СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГОФРИРОВАННОГО МЕМБРАННОГО ФИЛЬТРУЮЩЕГО ЭЛЕМЕНТА ПАТРОННОГО ТИПА Российский патент 1999 года по МПК B01D27/06 

Изобретение относится к производству фильтрующих мембранных элементов, в частности, патронных, используемых в процессах микрофильтрации в электронной, пищевой, фармацевтической и многих других отраслях промышленности.

Известен (1) способ изготовления фильтрующего элемента, включающий размещение гофрпакета вокруг центральной пористой трубки в перфорированном корпусе, герметизации элемента путем заливки его краев при формировании торцевых крышек. С этой целью предварительно на центральной пористой трубке выполняют одну или более компенсационную канавку, а формирование обеих торцевых крышек осуществляют одновременно в герметичных полостях, создавая противодавление газом. Недостатком данного способа является его сложность и, как следствие, ненадежность.

Известен (2) способ изготовления патронного фильтрующего элемента, включающий укладку фильтрующего материала между подложками, гофрирование полученного пакета с последующим свертыванием его в цилиндр и осуществления термической обработки цилиндра с использованием материала подложек, у которых коэффициент усадки больше аналогичного коэффициента фильтрующего материла. Недостаток этого способа - низкая производительность получаемых элементов в результате небольшой площади мембраны в элементах и высокая вероятность повреждения фильтрующего материала вследствие разности коэффициентов усадки материала подложек и фильтрующего материала.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому способу является способ (3) изготовления патронного фильтрующего элемента путем укладки фильтрующей мембраны между подложками, гофрирование полученного пакета с одновременным сжатием каждого гофра в направлении гофрирования, а в вершинах каждого сжатого гофра выполняют термостабилизацию при температуре, равной температуре размягчения материала подложек, свертывания заготовки в цилиндр, герметизации продольного шва путем сварки крайних гофр и герметизации торцев элемента известным способом. Недостатком данного способа является низкое качество элемента. Это обусловлено тем, что:
1) при герметизации неоплавленных торцев элемента происходит сминание мембраны и подложки;
2) в процессе отмывки элемента и его последующей сушки происходит усадка мембраны, что приводит к образованию брака вследствие повреждения мембраны.

Техническим результатом, достигаемым при осуществлении заявляемого изобретения, является повышение качества гофрированного мембранного фильтрующего элемента патронного типа и, тем самым, увеличение выхода качественной продукции.

Технический результат достигается тем, что в известном способе получения гофрированного мембранного фильтрующего элемента, включающего: укладку фильтрующей мембраны в один или два слоя между слоями подложки, гофрирование полученного пакета, термофиксацию гофр, герметизацию продольного шва, размещение полученной заготовки между внешним и внутренним цилиндрическими полыми корпусами, чистовой подрезки длины заготовки с последующей герметизацией торцев заготовки, согласно изобретению, герметизацию продольного шва осуществляют путем сварки крайних гофр внутреннего слоя, подложки и фильтрующий мембраны, с последующим наложением крайних гофр внешнего слоя подложки последовательно на сварной шов, а перед чистовой подрезкой длины, заготовку, имеющую длину больше, чем длина внутреннего корпуса на величину усадки фильтрующей мембраны, замачивают в дистиллированной воде, с последующей сушкой заготовки до приведения фильтрующей мембраны в равновесное состояние, а герметизацию торцев заготовки проводят путем предварительного оплавления подложки в торце заготовки на глубину 0,5-1 мм с последующим размещением заготовки в объеме полимера торцевой крышки.

Пример осуществления способа.

Укладывают два слоя мембраны на основе полиамида-6 (ТУ 6-55-221-1439-06) между двумя подложками, в качестве которой используют нетканый материал на основе сплавленных полипропиленовых волокон (ТУ 412-28-88).

Получают пакет, состоящий из 4-х слоев, который затем направляют непрерывной лентой в гофратор ножевого типа, в котором осуществляют гофрирование мембранного пакета. Сгофрированный материал высотой 17 мм пропускают через узел термофиксации гофр. Температура термофиксации 70^oC. Затем гофрпакет поступает в гофрприемник, где набирают необходимое количество гофр и формируют цилиндр.

Затем заготовку подают на операцию сварки продольного шва: сначала отгибают крайние гофры внешнего слоя подложки, затем осуществляют термоконтактную сварку крайних гофр внутреннего слоя подложки и фильтрующей мембраны при t - 180^oC, P=0,3 МПа, затем последовательно на сварной шов накладывают крайние гофры внешнего слоя подложки. Внутрь заготовки вставляют внутренний корпус, образуя цилиндр с равномерно расположенными гофрами, далее заготовку вставляют в наружный корпус. Затем заготовку, имеющую длину больше, чем длина внутреннего корпуса на 15 мм, замачивают в дистиллированной воде при 60^oC в течение 4 часов. Отмытые заготовки элементов направляют в сушильный шкаф (t сушки - 70^oC, время - 5 часов). Далее проводят чистовую подрезку длины заготовки, соответствующей длине внутреннего корпуса и оплавляют подложку в торце заготовки на глубину 0,5 мм.

Заготовку вдавливают в полипропиленовый диск с расплавленной поверхностью, при этом ее сверху поджимает пневмоцилиндр при давлении 4 атм.

Полученный элемент имеет начальную производительность по дистиллированной воде при 1 атм - 1500 дм³/час, точка проскока пузырька воздуха 3,8 атм, площадь фильтрации - 0,5 м².

Пример N 2.

Согласно примеру 1 получают патронный элемент, в котором в качестве фильтрующего материала используют мембрану на основе полиамида-6 и найлона-66, взятых в соотношении, 50:50 (вес.%), а оплавляют подложку в торце заготовки на глубину 1 мм. Полученный элемент имеет начальную производительность по дистиллированной воде при 1 атм - 1510 дм³/час, точка проскока пузырька воздуха 3,85 атм, площадь фильтрации - 0,5 м².

Таким образом, предлагаемый способ получения гофрированного мембранного фильтрующего элемента патронного типа позволяет снизить брак на 25 - 30% и получить элементы высокого качества за счет:
1) герметизации продольного шва, при которой получают более эластичный сварной шов, и который не подтверждается при герметизации торца заготовки;
2) замачивание заготовки элемента в дистиллированной воде с последующей ее сушкой приводит к снятию внутренних напряжений мембраны, что исключает повреждение мембраны в процессе отмывки и сушки элемента;
3) оплавление подложки в торцах заготовок элементов перед герметизацией придает жесткость торцам и предотвращает сминание мембраны и материала подложки в процессе вдавливания заготовки в расплав полипропилена, также придает им строго плоскую поверхность, т.к. после процесса герметизации торцев при остывании полипропилена происходит неравномерная его усадка, что приводит к неравномерной поверхности и к браку.

Литература
1. Патент РФ N 1837936, М.кл. B 01 D 27/06
2. А.с. СССР N 833279, кл. B 01 D 27/06
3. Патент РФ N 2050930, кл. B 01 D 27/06

Изобретение относится к производству фильтрующих мембранных элементов, в частности, патронных, используемых в процессах микрофильтрации в электронной, пищевой, фармацевтической и других отраслях промышленности. Технический результат -повышение качества элемента и увеличение выхода качественной продукции. Сущность изобретения заключается в следующем: фильтрующий элемент получают путем укладки фильтрующей мембраны между слоями подложки, гофрирования полученного пакета, термофиксации гофр, герметизации продольного шва путем сварки крайних гофр внутреннего слоя подложки и фильтрующей мембраны с последующим наложением крайних гофр внешнего слоя подложки последовательно на сварной шов, замачивания заготовки в дистиллированной воде с последующей ее сушкой, чистовой подрезки длины заготовки и герметизации торцев.

Способ изготовления гофрированного мембранного фильтрующего элемента патронного типа путем укладки фильтрующей мембраны между слоями подложки, гофрирование полученного пакета, термофиксации гофр, герметизации продольного шва, размещения полученной заготовки между внешним и внутренним цилиндрическими полыми корпусами, чистовой подрезки длины заготовки с последующей герметизацией торцев заготовки, отличающийся тем, что герметизацию продольного шва осуществляют путем сварки крайних гофр внутреннего слоя подложки и фильтрующей мембраны с последующим наложением крайних гофр внешнего слоя подложки последовательно на сварной шов, а перед чистовой подрезкой длины заготовку, имеющую длину больше, чем длина внутреннего корпуса на величину усадки фильтрующей мембраны замачивают в дистиллированной воде с последующей сушкой заготовки, до приведения фильтрующей мембраны в равновесное состояние, затем герметизацию торцев заготовки проводят путем предварительного оплавления подложки в торце заготовки на глубину 0,5 - 1 мм с последующим размещением заготовки в объеме полимера торцевой крышки.