АППАРАТ ДЛЯ ДЕГАЗАЦИИ ПРЯДИЛЬНЫХ РАСТВОРОВ Российский патент 1994 года по МПК B01D19/00 

Изобретение относится к области производства химических волокон, в частности к устройствам для обезвоздушивания прядильных растворов в процессе их подготовки к формованию.

Известно устройство, выполненное в виде емкости, в которой прядильный раствор выдерживают в течение длительного времени, доходящего до нескольких суток. Простота оборудования очевидна, но при такой продолжительности процесса значительно увеличивается число балов.

Целью изобретения является интенсификация процесса дегазации прядильного раствора.

На фиг. 1 показан аппарат в изометрии; на фиг. 2 - векторная схема движения пузырька воздуха.

Емкость 1, выполненная в форме параллелепипеда, имеет патрубки для подвода 2 и отвода 3 прядильного раствора и патрубок 4 выхода воздуха. Широкая грань 5 емкости 1 имеет угол наклона к горизонтальной плоскости 35-60^о. Верхняя широкая грань 5, на которой оседают пузырьки воздуха, может быть выполнена гладкой или гофрированной (для обозначения зоны сбора пузырьков). Патрубок 2 расположен в верхней части широкой грани, а патрубок 3 - в нижней.

Наименьший угол наклона аппарата 35^о получен в результате экспериментов на стеклянном макете с жидкостями различной вязкости. Угол выбран таким, чтобы крупные пузырьки не застаивались на наклонной стенке. Это происходит в том случае, если сила выталкивания (ее касательная к стенке составляющая) будет меньше суммарной силы от силы трения и силы поверхностного натяжения.

Верхний предел величины угла 60^о выбран чисто конструктивно. При большем значении угла аппарат будет мало отличаться от емкости по прототипу и растеряет свои преимущества.

Аппарат для дегазации прядильных растворов работает следующим образом.

Прядильный раствор подают в емкость 1 через патрубок 2. Пузырьки воздуха А (фиг. 2) увлекаются потоком со скоростью v_пот. Кроме этого на пузырек действует сила выталкивания, которая придает ему вектор скорости, равный:
V_выт.= [2gr²(d₁-d₀)] /9η, где r - радиус газового пузырька;
d_o - плотность воздуха (или газа);
d₁ - плотность раствора;
η - вязкость раствора.

Результирующий вектор скорости v постепенно вытеснит пузырек к верхней наклонной грани 5, причем длительность пути зависит от размеров пузырька, так как скорость выталкивания пропорциональна его радиусу в квадрате. Дойдя до грани 5, он будет медленно подниматься или временно осядет на этой грани, если сила выталкивания окажется меньше силы поверхностного натяжения, до тех пор, пока при слиянии его с другим пузырьком, что постоянно происходит в процессе дегазации, его размеры не увеличатся. Следует заметить, что нахождение пузырька на грани 5 или его подъем вдоль этой грани ни в малейшей степени не скажется на качестве очищенного от воздушно-газовой смеси раствора, так как в приграничном с гранью 5 слое на пузырек силы со стороны потока уже не воздействуют. Дойдя до поверхности, воздух (или газ) удаляется через патрубок 4.

Таким образом пузырькам воздуха (газа) надо проделать путь только до наклонной грани 5, что неизмеримо короче, чем в прототипе, где они проходят весь столб раствора, превышающий 2 м.

Использование изобретения позволит резко интенсифицировать процесс дегазации и превратить его в непрерывный. В зависимости от объема производства можно изготовить комплект, состоящий из нескольких аппаратов, установленных вплотную друг к другу. Это позволяет значительно сократить производственные площади под оборудование для дегазации. (56) З. А. Роговин. Основы химии и технологии химических волокон. - Химия, 1974, т. 1, с. 55.

Сущность изобретения: аппарат для дегазации растворов состоит из емкости, снабженной патрубками для подвода и отвода раствора и патрубком выхода воздуха. Емкость имеет форму параллелепипеда, выполненного с наклоном, причем широкая грань параллелепипеда имеет угол наклона к горизонтальной плоскости от 35 до 60. 2 ил.

АППАРАТ ДЛЯ ДЕГАЗАЦИИ ПРЯДИЛЬНЫХ РАСТВОРОВ в виде емкости, снабженной патрубками для подвода и отвода раствора и патрубком выхода воздуха, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса дегазации, емкость выполнена в форме параллелепипеда, широкая грань которого установлена под углом 35 - 60^o к горизонтальной плоскости, а патрубки подвода и отвода раствора расположены соответственно в верхней и нижней частях широкой грани.