DE947363C

DE947363C - Einrichtung zur Erhoehung der Wanderungsgeschwindigkeit von Fluessigkeiten und anderen feinst verteilten Stoffen in poroesen Koerpern

Info

Publication number: DE947363C
Application number: DE1949947363D
Authority: DE
Inventors: Dr Paul Wenk
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1949-05-03
Filing date: 1949-05-03
Publication date: 1956-08-23

Description

Einrichtung zur Erhöhung der Wanderungsgeschwindigkeit von Flüssigkeiten und anderen feinst verteilten Stoffen in porösen Körpern Ist ein Gegenstand mit einer Flüssigkeit zu tränken oder soll irgendein anderer Stoff in einen Gegenstand eindringen, so wäre sehr oft daran gelegen, die normale Eindringgeschwindigkeit, die durch die Natur der Stoffe, z. B. die gewünschte Eindringtitefe usw., gegeben ist, zu erhöhen. Gegenstand der Erfindung ist eine besonders zweckmäßige Einrichtung zur Lösung der vorgenannten Aufgabe.
Erfindungsgemäß ist für das Eindringen von Stoffen in poröse Körper ein als Arbeitskopf ausgebildeter Schallschwinger mit einer Zubringerleitung zur Zuleitung des in den porösen Körper einzuführenden Stoffes versehen, die an der Arbeitsfläche des Arbeitskopfes des Schallschwingers mündet.
Es ist bereits durch die USA.-Patentschrift I 3I8 740 bekanntgeworden, das Eindringen einer Flüssigkeit in einen Körper durch die Einwirkung mechanischer Schwingungen zu verbessern, doch führt eine übliche Beschallung keineswegs zu dem gewünschten Erfolg. Es ist vielmehr nötig, den mit einer Flüssigkeit zu tränkenden Körper nicht in beliebiger Art in Schwingungen zu versetzen, sondern der zu tränkende Körper muß an jeder zu tränkenden Stelle seiner Oberfläche mit einem Ultraschallschwinger in Wirkverbindung gebracht werden. Dies wird mit dem Arbeitskopf nach der Erfindung dadurch erreicht, daß die Oberfläche des zu tränkenden Körpers mit einem Schwinger abgefahren wird.
Für medizinische Zwecke, insbesondere für biologisch medizinische Untersuchungen ist ferner bereits ein Gerät vorgeschlagen, bei dem der Ultraschallkopf an die zu behandelnde Stelle des menschlichen Körpers gebracht werden kann. Abgesehen davon, daß die Behandlung des menschlichen Körpers von anderen Gesichtspunkten wie die von toten porösen Körpern ausgehen muß, handelt es sich bei der bekannten Einrichtung nicht um eine Erhöhung der Wanderungsgeschwindigkeit, sondern lediglich um den verstärkten Anreiz der lebenden Zellen zur Mitarbeit. Es war bisher nicht erkannt worden, daß auch bei toten Körpern, bei denen also die Zellen nicht zur Mitarbeit angeregt werden können, eine Erhöhung der Wanderungsgeschwindigkeit beim Eindringen bzw.
Eintreiben von Flüssigkeiten in poröse tote Körper zu erreichen ist. Durch /die vorliegende Erfindung wurde erstmalig erkannt, daß die Beschallung von toten porösen Körpern in einem Bad, das den Körper ganz oder auch teilweise nur umschließt und das mit Ultraschallerzeugern bestückt ist, nicht zu einer gleichmäßigen und einwandfreien Imprägnierung führen kann, da je nach- der Lage der Wellenknoten und -bäuche örtliche Energiekonzentrationen über die Fläche des Körpers auftreten, die eine ungleichmäßige Energieverteilung in der beschallten Masse zur Folge haben. Da bei porösen Körpern dile Schalihärte von Fall zu Fall unterschiedlich ist, werden die Unregelmäßigkeiten noch verstärkt.
Alle diese Nachteile werden bei der erfindungsgemäßen Einrichtung vermieden, da hierbei nur jeweils eine kleine Teilfläche der zu beschallenden Gesamtfläche der Einwirkung von Schwingungen ausgesetzt wird. Bei der Behandlung von Enden von Telefonstangen z. B. würde die zu imprägnierende Gesamtfläche nur ein Viertel bis ein Fünftel der Oberfläche der Telefonstange ausmachen. Die Beschallung dieser zu imprägnierenden Fläche als Ganzes würde jedoch bereits zu unzureichenden und unregelmäßigen Imprägn,ierungen führen.
Durchlaufschwinger sind an sich bekannt. Bei diesen Einrichtungen soll eine möglichst intensive Einwirkung der Schwingungen auf die durchlaufenden Flüssigkeiten bzw. Flüssigkeitsgemische bewirkt werden. Hierfür sind verschiedene, yerhkltnismäßig komplizierte Einrichtungen bekannt oder vorgeschlagen worden. Im Gegensatz hierzu spielt bei der Einrichtung nach der Erfindung die Einwirkung der Schwingungen auf die Flüssigkeit, bevor diese auf den zu tränkenden Körper trifft, keine Rolle. Es wird daher bei der erfindungsgemäßen Einrichtung der Schwinger so an geordnet, daß er optimal auf'den Körper einwirken kann, während die Tränkflüssigkeit so geführt wird, daß sie einfach und sauber jederzeit an dem zu behandelnden Teil des Körpers vorhanden ist.
Zur näheren Erläuterung sei auf die Zeichnung Bezug genommen; es zeigt Fig. I das Behandlungsgerät in Vorderansicht mit Zubringerleitung, Fig. 2 eine Einzeldarstellung des Arbeitskopfes in einem Längssclhnlitt ohne die Zubringerleitung für den eiflzuführenden Stoff und Fig. 3 eine Unteransicht dieses Schallkopfes.
Die Ausführung nach Fig. I ist vor allem für solche Fälle gedacht, in denen eine Stoffbahn mit einer Flüssigkeit zu tränken ist.
In Fig. I ist eine Haltevorrichtung I für die Stoffbahn 3 dargestellt, wobei in dieser Vorrichtung in einem gewissen Abstand vom Boden eine siebförmige Anlage 2 für das Behandlungsgut vorgesehen ist. 5 ist das nach der Erfindung ausgebildete Behandlungsgerät. Dieses enthält in dem abgebogenen Teil den mit einem Schallscihwinger ausgerüsteten Arbeitskopf. Der Schallschwinger kann von an sich beliebiger Ausführung sein. In dem Ausführungsbeispiel, das in Fig. 2 im Schnitt ohne die Zubringerleitung dargestellt ist, ist ein Quarzschwinger verwendet. Es ist bei 6 das Gehäute, bei 7 der Quarz, bei 8 die Zufii'hrungselektrode, be-ig die Andrückfeder, bei 10 eine Stellvorrichtung zur Einstellung des Federdruckes dargestellt. Auf weitere Einzelheiten braucht nicht eingegangen zu werden, da Quarzschwinger an sicht ' bekannt sind. Der Quarz wird über ein Hochfrequenzkabel II (Fig. 1) mit einem Hochfrequenzgenerator verbunden.
Die Einrichtung wird in der Weise benutzt, daß der zu behandelnde Gegenstand auf die Auflage 2 gebracht und durch das Beschallungsgerät 5 abgefahren wird. Hierbei wird der Arbeitskopf des Beschallungsgerätes in guter Berührung - mit dem Behandlungsgut 3 gehalten, so daß die Tränkflüssigkeit in das zu behandelnde Gut »hineingeschallt« wird. Das Eindringen der Tränkflüssigkeit in das Behandlungsgut wird so ganz wesentlich beschleunigt.
Die Anschlußstutzen I62 I7 für eine Kühlflüssigkeit sind bei dem Gerät am Arbeitskopf selbst angebracht. Die Zubringerleitung I- führt den. in den Gegenstand einzuführenden Stoff dem Arbeitskopf zu und mündet an der Arbeitsfläche des Arbeitskopfes 'in zwei Offnungen 19 und 20 (Fig. 3). Dies hat den Vorteil, daß ein besonderer Behandlungstrog od. dgl. fortfallen kann und daß die sparsame Zuführung des einzuführenden Stoffes wesentlich erleichtert ist.

Claims

Die Behandiungsfrequenz wird vorzugs.weise den schalloptischen Konstanten (Elastizitätsmodul, Dichte, Schallgeschwindigkeit) und der Dicke des Gegenstandes, in den der Stoff (Tränkflüssigkeit od. dgl.) einzufülhren ist, angepaßt, 'insbesondere im Sinne einer optimalen Beschleunigung des Eindringen des Stoffes. -PATENTANS PB IRCHE 1. Ultraschallbehandlungseinrichtung zur Erhöhung der Wanderungsgeschwindiigkeit von Flüssigkeiten oder anderen feinstverteilten Stoffen in porösen Körpern beim Einbringen eines Stoffes, gekennzeichnet durch einen als Arbeitskopf ausgebildeten 5 challschwinger zum Abfahren des zu behandelnden Körpers und eine Zubringerleitung zur Zuleitung des in den porösen Körper einzuführenden Stoffes, die an der Arbeitsfläche des Arbeitskopfes des Schallschwingers mündet.
2. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführungsleitung und die elektrische Speiseleitung des Arbeitskopfes durch den den Arbeitskopf haltenden Handgriff durchgeführt sind.

In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr. 893 459; USA.-Patentschrift Nr. 1 318 740; Bergmann, Der Ultraschall, I942, S. 50/5I.