<Desc/Clms Page number 1>
PROCEDE DE TRAITEMENTDE CORPS PAROLES ULTRASONS.
La présente invention a pour objet un procédé de traitement de corps par les ultrasons.
Elle est basée sur la constatation faite par la demanderesse que l'application d'énergie ultrasonique simultanément avec l'énergie élec- trique donne des résultats particuliers dans le traitement de diverses ma- tières, notamment là où il s'agit de destruction ou de dispersion d'une pha- 'se de matière contenue dans l'autre et l'invention consiste en ordre princi- pal dans le traitement simultané de la matière par ces deux formes d'éner- gie.
Le passage d'énergie électrique par les matières peut se faire par action électrostatique, électrolytique, inductive ou magnétique, ou par action purement thermique et provoque l'abaissement d'énergie de'rup- ture et plus particulièrement l'abaissement de la tension superficielle ou de la viscosité du corps ou du mélange de plusieurs corps.
La méthode vise tout traitement de matières où la rupture, la division, la destruction, la séparation ou la dispersion structurelle a un effet sur les propriétés ou le comportement de la matière à traiter.
C'est ainsi que l'on peut obtenir des résultats favorables de dispersion de structure cristalline de pénicilline procaine cristallisée sous l'action des ultrasons et de l'énergie électrique. Cette application peut s'étendre à des corps liquides, solides ou des mélanges de deux ou de plusieurs corps liquides ou solides à l'état de fusion, de cristallisation, ou de recristallisation, y compris les métaux et leurs alliages.
L'état de destruction, de rupture ou de dispersion peut s'éten- dre sur toutes matières chimiques y compris les métaux ainsi que sur toutes matières organiques y comprises les matières suivantes.
<Desc/Clms Page number 2>
De ce fait, la méthode s'étend aussi à la stérilisation par la destruction des organismes vivants quelconques et plus particulièrement des bacilles, des plantes ou leurs spores ou germes contenus dans les matières quelconques à traiter.
L'invention a également comme but de procurer :
1) une méthode particulière de conjonction simultanée de l'ac- tion Ultrasonique avec l'action électrique,
2) des dispositifs assurant l'emploi rationnel et simultané d'é- nergie Ultrasonique et électrique en donnant un rendement particulièrement efficace du traitement.
Elle porte aussi sur des modes d'introduction ou de passage de la matière dans l'espace où elle est soumise à l'action simultanée des deux énergies.
Afin de bien faire comprendre l'invention, on en décrira ci-a- près différentes-formesde réalisation en se référant aux dessins annexés.
Dans la réalisation suivant la figure 1, outre les dispositifs de production d'énergie ultrasonique comprenant l'élément vibratoire 1, une électrode extérieure 2 et une électrode d'alimentation 3 et la matière à traiter 5, on prévoit une électrode supplémentaire 4 en matière appropriée de sorte que le courant électrique peut traverser la matière à traiter, tan- dis que simultanément celle-ci est soumise à l'action ultrasonique.
Le courant de, haute fréquence destiné à l'alimentation du quartz 1 est amené aux bornes 8 et 9; aux bornes 6 et 7 sont amenés les courants, soit continus, soit alternatifs, soit de haute fréquence appropriée pour la matière à traiter et agissant sur cette matière en rendant plus efficace l'action destructive ou dispersive de l'Ultrason.
Ce dispositif convient particulièrement pour la stérilisation par ultrasons ou l'électrocution par haute fréquence.
A la figure 2, l'électrode 4 n'a pas de contact direct avec la matière à traiter; les courants amenés à cette électrode par les bornes 6 et 7 au lieu de traverser la matière créent un champ électrostatique constant ou variable ou à haute fréquence agissant sur la matière à traiter simulta- nément avec l'action de l'ultrason.
Ce dispositif est particulièrement approprié pour assurer la division, la dispersion ou l'émulgation d'une phase de produits renfermés dans une autre.
Dans le cas de la figure 3, les courants amenés aux bornes 6 et 7 traversent une self d'induction 11 en créant ainsi un champ inductif dans lequel se trouve la matière à traiter 5 soumise à l'action d'Ultrasons.
Ce champ inductif peut suivant l'invention être constant, va- riable ou bien de haute fréquence et présenter la particularité d'avoir une action propre sur la matière à traiter en rendant plus efficace l'action destructive ou dispersive de l'Ultrason.
Cette disposition est particulièrement adaptée pour le traite- ment des matières solides et liquides se caractérisant par des propriétés dia ou paramagnétiques pouvant etre influencées par des champs appropriés de haute fréquence en vue de la stérilisation ou de la destruction quelcon- que d'une phase de matières renfermées dans l'autre.
A la figure 4, les courants amenés aux bornes 6 et 7 traversent une bobine 12 à noyau magnétique 13 reposant sur la matière et formant un champ magnétique agissant sur cette dernière.
Cette disposition convient particulièrement pour le traitement de métaux ou de leurs alliages ou de compositions quelconques à base de ma- tières pour lesquelles l'action simultanée d'Ultrasons avec le champ magné- tique peut agir sur la dispersion, la séparation ou l'orientation des struc- tures et plus particulièrement des structures de métaux ou de leurs alliages
<Desc/Clms Page number 3>
à un état de cristallisation ou de recristallisation.
Pour la mise en application de l'invention, il peut être fait usage avantageusement de l'appareillage décrit et mis sous protection par la demande de brevet belge No 394.209 du 28 juillet 1951 dans laquelle (fig.
5) le quartz 1 ou tout autre élément vibratoire piézoélectrique avec élec- trode externe 21 est placé dans une chambre 14 dans laquelle le vide peut avoir été fait ou qui peut être remplie d'air ou d'un gaz tandis que l'élec- trode interne 31 se trouve dans une chambre 16 séparée de façon hermétique de la chambre 14 par une membrane 15 de mince épaisseur en matière isolante.
La chambre 16 peut être remplie avec de l'huile, de la résine ou une matiè- re isolante appropriée quelconque.
De cette façon, les surfaces intérieures du quartz 1 n'ayant aucun contact mécanique avec l'électrode 31, ni avec la matière isolante 16 solide ou liquide ne sont pas du tout amorties. De plus l'électrode in- térieure 31 est entourée par une ambiance ayant de parfaites propriétés d'isolation .
Comme le montre la figure 5, les conducteurs d'amenée 61 et 71 des courants agissant sur la matière à traiter 5 peuvent avantageusement être raccordées à des électrodes 17-18 plongeant dans la matière à traiter et ces courants peuvent traverser le champ d'action ultrasonique d'une ma- nière entièrement indépendante.
La figure 6 représente une forme d'exécution particulière dans laquelle la chambre à vide 14 est utilisée pour l'action propre sur la ma- tière à traiter. La matière à traiter introduite par le tube 20 et évacuée par le tube 21 passe par cette chambre et est soumise à l'action.simultanée des Ultrasons provoquée par le quartz 1 et du champ à haute fréquence irra- dié. par l'électrode 31.
La figure 7 représente le même mode d'utilisation de deux champs simultanés avec la différence que la matière à traiter est guidée par des chicanes 22 par exemple en forme de spirale en obligeant ainsi la matière à effectuer un parcours allongé; le champ d'action ultrasonique est maximum soit à l'entrée de la matière, soit à sa' sortie.
L'entrée de la matière peut se faire en 23 et la sortie en 24 inversement mais l'entrée peut également se faire en 24 et la sortie en 23.
On peut également remplacer le tube 23 par deux tubes amenant des liquides différents devant être mélangés,
La figure 8 est un graphique montrant l'intensité d'Ultrasons en fonction de l'éloignement du centre. D'après ce graphique, on pourra dé- cider si l'entrée de la matière doit se faire en 23 ou en 24 (fig. 7).
La figure 9 montre comment on peut obtenir une application si- multanée de plusieurs actions électriques avec l'action de l'Ultrason. En- tre les bornes 6 et 7, on amène par exemple l'énergie électrique constante -ou variable passant par le self 11 et créant dans le produit à traiter 5 le champ inductif ou magnétique. Entre les bornes 8 et 9 on amène l'énergie d'alimentation du quartz 1 agissant par les électrodes 31 et 26 et traversant par conséquent la matière à traiter. L'énergie électrique peut être amenée indépendamment du courant d'alimentation du quartz également à une ou plu- sieurs électrodes 27 agissant favorablement sur la matière à traiter con- jointement avec l'action ultrasonique et inductive.
La figure 10 représente une forme de réalisation dans laquelle, tout comme à la figure 3, une action inductive est exercée par une self 11 sur la matière à traiter qui est également sous l'action d'ultrasons, ces derniers étant produits par l'appareillage représenté à la figure 5. la figure 11 représente la même action mais l'énergie électri- que traversant le self d'induction 11 alimente en même temps le quartz 1 par les électrodes 21-31 à partir des bornes 61 et 71.
<Desc/Clms Page number 4>
La figure 12 représente l'action magnétique ét en même temps magnéto-strictive d'une self 30 traversée par le courant continu et de hau- te fréquence amené aux bornes 6 et 7. Le noyau de la' self est formé par la matière magnéto-strictive mise sous forme de cylindre 31 et présentant la particularité de servir au passage de la matière à traiter introduite par le conduit 32 et évacuée par le tuyau 33.
La matière à traiter se trouve ainsi sous l'action simultanée de l'énergie ultrasonique créée par les propriétés magnéto-strictives de la matière et de l'énergie magnétique créée par le self 30.
La figure 13 représente une disposition du même genre dans la- quelle la matière vibratoire (par exemple une tôle de nickel) forme une spirale 34 et dans laquelle le parcours durant lequel la matière à traiter est soumise à l'action simultanée des Ultrasons et du champ magnétique est allongé.
La figure 14 représente l'action magnétique provoquée par le passage du courant amené aux bornes 6 et 7 dans une self 30 agissant sur un noyau 35 cette action étant combinée avec celle du courant électrique traversant la matière à traiter 5 et amené aux bornes 36-37. Cette matière est soumise en outre à l'action d'ultrasons obtenus par le quartz (courant amené aux bornes 8 et 9).
La figure 15 représente les mêmes particularités avec la dif- férence que le courant amené aux bornes 8 et 9 ne traverse pas la matière à traiter mais crée dans l'espace 14 rempli avec la matière à traiter un champ électrostatique d'une haute fréquence. Le noyau 35 irradie le champ magnétique dans le même espace 14 par le passage du courant entre les bor- nes 6 et 7 de la self 30 et remplit en même temps la fonction d'électrode interne alimentant le quartz 1 en haute fréquence. La matière à traiter introduite par le tuyau 38 et sortant par le tuyau 39 se trouve ainsi sous l'action simultanée du champ électro-magnétique, du champ électrostatique entre 21 et 35 et des Ultrasons (quartz 1). Les dispositifscaractérisant la présente invention peuvent être appliqués séparément ou en combinaison.
REVENDICATIONS.
1.- Procédé de traitement de corps par les ultrasons caracté- risé par une application simultanée d'énergie ultrasonique et d'énergie é- lectrique.
<Desc / Clms Page number 1>
ULTRASOUND SPEECH BODY TREATMENT PROCESS.
The present invention relates to a method for treating bodies with ultrasound.
It is based on the observation made by the applicant that the application of ultrasonic energy simultaneously with electric energy gives particular results in the treatment of various materials, in particular where it is a question of destruction or destruction. dispersion of one phase of matter contained in the other and the invention consists in principle in the simultaneous treatment of matter with these two forms of energy.
The passage of electrical energy through the materials can be effected by electrostatic, electrolytic, inductive or magnetic action, or by purely thermal action and causes the lowering of energy of break and more particularly the lowering of the surface tension. or the viscosity of the body or the mixture of several bodies.
The method is aimed at any treatment of materials where rupture, division, destruction, separation or structural dispersion has an effect on the properties or behavior of the material to be treated.
Thus, favorable results can be obtained of dispersing crystalline structure of procaine penicillin crystallized under the action of ultrasound and electric energy. This application can extend to liquid or solid bodies or mixtures of two or more liquid or solid bodies in the state of fusion, crystallization or recrystallization, including metals and their alloys.
The state of destruction, rupture or dispersion may extend to all chemical materials including metals as well as to all organic materials including the following materials.
<Desc / Clms Page number 2>
As a result, the method also extends to sterilization by destroying any living organisms and more particularly bacilli, plants or their spores or germs contained in any materials to be treated.
The invention also aims to provide:
1) a particular method of simultaneous conjunction of the ultrasonic action with the electric action,
2) devices ensuring the rational and simultaneous use of ultrasonic and electrical energy, giving a particularly efficient performance of the treatment.
It also relates to modes of introduction or passage of matter in space where it is subjected to the simultaneous action of two energies.
In order to make the invention clearly understood, various embodiments thereof will be described below with reference to the accompanying drawings.
In the embodiment according to FIG. 1, in addition to the devices for producing ultrasonic energy comprising the vibratory element 1, an external electrode 2 and a supply electrode 3 and the material to be treated 5, an additional electrode 4 of material is provided. suitable so that the electric current can pass through the material to be treated, while simultaneously the latter is subjected to the ultrasonic action.
The high frequency current intended for supplying the quartz 1 is supplied to terminals 8 and 9; to terminals 6 and 7 are fed the currents, either direct or alternating, or of high frequency appropriate for the material to be treated and acting on this material by making the destructive or dispersive action of the ultrasound more effective.
This device is particularly suitable for ultrasonic sterilization or high frequency electrocution.
In Figure 2, the electrode 4 has no direct contact with the material to be treated; the currents brought to this electrode by terminals 6 and 7 instead of passing through the material create a constant or variable or high frequency electrostatic field acting on the material to be treated simultaneously with the action of ultrasound.
This device is particularly suitable for ensuring the division, dispersion or emulgation of one phase of products contained in another.
In the case of FIG. 3, the currents supplied to terminals 6 and 7 pass through an induction coil 11, thus creating an inductive field in which there is the material to be treated 5 subjected to the action of ultrasound.
This inductive field can according to the invention be constant, variable or else of high frequency and have the particularity of having a specific action on the material to be treated by making the destructive or dispersive action of the ultrasound more effective.
This arrangement is particularly suitable for the treatment of solids and liquids characterized by dia or paramagnetic properties which can be influenced by suitable high frequency fields with a view to sterilization or to the destruction of any one phase. contents enclosed in the other.
In FIG. 4, the currents supplied to terminals 6 and 7 pass through a coil 12 with a magnetic core 13 resting on the material and forming a magnetic field acting on the latter.
This arrangement is particularly suitable for the treatment of metals or of their alloys or of any compositions based on materials for which the simultaneous action of ultrasound with the magnetic field can act on the dispersion, separation or orientation. structures and more particularly structures of metals or their alloys
<Desc / Clms Page number 3>
in a state of crystallization or recrystallization.
For the implementation of the invention, use can advantageously be made of the apparatus described and placed under protection by Belgian patent application No 394.209 of July 28, 1951 in which (fig.
5) the quartz 1 or other piezoelectric vibratory element with external electrode 21 is placed in a chamber 14 in which a vacuum may have been created or which may be filled with air or gas while the electricity is being used. internal trode 31 is located in a chamber 16 hermetically separated from the chamber 14 by a membrane 15 of thin thickness of insulating material.
Chamber 16 can be filled with oil, resin or any suitable insulating material.
In this way, the interior surfaces of the quartz 1 having no mechanical contact with the electrode 31, nor with the solid or liquid insulating material 16 are not damped at all. In addition, the inner electrode 31 is surrounded by an environment having perfect insulating properties.
As shown in Figure 5, the supply conductors 61 and 71 of the currents acting on the material to be treated 5 can advantageously be connected to electrodes 17-18 immersed in the material to be treated and these currents can cross the field of action. ultrasonic in a completely independent way.
FIG. 6 represents a particular embodiment in which the vacuum chamber 14 is used for the proper action on the material to be treated. The material to be treated introduced through tube 20 and discharged through tube 21 passes through this chamber and is subjected to the simultaneous action of ultrasound caused by quartz 1 and of the irradiated high frequency field. by electrode 31.
FIG. 7 represents the same mode of use of two simultaneous fields with the difference that the material to be treated is guided by baffles 22, for example in the form of a spiral, thus forcing the material to take an elongated path; the ultrasonic field of action is maximum either at the entry of the material or at its exit.
The entry of the material can be done at 23 and the exit at 24 inversely but the entry can also be done at 24 and the exit at 23.
It is also possible to replace the tube 23 by two tubes supplying different liquids to be mixed,
Figure 8 is a graph showing the intensity of ultrasound as a function of distance from the center. From this graph, it is possible to decide whether the entry of the material should be done at 23 or 24 (fig. 7).
Figure 9 shows how we can obtain a simultaneous application of several electrical actions with the action of ultrasound. Between terminals 6 and 7, the constant or variable electrical energy, for example, passing through the coil 11 and creating the inductive or magnetic field in the product 5 to be treated. Between terminals 8 and 9 is brought in the power supply of quartz 1 acting through electrodes 31 and 26 and consequently passing through the material to be treated. The electric energy can be supplied independently of the quartz feed current also to one or more electrodes 27 acting favorably on the material to be treated together with the ultrasonic and inductive action.
FIG. 10 represents an embodiment in which, just as in FIG. 3, an inductive action is exerted by a choke 11 on the material to be treated which is also under the action of ultrasound, the latter being produced by the apparatus shown in FIG. 5. FIG. 11 represents the same action but the electric energy passing through the induction coil 11 simultaneously supplies the quartz 1 via the electrodes 21-31 from the terminals 61 and 71.
<Desc / Clms Page number 4>
FIG. 12 represents the magnetic action and at the same time magneto-strictive of an inductor 30 traversed by the direct current and of high frequency supplied to the terminals 6 and 7. The core of the inductor is formed by the magneto material. -strictive in the form of a cylinder 31 and having the particularity of serving for the passage of the material to be treated introduced through the duct 32 and discharged through the pipe 33.
The material to be treated is thus under the simultaneous action of the ultrasonic energy created by the magneto-strictive properties of the material and of the magnetic energy created by the coil 30.
FIG. 13 represents an arrangement of the same kind in which the vibratory material (for example a nickel sheet) forms a spiral 34 and in which the path during which the material to be treated is subjected to the simultaneous action of ultrasound and of the magnetic field is elongated.
FIG. 14 represents the magnetic action caused by the passage of the current supplied to terminals 6 and 7 in an inductor 30 acting on a core 35, this action being combined with that of the electric current passing through the material to be treated 5 and brought to terminals 36- 37. This material is also subjected to the action of ultrasound obtained by the quartz (current supplied to terminals 8 and 9).
FIG. 15 shows the same features with the difference that the current supplied to terminals 8 and 9 does not pass through the material to be treated but creates in the space 14 filled with the material to be treated an electrostatic field of a high frequency. The core 35 irradiates the magnetic field in the same space 14 by the passage of the current between the terminals 6 and 7 of the inductor 30 and at the same time fulfills the function of internal electrode supplying the quartz 1 with high frequency. The material to be treated introduced through pipe 38 and leaving through pipe 39 is thus under the simultaneous action of the electromagnetic field, of the electrostatic field between 21 and 35 and of ultrasound (quartz 1). The devices embodying the present invention can be applied separately or in combination.
CLAIMS.
1.- A method of treating bodies with ultrasound characterized by the simultaneous application of ultrasonic energy and electric energy.