Способ изготовления пористых фильтров с каналами Советский патент 1990 года по МПК B22F3/11 B22F5/10 

Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано при изготовлении пористых Фильтрующих изделий с каналами.

Цель изобретения - повышение стабильности работы Фильтра.

В способе изготовления пористых (йшьтрующих изделий с каналами, включающем Формование заготовки из свободно за.сыпанного в Форму порошка со сгораемыми трубками из органического материала и спекание, перед Формованием сгораемым трубкам из органического материала придают в сечении овальную Форму с отношением большей оси к меньшей,равным 1,Г1-4,0, заполняют инертным газом, запаивают концы сгораемых трубок и размешают

кхз равномерно распределив в Форме, вид кольцевого пространства между двумя соосно совмещенными огнеупорными трубами таким дбразом, что 1«1нимальное расстояние 1 как мелшу сгораемыми трубками, так и между йор- мой и сгораемыми трубками

1 (0,l-0,5)( 10),

мм

(1)

где .ii температура спекания .Фильтра, с,. . -ел п температура спекания порошка, °С, . . . коэффициент ,5 является э шиpи- ческим и имеет размерность ммУС.

В способе возможно также сгорае- ыe трубки из органического материала равномерно распределять таким образом, что. большие оси сечения, всех cropaei ix трубок наклонены к наружной поверхности пористого сЬильтрующего изделия под одинаковым углом наклона, составляющим 15-75 ,

Придание сгораемым трубкам из органического материала овальной бормы в сечении позволяет стабилизировать производительность Фильтрования, так как при таком расположении каналов засорение пор при Фильтровании происходит не по всей площади гЬильтрова :ния одновременно,а постепенно,по мере засорения пор от участков с наи- меньшим гидравлическим сопротивлением к участкам с большим гидравлическим, сопротивлением. Увеличение отношения размеров большей оси сечения сгорае- №ix трубок из органического материал к меньшей более 4 приводит при эксплатации к увеличению гидравлического сопротивления канала, в результате чего .нар ушается нормальное распределе- кие фильтруемой ясидкости по всей длине канала, что приводит к различной производительности по. длине изделия (см.табл.1),

Заполнение инертным газом сгорае- мых трубок из органического материал и запаивание их концов способствует сохранению их Формы до более высоких температур нагрева при спекании за . счет подпора инертным газом размягча юш;егося материйла сгораемых трубок, Применение иентного газа позволяет исключить окисление металла. Применение данного приема позволяет соo

5

5

0 5

Q Q д

Q

кратить брак по разрушению Фохз: изделий на 10-20%-,. т,е, ведет к уве- личёнит выхода годного.

Минимальное расстояние 1j как между сгораемыми трубками, так и между Формой и сгораемыми трубками определяется из экспериментально найденного соотношения. Эксперименты показали, что при повышении температуры спекания необходимо увеличивать рас- . стояние 1.

При коэффициенте меньше 0,1 вследствие нарушения целостности перегородок между Фильтрутшими каналами стабильность Фильтра низка, так как низка степень очистки.

При коэффициенте более 0,5 ста- .бильность и эФФективность работы Фильтра низка, так как основная часть жидкости стремится внутрь Фильтра, а не на его поверхность.. Кроме того, уменьигается количество каналов в изделии, что снижает площадь Фильтрации.

Расположены сгораемые трубки из органического материала в Форме таким образом, что их большие оси сечения наклонены к наружной поверхности формы под углом 15-75 (что способствует стабилизации производительности вследствие постепенного, а не одновременного засорения Фильтрующей поверхности), от участков пористого изделия с наименьшим гидравлическим сопротивлением к участкам с большим гидравлическим сопротивлением. Величина угла наклона, больших осей сечения сгораемых трубок из органического материала к наружной поверхности Формы определяется экспериментально (см.табл.2).

Пример 1. Для Формы используют кварцевые трубы с внутренним диаметром 31,5 и 4,25 мм, длиной 120 мм с ТОЛ11ШНОЙ стенки 2 мм, совмещенные соосно. В качестве сгорае- трубок используют трубки ИЗпо- липропилена, некруглые в сечении с размером большей оси 3,5 мм и меньшей 2,5 мм, которые предварительно заполняют аргоном, а концы запаивают. Трубки в количестве 9 шт. располагают в кольцевом пространстве Формы под углом 15° к наружной поверхности последней, минимальное расстояние между cгopaeмы fи трубками .3,48 мм, . что соответствует коэффициенту 0,1.

В Форму с полипропиленовыми трубками

засыпают порошок электролитического никеля .n 600 С. Для уплотнения порошка через него прокачивают насосом воду. После этого Форму со сгораемыми трубками и порошком никеля пометают в печь спекания,Спекают в тече ние 30 мин в-водоропе при 848 С. После охлаждения получают готовое пористое изделие с внутренним каналом и каналами Фильтрации в количестве 9 шт. некруглыми в сечении, наклонными в одну сторону к наружной поверхности пористого фильтрующего изделия.

Изделия, полученные таким образм, обладают улучшенными по сравнению с известным способом эксплуатационными свойствами, в частности, простотой установки, стабилизированным во времени потоком отфильтрованной жидкости (см.табл.3).

Пример 2. Для Формы используют кварцевые трубы с внутренним диметром 28,7 и 1,6 мм, длиной 120 мм толщиной стенки 2 мм, совмещенные со осно. В качестве сгораемых трубок используют трубки из полиэтилена, некруглые в сечении с размером большей оси 4 и меньшей ,0 мм. Трубки в количестве 4 шт. располагают в кольцевом пространстве Формы под углом 75 попарно в разные стороны в наружной поверхности последней, минимальное расстояние между сгораемыми трубками 10 мм, что соответствует коэйхЬициент 0,5 в соотношении (1). В Форму со сгораемыми трубками засыпают порошок сферического никеля Т г После этого Форму с трубками из полиэтилена с порошком никеля помешают в печь спекания. Спекают в течение 30 мин в водороде при 95П с. После охлаждения из Формы извлекают готовое пористое изделие с внутренним канало и каналами фильтрации в количестве 4 шт. овального сечения, наклонными попарно в разные стороны к наружной поверхности изделия под одинаковым углом.

Пример 3. Для Формы используют кварцевые трубы с внутренним

5

0

5

0

5

0

диаметром 17 и 5 мм, длиной 120 мм с ,толщиной стенки 1 мм, совмещенные со- осно. В качестве сгораемых трубок берут трубки из полипропилена некруглые в сечении с размером большей оси 4 и меньшей 1 мм, которые предварительно заполняют гелием и концы их запаивают. Трубки в количестве 7 шт. располагают в кольцевом пространстве ,„ Формы под углом 45 к наружной поверхности последней. Минимальное расстояние между сгораемыми трубками 3 мм. В Форму с полипропиленовыми трубками засыпают железный порошок. Спекание проводят при 1200 С в течение 1,5 ч в атмосфере водорода. После охлаждения из формы извлекают готовое пористое изделие с внутренним каналом и каналами Фильтрации.

Формула изобретения

1. Способ изготовления пористых Фильтров с каналами, включающий размещение в Форме порошка со сгораемыми трубками из органического материала и спекание, отличающийся тем, что, с целью повьщ1е- ния стабильности работы Фильтра, перед прессованием сгораемым трубкам придают в сечении овальную Форму с отношением большой оси к меньшей, равным 1,0-4,0, заполняк1т трубки инертным газом, запаивак т концы трубок, а в качестве Формы используют кольцевое пространство между двумя соосно совмещенными огнеупорными трубами, причем расстояние 1 между сгораеЬ1Ыми трубками и между формой и сгораемыми трубками равно Дсп Ф

1 (0,1-0,5)(10

10), NN

45

где 0,1-0,5 - коэффициент, Ф температура спекания Фкттьтра, °С;

СП. п

- температура спекания порошка, С.

2. Способ по п. 1,отличаю- щ и и с я тем, что сгораемые трубки размешак1Т так, что их большие оси сечения наклонены к наружной поверхности Фильтра под углом 15-75 .

Таблица 1

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам получения фильтрующих изделий. Целью является повышение стабильности работы фильтра. В способе, включающем прессование порошка в форме со сгораемыми трубками из органического материала и спекание, перед прессованием сгораемым трубками из органического материала придают в сечении овальную форму с отношением большей оси к меньшей, равным 1-4, заполняют инертным газом, запаивают концы сгораемых трубок и размещают их, равномерно распределив в форме, имеющей вид кольцевого пространства между двумя соосно совмещенными огнеупорными трубами, так, что минимальное расстояние L как между сгораемыми трубками, так и между формой и сгораемыми трубками равно L=(0,1-0,5)^.(T_Cп.ф-T_сп.п/10+10) мм, где T_сп.ф - температура спекания фильтра, °С

T_сп.п - температура спекания порошкового материала заготовки, °С

коэффициент 0,1-0,5 является эмпирическим и имеет размерность мм/°С. Кроме того, сгораемые трубки из органического материала равномерно распределяют так, что большие оси сечения всех сгораемых трубок наклонены к наружной поверхности пористого фильтрующего изделия под одинаковым углом наклона, составляющим 15-75°. 3 табл.

Отношение большей | Отношение про- оси к меньшей в се- изводительности чении сгораемых тру- в первой полови- бок из органического не длины канала материалак производительности во второй половине длины канала

1,01

3,51,01

4,01,05

Таблица 2

Угол наклонаСтабильность подачи отфильтрованного

больших осей се-потока во-времени (С 5 мин) Причения сгораемых Гмечатрубок из орга-В начальный После 5,0 ч После 20,0 ч ние

нического мате-момент экс-. эксплуатации эксплуатариала к наруж-плуатации ции ной поверхности изделия,град

- «.-«-.---.---.-- -------J--- --- - -- - . 1,00,75 0,6 Высокая

451,00,7 0,65 стабиль751 ,0 -0,75 0,6 ность

работы

. - ..- -.«-вв - вТаблица 3.

Фильтрую-Стабильность подачи отшее из-Фильтрованного потока

дёлиепосле эксплуатации в тепо при-чение, ч

меру . -Т

5 20

10,75 0,7

Известное 0,9 0,1

л

Составитель Е. Левашов Редактор О. Головач . Техред М.Дидык Корректор Н.

Зак1Гз025 тираж 649Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035,-Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

: -- -- - -

Пройзводствёйно-издательский комбинат Патент, г.Ужгород, ул. Гагарина,101