СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФИЛЬТРОВАЛЬНОГО ЭЛЕМЕНТА

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФИЛЬТРОВАЛЬНОГО ЭЛЕМЕНТА


RU (11) 2043137 (13) C1

(51) 6 B01D39/00 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 15.01.2008 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 93020838/26 
(22) Дата подачи заявки: 1993.04.21 
(45) Опубликовано: 1995.09.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. Авторское свидетельство СССР N 600809, кл. D 21J 7/00, 1978. 2. Авторское свидетельство СССР N 436669, кл. B 01D 39/00, 1974. 
(71) Заявитель(и): Научно-производственное товарищество с ограниченной ответственностью "Галс" 
(72) Автор(ы): Чаусов Ф.Ф.; Пахомов В.В. 
(73) Патентообладатель(и): Научно-производственное товарищество с ограниченной ответственностью "Синтез" 

(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФИЛЬТРОВАЛЬНОГО ЭЛЕМЕНТА 

Использование: отделение твердых частиц от жидкости или газа. Способ включает укладывание волокон и полидисперсного вещества, их закрепление. Волокна и полидисперсное вещество (например, волокнисто-пленочные полимерные связующие фибриды, торф) осаждают из суспензии, причем суспензию делят на три равные части и осаждают с различной линейной скоростью. 1 з. п. ф-лы, 1 ил. 1 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к технологии изготовления фильтров, т.е. устройств для отделения твердых частиц от жидкости или газа, и может быть использовано, например, для изготовления фильтровальных элементов очистки топлива, масла и воздуха в двигателе внутреннего сгорания.

Известен способ изготовления пористых заготовок из волокнистой суспензии путем осаждения последней на сетку [1]

Однако данный способ не позволяет получить фильтровальный элемент с уменьшением размера пор по направлению потока фильтруемой среды, так как в процессе осаждения дисперсный материал может укладываться в произвольном порядке. Так как в поверхностном слое фильтрующего элемента в этом случае присутствуют как крупные, так и мелкие частицы фильтрующего вещества, то мелкие частицы, располагаясь между крупными, перекрывают крупные поры. Вследствие этого твердые частицы загрязнений полностью оседают в поверхностном слое, который забивается, и в результате снижается пропускная способность и грязеемкость фильтра. Если же мелкие частицы загрязнений проникают вглубь фильтровального элемента, то из-за случайного размера пор эти частицы проникают сквозь крупные поры, которые присутствуют по всему объему фильтровального элемента. В результате снижается полнота отсева загрязнений. Из изложенного вытекает целесообразность получения такого фильтровального элемента, из которого размер пор наибольший при входе и наименьший при выходе фильтруемой среды, т.е. размер пор уменьшается по направлению потока фильтруемой среды.

Наиболее близким по технической сущности является способ изготовления волокнистого фильтровального элемента, включающий укладку волокон, продувку воздухом с полидисперсной пылью в условиях, имитирующих условия эксплуатации, и закрепление пыли на волокнах. За счет осаждения пыли, включающей частицы различного размера, на волокнах достигается изменение размеров пор. Первоначально поры имеют равномерный размер по всему фильтровальному элементу, а в результате осаждения и закрепления пыли размеры пор приближаются к оптимальным. Такое изменение размеров пор позволяет рационально организовать лабиринтный эффект и разгрузить часть элемента на входе, вследствие чего увеличивается грязеемкость фильтровального элемента, снижается пропуск загрязнений [2]

Описанный способ требует организации сложного технологического процесса. Фильтровальный элемент изготавливают за три операции: укладку волокон, продувку пылью и ее закрепление. Помимо этого в производстве применяется дорогостоящее филаментарное волокно и специально подобранная пыль.

Задачей изобретения является получение фильтра, работающего в полном объеме при упрощении технологического процесса и удешевлении сырья.

Техническим результатом, который можно достигнуть изобретением является повышение пропускной способности, повышение грязеемкости и полноты отсева за счет получения фильтра с уменьшающимися размерами пор по направлению потока фильтруемой среды.

Для достижения технического результата фильтровальный элемент изготавливают из суспензии полидисперсного фильтрующего вещества. При этом возможно применение в суспензии штапельных волокон, волокнисто-пленочных полимерных связующих (фибридов), а также торфа, целлюлозы и тому подобных веществ.

Приготовленную водную суспензию с концентрацией от 3 до 15 мас. делят на три равные части и осаждают, например, на сетке с линейной скоростью, рассчитанной в полном сечении аппарата. Первую часть осаждают со скоростью 1-3 мм/с, вторую со скоростью 5-10 мм/с, а третью со скоростью 15-26 мм/с. При осаждении первой части линейная скорость суспензии: 1-3 мм/с. Вследствие этого содержание крупных и мелких частиц фильтрующего вещества в формирующемся слое фильтровального элемента соответствует их содержанию в суспензии. Когда начинается осаждение второй части суспензии со скоростью 5-10 мм/с, то мелкие частицы фильтрующего вещества сильнее увлекаются потоком и уносятся в ранее осажденный первый слой. Там мелкие частицы перекрывают поры, вследствие чего ранее осажденный слой фильтровального элемента имеет мелкие поры. Более крупные частицы осаждаемой суспензии остаются в поверхностном слое, который по этой причине имеет крупные поры. При осаждении третьей части суспензии со скоростью 15-25 мм/с происходит аналогичный процесс, но при большей скорости потоком интенсивно увлекаются не только мелкие частицы, но и частицы средних размеров. Мелкие частицы проходят сквозь поры среднего слоя и осаждаются в первом слое. Частицы средних размеров осаждаются в среднем слое, а крупные остаются в поверхностном слое. В результате формируется фильтровальный элемент с уменьшением размера пор по направлению движения фильтруемой среды. По окончании осаждения из фильтровального элемента удаляют остатки дисперсионной среды, например путем сушки.

По сравнению с прототипом использование в качестве исходных веществ суспензии, в которой диспергировано полидисперсное вещество и осаждение этой суспензии с различной линейной скоростью является новым.

Данный способ может быть реализован в устройстве, изображенном на чертеже.

Устройство содержит трубопровод 1, аппарат 2 для осаждения суспензии, ячейки 3 для формирования фильтровального элемента, сетку 4 на которой идет осаждение суспензии, расходомер 5 для расчета линейной скорости осаждения суспензии и вентиль 6 для регулировки расхода.

Аппарат 2 разделен сеткой 4 на верхнюю и нижнюю части. Верхняя часть содержит ячейки 3 и допускает ввод суспензии по трубопроводу 1. Нижняя часть соединена с расходомером 5 и вентилем 6, который подключен к насосу. Суспензию подают по трубопроводу 1 в верхнюю часть аппарата 2. Фильтровальные элементы формируются в ячейках 3 в результате осаждения суспензии на сетке 4. Дисперсионную среду из нижней части отсасывают насосом, причем расход регулируют с помощью расходомера 5 и вентиля 6 так, чтобы поддерживать заданные значения линейной скорости потока суспензии в аппарате 2. По окончании осаждения материала в ячейках фильтровальные элементы уплотняют до заданного размера, извлекают из ячеек и очищают от статков дисперсионной среды.

П р и м е р 1. В 1,5 л воды суспендируют 7 г штапельного капронового волокна с линейной плотностью 1,15 текс и длиной нарезки 5 мм и 3 г волокнисто-пленочных полимерных связующих (фибридов) из полигексаметилентерефталамида (в расчете на абсолютно сухие ингредиенты). Смесь перемешивают лопастной мешалкой с числом оборотов 720 в 1 мин в течение 100 с. Полученную суспензию заливают в одну из ячеек 3 описанного устройства (остальные ячейки перекрывают для предотвращения подсоса воздуха). Первые 0,5 л осаждают со скоростью 2,0 мм/с. вторые 0,5 л со скоростью 8 мм/с, третьи 0,5 со скоростью 20 мм/с. Осадок сжимают до толщины 50 мм. Получают фильтровальный элемент в виде цилиндра диаметром 50х50 мм. Рабочее направление фильтруемой среды осевое, входной стороной является сторона, обращенная при формовании вверх, а выходной стороной сторона, обращенная при формовании к сетке 4.

Пропускная способность по бензину АИ-76 12 л/мин при перепаде давления 0,6 ат (0,06 МПа), полнота отсева загрязнений размером 3 мкм 94% после увеличения из-за загрязнений массы фильтровального элемента на 1 г пропускная способность снижается на 3,8%

П р и м е р 2. В 1,5 л воды суспендируют 8 г хлопковой целлюлозы и 2 г низинного торфа (в расчете на абсолютно сухие ингредиенты), Условия перемешивания идентичны описанным в примере 1. Скорость осаждения первых 0,5 л 1 мм/с, вторых 0,5 л 6 мм/с, третьих 0,5 24 мм/с. Форма и размеры полученного фильтровального элемента идентичны описанным в примере 1. Пропускная способность по бензину АИ-93 8 л/мин при перепаде давления 0,6 ат (0,06 МПа), полнота отсева загрязнений размером 3 мкм 35% после загрязнения фильтровального элемента массой 1 г пропускная способность снижается на 5,6%

Свойства фильтровальных элементов, полученных в различных условиях, отражены в таблице.

Изобретение успешно применено для изготовления фильтровальных элементов тонкой очистки топлива, что подтверждено испытаниями, и пригодно для промышленного использования. Оборудование для производства фильтровальных элементов требуется стандартное и несложное. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФИЛЬТРОВАЛЬНОГО ЭЛЕМЕНТА, включающий укладывание волокон и полидисперсного вещества, закрепление их, отличающийся тем, что волокна и полидисперсное вещество осаждают из суспензии, при этом суспензию делят на три равные части и осаждают первую часть с линейной скоростью в полном сечении 1 3 мм/с, вторую с линейной скоростью 5 10 мм/с, а третью часть 15 25 мм/с.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве полидисперсного вещества используют волокнисто-пленочные полимерные связующие, например фибриды или торф.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Воздухо- и водоочистка. Опреснительные установки






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "очистка воды" будет найдено словосочетание "очистка воды". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("очистка" или "воды").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+очистка -воды".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "сток" будут найдены слова "стоков", "стоки" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "сток!".


Устройства и способы водоочистки | Опреснительные установки. Дистилляторы | Устройства и способы воздухоочистки


Рейтинг@Mail.ru