Комбинированный пористый фильтровальный материал Советский патент 1991 года по МПК B01D39/10 

Изобретение относится к способам получения пористых фильтровальных материалов из пористых проницаемых материалов и может быть использовано во всех отраслях промышленности, связанных с очисткой газов и жидкостей от твердых примесей, в частности авиационной, химической, аэрокосмической, автомобильной и других отраслях, преимущественно в системах с нестационарными режимами фильтрования .

Цель изобретения - повышение ресурса работы, снижение гидравлических потерь и уменьшение толщины фильтровального материала.

На фиг. 1 показано формирование брикета пористого фильтровального материала на основе мелкоячеистых

и крупноячеистых слоев, сечение на фиг. 2 - фильтрующий материал с цилиндрическими отверстиями; на фиг. 3 - то же, с щелевыми отверсг тиями; на фиг. 4 - то же, с эквидистантно расположенными отверстиями.

Мелкоячеистые слои 1-3 заключают между собой крупноячеистые (с боль-.. , лшм, чем у мелкоячеистых слоев, размером пор) слои 4 и 5. Способы их соединения различны: сварка, сборка, склеивание и др.

Мелкоячеистый слой 1 и нижележащий крупноячеистый слой 4 сами могут образовать фильтроматериал. При этом несущий слой 4, который толще, выполняет роль силового каркаса, на котором расположен более тонкий фильтровальный слой 1, обращенный в процессе фильтрования к потоку, и на котором реализуется процесс фильтрования , где и происходит рост гид- равлического сопротивления.. С целью снижения гидравлических потерь иногда заменяют „такой набор слоев одним крупноячеистым материалом, но значительно более толстым (состоящим из большого числа слоев), чем сочетание слоев 1 и 4, что конструктивно часто просто невозможно. Иногда с целью обеспечения требуемого расхода, увеличивают площадь фильтроматериала на основе комбинаций материала 1 и 4, что приводит к увеличению веса фильтроматериала.

При пульсации давления (неустановившийся режим работы пневмогидро- систем) наблюдается процесс проноса частиц загрязнителя через слои 1 и 4 вледствне временного увеличения скорости потока в порах, что ухудшает фильтровальные характеристики фильтроматериалов.

Фильтроматериал имеет дополнительные полости размером d& в фильтровальных 1-3 и несущих 4 и 5 слоях, причем

в мелкоячеистых слоях 1 и 3 и крупноячеистом слое 4, а также в мелкоячеистом 2 и крупноячеистом 5 перфорацияi выполнена соосно.

Таким образом, полость образуется боковыми поверхностями мелкоячеистых и крупноячеистых слоев и дном нижеследующего мелкоячеистого слоя. Причем (фиг. 1) в плоскости сечения фильтроматериала в одноименных соседних слоях отверстия смещены друг относительно друга в шахматном порядке, а в разноименных соседних слоях отверстия совпадают. Между осями перфораций в слоях 1, 4,3 и 2, 5 расстояние 1 выбрано из условия одинаковой тонкости очистки мелкоячеистым материалом толщиной h в направлении Y и крупноячеистым материалом толщиной 21 в направлении X (фиг. 2), Результатом является образование своеобразных полостей, в которых скорость потока среды уменьшается, пульсации давления гасятся вследствие увеличения площади проходного сечения, что улучшает фильтровальные характеристики фильтроматериала за счет уменьшения Проноса частиц при резких скачках давления на входе в фильтр. Необходимым Условием уменьшения скорости в образованных полостях является превышение площади проходного сечения дополнительных полостей над проходной площадью пористых материалов, образующих эту полость, т.е. для фиг. 2 и 1 пло о

щадь F0 -j- должна превышать проходную боковую площадь крупноячеистого материала с пористостью П2 в полости (Fkf( дч 1Ы0 Р2-Пг) и площадь проходных каналов в дне полости в мелкоячеистом слое пористостью П.

-а- п, F .-,П4, т.е. F0

(FM

0 5

0

5

0

5

0

5

кр.яи + WAK. яч + Fo п Вклад боковой поверхности мелкоячеистого слоя и пористости по сравнению

с (Fkp.fl4 мел1с.(кР МЈШ из-за малой его толщины. Такой фильтроматериал фильтрует газы и жидкости в направле- ниях А, В, С (на входе) с выходами А, В, Cf, А, При этом за счет меньшего гидравлического сопротивления по крупноячеистому слою (по направлению ) увеличивается поток газа или жидкости через ту же площадь и ири том же перепаде давления.

Дополнительная перфорация может быть выполнена либо в форме круглых отверстий, либо плоских щелей.

При изготовлении из фильтроматериала различных фильтроэлементов, напримерь конусов, в развертке фильт- роэлемента эти формы можно учесть эквидистантным расположением дополнительной перфорации по отношению к кромке фильтроматериала.

Получение такого фильтроматериала возможно, например, из металлических тканых сеток, мелких и крупных, способом горячей прокатки в вакууме. При этом при формировании брикета из мелких (слои 1-3) и крупных сеток (слои 4-5) предварительно попарно в слоях 1, 4 и 2, а также в слоях 5 и 3 делают перфорацию.

Пример. Исходные материалы: мелкоячеистый материал пористостью П( 0,35 размером пор dniCntl 20 мкм, толщиной h - 0,21 мм и номинальной тонкостью очистки а ц 15 мкм, удельным расходом воздуха q 0,2 г/см-с, крупноячеистый слой пористостью П 0,5, размером пор dfl.ep.z 60 мкм, толщиной hf - 10,0 мм, при той же тонкости очистки ац 15 мкм, удельный расход воздуха q 12 г/см2-с.

Комбинированный фильтроматериал | (фиг, 1 и 2) состоит из мелкоячеистых слоев 1-3 толщиной 0,12 мм каждый и двух крупноячеистых слоев толщиной по 1 0 мм каждый, имеет дополнитель1 4 ( г t

ную перфорацию диаметром Fo

(

.П, + F2- П2

d0 Ю мм. к 2 1)

на расстоянии 1 - 5 мм.Итоговый материал имеет толщину hg- - 2,36 мм, тонкость очистки не ме- мкм при лучшей стабильности фильтровальных хапактеристик при нестационарных режимах (скачках давле- ния и локальном изменения скорости), при удельном расходе q Ј. г/см,с

Формула изобретения

Комбинированный пористый фильтровальный материал, включающий нечетное количество чередующихся мелкоячеистых выполненных с отверстиями, и крупноячеистых слоев, отличающий-

526

10 15 .

20

, 25

он тем, что, с целью с.ппкенкя гидравлических потерь, уменьшения тч,лщг-. ны фильтровального мтерчалп и псгы шения ресурса работы, он гыпочнен из не менее пяти слоев, при этом в крупноячеистых слоях выполнены полости соосно с отверстиями мелкоячеистых слоев, дно которых образовано нижележащим мелкоячеистым слоем, а площадь поперечного сечения полости к пористости крупноячеистого и мелкоячеистого слоев соответствует соотношению

ЕЈ 1,0,

Fe- П, + Г2 П2

где F - площадь поперечного сечения

полости, П - пористость мелкоячеистого

слоя,1 П- - пористость крупноячеистого

слоя ,

Т„ - площадь боковой поверхности в крупноячеистом слое.

Изобретение относится к способам получения пористых фильтровальных материалов из пористых проницаемых материалов и мэжет быть использовано f во всех отраслях народного хозяйства, связанных с очисткой жидкостей и газов от твердых примесей, преимущественно в системах с нестационарными режимами фильтрования. Цель изобретения - снижение гидравлических потерь, уменьшение толщины фильтровального материала и повышение ресурса работы. Комбинированный фильтровальный материал содержит нечетное (не менее пяти) число слоев, из которых нечетными являются мелкоячеистые слои, а четными - крупноячеистые. При этом в крупноячеистых слоях выполнены полости соосно с полостями мелкоячеистых слоев, дно которых образовано нижележащим мелкоячеистым слоем. 4 ил. W С

Крупноячеистые, c/iots Фиг.1

Мелкоячеис/пь/е слеп /

V Н

Фиа.З