CS240612B1

CS240612B1 - Equipment for combined evaluation of basic filtration properties of surface filter materials

Info

Publication number: CS240612B1
Application number: CS843342A
Authority: CS
Inventors: Pavel Janecek; Jaroslav Sanda; Josef Soudek; Miroslav Havel
Original assignee: Pavel Janecek; Jaroslav Sanda; Josef Soudek; Miroslav Havel
Priority date: 1984-05-07
Filing date: 1984-05-07
Publication date: 1986-02-13
Also published as: CS334284A1

Abstract

Zařízení pro sdružené hodnocení základních filtračních materiálů je tvořeno filtračním tělesem s přívody a odvody vody, vzduchu a zkušební kapaliny a s připojenými měřicími a regulačními prvky pro sledování ■ průtoků a tlaků kapalin a vzduchu. Filtrační těleso sestává ze dvou vertikálně uspořádaných nádob, z nichž horní nádoba je spojena přívodním potrubím se zásobníkem vody a zkušební kapaliny a s průtokoměrem vzduchu. Její dno tvoří zkoušený filtrační materiál, který je vyměnitelně uchycen a fixován výměnnými vložkami a membránou. Spodní kalibrovaná nádoba je opatřena odvodem kapalin, přívody vzduchu a odvzdušněním. Nádoby jsou vytvořeny zčásti nebo zcela z průhledného materiálu. Zařízení umožňuje jednoduchým způsobem získat hodnoty, na jejichž základě se stanoví základní vlastnosti filtračních materiálů a jejich použitelnost ke konkrétním účelům.The device for the combined evaluation of basic filter materials consists of a filter body with water, air and test liquid inlets and outlets and with connected measuring and regulating elements for monitoring ■ the flow rates and pressures of liquids and air. The filter body consists of two vertically arranged containers, of which the upper container is connected by a supply pipe to a water and test liquid reservoir and to an air flow meter. Its bottom consists of the tested filter material, which is replaceably attached and fixed by replaceable inserts and a membrane. The lower calibrated container is equipped with a liquid outlet, air inlets and venting. The containers are made partly or completely of transparent material. The device allows for a simple way of obtaining values on the basis of which the basic properties of filter materials and their applicability for specific purposes are determined.

Description

Vynález se týká konstrukce zařízení pro sdružené hodnocení základních filtračních vlastností plošných filtračních materiálů.The invention relates to the construction of a device for the combined evaluation of the basic filtration properties of sheet filter materials.

Při výběru plošných filtračních materiálů před konkrétním použitím nebo při srovnávání jednotlivých filtračních materiálů se hodnotí mimo jiné prodyšnost na vzduch, filtrační rychlost a velikost pórů.In the selection of surface filter materials prior to a particular application or when comparing individual filter materials, air permeability, filtration rate and pore size are evaluated.

Prodyšnost na vzduch je charakterizována jako množství vzduchu, které proteče zkušebním _2 —i —i vzorkem za jednotku času a udává se zpravidla v l.m .s nebo l.m.s . Účinná plocha 2 zkušebního vzorku je A = 1Θ cm a tlakový spád vzduchu je 4^ = 200 Pa.Air permeability is characterized as the amount of air that flows through the test sample per unit of time and is typically given in l.m.s or l.m.s. The effective area 2 of the test sample is A = 1Θ cm and the air pressure drop is 4 ^ = 200 Pa.

Filtrační rychlost je charakterizována jako množství vody# které proteče zkušebním -2 -1 vzorkem za jednotku času a udává se zpravidla v kg.m .s .The filtration rate is characterized as the amount of water # flowing through the test sample -1 -1 per unit of time, and is usually given in kg.m.s.

Účinná plocha zkušebního vzorku je A = 1 cm a tlakový spád vody je 4p « 5 000 Pa.The effective area of the test sample is A = 1 cm and the pressure drop of water is 4p · 5 000 Pa.

Velikost pórů je hodnota určená podle dohody průměrem nejmenšího průřezu největšího póru, který je schopen zachytit částice odpovídající svými rozměry tomuto průměru. Velikost póru se počítá podle vzorce:The pore size is the value determined by agreement with the diameter of the smallest cross-section of the largest pore capable of retaining particles corresponding to its diameter. The pore size is calculated according to the formula:

D = ⁴ ° iO⁴p · p · g kde je D (mm) velikost póru σ (N.m ^x) povrchové napětí pomocné kapaliny p (Pa) tlak# při kterém se objeví první bublina vzduchu -3 p (kg.m ) měrná hmotnost kapaliny -2 g (m.s ) gravitační zrychleníD = ⁴ ° iO ⁴ p · p · g where D (mm) pore size σ (Nm ^x ) surface tension of auxiliary liquid p (Pa) pressure # at which the first air bubble -3 p (kg.m) is measured liquid weight -2 g (ms) gravitational acceleration

Účinná plocha zkušebního vzorku je A = 10 cm , zkušební vzorek je zalitý zkušební kapalinou (vodou, isopropylalkoholem apod.) do výše 20 mm.The effective area of the test sample is A = 10 cm, the test sample is embedded with the test liquid (water, isopropyl alcohol, etc.) up to a height of 20 mm.

Rychlost nárůstů tlaku při zkoušce je zpravidla 50 až 70 Pa.sThe rate of pressure build-up in the test is generally 50 to 70 Pa.s

Pro stanovení výše uvedených filtračních vlastností se pro každou vlastnost používá speciálně zhotovený přístroj. Vzhledem k tomu, že uživatelé plošných filtračních materiálů uvedené filtrační vlastnosti nestanovují pravidelně, drahé speciální přístroje by zůstávaly často nevyužité, montuje uživatel zpravidla pro každou zkoušku improvizovanou aparaturu podle potřeby. Takto získané hodnoty filtračních vlastností nejsou však obecně srovnatelné a slouží především' pro relativní hodnocení u uživatele.For the determination of the above filtration properties, a specially made apparatus is used for each characteristic. Since users of surface filtering materials do not regularly determine these filtering properties, expensive special devices would often remain unused, the user typically mounts an improvised apparatus for each test as needed. However, the filter property values obtained are generally not comparable and serve primarily for the relative evaluation of the user.

Uvedené nevýhody odstraňuje nová jednoduchá konstrukce zařízení pro sdružené hodnocení základních filtračních vlastností plošných filtračních materiálů. Zařízení nové konstrukce kompaktní celek. Sestává z filtračního tělesa^- s přívody a odvody vody, vzduchu a zkoušené kapaliny a s připojenými měřicími a regulačními prvky pro sledování průtoků a tlaků kapalin a vzduchu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že filtrační těleso sestává ze dvou vertikálně uspořádáných nádob, z nichž horní, nádoba’je přes ventily spojena převodním potrubím se zásobníkem vody, se zásobníkem zkušební kapaliny a přes odvzdušňovací ventil horní nádoby s průtokoměrem vzduchu. Dno horní nádoby je tvořeno zkoušeným plošným filtračním materiálem, který je vyměnitelně uchycen a fixován horní výměnnou vložkou, dolní výměnnou vložkou a membránou spodní kalibrované nádoby. Kalibrovaná nádoba je dále opatřena odvodem kapalin s vypouštěcím ventilem, přívodem vzduchu s ventily a odvzdušňovacím potrubím s 'odvzdušňovacím ventilem. Horní nádoba i spodní kalibrovaná nádoba mohou být s výhodou vytvořeny zcela nebo z části z průhledného materiálu. Zařízení je vybaveno tlakoměrem, diferenčním tlakoměrem, průtokoměrem vzduch a průtokoměrem vody.These disadvantages are overcome by the new simple design of the device for the combined evaluation of the basic filtration properties of the sheet filter materials. Equipment new design compact unit. It consists of a filter body ^- with water, air and test liquid inlets and outlets, and with associated measuring and control elements to monitor the flow and pressures of liquids and air. SUMMARY OF THE INVENTION The filter body consists of two vertically arranged vessels, of which the upper vessel is connected via a valve to a water reservoir, a test liquid reservoir via a valve and through a vent valve of an upper vessel with an air flow meter. The bottom of the upper container consists of the test sheet filter material, which is interchangeably attached and fixed by the upper insert, the lower insert and the membrane of the lower calibrated container. The calibrated vessel is further provided with a liquid drain with a drain valve, an air inlet with valves and a breather line with a breather valve. Preferably, both the upper vessel and the lower calibrated vessel may be formed wholly or partially of transparent material. The device is equipped with a pressure gauge, a differential pressure gauge, an air flow meter and a water flow meter.

Zařízení je jednoduché, sestává z běžných prvků a součástí. Nenáročným postupem umožňuje snadno a rychle získat spolehlivé a reprodukovatelné hodnoty, které jsou základem pro hodnocení nejdůležitějších vlastností plošných filtračních materiálů a jejich způsobilosti pro konkrétní použití.The device is simple and consists of common elements and components. It makes it easy and quick to obtain reliable and reproducible values, which are the basis for evaluating the most important properties of sheet filter materials and their suitability for a particular application.

Připojený výkres je celkovým znázorněním přístroje.The attached drawing is an overall representation of the device.

Filtrační těleso přístroje je tvořeno dvěma vertikálně uspořádanými nádobami, horní nádobou 2 a kalibrovanou nádobou 2. Horní nádoba _1 je přes přívodní ventil 15 vody spojena se zásobníkem 6 vody, přes přívodní ventil 16 zkušební kapaliny se zásobníkem 7_ zkušební kapaliny a přes odvzdušňovací ventil 13 horní nádoby 2 s průtokoměrem 11 vzduchu. Zásobníky 2» Ί_ jsou s příslušnými ventily 15, 16 a s horní nádobou 1 propojeny potrubím. Dno horní nádoby 2 tvoří zkoušený.plošný filtrační materiál 2» vyměnitelně uchycený a fixovaný horní výměnnou vložkou 3, dolní výměnnou vložkou 2 a membránou Horní výměnná vložka 2 jo vložena do spodní části horní nádoby _1. Ke kalibrované nádobě 2^ je připevněna membrána 5, která pohybuje dolní výměnnou vložkou 4 a jejím prostřednictvím přitlačuje plošný filtrační materiál _8 k horní výměnné vložce 2· Kalibrovaná nádoba 2 j® dále opatřena odvodem kapalin s vypouštěcím ventilem 14, přívodem vzduchu pod membránu 5 s trojceštným ventilem 19, přívodním ventilem 17 vzduchu, přívodním regulačním ventilem 18 a kapilárou 21 a odvzdušněním s odvzdušňovacím ventilem 20 kalibrované nádoby 2. Zařízení je vybaveno pro měření přetlaku tlakoměrem 9_, pro měření rozdílu tlaků diferenčním tlakoměrem 10, pro měření průtoku vzduchu průtokoměrem 11 vzduchu a pro měření průtoku vody průtokoměrem 12 vody.The filter body of the apparatus consists of two vertically arranged vessels, an upper vessel 2 and a calibrated vessel 2. The upper vessel 1 is connected via a water inlet valve 15 to a water reservoir 6, through a test liquid inlet valve 16 to a test liquid reservoir 7 and via a venting valve 13 container 2 with air flow meter 11. The reservoirs 24 are connected to the respective valves 15, 16 and the upper vessel 1 via a pipeline. The bottom of the upper container 2 is formed by the filter sheet 2 being interchangeably attached and fixed by the upper exchange insert 3, the lower exchange insert 2 and the membrane. The upper exchange insert 2 is inserted into the lower part of the upper container 1. A diaphragm 5 is attached to the calibrated vessel 2, which moves the lower cartridge 4 and presses the flat filter material 8 against the upper cartridge 2. The calibrated vessel 2 is further provided with a liquid drain with an outlet valve 14, an air supply below the membrane 5 s. a three-way valve 19, an air inlet valve 17, an inlet control valve 18 and a capillary 21 and a vent with a venting valve 20 of the calibrated vessel 2. The device is equipped with a pressure gauge 9 to measure the pressure. and for measuring the water flow through the water flow meter 12.

Zařízení podle tohoto vynálezu pracuje takto:The device according to the invention operates as follows:

1. Měření prodyšnosti na vzduch1. Measurement of air permeability

Mezi horní výměnnou vložkou 2 ^a dolní výměnnou vložkou 2 ^se vloží plošný filtrační materiál 2· Trojceštným ventilem 19 se otevře přívod vzduchu pod membránou 2 ^a jejím vzdutím se přitlačí dolní výměnnou vložkou 4. plošný filtrační materiál k horní výměnné vložce 2·A sheet of filter material 2 ^is inserted between the upper cartridge 2 ^{and the} lower cartridge 2 · The air inlet under the diaphragm 2 is opened by the three-way valve 19 ^and by pressing it down the lower cartridge 4 is pressed.

Otevře se přívodní ventil 17 vzduchu a vzduch proudí otevřeným odvzdušňovacím ventilem 13 přes průtokoměr 11 vzduchu 12· Po nastavení požadovaného tlakového spádu měřeného diferenčním tlakoměrem 10 se po stanovené době odečte proteklé množství vzduchu a vypočte se prodyšnost na vzduchu.The air inlet valve 17 opens and the air flows through the open air bleed valve 13 through the air flow meter 11. After adjusting the desired pressure drop measured by the differential pressure gauge 10, the air flow is read off after a specified time and air permeability is calculated.

2. Měření filtrační rychlosti2. Measurement of filtration rate

Plošný filtrační materiál 8 se upevní do zařízení stejným postupem jako při měření prodyšnosti na vzduch. Potom se otevře přívodní ventil 16 vody a voda ze zásobníku 2 vody zaplní horní nádobu 2· ^po jejím zaplnění se uzavře odvzdušňovací ventil 21/ čímž se dosáhne požadovaného tlakového spádu na plošném filtračním materiálu 2· Protékající voda se shromažduje v kalibrované nádobě 2, která je odvzdušňována odvzdušňovacím ventilem 20 kalibrované nádoby 2. Po získání stanoveného množství proteklé vody měřené průtokoměrem 22 vody se odečte potřebný čas a vypočte se filtrační rychlost.The sheet filter material 8 is fixed to the device in the same manner as for air permeability measurement. Then the water inlet valve 16 is opened and water from the water tank 2 fills the upper vessel 2 · ^after its filling the vent valve 21 / is closed, thus achieving the desired pressure drop on the filter material 2 · The flowing water is collected in a calibrated vessel 2 2. After obtaining the determined amount of water flow measured by the water flow meter 22, the required time is read and the filtration rate is calculated.

3. Velikost pórů3. Pore size

Plošný filtrační materiál se upevní do zařízení stejným postupem jako při měření prodyšnosti na vzduch. Potom se otevře přívodní ventil 16 zkušební kapaliny, kterou se zaplní horní výměnná vložka 2 <3o požadované výšky. Při otevřeném odvzdušňovacím ventilu 13 horní nádoby 2 ^se přívodním regulačním ventilem 18 a kapilárou 21 vypouští do kalibrované nádoby vzduch a sleduje se průhledem ve stěně horní nádoby 2 povrch plošného filtračního materiálu. Po zajištění první prošlé bubliny vzduchu se odečte na tlakoměru dosažený tlakový spád a vypočte se průměr otvoru.The surface filter material is fixed to the device in the same manner as for air permeability measurement. The test fluid inlet valve 16 is then opened to fill the upper replaceable insert 2 < 30 ° of the desired height. When open, the vent valve 13 of the upper container ^{2, the} inlet control valve 18 and the capillary 21 is discharged into a calibrated vessel, and air is monitored viewing window in the wall of the upper container 2 surface of the sheet filter material. After securing the first expired air bubble, the pressure drop achieved is read on the pressure gauge and the hole diameter is calculated.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION

1. An apparatus for the combined evaluation of the basic filtration properties of a sheet filter material comprising a filter body with water, air and test liquid inlet and outlet and associated measuring and control elements for monitoring the flow and pressures of liquids and air, characterized in that the filter body consists of two vertically arranged vessels, of which the upper vessel (1) is connected via a supply line to the water reservoir (6) and the test liquid reservoir (7) via the valves (15) (16) and via the vent valve (13) of the upper vessel (1) to the flowmeter (11) of air, the bottom of which consists of the test sheet filter material (8) interchangeably attached and fixed by the upper replaceable insert (3), the lower replaceable insert (4) and the diaphragm (5) of the lower calibrated container (2), liquid with drain valve (14), air supply with valves (17, 18, 19) and vent ňovacím pipe with vent valve (20).

Device according to claim 1, characterized in that the upper container (1) and the calibrated container (2) are formed in part or wholly of transparent material.