NL8101541A

NL8101541A - Inrichting voor het verstuiven van vloeistoffen.

Info

Publication number: NL8101541A
Application number: NL8101541A
Authority: NL
Original assignee: Battelle Institut E V
Priority date: 1980-04-12
Filing date: 1981-03-30
Publication date: 1981-11-02
Also published as: MX153295A; NL189237B; JPH0234665B2; FR2480143B1; IT1137450B; FR2480143A1; ATA163081A; US4402458A; GB2154472A; DK156211B; IT8121040A0; AR228751A1; SE8602126D0; CH653924A5; DK156211C; JPS56150447A; DK156081A; GR73063B; NL189237C; AT388513B

Description

' 1 ; - ι -

Inrichting voor het verstuiven van vloeistoffen.

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het verstuiven van vloeistoffen, in hoofdzaak bestaande uit een ultrasoon-opwekkingsstelsel en een met ultrasone frequenties trillende buigings-resonator 5 benevens inrichtingen voor de vloeistoftoevoer in de knoopgebieden van de buigings-resonator.

Bij de bekende ultrasone-capillairgolven- verstuivers vindt de verstuiving plaats door druppel- afsnoering uit een staand capillairgolvenrooster met 10 schaakbordachtig aangebrachte knoopeinden, welk rooster zich vormt op een dunne, door een trillend vast oppervlak opgewekte vloeistoffilm bij de vloeibaar/gasvormige fase- grens. De verstuiving vereist een van de frequentie en van verschillende vloeistofparameters afhankelijke 15 opwekkingsamplitude van het trillende vaste oppervlak en een geschikte dikte van de vloeistoffilm. Bij een te dunne Jiilm kunnen zich geen druppeltjes vormen en bij een te dikke film worden door demping in de vloeistof geen effektieve capillairgolven opgewekt.

20 Om de optimale specifieke verstuivingscapaciteit per oppervlakte-eenheid van enige liters per uur en 2 per cm bij laagviskeuze vloeistoffen te bereiken, moet de vloeistof continu zodanig op het verstuivingsoppervlak worden gebracht, dat een zo optimaal mogelijke filmdikte 25 in stand wordt gehouden op een zo groot mogelijk gebied van het trillende oppervlak.

Bij de gebruikelijke vloeistoftoevoer door een axiale boring van de ultrasone verstuiver kan dit slechts worden bereikt tot relatief kleine doorgevoerde 30 hoeveelheden beneden 5 liter/uur.Bij een dergelijke inwendige vloeistoftoevoer treden echter in het bijzonder bij grotere doorvoeren cavitatieverschijnselen op, die het druppel-spectrum op ontoelaatbare wijze verslechteren.

Dit effekt kan door een uitwendige vloeistoftoevoer via 35 een aantal buisjes worden uitgeschakeld. Een dergelijke uitvoeringsvorm kan bij grotere doorgevoerde hoeveelheden onder bepaalde omstandigheden oneconomisch en niet optimaal 8101541 * «V* - 2 - zijn. Hierbij komt, dat met de bekende inrichtingen, bijv. bij de vervaardiging van poeder, een scheiding volgens deeltjesgrootte niet kan plaatsvinden.

De onderhavige uitvinding heeft daarom tot doel 5 een inrichting te verschaffen, waarmee de nadelen van de bekende inrichtingen kunnen worden vermeden. De uitvinding moet een verstuiving mogelijk maken van een grotere vloeistofhoeveelheid per tijdseenheid met een optimaal rendement. De vloeistoftoevoer moet cavitatie-vrij plaats-10 vinden en het energieverbruik moet zo laag mogelijk zijn.

Gebleken is dat dit doel kan worden bereikt, wanneer de buigings-resonator ten minste één, ten opzichte van de hartlijn van het opwekkingsstelsel hellend vlak bezit en de lengte van het opwekkingsstelsel ongeveer 15 (2n+l)x/4 bedraagt, waarbij n=0 of een geheel getal.

Volgens een verdere uitvoeringsvorm is de buigings-resonator urtgevoerd in de vorm van een langwerpige, smalle strook met een aantal evenwijdige knooplijnen.

Hierbij behoeft de lengte van het opwekkingsstelsel niet 20 beslist (2η+1)λ/4, te bedragen maar kan ook ηλ/2 zijn.

Verdere gunstige uitvoeringsvormen van de inrichting volgens de uitvinding zijn mogelijk en in het nu volgende aangegeven.

De inrichting volgens de uitvinding bestaat uit 25 een gebruikelijke ultrasone amplitude-transformator en een daarmee mechanisch verbonden buigings-resonator met dezelfde resonantiefrequentie. De verbinding tussen de beide onderdelen kan zodanig zijn uitgevoerd, dat de buigings-resonator als een zelfstandige eenheid kan worden verwisseld. In het 30 eenvoudigste geval is de buigings-resonator een radiaal-symmetrische holle kegel of een langgerekte metaalstrook.

De buigings-trilling van de resonator wordt opgewekt door axiaal opwekkingsstelsel. Het opwekkingsstelsel is bij voorkeur een piëzo-elektrisch aangedreven trilorgaan, 35 dat kan zijn uitgevoerd als getrapte-transformator of met een kegelvormige, exponentiële of soortgelijke omtrek.

De axiale aandrijving kan echter ook gedeeltelijk worden omgezet in een torsiecomponent, waardoor bij een geschikte constructie eveneens een buigingstrilling van de lineaire 40 resonator plaatsvindt.

81 01 541 * 4 - 3 - »

De ultrasone verstuiver volgens de uitvinding kan in het bijzonder worden toegepast in lucht-bevochtigers bij klimaat-inrichtingen, oliebranders, als metaal-verstuiver voor het winnen van poeder uit een verstoven 5 smelt, als verstuiver voor oplossingen, suspensies en emulsies voor het winnen van poeder door verdamping van de vloeibare componenten. De inrichting kan ook worden toegepast in proceskamers bij een verlaagde of verhoogde gasdruk, bij lagere of hogere temperatuur en bij inerte 10 of reactieve gasatmosferen, zodat ten gevolge van de hoge bereikbare verwerkte hoeveelheid bij een minimaal energieverbruik veel technische toepassingen op industriële schaal denkbaar zijn. Bij de laatste toepassing wordt in het bijzonder een begassing of ontgassing van vloeistof-15 fen verkregen door diffusie. Hierbij kan door instelling van de helling van het verstuivingsoppervlak een lange bewegingsbaan van de vloeistofdeeltjes mogelijk worden gemaakt, zodat het totale volume van de behandelingsruimte optimaal kan worden gebruikt.

20 De door de uitvinding verkregen voordelen kunnen in hoofdzaak daarin worden gezien, dat grote vloeistof-hoeveelheden via een centrale toevoer onder optimale omstandigheden op het verstuivingsvlak kunnen worden gebracht. Verder wordt cavitatie op de toevoerplaatsen 25 vermeden, niettegenstaande een in het begin plaatselijk grote dikte van de vloeistoffilm.-Door de paraboolvormige vernevelingskarakteristiek neemt de afstand tussen de druppeltjes onderling voortdurend toe, waardoor de gewoonlijk aanwezige neiging van een dichte nevel tot 30 coagulatie sterk wordt verminderd. Door de toename van de bewegingsbaandiameter met het kwadraat van de druppel-diameter is een deeltjesseparatie mogelijk bij de poedervervaardiging. De schuine stand van het verstuivingsvlak veroorzaakt dat een bovenkritische demping van de 35 verstuiver-trilling wordt verhinderd. De overmaat vloeistof loopt over de rand van de verstuiver weg, zonder de werking daarvan nadelig te beïnvloeden.

Bij een geschikte lengte van de strookvormige buigings-resonator kunnen willekeurig brede vlakken gelijk-40 matig worden bestoven. Door een dubbelzijdige vloeistof- 8101541 > *· - 4 - toevoer is een verdubbeling van de doorvoer mogelijk.

Met een kegelvormige buigingsasverstuiver met een diameter van 50 mm kan bijv. bij een bedrijfsfreguentie van 20 kHz bij een hoogfrequente energie-opname van minder 5 dan 10 watt ongeveer 150 liter/uur water worden verstoven tot druppeltjes van ongeveer 40yum. Bij een groter kegel-oppervlak kan de doorvoer, die door vermindering van de vloeistoftoevoer zonder verandering van de druppeldiameter tot op nul kan worden gereduceerd, aanzienlijk worden vergroot. 10 Verder kan de inrichting volgens de onderhavige uitvinding zonder moeilijkheden worden gebruikt bij frequenties tot ongeveer 100 kHz. Dienovereenkomstig worden bij nagenoeg gelijke doorvoeren per oppervlakte-eenheid van enkele liter/uur en cm de gemiddelde druppeldiameters kleiner.

15 De uitvinding wordt nu nader toegelicht aan de hand van uitvoeringsvoorbeelden, weergegeven in de tekening.

In de tekening toont: fig. 1 een totaalaanzicht van een uitvoeringsvorm van de verstuiver volgens de uitvinding met een holle 20 kegel als buigings-resonator; fig. 2a en 2b een bovenaanzicht resp. langsdoorsnede van de kegelvormige buigings-resonator; fig. 3 een langsdoorsnede over de kegelvormige buigings-resonator met vertikale vloeistoftoevoer; 25 fig. 4 een uitvoeringsvorm met horizontale vloeistof toevoer; fig. 5a - 5e enkele uitvoeringsvormen voor de buigings-resonator; fig. 6 een verdere uitvoeringsvorm, waarbij de kegel-30 vormige buigings-resonator met het opwekkingsstelsel zodanig is verbonden, dat de totale lengte van het stelsel λ/4 bedraagt; fig. 7 een bevestigingsmogelijkheid van de in fig. 6 weergegeven inrichting; 35 fig. 8a en 8b enkele varianten van de vloeistof toevoer bij een inrichting met omgedraaide kegel; fig. 9 een lineaire opstelling van een aantal verstuivers met een omgekeerde holle kegel als buigings-resonator ; 40 fig. 10 een cascade-vormige verbinding van een 8101541 Λ 4 - 5 - aantal kegelvormige buigings-resonators met een gemeenschappelijk opwekkingsstelsel? fig. 11 een verstuiver met kegelvormige buigings-resonator met een axiale vloeistoftoevoer vanaf achteren? 5 fig* 12 een uitvoeringsvorm met verwarming en koeling, die geschikt is voor het verstuiven van metaal-smelten; fig. 13 een verstuiver volgens de uitvinding waarbij de buigings-resonator is uitgevoerd in de vorm van een smalle metaalstrook; 10 fig. 14a en 14b twee verdere uitvoeringsvormen, waarbij de buigings-trillingen van de resonator worden opgewekt door torsie? fig. 15 een cascade-vormige verbinding van een aantal in fig. 2a en 2b getoonde verstuivers? 15 fig. 16a - 16g enige mogelijkheden voor de vloeistof- toevoer? en fig. 17 een verdere mogelijkheid voor de vloeistof- toevoer.

Bij de in fig. 1 weergegeven uitvoeringsvorm bezit 20 de ultrasone-verstuiver een door middel van twee piëzo-keramische schijven 1 bekrachtigd koppel-trilorgaan 2, dat is uitgevoerd als een in het knooppunt 3 getrapte amplitude-transformator. Dergelijke trilorganen zijn bijv. beschreven in het Duitse Offenlegungsschrift 2.906.823.

25 De buigings-resonator 4 is bij dit voorbeeld uitgevoerd in de vorm van een rotatie-symmetrische holle kegel en bevindt zich bij het tegenover de trap 3 liggende einde van het slanke cilindrische deel 5 van het opwekkingsstelsel. Volgens de uitvinding kan de totale lengte van 30 een dergelijk opwekkingsstelsel (2η+1)λ/4 bedragen, waarbij n=0 of een ander geheel getal is. Bij de in fig. 1 weergegeven uitvoeringsvorm is de lengte 3λ/4, waarbij de afstand tussen de trap 3 en de punt van de buigings-resonator 4, dat wil zeggen de lengte van het cilindrische 35 smalle deel 5, gelijk is aan \/2, zodat zich in het gebied van de punt van de kegel een knoop bevindt. De afmetingen van de buigings-resonator 4, dat wil zeggen de dikte, de diameter en de kegelhoek, worden zodanig gekozen, dat bij de gewenste bedrijfsfrequentie buigings-resonanties 40 ontstaan met meer of minder veel knoop-stralen en/of 8101541 ' * Μ' - 6 - knoop-cirkels. Bij voorkeur wordt een eigen frequentie gekozen, waarbij de buigings-resonator 4 trilt met knoop-stralen en met een vanaf het midden, dat wil zeggen de kegelpunt, naar de omtrek toe toenemende amplitude, zodat 5 de op de kegelpunt gebrachte vloeistof zich naar het omtreksgebied toe kan uitbreiden in een afnemende filmdikte.

In fig. 2a zijn de knoop-stralen weergegeven in bovenaanzicht en fig. 2b maakt de buigings-trilling duidelijk van de holle kegelresonator 4.

10 Uit fig. 3 blijkt, dat de te vernevelen vloeistof 6 axiaal op de punt van de buigings-resonator 4 als een relatief dikke straal van boven af kan worden toegevoerd.

Daar zich in het gebied van de punt van de holle kegel 4 een knoop bevindt, worden daar geen capillairgolven opgewekt. 15 Ook kan geen trillings-cavitatie optreden, zoals dit het geval zou zijn bij de voor de verstuiving noodzakelijke amplitudes bij een grotere dikte van de vloeistoffilm.

De vloeistof loopt dientengevolge ongestoord over het kegeloppervlak naar beneden toe, waarbij de filmdikte, bij 20 toenemende afstand tot het midden van de kegel, afneemt onder een gelijktijdige toename van de amplitude van de verstuiver. Op deze wijze stelt zich automatisch een filmdikte in, die optimaal is voor de verstuiving. De verstuiving vindt dan op de gebruikelijke wijze plaats door 25 afsnoering van druppeltjes uit het capillairgolvenpatroon. Door de helling van het kegelvlak worden de druppeltjes axiaal symmetrisch weggeslingerd van de verstuiver, - waarbij ongeveer parabolische bewegingsbanen ontstaan, waarvan de afstand tot het midden ongeveer evenredig is met de 30 amplitude 1? van de kegel, met de dichtheid § van de verstoven vloeistof en met het kwadraat van de druppeldiameter d.

De gemiddelde druppeldiameter dm volgt op bekende wijze uit de capillairgolvenformule: __ j . λΚ _ \ 35 dm ^--V cT~2 m 4 v 9.fz waarin <o = oppervlaktespanning λΚ = capillairgolvenlengte f = frequentie.

8101541 - 7 -

Het druppelspectrum wordt beschreven door een relatief smalle logarithmische normaalverdeling.

Uit fig. 3 blijkt verder, dat de buigings-resonator 4 via een koppelingsdeel 7 wordt bevestigd aan het opwekkings-5 stelsel.

De vloeistoftoevoer kan volgens een variatie op de in fig. 3 weergegeven inrichting ook horizontaal plaatsvinden, zoals dit is weergegeven in fig. 4.

Bij een trilling van de buigings-resonator 4 met 10 een aantal knoop-cirkels zou het volgens de uitvinding ook noodzakelijk zijn, dat de vloeistoftoevoeren niet slechts centraal zijn gericht op de kegelpunt, maar ook in het gebied van de knoop-cirkels.

In de fig. 5a - 5e worden een aantal mogelijke 15 uitvoeringsvormen weergegeven van de buigings-resonator.

Van belang is dat ten minste ëën hellend ofwel gekromd verstuivingsoppervlak aanwezig is en dat de vloeistof in het gebied van een knoop ofw’el een knooplijn wordt toegevoerd. Bij de in fig. 5b weergegeven uitvoeringsvorm 20 kan de vloeistof langs de gehele snijlijn van de beide oppervlakken worden toegevoerd bijv. door een spieetvormige opening.

Fig. 6 toont een gedrongen uitvoeringsvorm van de in fig. 1 weergegeven verstuiver met een kegelvormige 25 buigings-resonator 4. In dit geval bedraagt de totale lengte van het opwekkingsstelsel λ/4 (n=0), zodat zich op de punt van de buigings-resonator 4 een knoop bevindt. Aan deze uitvoeringsvorm wordt de voorkeur gegeven, daar hij relatief eenvoudig kan worden verkregen door insteken in 30 het cilindrische opwekkingsstelsel. Om een afstraling van luchtgeluid op de achterzijde van de buigings-resonator 4 te vermijden, waardoor onnodig energie zou worden verbruikt, moet de breedte van de insteek, dat wil zeggen de afstand tussen het omtrekseinde van de kegel 4 en van het opwekkings-35 deel 2 ongeveer λ(lucht)/4 bedragen.

De in fig. 6 weergegeven uitvoeringsvorm kan op eenvoudige wijze worden bevestigd aan een vasthoudinrichting 8. Daartoe wordt, zoals weergegeven in fig. 7, de punt van de kegel voorzien van een boring waar doorheen een vast-40 houdelement 9, bijv. een pen, een buisje, draad of dergelijke 81 01 541 - 8 - is geleid. De vloeistoftoevoer 10 kan in dit geval het vasthoudelement 9 concentrisch omgeven. Ook andere variaties van de verstuiver volgens de uitvinding kunnen op analoge wijze worden vastgezet. De vaste ondersteuning 5 8 kan ook een vloeistofleiding zijn, van waaruit de vloei stof door het kanaal 10 aan het gebied van de kegelpunt kan worden toegevoerd.

Bij de in fig. 8a resp. 8b getoonde inrichting wordt een kegelvormige buigings-resonator 4 met de punt 10 ofwel met het aankoppeldeel 7 bevestigd aan het opwekkingsstelsel 2, zodat deze aankoppeling een omkering van de hierboven beschreven uitvoeringsvormen weergeeft. De vloeistoftoevoer vindt volgens fig. 8a plaats via een ringvormig mondstuk 11, dat is aangebracht om het aan-15 koppeldeel 7 van de buigings-resonator heen, dat wil zeggen in de overgangszone tussen de buigings-resonator 4 en het opwekkingsstelsel 2. De vloeistof kan echter ook op een willekeurige andere wijze worden toegevoerd aan het gebied van de knoop,' bijv. door een axiale boring 12 20 in het opwekkingsstelsel met zijdelingse uittree-openingen bij de kegelmantel, dat wil zeggen in de overgangszone naar de buigings-resonator 4 toe, zoals dit is weergegeven in fig. 8b.

Fig. 9 toont hoe een aantal van de in fig. 8a 25 en 8b weergegeven verstuivers kunnen worden bevestigd aan een gemeenschappelijke vloeistoftoevoerleiding. Andere manieren van opstellingen, bijv. cirkelvormig, zijn eveneens mogelijk. Een dergelijke uitvoeringsvorm is bijzonder geschikt voor grote vloeistofdoorvoeren.

30 De buigings-resonators kunnen echter ook cascade vormig met elkaar zijn verbonden en gemeenschappelijk in trilling worden gebracht. Deze uitvoeringsvorm is in fig. 10 schematisch weergegeven. De cascade-elementen bestaan uit kegelvormige buigings-resonators 4 met dezelfde afmetingen 35 en uit hetzelfde materiaal en voorzien van aankoppeldelen 14. De totale lengte van een cascade-element bedraagt X/2 en de verbinding tussen de cascade-elementen vindt telkens plaats in de golftoppen, bijv. door schroeven 15.

De afzonderlijke cascade-elementen kunnen ook door solderen 40 aan elkaar worden vastgezet of door middel van een andere 81 01 541 - 9 - geschikte maatregel. Een verdere variant bestaat in het vervaardigen van de cascade uit ëën stuk. Het gemeenschappelijke (niet weergegeven) opwekkingsstelsel voor de cascade-elementen kan zich zowel boven alsook onder de cascade 5 bevinden. De vloeistoftoevoer kan op de reeds boven beschreven wijze plaatsvinden. Hierbij worden de aankoppel-delen 14 in de overgangszone naar de kegelpunt toe voorzien van een ringvormige buis 16, die vloeistofuittree-openingen bezit.

10 De in fig. 11 weergegeven λ/4-uitvoering met kegel vormige buigings-resonator, die in fig. 6 nader werd beschreven, is vanwege de wijze van vloeistoftoevoer in het bijzonder geschikt voor toepassing bij oliebranders.

Het opwekkingsstelsel 2 bezit een axiale boring 17 tot 15 aan de punt van de resonator 4. Door deze boring 17 wordt een op resonantie afgestemd buisje 18 geleid, dat in het knoopgebied vast aan het stelsel wordt vastgezet, bijv. door schroefdraad 19. De opening bij de punt van de resonator is iets afgerond voor het verkrijgen van een 20 optimale verdeling van de vloeistof over het kegeloppervlak welke vloeistof door het buisje 18 wordt gevoerd en bij de punt naar buiten toe treedt.

Fig. 12 toont een uitvoeringsvorm waarbij de buigings-resonator 4 wordt verwarmd en de temperatuur-25 gevoelige delen van het opwekkingsstelsel 2 worden gekoeld.

De verwarming vindt bijv. plaats door middel van een inductiespoel 20, waar doorheen de metaalsmelt 21 wordt gevoerd. De koeling wordt £ot stand gebracht tussen twee naast elkaar liggende knoopgebieden van het slanke 30 deel 5. Hierdoor kan dit gebied bijv. concentrisch zijn voorzien van een vloeistof- of gaskoeling 22. Het koel-traject 22 wordt bij voorkeur aangebracht bij het onderste deel van het slanke deel 5. Het koeltraject 22 en het opwekkingsstelsel 2 kunnen verder zijn voorzien van een 35 ommanteling 23, waardoor elke nadelige beïnvloeding door oververhitting is uitgesloten.

Fig. 13 toont een verstuiver volgens de uitvinding waarbij de buigings-resonator is uitgevoerd in de vorm van een lange dunne metaalstrook 24. De strook 24 wordt 40 in een golftop verbonden met het opwekkingsstelsel 2, 3.

81 01 541 - 10 -

De verstuivingsvlakken van de strook 24 staan haaks ten . opzichte van de hartlijn van het opwekkingsstelsel 2, 3. Door variatie van de asrichting van het opwekkingsstelsel, welke bij de weergegeven uitvoeringsvorm horizontaal loopt, 5 kan een willekeurige helling worden ingesteld van de oppervlaktenormaal van de strook 24 en daardoor van de verstuivingsrichting. Een dergelijke strook voert bij axiale aandrijving buigingstrillingen uit, waarbij de knooplijnen op het verstuivingsvlak evenwijdig met elkaar 10 en haaks op de aandrijvingsas lopen. De vloeistoftoevoer kan plaatsvinden via een toevoerleiding 25, die in het gebied van de knooplijnen aan beide zijden is voorzien van toevoerbuisjes 26. De vloeistoftoevoer kan ook eenzijdig zijn of er kan ook aan slechts enkele knoop-15 lijnen vloeistof worden toegevoerd. De langs de knooplijnen stromende vloeistof strekt zich zijdelings ten opzichte van de knooplijn uit naar de golftop toe met een geringer worden filmdikte en wordt verneveld.

In plaats van een axiale aandrijving kan de 20 buigingstrilling van de resonator ook worden verkregen door middel, van een tors ie-aandr ij ving. Een dergelijke uitvoeringsvorm is weergegeven in de fig. 14a en 14b,

Een eveneens langwerpige smalle strook 24 is met het aandrijfstelsel 2 verbonden via een spiraalelement 27.

25 Daarbij is de oppervlaktenormaal van de strook 24 haaks gericht ten opzichte van de hartlijn· van het opwekkingsstelsel 2. In het algemeen is het voor een torsie-aan-drijving voldoende, dat het smalle cilindrische deel van het opwekkingsstelsel slechts gedeeltelijk is 30 voorzien van een spiraalelement. De verstuivingsrichting loopt horizontaal ten opzichte van de hartlijn van het opwekkingsstelsel, zodat bij de verneveling geen nadelige beïnvloeding van het opwekkingsstelsel optreedt. De vloeistoftoevoer kan bij deze uitvoeringsvorm op analoge 35 wijze plaatsvinden als bij de in fig. 13 weergegeven lineaire verstuiver. Verdere mogelijkheden worden nog aan de hand van de fig. 16 en 17 toegelicht.

Fig. 15 toont een cascade-vormige opstelling van lineaire buigings-resonators 24. De afzonderlijke 40 cascade-elementen met de lengte λ/2 (in asrichting), 8101541 - 11 - bestaande uit een buigingsresonator 24 en spiraalvormige aankoppeldelen 28, worden aan elkaar'bevestigd in de torsie-golftoppen. Het voor alle elementen gemeenschappelijke axiale opwekkingsstelsel (niet weergegeven) kan 5 zich boven of onder de cascade bevinden. In het algemeen is het niet noodzakelijk,dat elke sectie van de cascade spiraalelementen bevat. Een cascadevormige opstelling is ook mogelijk bij de in fig. 13 weergegeven uitvoeringsvorm, waarbij echter geen torsie-opwekking plaatsvindt, 10 zodat spiraalelementen niet noodzakelijk zijn. Volgens een verdere uitvoeringsvorm kunnen de in de cascade aangebrachte buigingsstroken onderling een verschillende hoekstand ten opzichte van elkaar innemen.

Volgens fig. 16a kan de strook 24 aan beide zijden 15 langs de knooplijn worden voorzien van vloeistof via aftakkingen 29 uit toevoerleidingen 30. Ook zou dit mogelijk zijn vanuit een vloeistofreservoir 31 met geschikte openingen 32, zoals dit schematisch is weergegeven in de fig. 16b en 16c.

20 In gevallen dat verstoppingsgevaar van de vloeistof- buis aanwezig is, is een halfcilindrische houder 33 geschikt met passende openingen ofwel hulpelementen 34 voor de vloeistoftoevoer, welke openingen zijn aangebracht in het gebied van de knopen op de afstand van λ/2. Deze 25 uitvoeringsvormen zijn weergegeven in de fig. 16d en 16e.

Bij de in fig. 16f weergegeven uitvoeringsvorm wordt de strookvormige buigings-resonator 24 direkt gebracht in de opening van een toevoerleiding 35. De vloeistof verdeelt zich daarbij uitgaande van de knoop 30 over de verstuivingsoppervlakken. Bij het in fig. 16g weergegeven type wordt vanuit het reservoir 35 tijdens de buigingstrilling de vloeistof langs de knooplijn omhoog gezogen. In dit geval kunnen de uittree-openingen voor de vloeistof relatief groot zijn, zodat geen gevaar van 35 verstopping aanwezig is bijv. door verontreinigingen, of dat het gevaar van een ongelijkmatig weglopen van de vloeistof aanwezig is, bijv. bij een kleine doorgevoerde hoeveelheid.

Een verdere wijze van vloeistoftoevoer voor 40 strookvormige resonators is weergegeven in fig. 17.

8101541 - 12 -

Hierbij is de buigings-resonator 24 met de onderrand in de knopen ondergedompeld in een vloeistofreservoir 36. Hiertoe is bi j deze uitvoeringsvorm de onderrand van de resonator 24 voorzien van tanden 36 op afstanden λ/2.

5 De vloeistof wordt dan door een akoestisch pompeffekt op het verstuivingsoppervlak gebracht. In plaats van tanden kunnen ook alle geschikte vormen van uitsteeksels worden toegepast. Het effekt komt overeen met dat bij een eenvoudig "puntkontakt" met de vloeistof volgens 10 fig. 16g.

- conclusies - 8101541

Claims

1. Inrichting voor het verstuiven van vloeistoffen in hoofdzaak bestaande uit een ultrasoon-opwekkingsstelsel en een met ultrasone frequenties trillende buigings-resonator, benevens inrichtingen voor de vloeistoftoevoer 5 in het knoopgebied van de buigings-resonator, met het kenmerk, dat de buigings-resonator (4) ten minste één, ten opzichte van de hartlijn van het opwekkings-stelsel hellend vlak bezit en de lengte van het opwekkings-stelsel ongeveer (2n+l) λ/2 bedraagt, waarbij n=0 of 10 een geheel getal is.

2. -Inrichting volgens conclusie 1, m e t het k e nme rk, dat de buigings-resonator (4) is uitgevoerd in de vorm van een holle kegel.

3. Inrichting volgens conclusie 2,methet 15 kenmerk, dat de lengte van het opwekkingsstelsel (2) λ/4 bedraagt en dat de buigingsresonator (4) door een smalle insteek in het cilindrische dikkere deel van het opwekkingsstelsel is gevormd.

4. Inrichting volgens conclusie 3, m e t het 20. e n m e r k, dat de breedte van de insteek (2n+l) *lucht/4 bedraagt, waarbij n=0 of een geheel getal aangeeft.

5. Inrichting volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat de buigings-resonator is uitgevoerd in de vorm van een holle pyramide.

6. Inrichting volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat de buigings-resonator (2) onder een hoek ten opzichte van elkaar staande vlakken bezit en dat de vloeistof kan worden toegevoerd langs de snijlijn van deze vlakken.

7. Inrichting volgens éên der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat voor het verstuiven van smelten een verwarming (20) aanwezig is voor de 8101541 - 14 - buigings-resonator (4) zoals in de vorm van een inductie-spoel en dat tussen twee naast elkaar gelegen knoopgebieden van het cilindrische, slanke deel (5) van het axiale opwekkingsstelsel (1,2,5) een koeltraject (22) is aangebracht.

8. Inrichting volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de te verstuiven vloeistof axiaal in een straal (6) kan worden tóegevoerd aan de punt van de buigingsresonator (4).

9. Inrichting volgens één der conclusies 1 - 7, m e t 10 het kenmerk, dat voor de vloeistoftoevoer het opwekkingsstelsel (2) een axiale boring (17) bezit, waar doorheen een op resonantie afgestemd buisje (18) is geleid en in het knoopgebied aan de buigings-resonator (4) is bevestigd en dat de punt van de buigings-resonator in 15 het gebied van de opening is afgerond.

10. Inrichting volgens één der conclusies 1 - 8, m e t het k e-.ii m e r k, dat de punt van de buigings-resonator (4) is voorzien van een boring en door middel van een vasthoudelement (9) vastgezet kan worden en dat de vloeistof- 20 toevoer (10) het vasthoudelement (9) concentrisch omgeeft.

11. Inrichting volgens één der conclusies 1 - 7, m e t het kenmerk, dat het cilindrische, slanke deel (5) van het opwekkingsstelsel van buiten af op de punt van de buigings-resonator (4) zit.

12. Inrichting volgens conclusie 10, m e t het k en m e rk, dat voor de vloeistoftoevoer het opwekkingsstelsel (2,5,7) een axiale boring (12) bezit, die in de overgangszone naar de buigings-resonator (4) toe is voorzien van vloeistofuittree-openingen.

13. Inrichting volgens conclusie 11, m e t het kenmerk, dat voor de vloeistoftoevoer in de overgangszone tussen de buigings-resonator (4) en het opwekkingsstelsel (2,7) een ringvormige buis (11) is aangebracht, die een aantal vloeistofuittree-openingen bezit. 81 01 541 t - 15 -

14. Inrichting voor het verstuiven van vloeistoffen in hoofdzaak bestaande uit een ultrasoon opwekkingsstelsel en een met ultrasone frequenties trillende buigings-resonator benevens inrichtingen voor de vloeistoftoevoer 5 in de knoopgebieden van de buigings-resonator, met het kenmerk, dat de buigings-resonator is uitgevoerd in de vorm van een langwerpige, smalle strook (24) met een aantal evenwijdige knooplijnen.

15. Inrichting volgens conclusie 14, m e t het 10 kenmerk, dat door wijziging van de asrichting van het opwekkingsstelsel (2,5) een willekeurige helling van de oppervlatètenormaal van de buigings-resonator (24) en daardoor van de verstuivingsrichting instelbaar is.

16. Inrichting volgens conclusie 14,met het 15 kenmerk, dat de oppervlaktenormaal van de buigings-resonator (24) en daardoor de verstuivingsrichting haaks op de hartlijn van het opwekkingsstelsel staat en dat het slanke cilindrische deel van het opwekkingsstelsel ten minste gedeeltelijk is uitgevoerd als spiraal (27), 20 zodat de axiale trilling van het opwekkingsstelsel wordt omgezet in een torsiecomponent.

17. Inrichting volgens ëên der conclusies 14 - 16, m e t het kenmerk, dat aan beide zijden van de buigings-resonator (24) vloeistoffcoevoeren (30,31,32,33,34,35) 25 naar de knooplijnen zijn aangebracht.

18. Inrichting volgens ëên der conclusies 14 - 16, m e t het kenmerk, dat een kant van de buigings-resonator (24) in het gebied van de knopen uitsteeksels (37) bezit, die in een vloeistofreservoir (36) zijn 30 gedompeld, zodat door een akoestisch pompeffekt de vloeistof ter verstuiving wordt getransporteerd naar de buigings-resonatoroppervlakken (24).

19. Inrichting volgens ëên der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat een aantal verstuivers 35 zijn bevestigd aan een gemeenschappelijke vloeistoftoevoer- 8101541 - 16 - * leiding (13), bijvoorbeeld in lineaire of cirkelvormige opstelling.

20. Inrichting volgens ëên der conclusies 1 - 18, m e t het kenmerk, dat een aantal overeenkomstige 5 buigings-resonators (4,24) met een gemeenschappelijk opwekkingsstelsel cascadevormig met elkaar zijn verbonden en dat .de koppeling van de cascade-elementen plaatsvindt in de golftoppen ofwel de torsiegolftoppen.

21. Inrichting volgens conclusie 20, met het lOkenmerk, dat elke sectie van de cascade spiraal- elemente n(28) bez it.

22. Inrichting volgens conclusie 5.of 6,met het kenmerk, dat de in de cascade aanwezige resonators (24) in verschillende hoekstanden ten opzichte van elkaar 15 zijn aangebracht.

23. Inrichting als beschreven en/of weergegeven in de tekening. 81015 41