnet
Der Halsteil 18 hat einen wesentlich kleineren Quer- ist und leicht an den Wandungen 22 des Behälters anschnitt
als die untere Stirnfläche des Blockes und vor- liegt, so daß die Seitenwände 22 nicht den Halsteil
zugsweise eine im wesentlichen kreisförmige Gestalt, 30 des Gehäuses berühren und keine Dämpfung der
wenn die Schwingungen, wie es in der Zeichnung dar- Schwingungen auftreten können,
gestellt ist, einem zylindrischen Behälter übertragen Das in der Zeichnung dargestellte Gehäuse 26 hat
werden sollen. die Gestalt eines Behälters mit zylindrischen Seiten-The base of the block 17 extends in the circumference of the sealing ring 28, so that it rests essentially over the entire end face of the also on the side wall 22 of the container. For the oscillating body 12 and preferably at the centering, another oscillating body, also made from a subsequent binding point, serves the same cross section as the abundant material such as rubber or the like. The ring 31, which tapers conically in a recess 32 in the neck part block 17 up to a neck part 18, is towards the top. 27 of the housing below the ring 28. The neck part 18 has a significantly smaller transverse section and is slightly incised on the walls 22 of the container than the lower end face of the block and is present, so that the side walls 22 do not substantially correspond to the neck part circular shape, 30 touching the housing and no damping of the vibrations when the vibrations, as shown in the drawing, may occur,
is placed, transferred to a cylindrical container The housing 26 shown in the drawing has to be. the shape of a container with cylindrical sides
Der Halsteil 18 ist mit dem Behandlungsbehälter, wänden 33 und einem Boden 34, welcher etwas unterin dem die Schwingungen zur Auswirkung kommen, 35 halb der Unterkante des Schwingers 11 angeordnet ist. so verbunden, daß der Block 17 und der Schwinger 11 Der untere Teil des Gehäuses 26 ist mit einer Flüssighängend daran gelagert sind. Bei der dargestellten keit 35 mit gutem Wärmeleitvermögen gefüllt; Trans-Ausführungsform sind die Bodenfläche 21 und die formatoren- oder Silikonöl ist hierfür besonders ge-Seitenwände 22 des Behandlungsbehälters 20 aus eignet. Der Flüssigkeitsspiegel ist so eingestellt, daß Metall hergestellt. Der dargestellte Behälter ist 40 er unterhalb des Behälters 20, jedoch in der Nähe oder zylindrisch und sein Boden 21 flach und kreisförmig oberhalb der Oberkante des Übertragers 11 liegt. Das ausgebildet. Der Boden 21 ist an seinem Umfang mit untere Ende des Schwingers 11, der in die Flüssigkeit den Seitenwänden 22 fest, vorzugsweise mit Silber- 35 eintaucht, wird durch den Schwinger in Schwin- oder Kupferlot, verbunden. Der Boden 21 ist aus- gungen versetzt und würde normalerweise auch die reichend dick und starr, um Schwingungsbewegungen 45 Flüssigkeit 35 in Schwingungen versetzen. Um einen bis zu seinem Rand ohne ernstliche Energieverluste solchen Energieverlust zu verhindern, ist ein übertragen zu können. Wenn der Boden aus korro- akustischer Isolierkörper vorgesehen, der das einsionsfestern Stahl oder Monelmetall besteht, hat sich getauchte Ende des Schwingers umgibt. Zu diesem bei einem Durchmesser von 30 cm eine Bodendicke Zweck ist mit dem unteren Ende des Stapels 12, beivon etwa 3 mm als ausreichend erwiesen^ 50 spielsweise durch Kleben, eine isolierende Schicht 36The neck part 18 is with the treatment container, walls 33 and a bottom 34, which is something below which the vibrations come into effect, 35 is arranged half of the lower edge of the oscillator 11. connected so that the block 17 and the vibrator 11 are mounted on the lower part of the housing 26 with a liquid hanging thereon. In the illustrated speed 35 filled with good thermal conductivity; Trans embodiment are the bottom surface 21 and the formator or silicone oil is particularly ge-side walls for this 22 of the treatment container 20 from is suitable. The liquid level is adjusted so that Made of metal. The container shown is 40 he below the container 20, but near or cylindrical and its bottom 21 is flat and circular above the upper edge of the transformer 11. That educated. The bottom 21 is at its periphery with the lower end of the oscillator 11, which is in the liquid the side walls 22 firmly, preferably with silver 35 immersed, is vibrated by the oscillator or copper solder. The bottom 21 is offset and would normally also be the Reaching thick and rigid to set vibratory movements 45 liquid 35 in vibrations. To one Preventing such energy loss to the brim without serious energy losses is a to be able to transfer. If the floor is made of a corro-acoustic insulating body, the oneion-proof Made of steel or Monel metal, the dipped end of the transducer has surrounds. To this at a diameter of 30 cm a bottom thickness purpose is with the lower end of the stack 12, ativon about 3 mm proved to be sufficient ^ 50, for example by gluing, an insulating layer 36
Die Seitenwände 22 sind mit dem Boden 21 entlang eines schwingungshemmenden Stoffes befestigt. Die einer Linie verbunden, die im wesentlichen in Ver- Schicht 36 besteht aus einem Werkstoff, welcher die längerung der vertikalen Wandteile verläuft, so daß Schwingungen am Ende des Stapels reflektiert und Schwingungen vom Boden 21 im wesentlichen entlang damit verhindert, daß die dort erzeugten akustischen der Wandungen 22 und'nicht so sehr in Querrichtung 55 Wellen in das Öl oder eine andere das Ende des dazu übertragen werden. Die Unterkante der Wan- Stapels umgebende Flüssigkeit gelangen können. Zur düngen 22 kann gekrümmt ausgebildet sein und an Bildung der Schicht 36 kann Gummi oder auch ein einer Stufenfläche 23 am Rand des Bodenstückes 21 anderes elastisches Material verwendet werden, mit einer festen \rerbindung eingelötet werden, die welches natürlich von der Flüssigkeit nicht andann besonders fest wird. 60 gegriffen werden darf. Grundsätzlich sollte die Schicht Der Übertragungsblock 17 greift in der Mitte der flüssigkeitsdichte, geschlossene Lufträume enthalten, Bodenplatte 21 an und kann zur Lagensicherung mit welche in genügender Anzahl vorhanden sein und sich einem Mittelzapfen 24 versehen werden, der in eine überdecken müssen, um eine Sperre gegen die Schallmittlere Bodenöffnung des Behälterbodens eingreift. wellen zu bilden, die dann ohne einen wesentlichen Unmittelbar oberhalb des Halsteiles 18 ist der Block 65 Energieverlust zum Schwingungskörper zurückreflek-17 vorzugsweise mit einem Randflansch oder einer tiert werden.The side walls 22 are attached to the bottom 21 along a vibration-inhibiting fabric. The one line connected, which is essentially in Ver. Layer 36 consists of a material which runs the extension of the vertical wall parts so that vibrations are reflected at the end of the stack and vibrations from the bottom 21 substantially along so that the acoustic generated there is prevented of the walls 22 und'not so much in the transverse direction 55 waves in the oil or another end of the to be transmitted. The liquid surrounding the lower edge of the Wan stack can enter. To fertilize 22 may be curved and form the layer 36 may be rubber or a one step surface 23 other elastic material may be used at the edge of the bottom piece 21, are soldered with a fixed \ r Getting Connected to which, of course, not andann of the liquid particularly becomes solid. 60 may be gripped. Basically, the layer The transfer block 17 should engage in the middle of the liquid-tight, closed air spaces, base plate 21 and can be provided in sufficient numbers to secure the position and be provided with a central pin 24, which must overlap in order to prevent a lock the sound-average bottom opening of the container bottom engages. to form waves, which are then without a substantial Immediately above the neck part 18 is the block 65 energy loss to the vibrating body back-reflecting 17, preferably with an edge flange or an animal.
Anschlußlippe 25 versehen, welche so ausgebildet ist, Zur Verbesserung der Wärmeübertragung zum Ge-Connection lip 25 is provided, which is designed to improve the heat transfer to the
daß in diesem Punkt eine ausreichende Nachgiebig- häuse 26 kann eine besondere Anordnung getroffenA special arrangement can be made to ensure that sufficient yielding housing 26 is available at this point
keit entsteht, um die Belastung der Verbindungsstelle werden. Zu diesem Zwecke sind am Gehäuse 26 verti-speed arises to be the load on the junction. For this purpose, on the housing 26 are vertical
beim Betrieb zu vermindern und die Wellen zum Be- 70 kai gerichtete Kühlrippen 37 angeordnet, die sich nachto reduce during operation and the shafts to the loading 70 kai directed cooling fins 37 are arranged, which are after
innen in die Flüssigkeit 35 hinein erstrecken und in der Nähe, jedoch .mit geringem Abstand vom Schwinger 11, enden. Wie in der Zeichnung dargestellt, sind die Rippen 37 mit den Seitenwänden 33 und dem Boden 31 des Gehäuses verbunden und erstrecken sich unterhalb des Behälters 20 bis zu einem Punkt oberhalb des Flüssigkeitsspiegels 35, so daß eine Wärmeübertragung stattfinden kann.extend inside into the liquid 35 and in the vicinity, but .with a small distance from Schwinger 11, end. As shown in the drawing, the ribs 37 are connected to the side walls 33 and the bottom 31 of the housing and extend below the container 20 to a point above the liquid level 35, so that heat transfer can take place.
Das Gehäuse 26 ist des weiteren mit äußeren Kühl-41 an einen üblichen Generator angeschlossen, der den Wicklungen einen polarisierten Gleichstrom und einen Wechselstrom zuführt, dessen Frequenz der Eigenfrequenz der aus Schwinger 11 und Übertragungsblock 17 bestehenden Schwingungseinheit entspricht. Die hierdurch entstehenden akustischen Wellen werden vom Schwingkörper 12 über den Block 17 zum Behälterboden 21 und den Behälterwänden 22 übertragen. Der Wirkungsgrad dieser Anordnung istThe housing 26 is also connected with external cooling 41 to a conventional generator, which the Windings supplies a polarized direct current and an alternating current, the frequency of which is the Natural frequency of the vibration unit consisting of vibrator 11 and transmission block 17 corresponds. The resulting acoustic waves are transmitted by the vibrating body 12 over the block 17 transferred to the container bottom 21 and the container walls 22. The efficiency of this arrangement is
rippen 38 versehen. Entsprechend der zeichnerischen io wesentlich größer als bei den bekannten Anordnungen, id di Ri 38 bfll ikl d d Shikö 12 d Blk 17 d d Bribs 38 provided. According to the graphic io much larger than in the known arrangements, id di Ri 38 bfll ikl d d Shikö 12 d Blk 17 d d B
Darstellung sind diese Rippen 38 ebenfalls vertikal angeordnet und erstrecken sich mit gleichen Zwischenräumen am Umfang der Seitenwandung 33 nach außen. Einzelne dieser Rippen 38 haben an entsprechenden Stellen nach unten gerichtete Ansätze, die als Gehäusefüße 39 dienen und die gesamte Vorrichtung tragen. Die Anschlüsse der Wicklungen 16 sind nach oben aus der Flüssigkeit herausgeführt und gelangen durch die Seitenwand 33 des Gehäuses 26 zu einem genormten Anschlußstecker 41, welcher in einem Ansatz 40 an den Seitenwänden 33 zwischen benachbarten Rippen 38 befestigt ist.In the illustration, these ribs 38 are also arranged vertically and extend with equal spaces on the circumference of the side wall 33 to the outside. Some of these ribs 38 have corresponding Make downward lugs that serve as housing feet 39 and the entire device wear. The connections of the windings 16 are led out of the liquid upwards and get there through the side wall 33 of the housing 26 to a standardized connector 41, which in a lug 40 is attached to the side walls 33 between adjacent ribs 38.
Das Gehäuse 26 einschließlich des nach oben ragenden Halsteiles 27, der Seitenwände 33, des Bodens 34, der Kühlrippen 37 und 38 und der Halterung 40 ist so ausgebildet und angeordnet, daß es als ein Gußstück hergestellt werden kann. Das Gehäuse besteht aus einem geeigneten, spezifisch leichten Metall mit guter Wärmeleitungsfähigkeit, beispielsweise Aluminium oder eine der bekannten Aluminiumlegierungen.The housing 26 including the upwardly projecting neck part 27, the side walls 33, the bottom 34, the cooling fins 37 and 38 and the bracket 40 is designed and arranged so that it is as a casting can be produced. The housing consists of a suitable, specifically light metal with good thermal conductivity, for example aluminum or one of the known aluminum alloys.
Vorzugsweise wird eine besondere Anordnung vorgesehen, um die Flüssigkeit dem Behälter 20 zu- oder abzuführen, ohne daß eine SchwingungsdämpfungPreferably, a special arrangement is provided in order to or from the liquid to the container 20 dissipate without damping vibrations
auftritt. Man kann auch Vorsorge dafür treffen occurs. You can also make provision for it
sofern dies erwünscht ist —, daß die Flüssigkeit kontinuierlich in Umlauf gebracht wird. Zu diesem Zweck sind im Behälterboden 21 Einlaß- und Auslaßöffnungen 42 vorgesehen, die über ein Kniestück 43, das mit dem Behälterboden 21 beispielsweise durch Silberoder Kupferlötung fest verbunden ist, an einem Anschlußstück 44 befestigt ist. Ein biegsamer Schlauch 45, der aus synthetischem Gummi oder einem ähnlichen, von heißem Öl nicht angreifbaren Werkstoff bestehen kann, greift über das Anschlußstück 44 und ist über eine genau dimensionierte Aussparung 46 in der Gehäusewandung 33 zwischen den Rippen 37 oberhalb des Spiegels der Flüssigkeit 35 nach außen geführt.if so desired - that the liquid is continuous is put into circulation. For this purpose there are inlet and outlet openings in the container bottom 21 42 is provided, which via an elbow 43, which is connected to the container bottom 21, for example by silver or Copper solder is firmly connected, is attached to a connector 44. A flexible hose 45, made of synthetic rubber or a similar material that cannot be attacked by hot oil can exist, engages over the connecting piece 44 and is via a precisely dimensioned recess 46 in the Housing wall 33 guided to the outside between the ribs 37 above the level of the liquid 35.
Der Behälterboden kann auch gewölbt ausgebildet sein, wodurch dieser selbst bei Verwendung eines dünnen Metallbleches eine große Steifigkeit erhält. Wenn der Behälterboden gewölbt ausgebildet ist, entsteht ein Pfad, auf dem die Wellen entlang des Behälterbodens und der Behälterwände wandern können und an der Verbindungsstelle zwischen Boden- und Seitenwandung, im Gegensatz zu der bisher beschriebenen Ausführungsform, kein scharfer Richtungswechsel mehr auftritt. Ein in solcher Weise abgewandelter Behälter ist in Fig. 6 dargestellt. Hierbei ist ein konvex ausgewölbter Behälterboden 21 α aus einem Stück mit den Seitenwänden 22 des Behälters 20 hergestellt, wobei das obere Ende des Übertragungsblockes 17 konform zur anliegenden Oberfläche des Gehäusebodens 21 α ausgebildet und daran mit einer festen Löt- oder Schweißverbindung befestigt ist. Der Aufbau und die Anordnung des Behälters 20, des Blockes 17, des Schwingkörpers 12 und der anderen damit verbundenen Bauteile entsprechen der zuvor beschriebenen Anordnung.The container bottom can also be arched, which gives it great rigidity even when using a thin sheet of metal. If the container bottom is arched, a path is created on which the waves can migrate along the container bottom and the container walls and, in contrast to the previously described embodiment, no sharp change of direction occurs at the junction between the bottom and side walls. A container modified in this way is shown in FIG. Here, a convexly bulged container bottom 21 α is made in one piece with the side walls 22 of the container 20, the upper end of the transfer block 17 conforming to the adjacent surface of the housing base 21 α and attached to it with a fixed soldered or welded connection. The structure and arrangement of the container 20, the block 17, the oscillating body 12 and the other components connected therewith correspond to the arrangement described above.
Im Betrieb sind die Wicklungen 16 des magnetostriktiven Schwingers 11 über die Steckerverbindung da der Schwingkörper 12, der Block 17 und der Behälter 20 aus Metallen hergestellt sind, die ähnliche akustische Eigenschaften aufweisen und untereinander mit festen Verbindungen, vorzugsweise, wie zuvor erwähnt, durch Silber- oder Kupferlötungen miteinander verbunden sind. Die im Behälter 20 befindliche Flüssigkeit unterliegt mit ihrem gesamten Volumen dadurch einer äußerst heftigen Kavitation. Diese Kavitationswirkung ist so stark, daß durch sie wirkungsvoll von den in der Flüssigkeit eingetauchten Gegenständen der Schmutz gelöst und entfernt werden kann. Besonders wirkungsvoll können Schmiermittel, Schmirgelstoffe, Oxydationen und andere unerwünschte Oberflächenbestandteile von in die Flüssigkeit des Behälters eingetauchten Gegenständen beseitigt werden. Diese Reinigungsvorgänge konnten unter praktischen Betriebsbedingungen durchgeführt werden, mit einer Flüssigkeitsmenge bis zu 231 bei 1 kW Ultraschallenergie, wobei in außerordentlich kurzer Zeit sehr günstige Ergebnisse erzielt wurden.In operation, the windings 16 of the magnetostrictive oscillator 11 are via the plug connection since the vibrating body 12, the block 17 and the container 20 are made of metals, the similar ones have acoustic properties and with each other with fixed connections, preferably, as mentioned above, are connected to one another by silver or copper soldering. The one located in the container 20 As a result, liquid with its entire volume is subject to extremely violent cavitation. These The cavitation effect is so strong that it is effective for those immersed in the liquid Objects the dirt can be loosened and removed. Lubricants, Abrasives, oxidations and other undesirable surface components from in the liquid objects immersed in the container are removed. These cleaning processes could be under practical operating conditions can be carried out with an amount of liquid up to 231 at 1 kW Ultrasonic energy, with very favorable results being achieved in an extremely short period of time.
Durch die übergroße der Flüssigkeit zugeführte Schallenergie kann aber auch eine übermäßig große Kavitation auftreten, welche die wirksame Reinigung oder sonstige von der Flüssigkeit zu leistende Arbeit stört. Zu diesem Zweck ist es günstig, die den Wicklungen 16 zugeführte Energie für jeden einzelnen Fall optimal einzuregeln. Wenn die Vorrichtung zur Reinigung von festen Gegenständen verwendet wird, insbesondere zur Entfernung von Oxyden, krustigen Überzügen oder Schmutz von metallenen Gegenständen, ließen sich die besten Ergebnisse erzielen, wenn man den Betrieb unmittelbar an der Kavitationsgrenze ausführt. Um einen solchen Betriebszustand einzustellen, kann man das Eintreten der Kavitation überwachen und darauf achten, daß der Flüssigkeitsspiegel nicht so stark bewegt wird, daß eine Turbulenz entsteht, bei der an der Oberfläche der Flüssigkeit eine sichtbare Strömung auftritt.However, due to the oversized sound energy supplied to the liquid, an excessively large amount of energy can also be generated Cavitation occur, which is the effective cleaning or other work to be done by the liquid disturbs. For this purpose it is advantageous to use the energy supplied to the windings 16 for each individual case to be adjusted optimally. When the device is used for cleaning solid objects, in particular for removing oxides, crusty coatings or dirt from metal objects, the best results could be achieved if the operation is carried out directly at the cavitation limit. To such an operating condition set, one can monitor the occurrence of cavitation and make sure that the liquid level is not moved so much that a turbulence arises in the case of the surface of the liquid a visible flow occurs.
Die vom Übertrager 11 erzeugte Wärme wird wirksam in" die umgebende Luft abgeleitet, so daß man die Vorrichtung an jedem beliebigen Ort in Betrieb nehmen kann, ohne daß eine Kühlwasserquelle oder ein Wasserabfluß oder ein kostspieliger Wärmeaustauscher erforderlich wird. Wenn die Vorrichtung zur Reinigung oder zu ähnlichen Zwecken, bei denen während des Betriebes ein Flüssigkeitswechsel innerhalb des Behälters 20 erwünscht ist, verwendet werden soll, kann man die Flüssigkeit über die eine Rohrleitung 45 zu- und über die andere abführen und dabei die festen Fremdstoffe fortspülen und ausfiltern.The heat generated by the transmitter 11 is effectively dissipated into "the surrounding air, so that one the device can be put into operation at any location without the need for a cooling water source or a water drain or an expensive heat exchanger is required. When the device for cleaning or for similar purposes that require a change of fluid during operation of the container 20 is desired to be used, the liquid can be passed through a pipeline 45 in and out of the other, flushing away and filtering out the solid foreign matter.
Der Behälter und der daran befestigte Schwinger 11 lassen sich leicht vom Gehäuse 26 abnehmen, indem man lediglich die Anschlüsse der Rohrleitungen 45 und des Steckers 41 löst.The container and the attached transducer 11 can be easily removed from the housing 26 by one only loosens the connections of the pipes 45 and the plug 41.
Claims (15)
schweizerische Patentschrift Nr. 289 749;
französische Patentschrift Nr. 613 799;
britische Patentschrift Nr. 526 641;
USA.-Patentschriften Nr. 2 498 990, 2 514 080;German Patent No. 813,706;
Swiss Patent No. 289 749;
French Patent No. 613,799;
British Patent No. 526,641;
U.S. Patent Nos. 2,498,990, 2,514,080;
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US1084499XA | 1954-01-25 | 1954-01-25 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1084499B true DE1084499B (en) | 1960-06-30 |
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ID=22322288
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DEB34245A Pending DE1084499B (en) | 1954-01-25 | 1955-01-24 | Vibration device for the treatment of liquid or solid substances with ultrasonic waves |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1084499B (en) |
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-
1955
- 1955-01-24 DE DEB34245A patent/DE1084499B/en active Pending
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