Способ изготовления фильтрующего элемента Советский патент 1990 года по МПК B01D39/10 

(21)4365652/31-26

(22)18.01.88

(46) 15.06.90. Бюл. № 22

(71)Новополоцкий политехнический институт им. Ленинского комсомола Белоруссии

(72)П.А.Галушков и А.И.Елыпин

(53)621.928.8 (088.8)

(56)Патент ФРГ «Р 3332345, кл. В 01 D 39/10, 1984.

(54)СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФИПЬТРУЮЩЕГО ЭЛЕМЕНТА

(57)Изобретение относится к технике получения фильтрующих материалов для очистки газов и жидкостей от механических примесей. Цель изобретения - исключение деформации и смещения составляющих частей фильтрующего элемента в слое высоких температур и давлений при его изготовлении, регулирование пористости и упрощение процесса. Скрепление исходного материала производят путем электрохимического осаждения металла на сформированный и зафиксированный пористый слой, расположенный параллельно одному или двум анодам, причем расположение пористого слоя относительно анодов может быть асимметричным, а исходный материал иметь предварительное гальваническое покрытие. В качестве исходного материала могут быть использованы металлические сетки, стружки, волокна, порошки и другие электропроводные материалы. 1 з.п. ф-лы.

(Л

Изобретение относится к технике получения фильтрующих материалов для очистки газов и жидкостей от механических примесей. Цель изобретения - исключение деформации и смещения составляющих частей фильтрующего элемента в слое высоких температур и давлений при его изготовлении, регулирование пористости и упрощение процесса. Скрепление исходного материала производят путем электрохимического осаждения металла на сформированный и зафиксированный пористый слой, расположенный параллельно одному или двум анодам, причем расположение пористого слоя относительно анодов может быть асимметричным, а исходный материал иметь предварительное гальваническое покрытие. В качестве исходного материала могут быть использованы металлические сетки, стружки, волокна, порошки и другие электропроводные материалы. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к технике получения фильтрующих материалов для очистки газов и жидкостей от механических примесей и может быть использовано в химической и машиностроительной промышленности.

Цель изобретения - исключение деформации и смещения исходного материала фильтрующего элемента, высоких температур- и давлений при его изготовлении, регулирование пористости и упрощение процесса изготовления.

Способ осуществляют следующим образом.

Для повышения качества гальванического покрытия и скрепления перед формированием на исходный материал наносят предварительно тонкий слой гальванического покрытия.

Скрепление исходного материала путем нанесения гальванического покрытия в ванне, где пористый слой выполняет роль катода, обеспечивает полную сохранность первоначального распределения пор по поверхности фильтра и их форму.

Размещение катода параллельно между двумя анодами обеспечивает равномерное нанесение покрытия по всей поверхности элемента. Одновременно происходит равномерное по всей толщине скрепление исходного материала за счет выделяемого на исходном материале металла.

Процесс скрепления обеспечивается постоянным контролем одним из известных способов (количества выделившегося металла, плотности тока, толщине

СП

о 1

Јь ОЭ

покрытия, размеру пор и т.д.) пористости изготовляемого материала и ее регулирование, например, изменением плот ности тока. Однако более удобным и простым является регулирование пористости на обоих сторонах фильтрующего элемента за счет изменения положения пористого слоя относительно анодов.

Подбирая необходимую асимметрию расположения пористого слоя, между анодами обеспечивают заданное соотношение в количестве выделяемого на поверхностях элемента металла и скорости роста гальванического покрытия

На той поверхности слоя, которая обращена к ближнему аноду, будет происходить более интенсивный рост гальванического покрытия, что позволяет изготовлять фильтрующие элементы с переменной по толщине пористостью, а следовательно, и улучшить их эксплуатационные характеристики. Кроме этого„ подбирая необходимый вид покрытия (медный, никелевый., хромовый и др,) или сочетая их, можно решить вопрос коррозионной устойчивости фильтрующего элемента и повысить сро его эксплуатации в агрессивных средах.

Предварительное нанесение тонкого слоя гальванического покрытия на исходный материал перед формированием слоя повышает качество скрепления ег за счет создания прочного контакта покрытия с материалом. Данная операция необходима при изготовлении фильрующих элементов, которые используются в жестких условиях или ответственных системах очистки.

Способ реализуется на базе обычного гальванического процесса, проте- кае(т при нормальных температурах без механических воздействий на исходный материал, что упрощает ведение процесса, позволяет исключить операции высокотемпературного нагрева, йрокатки, охлаждения, удаления окалины и другие побочные эф- - фекты, возникающие при термическом воздействии на металл. Кроме того, при гальванической обработке имеет Место воздействие дополнительных сжимающих усилий, действующих по поверхности исходного материала (например, сеток) за счет напряжений в слое осаждаемого металла, что обеспечивает уплотнение и положительно

5

0

5

0

5

0

5

0

5

сказывается на качестве фильтроэле- мента.

Данным способом могут изготовляться фильтрующие элементы из электропроводных сеток, волокон, металлической стружки, порошков ц других материалов.

Время проведения гальванической обработки, состав электролита, режим и тип исходного материала выбираются в зависимости от требований, предъявляемых к фильтрующему элементу.

Пример 1, Вырезали два прямоугольных образца латунной сетки размером 4Ь х 70 мм. Размер ячеек в свету 0,18 х 0,18 мм. Образцы накладывали друг на друга и фиксировали по периметру скрепками из проволоки. Заготовку из сеток обезжиривали в течение 8 мин следующим составом: , 10; Ha3P(V 1 2НцО , Na6P,0(0-10 HQ0 3 синтанол ДС-10 10.

После обезжиривания заготовку из зафиксированных сеток активировали 5%-ным раствором Нсг.504 и помещали в гальваническую ванную параллельно плоским анодам из меди. Расстояние до ближнего анода 2 см, до дальнего 4 см. Электролит меднения имел состав, г/л: CuSiF6 21)0; НцЗНь 7 У, рабочая температура,°С 20; катодная плотность тока, А/дм2 10.

После гальванической обработки в течение 30 мин, фильтрующий элемент извлекли из ячейки, промывали дистиллированной водой, сушили.

В результате проделанных операций получали фильтруюцин элемент из сеток, связанных между собой гальваническим покрытием по всей площади и периметру. Сетки при изгибе не отслаивались. Средний размер ячеек со стороны ближнего анода у фильтрующего элемента составил 0,09 мм, со стороны дальнего - 0,14Ь мм.

Пример 2. Подготовленные, как в примере 1, латунные сетки помещали в гальваническую ванну параллельно плоским анодам из меди на расстоянии 2 см от каждого анода и проводили гальваническую обработку (состав электролита, режим и время указаны в примере 1),

После всех указанных в примере 1 операций получали фильтрующий элемент из сеток, связанных по всей площади и периметру. Сетки при изгибе не отсланвались. Средний размер ячеек с двух сторон составил 0,09 мм.

Таким образом, получен фильтрующий -элемент с постоянной и переменной пористостью в обычных условиях без изменения формы сеток и ячеек за счет механических деформаций и смещения нитей сетки, что имеет место в извест ном. способе.

Предлагаемый способ отличает простота и возможность непосредственно в процессе изготовления фильтрующего элемента контролировать и управлять изменением пористости в элементе од- ним из известных способов.

Пример 3. Металлическую стружку из меди загружали в пресс- форму и прессовали с помощью пуансона после чего помещали для скрепления путем спекания в муфельную печь, где выдерживали при 1100°С в течение 2 ч. |После спекания фильтрующий элемент охлаждали. Измеряли пористость образца, которая составила 0,7. Сред- ний размер пор на поверхности, найденный микроскопическим способом, составил dер 120 мкм. В среднем сечении фильтра dcp 130 мкм.

Пример 4. Формирование и фик сацию проводили аналогично примеру 3, скрепление (после обезжиривания и активирования как в примере 1) - путем нанесения гальванического покрытия из раствора состава: CuSO SHjO 200 г/л; 60 г/л, температура раствора , катодная плотность тока 3 А/дм2, выход по току 95%.

Полученный пористый слой размещали в гальванической ячейке между двумя параллельно установленными анодами из меди. Расстояние от анодов до поверхности слоя 2 см. Время нанесения покрытия 150 мин.

В результате пористость образца составила 0,68. Средний размер пор на наружных поверхностях dcp 66 мкм, в среднем сечении фильтра 125 мкм.

Пример 5. Способ осуществляли аналогично примеру 4 при расположении одного анода на расстоянии от поверхности пористого слоя 1,5 см, а второго - 2,5 см.

Пористость полученного образца - 0,67. Средний рагзмер пор на поверхнос ти, обращенной к ближнему (первому) электроду dcp 49 мкм, на поверхности, обращенной к дальнему электроду

dtp 84 мкм. В среднем сечении фильтра d «ф ш 126 мкм.

Таким образом достигается упрощение способа за счет исключения высокотемпературных операций. Достигается регулирование размера пор на поверхности фильтрующего элемента при незначительном изменении пористости и размера пор в среднем сечении фильтра. В результате при одном и том же исходном материале обеспечиваются высокие фильтрационные свойства за счет предотвращения проникновения в фильтр крупных частиц. Для примера 3 это частицы с средним размером менее 120 мкм, для заявляемого способа менее 66 мкм.

Пример 6. Металлический порошок (размер зерен 120 мкм) в тигле заданной формы помещали для скрепления путем спекания в муфельную печь как в примере 3.

Измеряли пористость образца, которая составила 20%, средний размер пор на поверхности, найденный микроскопическим способом, qocTaBun 50 мкм. В среднем сечение фильтра 55 мкм.

Пример 7. Металлический порошок (размер частиц 120 мкм) обезжиривали, активировали как в примере 1 и

30 I

5

0

5

в виде тонкого слоя размещали на металлической сетке (которая выполняет роль токоподводящего материала и формы) так, чтобы достигался хороший контакт между частицами. Сетку вместе со слоем порошка помещали в гальваническую -ванну в горизонтальном положении, а под ней на расстоянии 1,5 см параллельно располагали плоский медный анод. Сетка вместе с порошком выполняла роль катода. Состав электролита, температура, плотность тока были выбраны как в примере 1. После гальванической обработки в течение 6 мин на элементы наносили следующий слой порошка и снова обрабатывали 6 мин. Эту операцию повторяли до получения толщины фильтрующего элемента 3 мм. После этого фильтрующий элемент извлекали из ванны, промывали, сушили и определяли пористость. Пористость полученного образца 30%. (

5 Средний размер пор на поверхности, найденный микроскопическим способом, составил 48 мкм. В среднем сечение фильтра 69 мкм.

715707468

Формула изобретениялирования пористости и упрощения процесса изготовления, перед формиро1. Способ изготовления фильтрую-ванием на исходный материал наносят щего элемента формированием пористогопредварительно гальваническое по- слоя из электропроводного материала. sкрытие, а пористый слой размещают па- путем размещения его между анодами ираллельно одному или двум анодам. нанесения гальванического покрытия,

отличающий.с я тем, что, 2. Способ поп.1, отличаю(с целью исключения деформации и сме- щ и и с я тем, что пористый слой

щения исходного материала в слое вы-между двумя анодами располагают асимсоких температур и давлений, регу-метрично.