Способ изготовления фильтрующего элемента Советский патент 1992 года по МПК B01D27/00 

Изобретение относится к технологии изготовления фильтрующих элементов для . очистки жидкостей от механических примесей и может быть использовано в химической, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности.

Известен способ изготовления фильтрующего элемента с переменной пористостью путем неравномерного обжатия в осевом направлении эластичного фильтрующего материала (например, пенополиуретана) крышками, выполненными в виде усеченных конусов, обращенных при установки вершинами друг к другу.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ изготовления фильтрующего элемента с переменной пористостью путем неравномерного обжатия в осевом направлении фильтрующих дисков, выполненных из эластичного пористого материала, жесткими перфорированными прокладками, выполненными в виде усеченных конусов и обращенными при сборке большими (или меньшими) основаниями друг к другу.

Недостатком данной конструкции является то, что обжатие в определенных фильтрующих дисках производится в противоположном направлении следствие Meroja каждом втором диске имеются объ- емы, пористость в которых на выходе боль- ше;чем на входе и задержка загрязнений в них не производится, что снижается ресурс работы фильтрующего элемента.

Цель изобретения - увеличение ресурса работы фильтрующего элемента.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе изготовления фильтрующего элемента с переменной пористостью путем неравномерного обжатия в осевом направлении фильтрующего диска с центральным отверстием, выполненного из пористого эластичного материала, жесткими прокладками до обжатия торцевые поверхности фильтрующего диска имеют форму

сл С

00

о

00

о

С

усеченных конусов, обращенных меньшими (или большими) основаниями друг к другу, а в качестве жестких прокладок используют плоские диски. Угол конусности торцевых поверхностей фильтрующих дисков составляет

го в n раз учитывая, что объем скелета VCK остается неизменным будет

Уп Уо-Уск о

Vtt-v,

vT

Изобретение предназначено для использования в химической, нефтеперераба- тывающей и других отраслях промышленности и позволяет увеличить ресурс работы фильтрующего элемента путем более полного использования его объема. Для этого выполненный из эластичного по- ригтого материала фильтрующий диск с центральным отверстием и с торцевыми поверхностями, имеющими форму усеченных конусов, обращенных меньшими или большими основаниями навстречу друг другу, обжимают в осевом направлении жесткими прокладками в виде плоских дисков. Угол конусности торцевых поверхностей фильтрующего диска до его обжатия определяется выражением, приведенным в ф-ле изобретения. 1 з.п ф-лы, 3 ил.

у- уч. fff + r(

o arctg(. D d

где d и D - наружный диаметр фильтрующего диска и диаметр центрального отверстия соответственно;

УЈ и - пористость фильтрующего диска по наружнему диаметру и диаметру центрального отверстия соответственно;

A-I- высота фильтрующего диска по его наружнему диаметру.

На фиг. 1 представлен фильтрующий элемент в сборе; на фиг. 2 - фильтрующий диск; на фиг. 3 - схема расчета угла конусности фильтрующего диска.

Способ изготовления фильтрующего элемента заключается в следующем.

На перфорированный каркас 1 последовательно устанавливаются фильтрующие диски 2,каждый из которых обжимают плоскими дисками 3. По окончанию набора фильтрующие диски 2 с двух сторон фиксируются крышками 4 и 5. Для обеспечения равномерного уменьшения пористости фильтрующего материала торцевые поверхности фильтрующих дисков 2 выполнены в форме усеченных конусов, обращенных большими (или при организации потока очищаемой жидкости меньшими) основаниями друг к другу. Угол конусности торцевой поверхности фильтрующего диска определяется пористостью фильтрующего материала в исходном состоянии и требуемой пористостью фильтрующего материала на выходе из него очищаемой, соответствующей требуемому качеству очистки.

Пористость материала в общем случае определяется из выражения

--Ј--J -1- -.m

Vc

V

Vc

и

где V0 - объем материала;

Vn - объем пор в материале;

VCK - объем, занимаемый скелетом материала.

Тогда

VcK/Vo-1-у.(2)

Пористость ife этого же материала,обжатоvw

1 - ск n I Г/ 11

V0 )

(3)

10

где - объем материала, обжатого в n раз.

Тогда из уравнения (3)

15

VCK/Vo(1-p2)/n,

(4)

Приравниваем правые части уравнений (2) и (4)

1-Vt-(i-ite)/n,(5)

й и 20

откуда

n

1 -уа

1

(6)

При угле конусности торцевой поверхности фильтрующего диска степень обжатия фильтрующего материала (п) определяется соотношением

30

n A2/Ai,

(7)

где AI и Да - высота фильтрующего диска по наружному и внутреннему диаметрам соответственно. Тогда

А, Дг-2 (.tga).

Af ( D-d )-tga, (8)

Подставив в уравнение 7 выражение Аг из уравнения б получим

(9)

50

Приравняем правые части уравнений (6) и (10)

1 -УЕ

(Ю)

Тогда D-d

ass 1 -уа ,1 Ум -Vi л ща 1 -yiI -Vi

Откуда угол конусности «торцевых поверхностей фильтрующего диска будет

tf-arrtar Д1 . Vi-Vb ч o arctgi D d 1 ;,

Дисперсный состав загрязнений рабочих жидкостей в зависимости от условий их применения может быть существенно различен. Кроме того,фильтрующие элементы производят очистку жидкостей в определенном интервале размеров частиц (до 40 мкм, до 20 мкм и т.д.). Таким образом, изменения пористости фильтрующего материала в зависимости от характера загрязнений очищаемой жидкости может существенно различаться. Данный способ позволяет изготовить фильтрующий элемент, фильтрующий материал в котором имеет пористость, равномерно уменьшающуюся в направлении движения потока очищаемой жидкости. Оптимизация изменения пористости по объему фильтрующего материала может быть произведена по формуле, приведенной выше.

Предлагаемый способ изготовления фильтрующих элементов позволяет обеспечить задержку загрязнений по всему объему фильтрующего материала, а следовательно, 3-J повысить ресурс работы фильтрующего элемента.

Фаг/

0

5

0

5

-J

Формула изобретения

,-яггтпГ Д1 . УЛ-Уа } arctg(. D d1 J,

где D и d - наружный диаметр фильтрующего диска и диаметр центрального отверстия соответственно;

ijti и VJ1 пористость обжатого фильтрующего диска по наружному диаметру и диаметру центрального отверстия соответственно;

Д-1 - высота фильтрующего диска по его наружному диаметру.