DE947264C

DE947264C - Device for the ultrasonic treatment of flowing fluids

Info

Publication number: DE947264C
Application number: DEF895A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Frank Fruengel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1950-02-26
Filing date: 1950-02-26
Publication date: 1956-08-16

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen zur Ultraschallbehandlung strömender Flüssigkeit in einem Beschallungsgefäß mit reflektierenden Wänden, bei denen die Schallstrahlen derart geneigt zu der Gefäßwandung geführt sind, daß sie das Gefäß-vollständig durchlaufen und auf ihrem Weg mehrfach an den Gefäß wänden reflektiert werden Als Beschallungsgefäß derartiger bekannter Vorrichtungen diente bisher ein Rohr mit kreisförmigem Querschnitt. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß das von dem Schwingungserzeuger ausgehende Schallbündel infolge der Fokaiwirkung der gekrümmten Wände beständig seinen Querschnitt ändert und daß daher die Ultraschallintensitäten in verschiedenen Punkten des Behandlungsraumes stark voneinander abweichen. The invention relates to devices for ultrasonic treatment flowing liquid in a sonication vessel with reflective walls which the sound beams are guided so inclined to the vessel wall that they pass through the vessel completely and repeatedly on the vessel walls on its way are reflected. Served as a sonication vessel of such known devices so far a tube with a circular cross-section. The invention is based on the knowledge that the sound beam emanating from the vibration generator is due to the effect of the focal point the curved walls constantly changes its cross-section and that, therefore, the ultrasonic intensities differ greatly in different points of the treatment room.

Da aber die unter der Einwirkung der Ultraschallstrahlung ablaufenden chemischen Prozesse im Behandlungsgut nicht nur von der in die Flüssigkeit eingestrahlten Gesamtdosis abhängig sind, sondern auch von der Ultraschallintenssität, sind die mit den bekannten Vorrichtungen erhaltenen Bes challungs ergebnisse in ihrer Homogenität unbefriedigend. Erfindungsgemäß sind daher sämtliche von den Schallstrahlen beaufschlagten Flächen der Gefäßwandung zwecks Ausschtießung von Fokalwirkungen eben ausgebildet. Weitere Merkmale der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen, deren Gegenstände nur in Verbindung mit dem Gegenstand des Anspruchs I Gegenstand des Patents sind.But since the running under the action of the ultrasonic radiation chemical processes in the item to be treated not only from the one irradiated into the liquid The total dose depends on the ultrasound intensity With the known devices obtained Bes challungs results in their homogeneity unsatisfactory. According to the invention, therefore, all are acted upon by the sound beams Surfaces of the vessel wall designed to be flat in order to exclude focal effects. Further features of the invention can be found in the subclaims, their subjects are the subject of the patent only in connection with the subject matter of claim I.

Eine Beschallungsvorrichtung mit von ebenen Wänden begrenztem Behandlungsgefäß ist bereits bekannt. Der Schwingungsgeber hat etwa die Größe des Gefäßbodens. Abweichend vom Erfindungsgegenstand verlaufen jedoch die Schallstrahlen im wesentlichen parallel zu. den Gefäßwänden. Die ebenen Wände der bekannten Vorrichtung haben lediglich bauliche Bedeutung, zur Erzielung einer gleichmäßigen Beschallung wären sie nicht erforderlich. A sonication device with a treatment vessel bounded by flat walls is already known. The vibrator is roughly the size of the bottom of the vessel. Different however, from the subject matter of the invention, the sound beams are essentially parallel to. the vessel walls. The flat walls of the known device only have They would not be of structural importance to achieve uniform sound coverage necessary.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand einer Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel erläutert. The invention is described below with reference to a drawing of an exemplary embodiment explained.

Das Behandlungsgut strömt bei I in das ausschließlich von ebenen Wänden begrenzte Durchlaufgefäß 2 ein und verläßt das Gefäß durch das Rohr 3. In das eine Ende des Beschallungsgefäßes ist ein Schwingungsgeber 4 derart eingesetzt, daß die von seiner Oberfläche ausgehenden Schallstrahlen das Behandlungsgefäß in der ganzen Länge durchsetzen und mehrfach an den Gefäßwänden reflektiert werden. Auf diese Weise ist es möglich, mit einem Schallstrahler, dessen abstrahlende Fläche kleiner als der Ouerschnitt des Behandlungsgefäßes ist, eine gleichmäßige Beschallung innerhalb des ganzen Behandlungsgefäßes zu erzielen. At I the material to be treated flows into the exclusively from level Walls limited flow-through vessel 2 and leaves the vessel through pipe 3. In At one end of the sonication vessel, a vibration generator 4 is inserted in such a way that that the sound rays emanating from its surface enter the treatment vessel enforce the entire length and are reflected several times on the vessel walls. In this way, it is possible to use a sound emitter whose radiating surface is smaller than the cross section of the treatment vessel, a uniform sonication within the whole treatment vessel.

Die Länge der Schallstrahlen ist größer als die Längsabmessung des Behandlungsgefäßes, so daß auch bei verhältnismäßig kurzen Behandlungsgefäßen eine vollständige Absorption der Schallstrahlen im Behandlungsgut erreicht wird.The length of the sound beams is greater than the longitudinal dimension of the Treatment vessel, so that even with relatively short treatment vessels a complete absorption of the sound beams in the material to be treated is achieved.

Soll eine Flüssigkeit von niedrigem Dampfdruck beschallt werden, so kann zur Vermeidung von Kavitation dzas Behandlungsgut im Beschallungsgefäß unter erhöhtem Druck gesetzt werden. Die reflektierende Wandung des Behandlungsgefäßes kann XiVm Innern eines festen Schutzmantels liegen und von diesem durch Luft oder einen festen Stoff poröser oder blasiger Natur getrennt sein. Die Herstellung des Beschallungsgefäßes läßt sich noch einfacher gestalten, indem das Gefäß selbst aus einem Stoff blasiger oder geschichteter Struktur, beispielsweise aus Schaumbeton, gegossen wird. If a liquid with a low vapor pressure is to be sonicated, so to avoid cavitation, the material to be treated can be placed in the sonication vessel increased pressure. The reflective wall of the treatment vessel XiVm can lie inside a solid protective jacket and from this through air or a solid material of a porous or vesicular nature can be separated. The manufacture of the Sonication vessel can be made even easier by removing the vessel itself a material with a blistered or layered structure, for example foam concrete, is poured.

Die Innenwandung es Behandlungsgefäßes kann erforderlichenfalls durch Überziehen mit chemisch nicht angreifbarer Folie oder durch einen Lacküberzug gegen chemische Einflüsse des Behandlungsgutes geschützt werden.The inner wall of the treatment vessel can, if necessary, through Covering with chemically non-attackable foil or with a varnish coating against chemical influences of the material to be treated are protected.

PATENTANSPR()CHE: I. Vorrichtung zur Ultraschallbehandlung strömender Flüssigkeiten in einem B eschallungsgefäß mit reflektierenden Wänden, bei der die Schallstrahlen derart geneigt zu der Gefäßwandung geführt sind, daß sie das Gefäß vollständig durchlaufen und auf ihrem Wege mehrfach an den Gefäß wänden reflektiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche von den Schallstrahlen beaufschlagten Flächen der Gefäßwandung zwecks Ausschließung von Fokalwirkungen eben ausgebildet sind. PATENT APPLICATION: I. Device for the ultrasonic treatment of flowing Liquids in a soundproofing vessel with reflective walls in which the Sound beams are guided so inclined to the vessel wall that they hit the vessel run through completely and reflected several times on the vessel walls on their way are, characterized in that all acted upon by the sound beams Surfaces of the vessel wall designed to be flat in order to exclude focal effects are.

Claims

2. Device according to claim I for sonication of flowing liquid, characterized in that the direction of flow of the liquid is substantially runs counter to the direction of the sound radiation.

3. Apparatus according to claim I and 2, characterized in that the material to be sonicated is under increased pressure in the flow-through vessel.

4. Apparatus according to claim I to 3, characterized in that the wall of the treatment vessel lies inside a solid protective jacket and separated from this by air or a solid material of a porous or vesicular nature is.

5. Apparatus according to claim I to 3, characterized in that the wall of the treatment vessel made of a medium more vesicular or stratified Structure exists.

Publications considered: German Patent Specifications No. 744 635, 730 500, 630 452; French Patent No. 939 366; Applied Chemistry, Vol. 49, 1936, p. II9; Magazine f. applied physics, Vol. I, 1949, 5. 286.