CS253524B1 - Zařízeni pro měření podílu kapaliny v dispersní soustavě kapalina - plyn - Google Patents

Abstract

Zařízení pro měření podílu kapaliny v disperzní soustavě kapalina-plyn v kontinuálně pracujících zařízeních, mixerech pro zpěňování kapalných roztoků a disperzí. Je opatřeno přívodem vzduchu a obsahuje ve výstupním potrubí zpěněné kapaliny pár prvních elektrod. Ve vstupním potrubí nezpšněná kapaliny je umístěn pár druhých elektrod. Pár prvních elektrod a pár druhých elektrod jsou připojeny paralelně ke zdroji napětí pro vznik elektrického děliče napětí. Pár prvních elektrod a pér druhých elektrod jsou paralelně připojeny k vyhodnocovacímu zařízení. Elektrickým výstupem vyhodnocovacího zařízení je podíl elektrických impedancí nacházejících se mezi párem prvních elektrod a párem druhých elektrod.

Description

Vynález se týká zařízení pro měření podílu kapaliny v dispersní soustavě kapalina - plyn, zejména v mixérech.

Aplikací zpěněných kapalných roztoků a dispersí|zejména pak latexových, tedy polymerních, pojiv a barviv obsahujících další pomocné pěnotvorné přípravky v textilních technologiích) lze docílit značných energetických úspor při zasoušení těchto nánosů, které ve srovnání s klasickými nezpěněnými nánosy obsahují méně než polovinu vody, eventuálně jiného rozpouštědla. Rovnoměrnost rozložení zpěněného nánosu je dobrá, avšak energie potřebná k odpaření nánosu je v poměru zmíněného nižšího podílu rozpouštědla úměrně nižší. Proto jsou aplikace nánosu zpěněných roztoků a dispersí, dále označovaných jen kapalin,v textilních technologiích dnes již běžné. Klasické mixéry na výrobu zpěněných kapalin však nejsou vybaveny výstupním čidlem stupně napěnění kapaliny, to je zvýšení jejího objemu, které by pomocí zpětné vazby udržovalo stupeň napěnění na výstupu mixeru konstantní.

Stupeň napěnění se u známých mixerů většinou stabilizuje tak, že se pomocí známých zařízení stabilizují průtoky plynu, tedy vzduchu a kapaliny mixerem. Tento způsob nezahrnuje vliv kolísání účinnosti mixeru, například otáček rotoru, takže jistý podíl kapaliny na výstupu mixeru nemusí být napěněn nebo se může značně měnit struktura pěny, to je velikost a rozmístění bublin

Tento nedostatek je u známých kontinuálně pracujících mixérů částečně, tedy spíše laboratorně, řešen pomocí jednoho páru elektrod, umístěných do výstupního potrubí mixeru. Elektrické impedance mezi těmito elektrodami, to je elektrickým odporem

253 524 nebo paralelní kombinace chemického a kapacitního odporu při měření pomocí střídavého proudu je pak při tomto způsobu řešení v podstatě přímo úměrná stupni napěnění kapaliny. Nevýhodou tohoto postupu je ověřené skutečnost, že elektrická impedance mezi elektrodami je v tomto případě závislá nejen na stupni napěnění kapaliny, ale i na výchozí impedanci samotné nezpěněné kapaliny, takže údaj přístroje je pro různé kapaliny různý a zařízení je nutno individuálně cejchovat. Tato skutečnost by nebyla tolik na závadu jako závislost výchozí impedance kapaliny na stupni její disociace, který je náhodnou veličinou a je dán zejména podílem stopových prvků a minerálů v kapalině. Měření je pak velmi nepřesné.

Uvedené nedostatky odstraňuje zařízení pro měření podílu kapaliny v disperzní soustavě kapalina-plyn v kontinuálně pracujících zařízeních, mixerech pro zpěňování kapalných roztoků a disperzí, opatřené přívodem vzduchu a obsahující ve výstupním potrubí zpěněné kapaliny pár prvních elektrod, podle vynálezu. Jeho podstata spočívá v tom, že ve vstupním potrubí nezpěněné kapaliny je umístěn pár druhých elektrod a pár prvních elektrod a pár druhých elektrod jsou připojeny paralelně ke zdroji napětí pro vznik elektrického děliče napětí a pár prvních elektrod a pár druhých elektrod jsou paralelně připojeny k vyhodnocovacímu zařízení, přičemž elektrickým výstupem vyhodnocovacího zařízení je podíl elektrických impedancí nacházejících se mezi párem prvních elektrod a párem druhých elektrod.

při vhodném zapojení zmíněných elektrod/pak mezi dvěma body tohoto zapojení obdrží napětí, které je úměrné stupni napěnění kapaliny a přitom nezávislé na elektrické vodivosti nezpěněné kapaliny.

Vynález a jeho účinky jsou blíže vysvětleny v popise příkladu jeho provedení podle přiloženého výkresu, který schematicky znázorňuje zařízení pro měření podílu kapaliny v disperzní soustavě kapalina-plyn.

Do rotačního, kontinuálně pracujícího mixeru 1 je připojen

253 524 přívod 2 plynu, tedy vzduchu, a dále vstupní potrubí 2 pro přívod nezpšněné kapaliny, obsahující pár prvních elektrod 4 s vyšší impedancí R. S mixérem^je dále spojeno výstupní potrubí 2 pro odvod zpěněné kapaliny obsahující pár druhých elektrod 6 s menší impedancí r. Mezi vzájemné spoje prvních elektrod 4 a druhých elektrod 6 a jeden pól stabilizovaného zdroje 7 střídavého napětí o velikosti 6 je připojeno vyhodnocovací zařízení 8, zejména střídavý milivoltmetr pro měření stupně napěnění.

Po uvedení mixeru a zařízení podle vynálezu do chodu se na milivoltmetru 8 objeví napětí U, jehož velikost je dána vztahem:

kde R je impedance prvních elektrod 4 a r je impedance druhých elektrod 6. Je-li impedance R mnohem větší než r, čehož lze snad no dosáhnout vhodnou geometrií elektrod, například tak, že elektrodový pár pro měření impedance nezpěněné kapaliny bude tvořen malými, značně od sebe vzdálenými kontakty, zatímco druhý pár bude konstruován opačně, pak při vzrůstu impedance r v důsledku vyššího napěnění bude napětí U vzrůstat, nebot jmenovatel ve vztahu pro U se v podstatě nezmění. Při náhodné změně složení kapaliny se pak ve stejném poměru, jak bylo prokázáno zkouškami, změní obě impedance r i R, takže napětí U se nezmění.

U jiných příkladných provedena' zařízení dle vynálezu mohou být oba elektrodové páry ve stejném provedení, avšak k vyhodnocení podílu impedancí r/R je použito vhodného známého elektrického zařízení, například mikropočítače. Může být rovněž použito operačního zesilovače se zápornou zpětnou vazbou, přičemž součástí obvodů připojených k operačnímu zesilovači bude alespoň jeden zmíněný elektrodový pár.

Pro zamezení vzniku elektrolýzy a tím separace elektrod je výhodné napájet zařízení střídavým proudem. Měřeni malých střídavých napětí je rovněž v technické praxi snazší. Elektrody musí být vyrobeny z korozivzdorného materiálu.

- 4 253 524

Napětí U podle výše uvedeného vztahu bude pak, jak již bylo uvedeno, úměrné stupni napěnění kapaliny, to je relativnímu zvýšení objemu výchozí kapaliny v důsledku napěnění. Převrácenou hodnotou stupně napěnění je pak podíl, to je poměrné zastou pění kapaliny v disperzní soustavě kapalina-plyn. Jde tedy o reciproké pojmy, přičemž v technické praxi se více používá stupně napěnění, v laboratorní chemii zase pojem zbývající.

Funkce zařízení podle vynálezu byla prověřena zkouškami s pozitivními výsledky. Napětí U bylo během zkoušek v podstatě nezávislé jak na obsahu minerálů v kapalině, tedy vodě, tak na obsahu tenzidů a dalších pomocných přípravků. Se stupněm napěnění pak napětí U téměř lineárně vzrůstalo.

Zařízení podle vynálezu umožňj^produktivnit a zkvalitnit výrobu pěny, důsledkem čehož dosažení ještě vyššího stupně napěnění než doposud a ekonomický efekt aplikace pěnových nánosů ještě vzroste, nemluvě o zvýšené rovnoměrnosti nánosů.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Zařízení pro měření podílu kapaliny v disperzní soustavě kapalina-plyn v kontinuálně pracujících zařízeních, mixerech pro zpěňování kapalných roztoků a disperzí, opatřené přívodem vzduchu a obsahující ve výstupním potrubí zpěněné kapaliny pár prvních elektrod, vyznačující se tím, že ve vstupním potrubí /3/ nezpěněné kapaliny je umístěn pár druhých elektrod /4/ a pár prvních elektrod /6/ a pár druhých elektrod /4/ jsou připojeny paralelně ke zdroji napětí /7/ pro vznik elektrického děliče napětí a pár prvních elektrod /6/ a pár druhých elektrod /4/ jsouypařalelně připojeny k vyhodnocovacímu zařízeni /8/,