Устройство для жидкостной обработки образца ткани

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< >953038 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 26.1280 (21) 3225535/28-12 с присоединением заявки ¹â€” (51) М. Кл.з

0 06 В 23/10

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 230882. Бюллетень №31

Дата опубликования описания 230882 (53) УДК 677. 057. .4 (088.8) (72) Авторы изобретения

M. В. Конькова, В. Н. Поляков, В. И. Смирнов и В.Г. Анфимов

Ивановский научно-исследовательский экспериментальноконструкторский машиностроительный институ4т,: (71 ) За яв и тель у (54) YCTPOACTBO JPIB ElglKOCTBOB OBPABOTKB ОБР З

ТКАНИ

Изобретение относится к текстиль- ному отделочному производству и может быть использовано в лабораторных условиях для испытания образца ткани при исследовании кинетики промывки, крашения и других процессов.

Известно устройство для жидкостной обработки образца ткани, содержащее вертикальную ванну для обрабатывающей жидкости, зажим для закрепления концов образца ткани и средство для интенсификации жидкостной обработки )1) .

Недостатком известного устройства является малопригодность для проведения исследований отварки, крашения и отладки технологических режимов иэ-эа недостаточной точности результатов.

Цель изобретения — расширение технологических воэможностей устройства.

Эта цель достигается тем, что устройство для жидкостной обработки образца ткани, содержащее вертикальную ванну для обрабатывающего раствора, зажимы для закрепления концов образца ткани и средство для интенсификации жидкостной обработки, имеет расположенные на входе и выходе ванны гидравлические затворы, соединенные между собой циркуляционной системой, и средство для измерения концентрации раствора,,смонтированное на внутренней поверхности ванны, при этом каждый гидравлический затвор выполнен в виде емкости, имеющей направитель для жидкостного потока, а зажимы для закрепления концов образца ткани смонтированы в емкостях.

При этом средство для измерения концентрации раствора состоит из датчиков-электродов, попарно расположенных друг против друга и соединенных через блок питания с регистрирующим прибором.

Кроме того, каждый направитель для жидкостного потока выполнен в виде горизонтальной перфорированной пластины и Закреплен на боковых стенках емкости гидравлического затвора, а каждый зажим для эакреп25 ления концов образца ткани выполнен в виде игольчатой планки, закрепленной на направителе для выравнивания жидкостного потока, или каждый зажим для закрепления концов образЗО ца ткани выполнен в виде шарнирно

953038

50 соединенных и контактирующих между собой планок, причем средство для .штенсификации жидкостной обработки размещено в нижней части ванны и состоит из труб с отверстиями, выполненными вдоль их образующих, соединен- 5 ных с системой подачи.барботирующей среды .

Кроме того, средство для интенсификации жидкостной обработки выполнено в виде электромагнитного излуча- )О теля упругих колебаний звукового и ультразвукового диапазона частот, закрепленного на внутренней поверхности стенки ванны.

На фиг. 1 схематично изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг. 2 — зажим для закрепления конца образца ткани; на фиг. 3 и 4 варианты выполнения средства для интенсификации жидкостной обработки; на фиг. 5 — средство для измерения концентрации раствора.

Устройство содержит вертикальную ванну 1 для обрабатывающей жидкости, зажимы 2 и 3 для закрепления концов образца ткани 4, средство 5 для измерения концентрации раствора, смонтированное на внутренней поверхности ванны 1.

На входе и выходе ванны 1 расположены гидравлические затворы 6 и 7, 30 каждый из которых выполнен в виде емкости. Внутри каждой емкости имеются направители 8 и 9 для жидкост,— ного потока. Ванна 1 может быть выполнена в виде фасонной трубы, напри-35 мер, прямоугольного сечения, а емкости 6 и 7 подсоединены к трубе с помощью фланцевых подсоединений 10 и 11. Зажимы 2 и 3 смонтированы соот- ветственно в емкостях 6 и 7. 40

Каждый направитель 8 и 9 выполнен в виде горизонтальной перфорированной пластины или набора металлических сеток и закреплен на боковых стенках емкостей 6 и 7 гидравлического затвора, а каждый зажим 2 и 3 для закрепления концов образца ткани 4 выполнен в виде игольчатой планки, закрепленной на направителях

8 и 9 для выравнивания жидкостного потока, или в виде шарнирно соединенных и контактирующих между собой планок 12 и 13.

Устройство также содержит бак 14 для хранения обрабатывающего раствора, смонтированный на плите 15, насос 16, соединяющий с помощью трубопроводов 17 и 18 бак 14 с емкостью

6, и средство для интенсификации жидкостной обработки.

Средство для интенсификации жид- б0 костной обработки состоит из труб 19 с отверстиями, выполненными вдоль их образующих. Трубы 19 размещены в нижней части ванны 1 и трубопроводом 20 подсоединены к системе сжато-, 65

1 го воздуха (на фиг. 1 не показано) .

На трубопроводе 20 установлены вентиль 21, расходомер 22, редуктор с фильтром 23 и монометр 24.

На трубе 17, соединяющей бак 14 с насосом 16, установлен расходомер

25 жидкости, а на трубе 18, соединяющей насос 16 с емкостью 6, имеется регулирующий кран 26.

Бак 14 для хранения обрабатывающего раствора имеет в верхней части патрубок с вентилем 27 для подачи раствора и патрубок 28 для сброса отработанного раствора. Внутри бака

14 смонтированы теплоэлектрические нагреватели 29,подключенные к электрической сети, трубы подачи пара

30, труба подачи хладагента 31 и термометр 32.

Верхняя емкость 7 гидравлического затвора соединена сточной трубой

33 с баком 14.

Верхний зажим 3 для закрепления конца образца ткани может быть соединен с тросиком 34, перекинутым через блочки 35 и натянутым сменными грузами 36 °

Чтобы обеспечить обработку фильтрацией жидкости сквозь текстильный материал, зажимы для закрепления образцов (фиг, 2) могут быть выполнены в виде двух металлических рамок

37, прижатых друг к другу клиньями или винтами 38 и герметично прикрепленных к стенкам ванны 1 винтами или фланцем и струбциной 39.

Средство для интенсификации жидкостной обработки может быть также выполнено (фиг. 3) в виде электромагнитного излучателя 40 упругих колебаний звукового и ультразвукового диапазона частот, включающего обмотку катушки 41 возбуждения в сердечнике электромагнита 42, подключенную к источнику переменного тока — сети или звуковому генератору (не показано). Электромагнитный излучатель 40 смонтирован на упругой металлической мембране 43, закрепленной на стенке ванны 1.

Средство для интенсификации жидкостной обработки может быть выполнено в виде труб 44 с соплами 45 (фиг. 4). Для струйной подачи жидкости на образец ткани трубы 44 равномерно распределены по вертикали внутри ванны 1.

Средство 5 для измерения концент рации раствора имеет датчики-электродй 46 для .измерения концентраций кислоты и щелочи (фиг. 1 и 5). Датчики-электроды 46 выполнены из платиновой проволоки 47, герметично вклеенной эпоксидной смолой в диэлектрические фланцы 48. Фланцы 48 герметично закреплены в отверстиях вертикальных стенок ванны 1 попарно друг против друга. Датчики-электроды

953038

46 подсоединены экранированными про-. водами 50 через блок 49 питания к вторичному регистрирующему прибору

50, мосту 51 переменного тока и осциллографу 52.

Устройство работает следующим образом.

Образец ткани 4 в виде ленты эавешивается в ванне 1 и закрепляется в зажимах 2 и 3. При этом образец может натягиваться с требуемым усилием путем подвешивания известного по массе груза 36 к концу тросика

54, перекинутого через блочку 35 и связанного с зажимом 3.

В зависимости от того, какая обработка требуется образцу (промывка, пропитка щелочью или кислотой, кращение,мерсеризация, .беление и т.д.), в баке 14 приготавливается рабочий раствор; вода для промывки заливается через трубу 27, а для пропитки рабочий раствор кислоты или щелочи, или красителя, или отбеливающего раст вора приготавливается непосредственно в емкости после заливки требуемого количества воды. Далее устанавли-. вают требуемый режим обработки: температуру, концентрацию, расход и скорость. Для этого включают электротеплонагреватели 29 и нагревают раствор до требуемой температуры, контролируя ее по термометру 32.

В процессе мерсерйзации, а также при изучении кинетики промывки, когда вода в процессе опытов нагревается, для выявления закономерностей промывки требуется обязательное поддержание точно заданной температуры, раствор в баке 14 систематически охлаждают подачей хладагента, например холодной воды, в трубы 31.

Требуемый расход и скорость потока жидкости устанавливаются поворотом на нужный угол рукоятки предварительно оттарированного крана 26.

Далее включают в работу насос 16.

Рабочий раствор из бака 14 по трубам

18 и 17 через расходомер 25, кран 26 подается в емкость 6, где поток жидкости проходит через отверстия в пластине направителя и выравнивается по скорости в ванне 2 после выхода из трубы 18. Выравнивание скорости по сечению ванны основано на тех физических закономерностях, что большая скорость за счет потерь на сопротивление пластины с отверстиями

8 или сетки, пропорциональных квадрату скорости, больше тормозится.

После направителей 10 в живом сечении ванны 1 имеется значительная область равномерных прямолинейных скоростей — большое "ядро" потока, где закреплен образец ткани 4. При этом степень турбулизации потока находится в зависимости от расхода жидкости и скорости в ванне 1.

В ванне 1 при обтекании образца ткани 4 жидкостью идет процесс массообмена в системе текстильной материал — жидкость путем конвективной и внутренней диффузии загрязнений.

Так, при промывке ткани 4 от щелочи, щелочь из толщи ткани переходит в жидкость.

Из емкости 7 жидкость через трубу

33 вновь, стекает в бак 14. Циркуля10 ция рабочей жидкости в системе емкость — насос — ванна — бак продолжается в течение всего опыта. По истечении установленного времени обработки насос 4 останавливает работы.

15 Жидкость из ванны 1 быстро сливается в бак 14 или в канализацию через спускной патрубок 28, а образцы 4 извлекаются из ванны и подвергаются химическому анализу.

Для интенсификации жидкостных процессов во время описанной работ.:z через труСы 19 подают сжатый воздух, пар.

Пузырьки воздуха барботируют через жидкость по ванне 1, разрушая пристеночный пограничный слой, интенсифицируя таким образом обработку.

При исследованиях процесса промывки от щелочи или кислоты, изменения концентраций загрязнений, можно сразу всю "кривую промывки" зафиксировать на осциллографе (фиг. 5) с помощью установленных на- ванне 1 ( датчиков-электродов 46. При протекании жидкости между электродами

46, размещенными друг против друга, постоянно измеряется сопротивление раствора электролита в сечении между электродами. В качестве измерительной системы используется мост переменного тока P-568 (фиг. 5). Перед

40 началом работы одна из пар датчиковэлектродов 46 тарируется при 20оС по стандартному раствору щелочи путем и-кратного разбавления стандартного раствора.

45 В процессе опытов контролируются: расход и скорость жидкости в ванне — по расходомеру 25, температура — по термометру 32, натяжение образца — по массе груза 36.

Для интенсификации длительно протекающнх процессов и исследований влияния интенсификации процесса фильтрованием жидкости сквозь ткань, образец ткани 4 (фиг. 2) перед опытом закрепляют в ванне 1 в зажиме между двумя металлическими рамками

37, стянутыми друг с другом винтами

38 и герметично подсоединенными к стенкам трубы .5 фланцем или струбци. ной 39. Для предупреждения разруше60 ния образца 16 между рамками 37 .вместе с образцом 4 может закладываться водопроницаемая металлическая сетка (не показана). Во время работы рабочий раствор поступает в ванну и проходит сквозь образец

953038

Формула изобретения

1. Устройство для жидкостной обработки образца ткани, содержащее вертикальную ванну для обрабатывающего раствора, зажимы для закрепления концов образца ткани и средство для интенсификации жидкостной обработки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей, оно имеет расположенные на входе и выходе ванны гидравлические затворы, соединенные между собой циркуляционной системой, и средство для измерения концентрации раствора, смонтированное на внутренней поверхности ванны, при этом каждый гидравлический затвор выполнен в виде емкости, имеющей направитель для жидкостного потока, а зажимы для закрепления концов образца ткани смонтированы в емкостях.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что средство для измерения концентрации раствора состоит из датчиков-электродов, попарно расположенных друг против друга и соединенных через блок питания с регистрирующим прибором.

3, Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем,.что каждый направитель для жидкостного потока выполнен в виде горизонтальной перфорированной пластины и закреплен на боковых стенках емкости гидравлического затвора.

4. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что каждый зажим для закрепления концов образца. ткани выполнен в виде игольчатой планки, закрепленной на направителе для выравнивания жидкостного потока.

5. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что каждый зажим для закрепления концов образца ткани выполнен в виде шарнирно соединенных и контактирующих между собой планрк.

6. Устройство по П.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что средство для интенсификации жидкостной обработки размещено в нижней части ванны и состоит из труб с отверстиями, выполненными вдоль их образующих, соединенных с системой подачи барботирующей среды.

7. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что средство для интенсификации жидкостной обработки выполнено в виде электромагнитного излучателя упругих колебаний звукового и ультразвукового диапазона частот, закрепленного на внутренней поверхности стенки ванны.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

5 Р 253739, кл. В 05 С 3/09, 1968. тяпни 4, Фильтруясь сквозь него, ..:.;l i îä;ö>í чему уменьшаются пограничiii.IB д11Ф1>у:111оншые слои, что интенс пфицирует обработку. Работа с этим

HIl1BiiñHôèê lòîîîM позволяет смодели1>ОН 11TE Пj>ОЦBСС ПРОПИТКИ вЂ” ПPOMblвки 5 на сетчатобарабанной пропиточно11ромывной машине. д>1я интенсификации жидкостного процесса звуковыми и ультразвуковыми колебаниями (Фиг. 3) включают 10

:электрический ток (от сети или звукового генератора) в обмотку 41 возбуждения электромагнитного излучателя 40. В сердечнике электромагнита создается электромагнитное поле, 15 которое замыкается через мембрану 43.

В результате в процессе обработки образца 4 жидкостью, мембрана 43 совершает упругие колебания, передающиеся в окружающую жидкостную среду в ванне 1. Это позволяет не только интенсифицировать процесс, но и выявить закономерности влияния упругих колебаний на самообменный процесс в движущейся жидкости (в том числе при высоких скоростях потока жидкости) .

Обработка образца ткани 4 может производиться опрыскиванием жидкостью, парожидкостной смесью из труб 44 с соплами 45, закрепленных на стенках ванны 1 (фиг. 4). В этом случае обработка образца ткани 4 может производиться как в потоке жидкости, так и с отключенным насосом 16. B последнем случае промывная жидкость под 35 избыточным давлением из сопел 45 направляется на неподвижный образец ткани 4. С образца ткани 4 жидкость вместе с удаляемыми загрязнениями стекает вниз в емкость, а затем в 4р бак 14 или сбрасывается в канализацию через патрубок 28.

Использование предлагаемого устройства для жидкостной обработки позволяет ускорить исследования и отработку .технологических режимов большого числа технологических жидкостных процессов в широком диапазоне параметров обработки. Ввиду того, что в устройстве образцы ткани могут обрабатываться при различном натяжении, при обтекании потоком жидкости и при фильтрации ее сквозь материала,.а технологические режимы обработки устройство позволяет изменять в широком диапазоне (температуру, длительность, скорость потока жидкости, концентрации и состав рабочих растворов, использование различных типов интенсификаторов и т.д.), то все это позволяет вести исследования и обра- 6 ботку многих видов текстильных материалов большого числа технологических процессов: пропитки, крашения, отварки, мерсеризации, промывки от раз..;1чных видов загрязнений. 6

953038

Составитель Л. Ушакова

Редактор О. Половка Техред 3;Палий Корректор Л. Ференц

Заказ 6224/47 Тираж 476 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4