Устройство для измерения энергетического распределения волокон при электрофлокировании Советский патент 1980 года по МПК B05B5/02 G01N27/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ВО. ПРИ ЭЛЕКТРОФЛОКИРОБАНИИ

1 ,

Изобретение относится к технике нанесения ворса в ййЛ&ном электрическом поле и может быть использовано 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 l.

Описанное устройство может быть в принципе испо.пьзовано для получения с.татистичес.ких данных, необходимых для построения кривой распределения волокон по заряду, по которой с использованием известных формул может быть найдено распределение волокон по энергиям,

Однако указанное устройство обладает рядом недостатков, которые затрудняют его применение при нахождении энергетического распределения длинных волокон ( . 7/ 10 мм) и делают невозможным применение- этого уст- ройства для коротких волокон (0,3мм 6 ., 6 10 мм) . Основные из этих недостатков следующие: трудности, связанные с необходимост ью быстрого

подбора нужного напряжения на электродах за время, меньшее времени пролета заряженного волокна в поле электрофлокатора, которые становятся практически непреодолимЕЛМИ. в случае легких движущихся с большими скоростями волокон; необходимость повторения указанной процедуры для большого числа волокон, чрезвычайно затяги10вает общее время снятия кривой распределения по заряду; необходимость периодического изменения величины электрического пиля, что делает невозможным применение данного устройства в. процессе на.несения покрытия.

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

20 возможностей устройства:.

Пдставленная цель достигается тем, чтоустройство для измерения энергетического распределения волокон при электрофлокировании, содержащее ризонтально расположённые верхний и .нижний электроды в виде металличес- ких пластин и источник высокого напряжения, снабжено цилиндром. Фараде я, орь которого перпендикулярна метал-

30 лическим пластинам, коллектором вопокон, размещенным в цилиндре Фарадёя над верхним электродом соосно с выполненным в последнем диафрагмиpyeMbJM отверстием и указателем расстояния от коллектора волокон до верхнего электрода, причем коллекто волокон, цилиндр Фарадея и верхний электрод подключены к одному полюсу источника высокого напряжения. Устройство схематично показано ма. фиг. 1; на фиг. 2, 3 приведены экспериментальные кривые зависимости относительно числа зарегистриро.ванных коллектором вЬлокон (нормировка проведена по числу пролетевши через отверстие .3 волокон) от расст нйя коллектора до верхнего электрода и распределения волокон по высоте, h, по энергий Иц, поудельному заряду /т и по заряду q. , Устройство содержит горизонтально расположен.ные верхний 1 и нижний 2 электроды в виде металлических пластин . В верхнем электрод.е 1 выполнено диафрагмируемое отверстие 3, над которым соосно ему установлен кол-; лектор 4 волокон. .Коллектор располо жён в цилиндре.Фарадея 5, установленном перпендикулярно электродам. Кроме того, устройство содержит указатель 6 расстояния от коллектор 4 волокон (его приемной плсяяадки) до верхнего .электрода 1 и источник высокого напряжения (на чертеже не показан). . . Электроды 1 и 2 должн;ы быть располбженй перпендикулярно направлению действиясилы тяжести, что в конкретном Устройстве достигается с помощью трех опорных регулировочных винтов в основании платформы (на чертеже не показаны), на кото.рОй крепитс я опи сываемое у стройст во Электрод. 1, цилиндр 5,и коллектор 4 на:х6дятся под одним потенциалом. Работает устройство следующим оЗразбм, Волокна 7 получившие заряд при контакте с нижней металлической .пластиной (электродом) 2, под дейст . вием электрического поля напряженностью Е и/Н, где Н - расстояние меаду пластинами, перемещаются к верхнему электроду 1.с отверстием 3 приобретая на пути Н кинетическую эне1: гию W д которая определяется величиной заряда вблокна, значением Еи силой сопротивления среды. Пролетая через отверстие 3, волокна по падают в цилиндр Фарадея 5, где напряженность электрического поля равна нулк) и продолжают движение под действием силы тяжести и силы сопротивления среды, поднимаясь на. высоту тем большую, чем больше былё их кинетическая энергия. Коллектор 4 собирает долетевшие до него воло.к на, а указатель 6 показывает высоту асположения коллектора над верхим электродом. Измерив в одних условиях (подача орса, время экспозиции, условия онтактной зарядки, значение Е) чисе волокон, достигших коллектора, становленного последовательно;на азличных расстояниях h, строят криую зависимость .относительного числа олокон от высоты h для данного ипа волокон, после дефференцироваия которой по h получают кривую аспределения волокон по высоте подъма, . зависимость . d(- No / , . -j5,(h) Волокна, применяющиеся в технологии электрофлокирования, имеют длину, много большую их дилметра. Поэтому для расстояний Н 10 см действием силы сопротивления среды в первом приближении можно пренебречь и тогдаWK -p , 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 сопротивлё-: ния пренебречь нельзя, необходимая кривая распределения по энергиям может быть получена математическим пересчетам полученной данным методом кривой распределения по высоте h, т.е. зависимости . ffh) с помощью известных формул апроксима-. ций. . . . , Следует отметить, что для качественного сравнительного анализа достДинств группразличных волокон даже в последнем случае вполне достаточно кривых распределения по высоте . подъема h/ снятых для каждой группы. Пример выполнения устройства. Электроды I и 2 п)едставляют собой алюминиевые диски диаметром 11 сМ. Диафрагмируемое отверстие 3 в 5-10 раз меньше расстояния между электродами, драметр его составляет 0,3 см. Приемная площадка коллектора выполнена в виде диска из латуни диаметром 4 см, к которому крепится сменная проводящая шайба с нанесенным слоем жидкого клея. .Коллектор помещен в цилиндрический алюминиевый стакан (ц11линдр Фарадея) высотой 15 см и диаметром 10 см, гарантирующий отсутствие электрического поля в промежутке верхний электрод - кол лектор. Цилиндр Фарадея расположен соосно с диафрагмой и коллектором. Коллектор должен иметь свободу вертикального перемещения в пределах h 0 - 3)Н. Высота подъема коЛлектора над электродом контролируется в предела 0-12 см с точностью до 0,1 см. Перпендакулярность положения приемной плошадки коллектора контролируется шародым уровнем. Кривая на фиг. 2, 3 построена для ворса с параметрами: диаметр 50 мкм, длина 3 мМ, масса 5, Напряжение между электродами 1 и 2 В. Эксперимент проводился при постоянной относительной влажности 100%. nepecieT масштаба кривой распределения по h на кривые распределения по W.., - , g проводился по Гп формуле qu mg(h + И), справедливой в рассматриваемом приближении (отсутствие сил сопротивле ния среда для ворса). Данное устройство найдет широкое применение при выработке оптимальны технологических режимов нанесения ворсовых покрытий методом электрофлокирования. Формула изобретения Устройство для измерения sH epreтического распределения волокон при электрофлокировании, содержащее горизонтально расположенные верхний и нижний электроды в виде металлических пластин и источник высокого напряжения, отличающееся тем, что, с целью сокращения времени снятия .кривой распределения волокон по кине иЧеским 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 Фарадеж и верхний электрод подключены к одному полюсу, источника высокого напряжения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе . 1. Таги-Эаде А., Попков В.И. Биполярное заряжение волокон на электродах в электрическом поле, способ обнаружения эаряжения и оценка предельной величины заряда. Силь 1ые электрические поля в технологических процессах. Сб. под редакцией Энергия Попкова В.И. М., с.5-19.

4

L

иг.1

у

f

§tl -и

ai

.yvii)

IS