Устройство для измерения энергетического распределения волокон при электрофлокировании

нц 740292 Союз Советских Социалистических Республик- с присоединением заявки Мо (23) Приоритет В 05 В 5/02С 01 Б 27/00 Государственный комите 1 СССР по делам изобретений н открытий(72) Авторыизобретения П,Г,Иляхтенко И Е,Н.Бершев Ленинградский ордена Трудового Красного Знамени институттекстильной и легкой промышленности им, С.М,Кирова(71) Заявитель(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ВОЛОКОН ПРИ ЭЛЕКТРОФЛОКИРОВАНИИ Изобретение относится к техникенанесения ворса в сильном электрическом поле и может быть использовано привыработке оптимальных режимов электрофлокирования.Известно устройство для измерения энергетического распределенияволокон при электрофлокировании,содержащее горизонтально расположенные верхнийи нижний электроды ввиде металлических пластин и источник высокого напряжения 1),Описанное устройство может бытьв принципе использовано для получе-ния статистических данных, необходимых для построения кривой распределения волокон по заряду, по которойс использованием известных формулможет быть найдено распределениеволокон по энергиям,Однако укаэанное устройство обла.дает рядом недостатков, которые затрудняют его применение при нахождении энергетического распределениядлинных волокон ( с Р 10 мм) и делаютневозможным применение этого устройства для коротких волокон 0,3 мм 46 .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 полеэлектрофлокатора, которые становятсяпрактически непреодолимыми в случаелегких движущихся с большими скоростями волокон; необходимость повторения укаэанной процедуры для большогочисла волбкон, чрезвычайно затягивает общее время снятия кривой распределения по заряду; необходимостьпериодического изменения величиныэлектрического поля, что делает невозмбжным применение данного устрой 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,чтоустройство для измерения энергетического распределения волокон приэлектрофлокировании, содержащее го ризонтально расположенные верхний инижний электроды в виде металличес-ких пластин и источник высокого напряжения, снабжено цилиндром Фарадея,ось которого перпендикулярна метал лическим пластинам, коллектором во10 через отверстие,3 волокон) от расстояния коллектора до верхнего электрода и распределения волокон по высоте Ь, по энергии И, по удельному заряду/ви по заряду с.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 б расстояния от коллектора 30 35 50 бО б 5 локон, размещенным в цилиндре Фарадея над верхним электродом соосно свыполненным в последнем диафрагмируемым отверстием и указателем расстояния от коллектора волокон доверхнего электрода, причем коллекторволокон, цилиндр фарадея и верхнийэлектрод подключены к одному полюсуисточника высокого напряжения. Устройство схематично показаноМа Фиг. 1; на фиг. 2, 3 приведены экспеРиментальные кривые зависимости относйтельно числа зарегистрированных коллектором волокон (нормирояка проведена по числу пролетевших лектор 4 волокон. Коллектор расположен в цилиндре фарадея 5, установленном перпендикулярно электродам.Крометого, 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 перпендикулярнонаправлению действия силы тяжести, что в козкретном устройстве достигается с помощью трех опорных регулировочных винтов восновании платФормы (на чертеже не показаны), на кото- . рой крепится описываемое устройство. Электрод 1, цилиндр 5,и коллектор 4 находятся под одним потенциалом.Работает устройство следующимобразбм.Волокна 7, пблучившие заряд прикойтакте с нижней металлическойпластиной (электродом) 2, под действием электрического поля напряжен" ностью Е = П/Н, где Н - расстояние между 1 пластинами, перемещаются к верхнему электроду 1.с отверстием 3, приобретая на пути Н кинетическую энергию Х которая определяется величиной заряда волокна, значениемЕ исилой 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 б показывает высоту расположения коллектора над верхним электродом.Измерив в одних условиях (подачаворса, время экспозиции,. условияконтактной зарядки, значение Е) число волокон, достигших коллектора,установленного последовательно наразличных расстояниях Ь, строят кривую зависимость лтносительного числаволокон - от высоты Й для данногоНЪМотипа волокон, после деФФеренцирования которой по Ь получают кривуюраспределения волокон по высоте подьема, т.е. зависимость( хь)у) )Волокна, применяющиеся в техноло. гии электроФлокирования, имеют длину,много большую их диаметра. Поэтомудля расстояний Н10 см действиемсилы сопротивления среды в первомприближении можно пренебречь и тогда2Ж)( = - гп Ь2т,е. пропорциональна кинетическойэнергии волокна у верхнего электрода.В этом случае кривая распределенияволокон по й с точностью до постоянного множителя щд, где щ - масса волокна, у - ускорение силы тяжести,совпадает с кривой распределенияволокон по кинетическим энергиям,В случае, когда силами сопротивле-,ния пренебречь нельзя, неббходимаякривая распределения по энергиямможет быть получена математическимпересчетбм полученной данным методомкривой распределения по высоте Ь,0 т,е. зависимости,(мй)с помощью известных формул апроксимации.Следует отметить, что для качественного сравнительного анализа достоинств групп различных волокон дажев последнем случае вполне достаточно кривых распределения по высотеподъема Ь, снятых для каждой. группы.Пример выполнения устройства.Электроды 1 и 2 представляют со 55 бой алюминиевые диски диаметром 11 см.ДиаФрагмируемое отверстие 3 в 5-10раз 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 клеяКоллекторпомещен в цилиндрический алюминиевыйстакан (цилиндр фарадея) высотой15 см и диаметром 10 см, гарантирующий отсутствие электрического ноляв промежутке верхний электрод - коллектор . Цилиндр фарадея расположенсоосно с диафрагмой и коллектором.Коллектор должен иметь свободувертикального перемещения в пределах Ь = (О - 3)Н.Высота подъема коллектора надэлектродом контролируется в пределах,0-12 см с точностью до 0,1 см, Перпендикулярность положения приемнойплощадкиколлектора контролируетсяшаровым уровнем.Кривая на фиг. 2, 3 построенадля ворса с параметрами: диаметр50 мкм, длина 3 мй, масса 5,2.10 г,Напряжение между электродами 1 и 2 -710 В. Эксперимент проводился припостоянной относительной влажности100, Пересчет масштаба кривой распределения по Ь на кривые распределения по Ю , в , д проводился гоФК 1 юформулеЧц = пщ(Л + Н),справедливой в рассматриваемом приближении (отсутствие сил сопротивления среды для ворса),Данное устройство найдет широкоеприменение при выработке оптимальныхтехнологических Режимов нанесенияворсовых покрытий. методом электрофлокирования.Формула изобретенияУстройство для измерения энергетического распределения волокон при электрофлокировании, содержащеегоризонтально расположенные верхнийи нижний электроды в виде металлических пластин и источник высокогонапряжения, о т л и ч а ю щ е е с я 5 тем, что, с целью сокращения вРемениснятия.кривойраспределения волоконпо кинетическим .энергиям и расширения технологических возможностейустройства, оно снабжено цилиндромфарадея, ось которого перпендикулярна металлическим пластинам, коллектором волокон, размещенным в цилиндре Фарадея над верхним электродомсоосно с выполненным в последнемциафрагмируемьм отверстием и указателем расстояния от коллектора волокон. до верхнего электрода, причемколлектор волокон, цилиндр фарадея(и верхний электрод подключены к одному полюсу. источника высокого на пряжения. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 25 1. Таги-Заде А., Попков В.И.Биполярное заряжение волокон на электродах в электрическом поле, способ обнаружения заряжения и оценка предельной величины заряда, Силь Мые электрические поля в технологических процессах. Сб,под редакцией Попкова В,И. И., фЭнеогияф, 19 б 9,с.5-19.