UA63676U - Фільтруючий елемент фільтра для очистки газоподібних та рідких продуктів - Google Patents

Description

Відомо, що сучасні вимоги, які пред'являються гідрату оксиду алюмінію. Нетканий полімерний до якості технологічних процесів будь-якого виро- волокнистий матеріал утворений волокнами із бництва та до збереження чистоти оточуючого ацетату целюлози, полісульфону чи іншого біое- середовища, неможливо задовольнити без ефек- нертного полімеру, що має діаметр 0,1-10 мкм, тивної та надійної фільтрувальної техніки. Тому переважно 1-3 мкм. існує необхідність у створенні надійної фільтрува- Недоліком відомого фільтруючого елемента є льної техніки, зокрема фільтруючих елементів високий гідравлічний опір та недостатня тонкість фільтрів для очистки газоподібних та рідких про- очистки прохідного через фільтрувальний матері- дуктів. ал продукту. Крім того, використання частинок

Відомий фільтруючий елемент циліндричної гідрату оксиду алюмінію для модифікації полімер- форми чорного кольору (заявка на винахід Росій- ного волокнистого матеріалу призводить до їх ви- ської федерації Ме 2008143902/15, дата публікації несення при взаємодії фільтрувального матеріалу - 10.05.2010 р., МПК (2006.01) - В801027/00), що з продуктом, що очищується. містить перфорований каркас, на який нанесено Задачею корисної моделі є удосконалення фі- фільтруючий матеріал. Фільтруючий поліпропіле- льтруючого елемента фільтра для очистки газопо- новий матеріал має багатошарову глибинну струк- дібних та рідких продуктів, в якій за рахунок запро- туру, а перфорований каркас виготовлений з кін- понованого співвідношення розміру цевими приєднувальними деталями (адаптерами) конструктивних елементів та їх розташування за- або без них. При цьому фільтруючий матеріал безпечується висока тонкість фільтрації прохідно- виготовляють як багатошарову глибинну структу- го через багатошаровий фільтрувальний матеріал ру, в якій пори повністю заповнені діоксидом мар- продукту з поступовим підвищенням тонкості філь- ганцю, а їх розмір зменшують від зовнішніх шарів трації по шарах фільтрувального матеріалу при до внутрішніх. Фільтруючий матеріал кріплять на- зменшенні його гідравлічного опору та збільшенні вколо перфорованого каркасу. міцності фільтруючого елемента. В результаті -

Недоліком відомого фільтруючого елемента підвищується ступінь та надійність процесу очист- циліндричної форми є високий гідравлічний опір та ки газоподібних та рідких продуктів в цілому. недостатня тонкість очистки продукту. Крім того Поставлена задача вирішується запропонова- використання діоксиду марганцю призводить до ним фільтруючим елементом фільтра для очистки винесення його частинок при взаємодії фільтрую- газоподібних та рідких продуктів, що включає по- чого матеріалу з робочим тілом, що фільтрується. силюючий перфорований каркас та багатошаро-

Відомий фільтруючий елемент (патент на ко- вий фільтрувальний матеріал із полімерного воло- рисну модель Російської федерації Ме 105594, книстого матеріалу, нанесений на вказаний дата публікації - 20.06.2011 р., МПК (2006.01) - посилюючий перфорований каркас, в якому бага-

ВО01046/24), що виконаний у вигляді багатошаро- тошаровий фільтрувальний матеріал виконаний із вого порожнистого циліндра, кожний циліндричний послідовно розташованих захисного шару, коале- шар якого виконаний шляхом намотки термоскріп- сціюючого шару, дренажного шару, фільтруваль- лених у місцях перетину ниток із термопластично- ного шару та підстильного шару, де захисний шар го полімеру. Причому як полімер використаний нанесений на коалесціюючий шар, а підстильний волокнисто-пористий поліпропілен чи поліетилен, шар нанесений на посилюючий перфорований насичений при намотці шляхом вприскування по- каркас, при цьому товщина захисного шару стано- рошком активованого вугілля. При цьому шари вить не менше 3 мм, товщина коалесціюючого виконані з різною орієнтацією волокон. шару становить 5-10 мм, товщина дренажного

Недоліком відомого фільтруючого елемента є шару становить 2-4 мм, товщина фільтрувального високий гідравлічний опір та недостатня тонкість шару становить не менше З мм, а товщина підсти- очистки продукту. Крім того, використання порош- льного шару становить 5-20 мм, причому кожен із ку активованого вугілля призводить до винесення шарів багатошарового фільтрувального матеріалу його частинок при взаємодії фільтруючого матері- виконаний у вигляді чарункуватої структури, роз- алу з робочим тілом, що фільтрується. мір фільтруючих чарунок чарункуватої структури

Найбільш близьким до фільтруючого елемен- для кожного шару фільтрувального матеріалу є та фільтра для очистки газоподібних та рідких різним і вибраний із умови забезпечення тонкості продуктів, що заявляється, є фільтруючий еле- фільтрації 5-50 мкм та становить 3-50 мкм, а еле- мент (заявка на винахід Російської федерації Мо ментарні шари чарункуватої структури кожного 2009138386, дата публікації - 27.04.2011 р., МПК шару фільтрувального матеріалу утворені шляхом (2006.01) - В01025/00), що включає фільтруваль- укладання ниток з розміщенням ниток одна біля ний матеріал у вигляді шарів та перфорований одної, де товщина нитки становить не менше З каркас, з кожного із сторін якого нанесений фільт- МКМ. рувальний матеріал, один шар захисного матеріа- Посилюючий перфорований каркас виконаний лу. При цьому перфорований каркас, шари захис- циліндричної або конусної, або плоскої форми. ного матеріалу і фільтрувальний матеріал Багатошаровий фільтрувальний матеріал нанесе- закріплені по контуру. Фільтрувальний матеріал ний на зовнішню або на внутрішню сторону поси- виконаний багатошаровим шляхом складання од- люючого перфорованого каркасу. ного над одним шарів полотна чи стрічки фільтру- Краще, коли посилюючий перфорований кар- вального матеріалу. При цьому фільтрувальний кас виконаний з отворами прямокутної форми, матеріал виконаний із нетканого полімерного во- розмір меншої сторони яких становить не менше 2 локнистого матеріалу, модифікованого частинками мм, або з отворами циліндричної форми, діаметр яких становить не менше 2 мм. При цьому площа Багатошаровий фільтрувальний матеріал ви- перфорації посилюючого каркасу становить не конаний із послідовно розташованих захисного менше 50 95. шару 2, коалесціюючого шару 3, дренажного шару

Фільтруючий елемент додатково містить два 4, фільтрувального шару 5 та підстильного шару 6, фланці, закріплені герметично на відповідних тор- де захисний шар 2 нанесений на коалесціюючий цях посилюючого перфорованого каркасу і бага- шар 3, а підстильний шар 6 нанесений на посилю- тошарового фільтрувального матеріалу. При цьо- ючий перфорований каркас 1. При цьому товщина му фланці виконані глухими та/або відкритими із захисного шару 2 становить не менше 3 мм, тов- нержавіючої сталі або із маслобензостійкої гуми щина коалесціюючого шару 3-5-10 мм, товщина або пластмаси. дренажного шару 4-2-4 мм, товщина фільтруваль-

Краще, коли на кожному із фланців закріплене ного шару 5 - не менше З мм, а товщина підстиль- ущільнююче кільце із маслобензостійкої гуми. ного шару 6-5-20 мм. Кожен із шарів2, 3,4,51і 6

Нитки із полімерного волокнистого матеріалу багатошарового фільтрувального матеріалу вико- укладені у кожному елементарному шарі чарунку- наний у вигляді чарункуватої структури (не пока- ватої структури у формі непереривних петель. При зана), де розмір фільтруючих чарунок чарункува- цьому коефіцієнт упаковки ниток кожного елемен- тої структури для кожного шару 2, 3,4,51і6 тарного шару чарункуватої структури становить фільтрувального матеріалу є різним і вибраний із 45-60 Об. умови забезпечення тонкості фільтрації 5-50 мкм

Як полімерний волокнистий матеріал викорис- та становить 3-50 мкм, а елементарні шари чарун- товують поліпропілен або поліетилен, або поліес- куватої структури кожного шару 2, 3, 4, 5 і 6 фільт- тер, або співполімер пропілену. рувального матеріалу утворені шляхом укладання

Посилюючий перфорований каркас виконаний ниток з розміщенням ниток одна біля одної, де із нержавіючої чи конструкційної сталі або пласт- товщина нитки становить не менше З мкм. Нитки із маси. полімерного волокнистого матеріалу укладені у

Експериментально нами було встановлено, кожному елементарному шарі чарункуватої струк- що при виконанні фільтрувального матеріалу ба- тури у формі непереривних петель. Коефіцієнт гатошаровим у вигляді послідовно розташованих упаковки ниток кожного елементарного шару ча- захисного шару, коалесціюючого шару, дренажно- рункуватої структури становить 45-60 95. Як полі- го шару, фільтрувального шару і підстильного ша- мерний волокнистий матеріал використовують ру та при виконанні кожного із вказаних шарів у поліпропілен або поліетилен, або поліестер, або вигляді чарункуватої структури, розмір фільтрую- співполімер пропілену. Багатошаровий фільтрува- чих чарунок якої для кожного шару є різним і виб- льний матеріал закріплений на зовнішній або на раний із умови забезпечення видаляння рідини і внутрішній стороні посилюючого перфорованого твердих домішок із продукту та становить 3-50 каркасу 1. мкм, а елементарні шари чарункуватої структури Посилюючий перфорований каркас 1 викона- кожного шару утворені шляхом укладання ниток із ний циліндричної або конусної, або плоскої форми полімерного волокнистого матеріалу товщиною не із нержавіючої чи конструкційної сталі, або пласт- менше З мкм одна біля одної, то при проходженні маси з отворами 7 прямокутної форми, розмір ме- через вказані шари фільтрувального матеріалу ншої сторони яких становить не менше 2 мм, або з продукту, що очищується, досягається максима- отворами 7 циліндричної форми, діаметр яких льна тонкість його фільтрації на виході. Крім того, становить не менше 2 мм. Площа перфорації по- за рахунок запропонованого нанесення багатоша- силюючого каркасу 1 становить не менше 50 95. рового фільтрувального матеріалу на посилюючий На торцях посилюючого перфорованого кар- перфорований каркас та виконання захисного ша- касу 1 і багатошарового фільтрувального матеріа- ру товщиною З мм, коалесціюючого шару товщи- лу герметично закріплені два фланці 8 і 9, один з ною 5-10 мм, дренажного шару товщиною 2-4 мм, яких виконаний глухим 8, а інший - відкритим 9 із фільтрувального шару товщиною не менше З мм і нержавіючої сталі або із маслобензостійкої гуми підстильного шару товщиною 5-20 мм забезпечу- або пластмаси. На кожному із фланців 8 і 9 закріп- ється зменшення гідравлічного опору фільтрува- лене ущільнююче кільце із маслобензостійкої гуми льного матеріалу при проходженні через нього (не показано). продукту, що очищується. При цьому за експери- Фільтруючий елемент фільтра для очистки га- ментальними даними встановлено, що ступінь зоподібних та рідких продуктів виготовляють та очистки газоподібних та рідких продуктів стано- використовують таким чином. вить 90-99,9 об. Попередньо виготовляють посилюючий пер-

Корисна модель пояснюється, але не обмежу- форований каркас 1 циліндричної або конусної, ється кресленням (фіг.), на якому зображено: або плоскої форми із нержавіючої чи конструкцій- фільтруючий елемент фільтра для очистки га- ної сталі, або пластмаси з отворами 7, які отриму- зоподібних та рідких продуктів. ють шляхом штамповки чи висвердлювання чи

Фільтруючий елемент фільтра для очистки га- лазерного пропалювання. При цьому площа пер- зоподібних та рідких продуктів (фіг.) включає по- форації посилюючого каркасу 1 становить не силюючий перфорований каркас 1 та багатошаро- менше 50 95. вий фільтрувальний матеріал із полімерного Далі на зовнішню або внутрішню сторону по- волокнистого матеріалу, нанесений на зовнішню силюючого перфорованого каркасу 1 наносять сторону посилюючого перфорованого каркасу 1. багатошаровий фільтрувальний матеріал із полі- мерного волокнистого матеріалу, що містить пос-

лідовно розташовані захисний шар 2 товщиною не теріалу герметично закріплюють фланців із, а на менше З мм, коалесціюючий шар З товщиною 5-10 кожному із фланців закріплюють ущільнююче кіль- мм, дренажний шар 4 товщиною 2-4 мм, фільтру- це із маслобензостійкої гуми. вальний шар 5 товщиною не менше 3 мм та підс- Готовий фільтруючий елемент встановлюють тильний шар 6 товщиною 5-20 мм. При цьому для у фільтри для очистки газоподібних та рідких про- забезпечення тонкості фільтрації 5-50 мкм прохід- дуктів. При цьому при виготовленні фільтруючих ного через багатошаровий фільтрувальний мате- елементів відповідно до конструкції фільтрів для ріал продукту, що очищується, кожен із шарів 2, З, очистки газоподібних та рідких продуктів, в які во- 4, 5 і 6 вказаного фільтрувального матеріалу вико- ни встановлюються, задають геометричні розміри нують у вигляді чарункуватої структури з розміром фільтруючого елемента та розташовують фільт- фільтруючих чарунок, що є різним для кожного рувальний матеріал на внутрішній чи зовнішній шару 2, 3, 4, 5 і 6 фільтрувального матеріалу, та стороні посилюючого перфорованого каркасу 1. становить 3-50 мкм. Після встановлення фільтруючого елемента у

Для нанесення багатошарового фільтруваль- фільтр газоподібний чи рідкий продукт, що очищу- ного матеріалу на посилюючий перфорований ється, пропускають під тиском через послідовно каркас 1 використовують промислові екструдери розташовані шари 2, 3, 4, 5 і 6 фільтрувального типу 34-25, 3Ч-32 і 34-45. Для цього задають па- матеріалу, нанесеного на посилюючий перфоро- раметри роботи екструдера та товщину ниток, ваний каркас 1. При цьому при нанесенні багато- утворених у екструдері із розплаву полімерного шарового фільтрувального матеріалу на зовнішню волокнистого матеріалу, що становить не менше З сторону посилюючого перфорованого каркасу 1,

МКМ. виконаного у вигляді циліндричної чи конусної фо-

При цьому при нанесенні багатошарового фі- рми, газоподібний чи рідкий продукт, що очищу- льтрувального матеріалу на зовнішню сторону ється, пропускають під тиском спочатку через за- посилюючого перфорованого каркасу 1 на вказа- хисний шар 2, далі через коалесціюючий шар 3, ний каркас 1, що обертається і одночасно перемі- дренажний шар 4, фільтрувальний шар 5 і підсти- щується перпендикулярно осі екструдера, уклада- льний шар 6 з виходом очищеного продукту через ють поступово один на одний елементарні шари отвори 7 посилюючого перфорованого каркасу 1 у спочатку підстильного шару 6, далі фільтруваль- його внутрішню порожнину, після чого очищений ного шару 5, дренажного шару 4, коалесціюючого продукт виходить через відкритий фланець 9 із шару З та останнього захисного шару 2 шляхом порожнини посилюючого перфорованого каркасу 1 напилювання ниток з розміщенням їх одна біля у фільтр. У випадку нанесення багатошарового одної у формі неперервних петель в кожному еле- фільтрувального матеріалу на внутрішню сторону ментарному шарі таким чином, щоб отримати ша- посилюючого перфорованого каркасу 1, виконано- ри 2, 3, 4, 5 і 6 фільтрувального матеріалу у ви- го у вигляді циліндричної чи конусної форми, газо- гляді чарункуватої структури з розміром подібний чи рідкий продукт, що очищується, пода- фільтруючих чарунок 3-50 мкм. ють через відкритий фланець 9 у внутрішню

При нанесенні багатошарового фільтруваль- порожнину багатошарового фільтрувального ма- ного матеріалу на внутрішню сторону посилюючо- теріалу і пропускають під тиском спочатку через го перфорованого каркасу 1 спочатку фільтрува- захисний шар 2, далі через коалесціюючий шар 3, льний матеріал формують на оправці. Для цього дренажний шар 4, фільтрувальний шар 5 і підсти- на оправку, що обертається і одночасно перемі- льний шар 6 з виходом очищеного продукту через щується перпендикулярно осі екструдера, уклада- отвори 7 посилюючого перфорованого каркасу 1 у ють поступово один на одний елементарні шари фільтр. Таким чином, при проходженні шарів 2, 3, спочатку захисного шару 2, коалесціюючого шару 4, 5 і 6 фільтрувального матеріалу газоподібний

З, дренажного шару 4, фільтрувального шару 5 та або рідний продукт поступово очищується від рі- останнього підстильного шару 6 як описано вище. дини чи твердих домішок, а частинки забруднень

Далі заготівку багатошарового фільтрувального затримуються у багатошаровому фільтрувальному матеріалу знімають з оправки за допомогою зніма- матеріалі. ча та обрізають за допомогою пристрою для обрі- Корисна модель пояснюється, але не обмежу- зання. Отриманий багатошаровий фільтрувальний ється, прикладами виготовлених фільтруючих матеріал наносять на внутрішню сторону посилю- елементів фільтра для очистки газоподібних та ючого перфорованого каркасу 1 шляхом встав- рідких продуктів. ляння з натягом отриманого матеріалу у внутріш- Приклад 1. Був виготовлений фільтруючий ню порожнину вказаного каркасу 1. елемент фільтра для очистки газоподібних проду-

При цьому товщину кожного із шарів 2, 3,4, 51 ктів ФГК 5-210-0.1 - Ц 120х170х1500 ПП-В, що 6 фільтрувального матеріалу, які наносяться на включає посилюючий перфорований каркас цилін- посилюючий перфорований каркас 1 або оправку, дричної форми із сталі 12Х18Н10т (ГОСТ 5632) на контролюють шляхом вимірювання за допомогою зовнішню сторону якого нанесений багатошаровий калібру чи інших вимірювальних інструментів. Піс- фільтрувальний матеріал, в якому товщина захис- ля нанесення багатошарового фільтрувального ного шару становить З мм, товщина коалесціюю- матеріалу на посилюючий перфорований каркас 1 чого шару - 8 мм, товщина дренажного шару - З чи оправку зупиняють їх обертання та переміщен- мм, товщина фільтрувального шару - 5 мм, а тов- ня. щина підстильного шару - б мм. На відповідних

Далі на торцях посилюючого перфорованого торцях посилюючого перфорованого каркасу і ба- каркасу 1 і багатошарового фільтрувального ма- гатошарового фільтрувального матеріалу за до-

помогою компаунда герметично закріплені два При використанні фільтруючого елемента у відкриті фланці із сталі 12Х18Н10Т. На фланцях фільтрах очистки магістральних і низьконапірних закріплене ущільнююче кільце із маслобензостій- систем транспорту природного газу для очистки кої гуми 7 В 14. Шари багатошарового фільтрува- його від твердих частинок і тяжких фракцій газу льного матеріалу виконані у вигляді чарункуватої ступінь очистки становив 99,8 95. структури, де розмір фільтруючих чарунок чарун- Причому при маркуванні вказаних у прикладах куватої структури для кожного шару фільтруваль- 1 ї2 та інших подібних фільтруючих елементів ного матеріалу є різним і вибраний із умови забез- фільтра для очистки газоподібних і рідких продук- печення тонкості фільтрації 5 мкм та становить 3-5 тів використовують розроблену систему позначен- мкм. Елементарні шари чарункуватої структури ня: кожного шару фільтрувального матеріалу утворені ФГК - тонкість фільтрації - витрата газу - пере- шляхом укладання ниток із поліпропілену товщи- пад тиску у чистому стані - форма посилюючого ною З мкм з розміщенням ниток одна біля одної у перфорованого каркаса - діаметр внутрішній - діа- формі неперервних петель. Коефіцієнт упаковки метр зовнішній - довжина фільтрувального елеме- ниток кожного елементарного шару чарункуватої нта - матеріал багатошарового фільтрувального структури становив 50 95. матеріалу,

При використанні фільтруючого елемента у де: фільтрах очистки магістральних і низьконапірних Ф - фільтруючий елемент; систем транспорту природного газу для очистки Г - газоподібний продукт, що очищується; його від твердих частинок і тяжких фракцій газу К - принцип дії фільтруючого елемента - коа- ступінь очистки становив 99,8 95. лестер;

Приклад 2. Був виготовлений фільтруючий Тонкість фільтрації фільтруючого елемента - елемент фільтра для очистки газоподібних проду- МКМ; ктів ФГК 5-155-0.1 - Ц 140х180х1500 ПП-Н, що Витрата газу - нм3/год. при перепаді тиску на включає посилюючий перфорований каркас цилін- фільтрувальному матеріалі у чистому стані 0,01 дричної форми, у внутрішню порожнину якого МПа; вставлений багатошаровий фільтрувальний мате- Форма посилюючого перфорованого каркасу: ріал таким чином, що на посилюючий перфорова- К - конусний; ний каркас нанесений підстильний шар товщиною Ц - циліндричний; мм з тонкістю фільтрації 25-30 мкм, далі розта- П - плоский; шований фільтрувальний шар товщиною 5 мм з Геометричні розміри фільтрувального елемен- тонкістю фільтрації 5 мкм, дренажний шар товщи- та при виконанні посилюючого перфорованого ною 2,5-3,0 мм з тонкістю фільтрації 40-50 мкм, каркасу циліндричної чи конусної форми, мм: коалесціюючий шар товщиною 5-6 мм з тонкістю діаметр внутрішній; фільтрації 10 мкм та захисний шар товщиною З діаметр зовнішній; мм. На відповідних торцях посилюючого перфоро- Довжина фільтрувального матеріалу - мм; ваного каркасу і багатошарового фільтрувального Матеріал багатошарового фільтрувального матеріалу за допомогою компаунда герметично матеріалу: закріплені два відкриті фланці із сталі 12Х18Н10Т. ПП - поліпропілен;

Шари багатошарового фільтрувального мате- ПЕ - поліетилен; ріалу виконані у вигляді чарункуватої структури, де ПС - поліестер. розмір фільтруючих чарунок чарункуватої структу- Таким чином, за рахунок запропонованого ви- ри для кожного шару фільтрувального матеріалу є конання фільтруючого елемента фільтра для очи- різним і вибраний із умови забезпечення тонкості стки газоподібних та рідких продуктів забезпечу- фільтрації 5 мкм та становить 3-30 мкм. Елемен- ється висока тонкість фільтрації прохідного через тарні шари чарункуватої структури кожного шару багатошаровий фільтрувальний матеріал продукту фільтрувального матеріалу утворені шляхом ук- при зменшенні гідравлічного опору фільтрувально- ладання ниток із поліпропілену товщиною 3-50 го матеріалу та збільшенні міцності фільтруючого мкм, з розміщенням ниток одна біля одної у формі елемента. В результаті - підвищується ступінь та неперервних петель. Коефіцієнт упаковки ниток надійність процесу очистки газоподібних та рідких кожного елементарного шару чарункуватої струк- продуктів в цілому. тури становив 50 95.

т ; і р / 4 са

Її ід

В ХЕ я ик й ій І Еко я . о уки ес вия

ВІК ЗОН ис ОК Кр ня їі С

РО Он Шимон

КО КОН он ВАКРНОО КК КК

ПИ зання . СЕМ СБ 2 й уки пк

Не ЗОНИ: се тет пеки Кон ви РО ам І ІІ Ия Ск ни ши 0 Ода ша он я ЕХ СЕ и ЧК вне и Б нення

Я пооидекив ких йон ння з ди шу ПІ КО у у 1 100,55. й ПО СО ен пня й ЗЕ ОБР я МЛК не НО ОМ пня. до . МОН У і яка Ж

ВЕ ї п ие теки

ОО На ДОШАТЬя дер о ОО брдюяюдють пЕТА ПІКИ хо ока з З ху п ве иа, п ех УК ж м юю ам цсхй скахахажжккя р Кк / В

М.

Фіг.

Комп'ютерна верстка М. Мацело Підписне Тираж 23 прим.

Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна

ДП "Український інститут промислової власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ - 42, 01601