DE1447328C

DE1447328C - Liquid whistle

Info

Publication number: DE1447328C
Authority: DE
Inventors: der Anmelder G07c 1 22 ist
Original assignee: Cotteli Eric Charles, Bell Island Rowayton. Conn (V St A )
Publication date: 1971-10-07

Description

Die Erfindung betrifft eine Flüssigkeitspfeife mit mindestens einer den Flüssigkeitsstrahl auf die Schneide mindestens einer Schwingplatte richtenden "Flüssigkeitsdüse.The invention relates to a liquid pipe with at least one jet of liquid onto the Cut at least one vibrating plate directing "liquid nozzle".

Die Verwendung von Flüssigkeitspfeifen ist bekannt. Eine Flüssigkeitspfeife besteht in der Hauptsache aus einer Spaltdüse und einer Metallplatte, die eine Schneide aufweist, auf die der Düsenstrahl in Richtung der Metallplatte gerichtet ist, um starke Schallschwingungen zu erzeugen. Solche Flüssigkeitspfeifen werden für verschiedene Zwecke verwendet, z. B. zum Dispergieren, Suspendieren, Emulgieren od. dgl., zum Brechen von Dispersionen, zum Abscheiden von.Holzfasern, Holzaufschlämmungen oder ganz allgemein, um die Eigenschaften einer Dispersion zu ändern.The use of liquid whistles is known. A liquid whistle consists in the main from a slit nozzle and a metal plate, which has a cutting edge, onto which the nozzle jet is directed towards the metal plate to generate strong sound vibrations. Such liquid pipes are used for various purposes, e.g. B. for dispersing, suspending, emulsifying od. The like., For breaking dispersions, for separating von.Holzfasen, wood slurries or in general, to change the properties of a dispersion.

Es ist bereits eine Einrichtung zur Schallbehandlung von Flüssigkeiten bekannt, bei der eine mit hoher Geschwindigkeit umlaufende radial zur Drehachse gerichtete Düse einen Düsenstrahl auf einen Zahn- oder Lochkranz richtet, der sich entgegengesetzt zur Drehrichtung der Düse dreht. Bei dieser bekannten Anordnung ist der Düsenstrahl senkrecht zu der Bewegungsrichtung der Zähne des Zahnkranzes öder der Löcher des Lochkranzes gerichtet, so daß hierdurch lediglich eine Änderung der Frequenz der Beschallung erreicht werden kann. Mit der bekannten Anordnung wird eine Kavitationsbildung an den Kanten des Zahn- oder Lochkranzes bezweckt, die einen güstigen Einfluß beim Homogenisieren u. dgl. haben soll.There is already a device for sonic treatment of liquids known in which one with high speed rotating nozzle directed radially to the axis of rotation a nozzle jet on a Gear or perforated ring aligns, which rotates in the opposite direction to the direction of rotation of the nozzle. At this known arrangement, the nozzle jet is perpendicular to the direction of movement of the teeth of the ring gear or the holes of the perforated ring, so that this only changes the frequency the sound can be achieved. With the known arrangement, cavitation is formed on the edges of the ring gear or perforated ring is intended to have a beneficial influence on homogenization and the like.

In diesen bekannten Flüssigkeitspfeifen ist die erzeugte Schallenergie von dem Druck abhängig, mit dem die Flüssigkeit durch die Düsen gepumpt wird, so daß Düsenstrahlen mit hohen Geschwindigkeiten auf die die Schneide aufweisende Platte auftreffen und diese in starke Schwingungen versetzen. Flüssigkeitspfeifen werden zur Behandlung von fließfähigen Medien verwendet, deren Viskositäten einen weiten Bereich umfassen. Beispielsweise wird Erdnußbutter mit Flüssigkeitspfeifen beschallt, um deren Viskosität zu verkleinern. Für solche Behandlungen sind sehr große Schallenergien und damit sehr große Düsendrucke erforderlich. Für die Drucke, die noch in einem wirtschaftlich vertretbaren Rahmen anwendbar sind, gibt es ganz bestimmte Grenzen. Drucke höher als 35 Atmosphären wurden angewandt, jedoch bei vielen Flüssigkeiten treten bei so großen Drucken hohe Druckverluste im Düsenstrahl auf, d. h. die Strahlgeschwindigkeit läßt sich in vielen Fällen durch Vergrößern des Druckes nicht adäquat erhöhen.In these known liquid pipes, the sound energy generated is dependent on the pressure, with which the liquid is pumped through the nozzles, so that nozzle jets at high speeds strike the plate having the cutting edge and cause it to vibrate strongly. Liquid whistles are used for the treatment of flowable media, the viscosities of which are wide Area include. For example, peanut butter is sonicated with liquid pipes to reduce its viscosity to zoom out. Very high sound energies and therefore very high nozzle pressures are required for such treatments necessary. For prints that can still be used within an economically justifiable framework there are very specific limits. Pressures higher than 35 atmospheres were used, however in the case of many liquids, high pressure losses occur in the nozzle jet at such high pressures, d. H. In many cases, the jet speed cannot be adequately increased by increasing the pressure raise.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die Schallenergie bei einem gegebenen Flüssigkeitsdruck in der Düse zu vergrößern.The invention is therefore based on the object of the sound energy at a given liquid pressure to enlarge in the nozzle.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Düse und/oder die Schwingplatte derart auf einem Rotor bzw. auf einem von zwei gegenläufig umlaufenden Rotoren angebracht und ausgerichtet ist, daß sich eine Steigerung der Rclativgeschwindigkeit des aus der Düsenmündung austretenden Strahles einerseits und der von diesem Strahl in ihrer l.ängsrichuiiij· umströmten Schwingplatte andererseits ergibt.This is achieved according to the invention in that the nozzle and / or the vibrating plate are mounted in this way mounted and aligned on a rotor or on one of two rotors rotating in opposite directions is that there is an increase in the relative speed of the jet emerging from the nozzle orifice on the one hand and the oscillating plate around which this jet flows in its longitudinal direction on the other hand results.

Mil den erfindimjisgemüßeri Maßnahmen wird erreicht, daß sich der Düsenstrahl und die die Schneide jiiifwvisi'iidc Platte, bedingt durch die Drehung der lii-iilen Roluivn. in entgegengesetzten Richtungen aufeinander zu bewegen, wobei während der Relativ- · bewegung die Platte in der Richtung des Düsen-. Strahls verläuft. Im Gegensatz zu der oben erörter-.' ten bekannten Vorrichtung, bei der sich die Zähne 1 eines Zahnkranzes senkrecht zur Richtung des I Düsenstrahles bewegen und dadurch keine für die:. Schallenergie-Vergrößerung wirksame Relativge- ■> schwindigkeit zwischen Düsenstrahl und Zahnkranz c erhalten wird, wird bei der erfindungsgemäßen An-1. Ordnung diese Relativbewegung der die Schneide! aufweisenden Platte gegenüber der Düse für die Erhöhung der Schallenergie nutzbar gemacht. Diet, durch die Relativdrehung erhaltene Energiever-i größerung kann wesentlich wehiger durch die Vis-| 1 kosität und andere Zustände des zu behandelnden!! Mediums beeinflußt werden als die durch den Düsen- i. druck aufgebrachte Energie. Dadurch kann in Me- j dien hoher Viskosität auf einfache Weise eine hohe; Schallenergie erzeugt werden, die mit bekannten; Flüssigkeitspfeifen nicht erhalten werden kann.With the inventive measures it is achieved that the jet and the cutting edge jiiifwvisi'iidc plate, caused by the rotation of the lii-iilen roller. to move towards each other in opposite directions, with the plate in the direction of the nozzle during the relative movement. Ray runs. In contrast to that discussed above-. ' th known device in which the teeth 1 of a toothed ring move perpendicular to the direction of the I jet and thus none for the :. Sound energy-magnifying effective relative speed ■> speed is obtained c between jet and ring gear is in the inventive arrival 1st order this relative movement of the cutting edge! having made plate opposite the nozzle for increasing the sound energy. Diet, the increase in energy obtained through the relative rotation can be considerably more painful through the vis- | 1 kosity and other conditions of the to be treated !! Medium influenced than that by the nozzle i. pressure applied energy. As a result, in media of high viscosity, a high; Sound energy generated with known; Liquid whistling cannot be obtained.

Anhand der Figuren wird die Erfindung näher erläutert.The invention is explained in more detail with the aid of the figures.

F i g. 1 zeigt die beiden Rotoren einer erfindungsgemäßen Flüssigkeitspfeife. in perspektivischer Ansicht; . !F i g. 1 shows the two rotors of a liquid pipe according to the invention. in perspective view; . !

Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt zweier Elemente einer erfindungsgemäßen Flüssigkeitspfeife, die sich, relativ zueinander und in entgegengesetzten Rieh-; tungen bewegen, und jFig. 2 shows a section of two elements of a liquid pipe according to the invention, which relative to each other and in opposite Rieh-; move, and j

Fig. 3 zeigt eine Ansicht des Gehäuses einer erfindungsgemäßen Flüssigkeitspfeife.Fig. 3 shows a view of the housing of an inventive Liquid whistle.

Fig. 1 zeigt eine hohle Welle 1, die mit einer Flüssigkeitsquelle, welche unter Druck steht, verbunden werden kann. Diese Welle trägt vier Düsen 2 und kann in der durch den Pfeil dargestellten Richtung durch Antriebseinrichtungen (nicht dargestellt) angetrieben werden. Die Düsen werden von einem Rahmen 3 umgeben, der mehrere Schneiden 4 trägt. Der Rahmen kann ebenfalls in Richtung des die Drehrichtung dieses Rahmens anzeigenden Pfeils durch (nicht dargestellte) Antriebseinrichtungen gedreht werden.Fig. 1 shows a hollow shaft 1 connected to a source of liquid which is under pressure can be. This shaft carries four nozzles 2 and can in the direction shown by the arrow are driven by drive devices (not shown). The nozzles are from a Surrounding frame 3, which carries a plurality of cutting edges 4. The frame can also point in the direction of the The arrow indicating the direction of rotation of this frame is rotated by drive devices (not shown) will.

Die Figur zeigt die inneren Teile der Flüssigkeitspfeife, die natürlich in einem Gehäuse angeordnet sind, das den Rahmen 3 und die sich drehenden Düsen 2 umgibt. Das Gehäuse besitzt Endplatten und einen Auslaß an seiner Peripherie. Diese Anordnung ist in Fig. 3 dargestellt, wobei das Gehäuse mit dem Bezugszeichen 6 angedeutet wird. Eine Drosselklappe 7 ist vorgesehen, um den stromabwärtigen Druck zu verändern. Wie bei Pfeifen mit festen Düsen wird der Auslaß eingeengt, um zu verhindern, daß sich ein Vakuum nahe den Strahlen infolge deren hoher Geschwindigkeit ein-! stellt. Mit Ausnahme, daß der Auslaß sich an der Peripherie befindet und kein axialer Auslaß ist, kann die Ausbildung und die Dimensionierung der Auslaßöffnung dieselbe sein, wie bei Vorrichtungen mit festen Strahlen. Die erfindungsgemäßen Maß- j nahmen berühren diese Ausbildung insofern nicht, sondern beziehen sich auf die sich in dem Gehäuse bewegenden Teile. 1The figure shows the inner parts of the liquid pipe, which of course are arranged in a housing surrounding the frame 3 and the rotating nozzles 2. The housing has end plates and an outlet on its periphery. This arrangement is shown in Fig. 3, the housing is indicated by the reference number 6. A throttle valve 7 is provided to the downstream Change pressure. As with pipes with fixed nozzles, the outlet is narrowed to to prevent that a vacuum near the beams due to their high speed! represents. Except that the outlet is on the periphery and is not an axial outlet, the design and the dimensions of the outlet opening can be the same as in the case of devices with fixed rays. The measures according to the invention do not affect this training insofar as but refer to the parts moving in the housing. 1

Fig. 2 zeigt eine weitere Ausluhrungsform. Die' Düsen sind mit demselben Bezugszeichen wie in F i g. J bezeichnet. Sie befinden sich in einer rotierenden Scheibe. Die Blätter 4 sind auf einem festen Rotor 5 ähnlich wie in einer ummantelten Turbine angeordnet. Die Blätter sind natürlich so geneigt, jFig. 2 shows a further embodiment. The 'nozzles have the same reference numerals as in F i g. J denotes. You are in a rotating Disc. The blades 4 are on a fixed rotor 5 similar to a jacketed turbine arranged. The leaves are, of course, so inclined, j

daß die Düsenstrahlen auf die Kanten auftreffen. Der RotorS wird schnell gegen die Bewegung der Düsenstrahlen gedreht und erhöht die Geschwindigkeit, mit der die Düsenstrahlen auf die geneigten Blätter 4 auftreffen. Die Düsen sind drehbar darge-Stellt, jedoch können sie auch fest angeordnet sein, was eine etwas höhere Rotorgeschwindigkeit erfordert, um dieselbe Schallenergie zu erhalten. Mit fest angeordneten Düsen ist jedoch eine etwas vereinfachtere Konstruktion möglich. .that the nozzle jets hit the edges. The RotorS will quickly oppose the movement of the Jet jets rotated and increased the speed with which the jet jets hit the inclined Leaves 4 hit. The nozzles can be rotated, but they can also be fixed, which requires a slightly higher rotor speed to get the same sound energy. With firmly arranged nozzles, however, a somewhat more simplified construction is possible. .

In den Zeichnungen sind zwei typische Ausbildungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung largestellt. Die beste Form richtet sich nach den edürfnissen des besonderen flüssigen Mediums, das lehandelt werden soll. In jedem Fall wird die Dreheschwindigkeit so gewählt, daß die Frequenz der Stöße zwischen Strahl und Blatt ein Vielfaches der natürlichen Resonanzfrequenz des Blattes ist.The drawings show two typical forms of embodiment of the device according to the invention presented. The best shape depends on the needs of the particular liquid medium, the should be traded. In any case, the speed of rotation is chosen so that the frequency of the The impact between the jet and the blade is a multiple of the natural resonance frequency of the blade.

Claims

. Claim:

Liquid whistle with at least one liquid nozzle directing the liquid jet onto the cutting edge of at least one oscillating plate, characterized in that the nozzle and / or the oscillating plate is attached and aligned on a rotor or on one of two rotors rotating in opposite directions in such a way that the relative speed increases of the jet emerging from the nozzle orifice on the one hand and the oscillating plate around which this jet flows in its longitudinal direction on the other hand.

1 sheet of drawings