Устройство для измерения энергетического распределения волокон при электрофлокировании

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< и 74О292

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дойолнительное к авт. свид-ву (51)М. Кл.2 (22) Заявлено 230178 (21) 2574075/23-05

-. с присоединением заявки ¹

I (23) Приоритет в 05 В 5/02

Q 01 N 27/00

Государственный комите1

СССР по делам изобретений н открытий

Опубликовано 15д680. Бюллетень № 22

Дата опубликования описания 150680 (53) УДК 678.026..34(088.8) (72) Авторы изобретения

П,Г.Иляхтенко И Е.Н.Бершев

Ленинградский ордена Трудового Красного Знамени институт текстильной и легкой промышленности им, С.М.Кирова (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО

РАСПРЕДЕЛЕНИЯ BO.(OKOH ПРИ ЭЛЕКТРОФЛОКИРОВАНИИ

Изобретение относится к технике нанесения ворса в сильном электрическом поле и может быть использо вано при выработке оптимальных режимов электрофлокирования.

Известно устройство для измерения энергетического распределения волокон при электрофлокировании, содержащее горизонтально расположенные верхний и нижний электроды в виде металлических пластин и источник высокого напряжения f1), Описанное устройство может быть в принципе использовано для получе- ния статистических данных, необходимых для построения кривой распределения волокон по заряду, bio которой с использованием известных формул может быть найдено распределение волокон по энергиям, Однако укаэанное устройство обла.дает рядом недостатков, которые затрудняют его применение при нахождении энергетического распределения длинных волокон (с 1 10 мм) и делают невозможным применение этого устройства для коротких волокон (0,3мм4

6 .т, б 10 мм). Основные иэ этих недостатков следующие: трудности, связанные с необходимостью быстрого подбора нужного напряжения на электродах за время, меньшее времени пролета заряженного волокна в поле электрофлокатора, которые становятся практически непреодолимыми в случае легких движущихся с большими скоростями волокон; необходимость повторения укаэанной процедуры для большого числа волбкон, черезвычайно затягивает общее время снятия кривой распределения по заряду; необходимость периодического изменения величины электрического поля, что делает невозмбжным применение данного устрой15 ства в процессе нанесения покрытия.

Целью изобретения является сокращение времени снятия кривой распределения волокон по; кинетическим энер-; гиям и расширение технологических

20 возможностей устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения энергетического распределения волокон при электрофлокировании, содержащее горизонтально расположенные верхний и нижний электроды в виде металличес- ких пластин и источник высокого напряжения, снабжено цилиндром Фарадея, ось которого перпендиКулярна метал30 лическим пластинам, коллектором во1

740292

10 через отверстие,3 волокон) от расстоя- 5 ния коллектора до верхнего электрода и распределения волокон по высоте h, по энергии W<, по удельному заряду /щи по заряду

Устройство содержит горизонталь-. но расположенные верхний 1 и нижний

2 электроды в виде металлических пластин.

В верхнем электроде 1 выполнено диафрагмируемое отверстие 3, над которым соосно ему установлен кол- . указатель 6 расстояния от коллектора 30

50

55 бО

Локон, размещенным в цилиндре Фарадея над верхним электродом соосно с выполненным в последнем диафрагмируемым отверстием и указателем расстояния от коллектора волокон до верхнего электрода, причем коллектор волокон, цилиндр Фарадея и верхний электрод подключены к одному полюсу источника высокого напряжения.

Устройство схематично показано йа фиг. 1; на фиг. 2, 3 приведены экспериментальные кривые зависимости относйтельно числа зарегистрированных коллектором волокон (нормирояка проведена по числу пролетевших лектор 4 волокон. Коллекто6 расположен в цилиндре Фарадея 5, установленном перпендикулярно электродам.

Кроме того, устройство "содержит

4 волокон (его приемной площадки) до верхнего электрода 1 и источник высокого напряжения (на чертеже не показан) °

Электроды 1 и 2 должйы быть расположены перпендикулярио направлению действия силы тяжести, что в конкретном устройстве достигается с помощью трех опорных регулировочных винтов в о=новании платформы (на чертеже не показаны), на кото- . рой крепится описываемое устройство.

Электрод 1, цилиндр 5, и коллектор 4 находятся под одним потенциалом.

Работает устройство следующим образбм.

Волокна 7, пблучившие заряд при

:койтакте с нижней металлической пластиной (электродом) 2, под действием электрического поля напряжен" ностью Е = П/Н, где Н вЂ” расстояние между пластинами, перемещаются к верхнему электроду 1.с отверстием 3, приобретая на пути Н кинетическую энергию W< которая определяется величиной заряда волокна, значением

° Е и силой сопрбтивления среды. Пролетая через отверстие 3, волокна попадают в цилиндр Фарадея 5, где.напряженность. электрического поля равна нулю и продолжают движение под действием силы тяжести и силы сопротивления среды, поднимаясь на высоту тем большую,. чем больше бнла их кинетическая энергия. Коллектор

4 собирает долетевшие до него волокна, а указатель 6 показывает высоту расположения коллектора над верхним электродом.

Измерив в одних условиях (подача ворса, время экспозиции,. условия контактной зарядки, значение Е) число волокон, достигших- коллектора, установленного последовательно на различных расстояниях h, строят кривую зависимость относительного числа волокон — от высоты Й для данного

НЪ

No типа волокон, после дефференцирования которой по h получают кривую распределения волокон по высоте подьема, т. е. зависимость (хл)

y(h)

Волокна, применяющиеся в техноло. гии электрофлокирования, имеют длину, много большую их диаметра. Поэтому для расстояний Н < 10 см действием силы сопротивления среды в первом приближении можно пренебречь и тогда 2

ЖН = — mph

2 т, е. пропорциональна кинетической энергии волокна у верхнего электрода.

В этом случае кривая распределения волокон по h с точностью до постоянного множителя mg, где m — масса волокна, g — ускорение силы тяжести, совпадает с кривой распределения волокон по кинетическим энергиям.

В случае, когда силами сопротивле-, ния пренебречь нельзя, неббходимая кривая распределения по энергиям может быть получена математическим пересчетбм полученной данным методом кривой распределения по высоте h, 0 т.е. зависимости, (",".) „„) с помощью известных формул апроксимации.

Следует отметить, что для качественного сравнительного анализа достоинств групп различных волокон даже в последнем случае вполне достаточно кривых распределения по высоте подъема h, снятых для каждой. группы.

Пример выполнения устройства.

Электроды 1 и 2 .представляют собой алюминиевые диски диаметром 11 см.

Диафрагмируемое отверстие 3 в 5-10 раз меньше расстояния между электродами, диаметр его составляет 0,3 см.

Приемная площадка коллектора выполнена в виде диска,из латуни диаметром 4 см, к которому крепйтся, сменная проводящая шайба с нанесен- ным слоем жидкого клея..Коллектор помещен в цилиндрический алюминиевый

- стакан (цилиндр Фарадея) высотой

15 см и диаметром 10 см, гарантирую740292 щий отсутствие электрического ноля в промежутке верхний электрод — коллектор . Цилиндр Фарадея расположен соосно с диафрагмой и коллектором.

Коллектор должен иметь свободу вертикального перемещения в пределах h = (О - 3)Н. .Высота подъема коллектора над электродом контролируется s пределах, 0-12 см с точностью до 0,1 см. Перпендикулярность положения приемной площадки коллектора контролируется шаровым уровнем.

Кривая на фиг. 2, 3 построена для ворса с параметрами: диаметр

50 мкм, длина 3 мм, масса 5,2.10 r, Напряжение между электродами 1 и 2—

7 ° 10 В. Эксперимент проводился при постоянной относительной влажности

100%. Пересчет масштаба кривой распределения по h на кривые распределения по W, вЂ, g проводился го

Ф

К м формуле

Ч0 = mg (h + Н) р . справедливой в рассматриваемом приближении (отсутствие сил сопротивления среды для ворса) .

Данное устройство найдет широкое применение при выработке оптимальных технологических Режимов нанесения ворсовых покрытий. методом электрофлокирования.

Формула изобретения

Устройство для измерения энергетического распределения волокон при электрофлокировании, содержащее горизонтально расположенные верхний и нижний электроды в виде металлических пластин и источник высокого напряжения, о т л и ч а ю ш е е с я

5 тем, что, с целью сокращения вРемени снятия.кривой распределения волокон по кинетическим .энергиям и расширения технологических возможностей устройства, оно снабжено цилиндром

Фарадея, ось которого перпендикулярна металлическим пластинам, коллектором волокон, размещенным в цилиндре Фарадея над верхним электродом соосно с выполненным в последнем циафрагмируемьм отверстием и,указателем расстояния от коллектора волокон, до верхнего электрода, причем коллектор волокон, цилиндр Фарадея( и верхний электрод подключены к одному полюсу. источника высокого на20 пряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

25 1. Таги-Заде А., Попков B.È.

Биполярное заряжение волокон на электродах в электрическом поле, способ обнаружения заряжения и оценка предельной величины заряда. Силь30 Мые электрические поля в технологических процессах. Сб,под редакцией

Попкова В,И. И., Энергия, 19б9, с.5-19.

74029

„ Ivy ффи) ai) уе®

IQIHHIIH Закаэ 3079/6 тираж 810

Подписное

Филиал ППП Патейт, г. Ужгород, ул . Проектная, 4