Einrichtung zur Behandlung von Gut mittels mechanischer Schwingbewegungen. Es ist bekannt, Stoffe verschiedenster Art der Einwirkung mechanischer Schwing bewegungen auszusetzen und in ihnen irgend welche physikalischen, chemischen oder bio logischen Vorgänge auszulösen oder zu be einflussen.
Ferner ist es bekannt, hierfür als Schwingungserzeuger magnetostriktive Schwingungserzeuger zu verwenden. Die be kannten magnetostriktiven Schwingungs erzeuger sind jedoch gewöhnlich nur für be schränkte Leistungen gebräuchlich, da die Herstellung magnetostriktiver Schwingkör per für grössere Leistungen Schwierigkeiten bereitet.
Es ist nicht angängig, zur Lei stungsvergrösserung einfach die Abmessun gen des Schwingkörpers zu vergrössern, denn sowohl bei einer Vergrösserung der Länge als auch der Dicke der meist stabförmigen, magnetostriktiven Körper kann sich die Eigenschwingung des Körpers unerwünscht ändern.
Gegenstand der Erfindung ist eine Ein- richtung zum Behandeln von Gut mittels mechanischer Schwingbewegungen unter Ver wendung magnetostriktiver Schwingkörper, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass an mindestens einer zur Übertragung der Schwingbewegungen auf das Gut bestimm- ten, schwingfähigen Platte zwei oder mehr magnetostriktive Körper,
von denen jeder zum Schwingen erregt werden kann, mit einem ihrer schwingenden Enden befestigt sind. Mit einer solchen Einrichtung ist es möglich, die anwendbare Leistung ganz er heblich über das mit magnetostriktiven Schwingungserzeugern bisher erreichbare Mass zu steigern.
Für die praktische Ausbildung der Ein richtung nach der Erfindung gibt es ver schiedene Möglichkeiten, von denen einige an Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert werden sollen.
In Fig. 1 und la sind mehrere magneto- striktive, stabförmige Körper 1, beispiels- weise aus Nickelstahl, parallel zueinander zu einem Bündel zusammengefasst und von einer gemeinsamen Erregerspule 22 umgeben. Die obern Enden der Körper 1 sind an einer schwingfähigen Platte 3 befestigt, welche zur Erzeugung bezw. zur Übertragung der Schwingbewegungen auf beliebiges festes, flüssiges oder auch gasförmiges Gut be stimmt ist. Die untern Enden der Körper 1 sind an einem plattenförmigen, möglichst schwingungsunfähigen Tragkörper 4 be festigt.
Zum Schutz der Erregerwicklung ist eine Schutzhülle 5 aus magnetisch nichtlei tendem Material vorgesehen, welche bei spielsweise aus einem keramischen Stoff be stehen kann. Die magnetostriktiven Stäbe 1 können hierbei massiv sein oder auch aus einer festen Zusammenfügung einzelner, bei spielsweise lamellenförmiger Teile bestehen. Die schwingfähige Platte 3 wird also von sämtlichen Stäben 1 gleichzeitig zum Schwin gen gebracht und kann daher eine sehr grosse Energie aufnehmen, sowie auch abgeben, ohne dass die Abmessungen der für eine be stimmte Frequenz ausgelegten Stäbe 1 ge ändert zu werden brauchen.
Fig. 2 zeigt eine ähnliche Anordnung, doch ist hier jeder der Stäbe 1 mit je einer besonderen Erregeiivicklung ? versehen. Ferner sind hier die Stäbe 1 in einer gera den Linie nebeneinander angeordnet, so dass entsprechend auch die schwingfähige Platte 3 eine längliche Form hat. Die Stäbe 1. können jedoch bei andern Formen der Platte 3 auch jede beliebige andere Anordnung, bei spielsweise eine kreisförmige Anordnung, haben.
Fig. 2 zeigt noch eine weitere Besonder heit: Durch die Schutzhülle 5 ist der gesamte Schwingungserzeuger als ein Hohlkörper aus gebildet, dessen Innenteile beispielsweise durch ein durchströmendes Kühlmittel, z. B. Luft, gekühlt sein können. Zur Zu- und Ab leitung des Kühlmittels sind die Rohrstut zen 6 und 7 vorgesehen. Die Zuleitung der Erregerwicklungen 2 sind mittels Durchfüh rungsisolatoren 8 isoliert und abgedichtet eingeführt.
Ein derart geschlossen ausgebil- deter Schwingungserreger kann ohne weite res in ein beispielsweise körniges, staubför miges oder auch flüssiges Gut eingetaucht werden, ohne dass seine empfindliche Innen- 1eile verschmutzt oder gefährdet werden.
Gemäss Fig. 3 kann die beispielsweise keramische Schutzhülle 5' auch so ausgebil det sein. dass sie den gesamten Schwingungs- erzeuger vollkommen umschliesst, wobei aller dings der an der Platte 3 liegende Teil der Schutzhülle diinn genug sein muss. um die Schwingbetvegungen der Platte auf das zu behandelnde Gut. übertragen zu können.
Soll der Schwingungserzeuger zur Behandlung heissen Gutes, beispielsweise zum Entgasen von Schmelzen, verwendet werden, so wird der Schutzüberzug zweckmässig aus feuer festem Stoff hergestellt.
Wie erwähnt, ist der Tragkörper 4 der magnetostriktiven Stäbe möglichst schwin gungsunfähig. In den in Fig. 7 bis 3 gezeig ten Ausführungsbeispielen ist daher der plat- tenförmige Tragkuii-pei- -t ziemlich dick be messen. Fig. -t zeigt, dass der Tragkörper 4 gegebenenfalls auch dünn ausgeführt wer den kann, sofern man andere Mittel vorsieht.
welche eine Übertragung der Srh@vingbetve- gungen des Tragkörpers auf das umgebende -Medium verhindern. Ii-n Falle der Fig. 4 ist als ein solches hinderndes Mittel eine für piezo-elektrische Schwinger bekannte Luft- polsterkaininer 9 vorgesehen.
Unter Uniständen kann es von Vorteil sein, auch den Tragkörper 4 zur Schwin gungserzeugung mit heranzuzieben, beispiels weise bei Verwendung des Schwingungs erzeugers in Flüssigkeiten. In einem solchen Falle kann dann der Tragkörper 4 gemäss Fig. 5 ebenso als schwingungsfähige Platte ausgebildet sein wie die Platte 3.
Fig. 5 zeigt ferner, dass die einzelnen magnetostriktiven Stäbe l auch aus der die Erregerwicklungen 2 umschliessenden und zum Beispiel als Kühlmantel dienenden Schutzhülle 5" herausragen können, wobei die Durchführungsstellen der Stäbe durch die Wandungen der Schutzkammer durch schwingungsnacbgiebige Mittel, beispiels- weise Gummikragen, abgedichtet sein kön nen. Statt dessen kann auch die Schutzkam mer 5" selbst schwingungsnachgiebig aus gebildet sein.
Die in den Figuren gezeigte ebene Schwingplatte 3 kann auch eine gewölbte, insbesondere eine an der von den Stäben abgewandten Seite konkav gewölbte Form haben. Fig. 6 zeigt eine solche zylindrisch konkav gewölbte Schwingplatte 3. Hierdurch wird erreicht, dass die Schwingungsenergie auf einen ganz bestimmten kleinen Raum konzentriert werden kann, so dass beispiels weise ein Gut von kleinen Abmessungen mit ausserordentlich hoher Energie behandelt werden kann.
Die Herstellung einer gemäss Fig. 6 ge wölbten Schwingplatte 3 kann bei grösseren Abmessungen unter Umständen Schwierig keiten bereiten. Diese Schwierigkeiten kön nen umgangen werden, wenn die Schwing platte 3 gemäss Fig. 7 und 8 in eine grössere Anzahl von einzelnen Platten aufgelöst wird. Die einzelnen Platten können hierbei ent weder eben oder auch gewölbt sein. Ferner kann jede dieser einzelnen Platten sowohl von einem einzelnen, als auch von mehreren Stäbe 1 erregt werden, wie es in Fig. 8 an gedeutet ist.
Statt einer zylindrischen Form der kon kav gewölbten, schwingfähigen Platte kann je nach den Betriebserfordernissen auch eine beliebige andere Konkavform, beispielsweise eine kugelförmig-konkave Schwingplatte, vorgesehen werden.
Während die an der Schwingplatte <B>3</B> be festigten Schwingkörper gemäss Fig. 1 sämt lich mit einer gemeinsamen Erregerwicklung versehen sind, und gemäss Fig. 2 jeder Schwingkörper mit einer besonderen Erreger wicklung ausgestattet ist, können auch je weils einzelne Gruppen der Schwingkörper eine gemeinsame Erregerwicklung erhalten. Sind mehrere Erregerwicklungen vorhanden, so können diese sämtlich oder gruppenweise in Reihen- oder Parallelschaltung zueinander an der gleichen Wechselspannungsquelle liegen.
Eine künstliche Kühlung der magneto- striktiven Schwingkörper kann auch dadurch erzielt werden, dass diese mit von einem Kühlmittel, z. B. Luft, durchflossenen Hohl räumen versehen werden, beispielsweise durch Ausbildung der Körper als Hohlstäbe.
Device for the treatment of goods by means of mechanical oscillating movements. It is known to expose substances of various types to the action of mechanical vibratory movements and to trigger or influence any physical, chemical or biological processes in them.
It is also known to use magnetostrictive vibration generators as vibration generators for this purpose. The known magnetostrictive vibration generator are usually only used for limited performance, since the production of magnetostrictive Schwingkör by for greater performance is difficult.
It is not feasible to simply enlarge the dimensions of the vibrating body to increase the power, because both the length and the thickness of the mostly rod-shaped, magnetostrictive body can change the natural vibration of the body undesirably.
The subject of the invention is a device for treating goods by means of mechanical oscillating movements using magnetostrictive oscillating bodies, which is characterized in that two or more magnetostrictive bodies are attached to at least one oscillatable plate intended to transmit the oscillating movements to the goods.
each of which can be excited to vibrate with one of its vibrating ends attached. With such a device, it is possible to increase the applicable power quite significantly above the level previously achievable with magnetostrictive vibration generators.
For the practical training of the device according to the invention, there are various options, some of which will be explained with reference to the embodiments shown in the drawing.
In FIGS. 1 and 1 a, several magnetostrictive, rod-shaped bodies 1, for example made of nickel steel, are combined parallel to one another to form a bundle and surrounded by a common excitation coil 22. The upper ends of the body 1 are attached to a vibratable plate 3, which BEZW for the generation. is true for the transmission of vibratory movements to any solid, liquid or gaseous material. The lower ends of the body 1 are fastened to a plate-shaped, if possible non-vibratory support body 4 be.
To protect the excitation winding, a protective cover 5 made of magnetically nichtlei tend material is provided, which can be made of a ceramic material for example. The magnetostrictive rods 1 can be solid or consist of a solid assembly of individual, for example lamellar parts. The vibratory plate 3 is thus made to vibrate by all rods 1 at the same time and can therefore absorb a very large amount of energy, as well as emit without the dimensions of the rods 1 designed for a certain frequency need to be changed.
Fig. 2 shows a similar arrangement, but here is each of the bars 1 with a special excitation winding? Mistake. Furthermore, the rods 1 are arranged next to one another in a straight line, so that the oscillatable plate 3 also has an elongated shape. The rods 1. However, with other shapes of the plate 3, any other arrangement, for example a circular arrangement, have.
Fig. 2 shows yet another special unit: Through the protective cover 5, the entire vibration generator is formed as a hollow body, the inner parts of which, for example, by a coolant flowing through, for. B. air, can be cooled. For the supply and discharge of the coolant, the Rohrstut zen 6 and 7 are provided. The supply line of the field windings 2 are insulated and sealed introduced by means of implementation insulators 8.
Such a closed vibration exciter can easily be immersed in a granular, dusty or liquid material, for example, without its sensitive inner parts being soiled or endangered.
According to FIG. 3, the ceramic protective cover 5 ', for example, can also be designed in this way. that it completely encloses the entire vibration generator, although the part of the protective cover lying on the plate 3 must be thin enough. about the vibrations of the plate on the item to be treated. to be able to transfer.
If the vibration generator is to be used for treating hot goods, for example for degassing melts, the protective coating is expediently made of refractory material.
As mentioned, the support body 4 of the magnetostrictive rods is unable to vibrate as much as possible. In the exemplary embodiments shown in FIGS. 7 to 3, the plate-shaped supporting body is therefore measured to be quite thick. Fig. -T shows that the support body 4 may also be made thin, if other means are provided.
which prevent a transfer of the Srh @ vingbetve- movements of the support body to the surrounding medium. In the case of FIG. 4, an air cushion cylinder 9 known for piezoelectric oscillators is provided as such a hindering means.
Under university stands, it can be advantageous to also use the support body 4 for generating vibrations, for example when using the vibration generator in liquids. In such a case, the support body 4 according to FIG. 5 can also be designed as an oscillatable plate like the plate 3.
5 also shows that the individual magnetostrictive rods 1 can also protrude from the protective sleeve 5 ″ which surrounds the excitation windings 2 and is used, for example, as a cooling jacket, the passage points of the rods through the walls of the protective chamber by means of flexible means, for example rubber collars Instead, the protective chamber 5 ″ itself can also be designed to be flexible in terms of vibrations.
The flat oscillating plate 3 shown in the figures can also have a curved shape, in particular a shape that is concave on the side facing away from the rods. Fig. 6 shows such a cylindrically concavely curved vibrating plate 3. This ensures that the vibrational energy can be concentrated in a very specific small space, so that, for example, a product of small dimensions can be treated with extremely high energy.
The production of a ge arched vibrating plate 3 according to FIG. 6 can cause difficulties with larger dimensions under certain circumstances. These difficulties can be circumvented if the vibrating plate 3 according to FIGS. 7 and 8 is dissolved into a larger number of individual plates. The individual plates can be either flat or curved. Furthermore, each of these individual plates can be excited by a single as well as a plurality of rods 1, as is indicated in FIG.
Instead of a cylindrical shape of the concave arched, oscillatable plate, any other concave shape, for example a spherical-concave oscillating plate, can be provided depending on the operating requirements.
While the vibrating bodies fastened to the vibrating plate 3 are all provided with a common excitation winding according to FIG. 1, and each vibrating body is equipped with a special excitation winding according to FIG. 2, individual groups can also be used the vibrating body receive a common excitation winding. If there are several excitation windings, they can be connected to the same AC voltage source all or in groups in series or parallel to one another.
Artificial cooling of the magnetostrictive oscillating body can also be achieved by using a coolant, e.g. B. air, cavities flowed through, for example by forming the body as hollow bars.