CS209330B1 - Zařízení pro odplyňování kapalných medií - Google Patents

Abstract

Zařízení pro odplyňování kapalných medií. Zařízení podle vynálezu lze využít všude tam, kde vzduchové buvliny uzavřené v kapalných mediích jsou nežádoucím Jevem, pokud Jde o optickou homogeniěnost např.í u transparentních vrstev, optických skel nebo fotografických emulsí nebo pokud jde o tenké vrstvy nebo vlákna z umělých hmot ve směru jejich mechanického nebo elektrického namáhání. Zařízení podle vynálezu řeší problém odplynění celé řady technicky důležitých kapalných medií. Podstatou vynálezu je odplynovací komora, která je zařazena do svodové trasy kapalného media a která je opatřena ultrazvukovým nástrojem, který je ponořen do kapalného media tak, že kmitná ultrazvukového nástroje protíná spojnici mezi přítokem a výtokem kapalného media.

Description

Vynález se týká zařízení pro odplyňování kapalných medií, obsahujících pohlcený plyn nebo vzduch ve formě bublinek, která v řadě případů jsou zdrojem poruch při zpracovávání těchto medii například vstřikováním, natíráním nebo polevem, což se taká velmi nepříznivě projevuje u fotografických emulzí při polévání substrátů a? filmových či papírových·

Plynová nebo vzduchová buvliny mohou být v kapalných mediích uzavřeny v důsledku rozličných způsobů jejich přípravy, například mschaniokým efektem jaks jo míchání a homogenizace, nebo při jejich průtoku čerpadly a potrubím, ale taká jako důsledek změn tlaku a teploty, při nichž se plyn, pohlcený v kapalném mediu, uvolňuje prává ve fermá bublinek.

Taková bublinky jsou nežádoucí nejen, pokud jde e optickou hemegeniSaest například u transparentních vrstev, optických skel nebe fotografických emulsí, ais také, pokud jde e tenká vrstvy nebe vlákna například; :z umělých hmot, ve směru jejich mechanického případně i elektrického namáhání.

To taká vystupuje do popředí u polávaoíoh zařízení, která mají pro ten účel vytvořenu jen úzkou polávací ětěrbinu, přes níž se emulze dostává na podložku, v jiném případě do žádaná formy. Zde se malá plynové a vzdušná bubliny chovají jako pružná tělíska o dosti značném povrchovém napětí a při tom mohou způsobit místní uopávání /výpustná/ štěrbiny. Tím obvykle způsobují v polevu nebo nástřiku úzká skuliny vo formě proužků nebo i vlasových čar, ,což je nepříjemná právě u polevů fotografickými emulzemi, o kterých se bude v dalším jednat při použití zařízení podle vynálezu.

Dosud používaná způsoby odplyňování fotografických emulzí aí už v zásobních či vyrovnávacích duplikátorech využívaly buS samovolného odplynění jejich odstátím v těchto duplikátorech, nebo půeobení podtlaku nad hladinou emulzí v uzavřených duplikátorech, zde β dobou působení alespoň 30 minut. Oba způsoby mají svá zásadní nevýhody.

Jednou z nej závažnějších nevýhod je ta, že přes to, že dovedou z emulzí odstraňovat makropšnu, nejsou schopná z nich odstranit mikropěnu a pohlcený vzduch. Mikropěny, způsobená při předcházejíoí filtraci emulzí do zásobníoh duplikátorů, jsou v těchto emulzíoh silně fixovány díky vysokému hydrostatickému tlaku, který vyplývá z výškového rozdílu v zásobníoh a vyrovnávacích duplikátorech. Tyto mikropěny spolu s pohlceným vzduchem procházejí celým svodovým traktem, přes polávaoí těleso a jeho kluzné ploohy až do 11oího maniaku. Tam vytvoří bublinku, která je fixována 1 po oolou dobu polovu daná rolo. Takto fixovaná bublinka v licím maniaku působí jako hetorogenlta a způsobuje při kontinuálním polevu vznik tak zvané tužková čáry. To jo dáno tím, že bublinka fixovaná v licím menisku způsobí rozr hrnutí laminárního toku spodní citlivá vrstvy, Si její podstatná lokální zeslabení. Působením gravitace pak do tokováho stínu za bublinkou nateSe vrchní vrstva, která tak zabráni opětnému spojení spodní citlivá vrstvy za bublinkou. To má za následek vznik zmíněná tužková Sáry, Símž pochopitelně dochází ke znehodnocení fotografiokáho materiálu.

Jsou ovšem známá další způsoby a zařízení pro odplyňování a odstraňování plynových a vzduchových bublinek z kapalných modlí. Zde lze uvést například způsob a zařízení, využívající kavltaSníoh změn v kapalinách a roztocích a to za pomool rotaSních imupeierů se specielně tvarovanými rotory, která způsobují jemná zvlnění kapaliny vo staelonerní nebo 1 průtoková nádrži, přlSemž se v kapalině uvolňují bublinky plynu nebo vzduohu, ktorá se pak shlukují a vyplouvají k hladině kapaliny a odtud jsou odváděny mimo nádrž /viz pat. ě. 2,376221 USA/, kdo ovšem kvalita odplynění závisí na účinnosti zmíněných impelerů.

Dál® jsou známa zařízení /filtry/, využívající ultrazvukovou energii k rozvlnění a kavitačním změnám v kapalině, kde tato energie působí vůči jemným sítům, umístěným v trubkovém tělese /viz pat. Francie č. 1,509352 nebo pat. USA č, 3,463321/, kde nutno posuzovat /

jak efekt síta, tak efekt ultrazvukové energie, působící vůči sítu,

Nebo ultrazvuková energie působí na dno průtočné nádoby a tím i na v ní obsaženou kapalinu /viz pat. USA 2. 3,425951 a 3,853500/, kde tato zařízení jsou v provedení i ve funk· ci poměrně složitá, kde je také otázkou jak kvalita odplyňování tak také průchodnost a časová výhodnost.

V tom směru se jeví výhodným vyřešení zařízení pro odplyňování kapalných medií podle vynálezu a to v tom, že umožňuje odstraňování makropěny i mikropšny v jedné fázi při jednoduchém provedení celého zařízení.

Podstata zařízení pro odplyňování kapalných medií podle vynálezu, například fotoemulzí před jejich polevem, využívajícího ultrazvukového zvlnění media k oddělování a vypuzování vzduchových a plynových bublin spočívá v tom, že do svodové trasy media je mozi vyrovnávacím duplikátorent a zpracovatelským orgánem zařazena za pneumatický ventil odplynovaoí komora, u níž přítok kapalného média ústí těsně nad hladinou media v odplyňovací komoře a jeho výtok se nalézá diamtrálně při dnu odplyňovací komory, přičemž odplyňovací komora může být současně vyrovnávacím duplikátorem se stejným provedením přítoku a výtoku kapalného media, v jejímž víku komory je jednak výstup pro odloučený vzduch a plyn, a jednak víkem svisle prochází čidlo výšky hladiny kapalného media, ovládající přívodní pneumatický ventil, a dále ultrazvukový nástroj, na vnějším konci pevně spojený s ultrazvukovým zářičem, připojeným na zdroj ultrazvukových frekvencí a vnitřním koncem ponořený do kapalného media a to tak, že kmitná ultrazvukového nástroje protíná spojnici mezi přítokem a výtokem kapalného media.

Při tom ultrazvukový nástroj může být vytvořen jako rotační těleso, pozůstávající z horní válcové části, pevně spojené s ultrazvukovým zářičem, ze střední kónické části a ze spodní rozšířené ploché pracovní části, nebo je proveden jako hranol, jehož dolní pracovní část je zúžena tak, že rovina její symetrie je přesunuta vůči rovině symetrie horní části o 0,1 až 4 mm.

Při použití zařízení podle vynálezu při odplyňování fotoemulzí je možno uvést tyto jeho výhody

- zařízení umožňuje efektivní vylučování bublin vzduchu a plynu, obsažených v makropěně a mikropěně emulze a to v jediné fázi;

- zařízení při své funkci zabraňuje vzniku koagulátů a sedimentů zejména u emulzí s vysokým obsahem stříbra;

- vedle úplněného potlačení možností uvedených vad u polevu emulze zařízení přispívá ke zlepšení fotografických ohrakteristik a krycích schopností emulzí;

- při použití zařízení podle vynálezu odpadají časy pro odplyňování makropěn, takže se dosahuje podstatného zkrácení přípravy emulzí k polevu;

- při použití odplyňovací komory jako vyrovnávacího dupllkátoru se podstatná snižuje původní objem media například až lOx, přičemž je zachován potřebný hydrostatický tlak pro polev media;

- zařízení podle vynálezu je velmi jednoduchá a umožňuje kdykoliv při odstavení snadný výplach a vyčištění odplyňovací komory stejně jako očižtění ultrazvukového nástroje, z

V dalším je pak popsán příklad zařízení podle vynálezu a to podle přiložených výkresů, kde obr. 1 - představuje sohematloky uspořádaná zařízení, obr. 2 - znázorňuje ultrazvukový nástroj ve formě rotačního tělesa, obr. 3 - znázorňuje ultrazvukový nástroj ve formě hranolu s předsazeným zúžením.

Dle obr. 1 sestává zařízení pro odplyňování kapalných medií z odplyňovací komory 2» která je zařazena do svodové trasy 2 media, spojující dupllkátor 2 se zpracovatelským orgánem 11 a to za přívodním pneumatickým ventilem 4, před nímž je u dupllkátoru 1 ještě jeden pneumatický ventil 2,

Přítok 51 kapalného media do odplyňovací komory 2 je proveden tak,že vyúsluje těsně pod hladinou media, přičemž jeho výtok 52 se nalézá diametrálně při dnu odplyňovací komory 2.

Ve víku 53 odplyňovací komory 2 j® proveden výstup 54 pro odloučený vzduoh a plyn, na který může být připojena na výkrese neznázoraěná odsávací vývěva. Dále víkem 53 prochází čidlo 41 výšky hladiny kapalného media v odplyňovací komoře 2* která ovládá přívodní pneumatický ventil 4.

Ve víku 53 je dále svisle zasazen ultrazvukový nástroj 12. jehož vnější část je pevně spojena s ultrazvukovým zářičem 6, připojeným na zdroj 2 ultrazvukových frekvenoí. Vnitřní část ultrazvukového nástroje 12 je ponořena do kapalného media a to tak, že kmitná ultrazvukového nástroje 12 protíná spojnioi přítoku 51 a výtoku 52 kapalného media. Ultrazvukový zářič 6 může být magnetestrlkční nebo piezoelektrický.

Za výtokem 52 je pak odplyňovací komora 2 dále propojena svodovou trasou 2 přes pneumatická tlačky 8 a 10 a přes elektroinduktivní průtokoměr 2 ^s® zpracovatelským orgánem 11.

Pokud jde o provedení ultrazvukového nástroje 12, může být vytvořen jako rotační těleso /obr, 2/, k jehož horní válcová části 13 se pevně připojí ultrazvukový zářič 6, přičemž jeho střední kónická část 14 přechází do dolní rozšířená plochá pracovní části 45.

Nebo může být proveden jako hranol /obr. 3/, jehož dolní pracovní část 16 je zúžena tak, že rovina její symetrie je přesunuta vůči rovině symetrie horní části 17 o 0,1 až 4 mm.

Zatímco u rotačního ultrazvukového nástroje 12 podle obr, 2 dochází jen ke kmitům ve směru jeho dálky, u asymetrického hranolovitáho provedení podle obr. 3 dochází i ke kmitům kolmo na směr jeho dálky a tím i ke zvýěení účinnosti odplyňování.

Odplyňování probíhá při průtoku kapalného media komorou 2 prakticky v jediná spojitá fázi, kdy bubliny makropěny odcházejí z media hned v okolí přítoku 21» zatímco k odlučování bublinek mikropěny doohází v okolí spojnice přítoku 51 a výtoku 52 media a hlavně v okolí kmitný ultrazvukového nástroje 12. Odlučovaná bublinky se pak spojují ve větší bubliny, které jsou dále vypuzovány směrem k hladině média, z níž jsou pak odváděny výstupem 54.

. Odplyňovací komora 2 ovšem může být také přímo vyrovnávacím dupllkátorem zařízení /což není znázorněno/ a to s obdobným přítokem a výtokem media, a s víkem, označeným čidlem výšky hladiny media a ultrazvukovým nástrojem, stejně jako s provedením výstupu odloučeného vzduchu a plynu.

Pokud jde o použití odplyňovacího zařízení podle uvedeného příkladu, případně jiného podobného zařízení, u fotografických emulzí, lze v něm účinně připravovat emulze o. viskositě 15 až 60 mPa.s i více, při teplotách kolem 40 °C a při průtokovém množství 1 až 5 1/mizu i více a pomocí ultrazvukových frekvencí 20 až 40 kHz o příkonech až 300 W,

Zařízení podle vynálezu lze také použít pro odlučování a homogenizaci celé řady technicky důležitých kapalných medií při volbě specifických hodnot pro odplyňování podle vlast' ností a hodnot těchto medií, případně i ve staeionerních zásobnících,

Claims (4)

1. Zařízení pro odplyňování kapalných medií, vyznačující se tím, že je tvořeno odplyňovací komorou /5/, která je zařazena do svodové trasy /3/ kapalného media za přívodní pneumatický ventil /4/ mezi vyrovnávacím dupllkátorem /1/ a zpracovatelským orgánem /11/, u níž přítok /51/ kapalného media ústí těsně pod hladinou media v odplyňovací komoře /5/ a jeho výtok /52/ se nalézá nad dnem odplyňovací komory /5/, v jejímž víku /53/ je jednak výstup /54/ pro odloučený vzduch a plyn, a jednak víkem /53/ svisle prochází Čidlo /41/ výšky hladiny kapalného media, ovládající přívodní pneumatický ventil /4/, a dále ultrazvukový nástroj /12/, na svém vnějším konci pevné spojený s ·

ultrazvukovým zářičem /6/, připojeným na zdroj /7/ ultrazvukových frekvencí, a vnitřním koncem ponořený do kapalného média a to tak, že kmitná ultrazvukového nástroje /12/ protíná spojnici mezi přítokem /51/ a výtokem /52/ kapalného media.

2. Zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že ultrazvukový nástroj /12/ je vytvořen jako rotační těleso, pozůstávající z horní válcové části /13/, pevně Spojené s ultrazvukovým zářičem /6/, ze střední kónické části /14/ a ze spodní rozšířené ploché pracovní části /15/.

3. Zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že ultrazvukový nástroj /12/ je proveden Jko hranol, jehož dolní pracovní část /16/ je zúžena tak, že rovina její symterie je přesunuta vůči rovině symetrie horní části /17/ o 0,1 až 4 mm*

4. Zařízení podle bodu 1 a některého z bodů 2 a 3, vyznačená tím, že odplyňovací komora /5/ je současně vyrovnávacím dupllkátorem.