Фільтрувальний елемент і спосіб виготовлення фільтрувального елемента

Реферат: Магнітні елементи (51) застосовано в керамічній фільтрувальній пластині (32А) для створення магнітного поля. В одному варіанті здійснення винаходу магнітні елементи (51) розташовано в порожнинах, утворених в перегородках (30), які визначають канали для фільтрату (33) між собою. Фільтрувальну пластину може бути застосовано для збільшення пропускної потужності фільтрації, зокрема, в магнетитових застосуваннях. Магнітне поле викликає притягання магнітних частинок і, отже, збільшує кількість матеріалу, який утворюється на фільтрувальній пластині у вакуумному фільтрі, такому як фільтр під дією капілярних сил, звичайний обертовий вакуумний фільтр або барабанний фільтр, або барабанний фільтр під дією капілярних сил. UA 114452 C2 (12) UA 114452 C2 UA 114452 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 ОБЛАСТЬ ВИНАХОДУ Винахід стосується керамічних фільтрувальних елементів. ПЕРЕДУМОВИ СТВОРЕННЯ ВИНАХОДУ Фільтрація - поширений процес, в якому суспензія або суміш твердої та рідкої речовин продавлюють крізь середовище, тверда речовина залишається на середовищі, а рідка фаза проходить крізь нього. Цей процес, як правило, добре відомий в промисловості. Приклади типів фільтрації включають глибинну фільтрацію, напірну і вакуумну фільтрацію, та магнітну, гравітаційну і відцентрову фільтрації. Обидва, пресс-фільтри і вакуум-фільтри, застосовують при зневодненні мінеральних концентратів. Принципова відмінність між пресс-фільтрами і вакуум-фільтрами - спосіб створення рушійної сили для фільтрації. При напірній фільтрації надлишковий тиск в фільтрувальній камері створюється з допомогою, наприклад, діафрагми, поршня або зовнішніх пристроїв, наприклад, живильного насоса. Отже, тверді частинки осідають на фільтруючому середовищі, і фільтрат проходить по каналам для фільтрату. Пресс-фільтри часто працюють в пакетному режимі, тому що безперервного видалення осаду досягти важче. Утворення осаду при вакуумній фільтрації є результатом всмоктування в каналах для фільтрату. Існує кілька типів вакуум-фільтрів, починаючи від стрічкових фільтрів до обертових вакуумних барабанних фільтрів і обертових вакуумних дискових фільтрів. Обертові вакуумні дискові фільтри застосовують для фільтрування суспензій у великих обсягах, таких як зневоднення мінеральних концентратів. Зневоднення мінеральних концентратів вимагає великої потужності в додаток до виробництва осаду з низьким вмістом вологи. Такі процеси, як правило, енергоємні, і необхідні засоби зниження питомої витрати енергії. Вакуумний дисковий фільтр може містити множину фільтрувальних дисків, що розташовано в лінію співвісно навкруги центральної труби або валу. Кожен фільтрувальний диск може бути утворено з декількох окремих фільтрувальних секторів, які називають "фільтрувальними пластинами", які змонтовано по колу в радіальній площині навкруги центральної труби або вала, з утворенням фільтрувального диска, і оскільки вал встановлено з можливістю обертання, кожна фільтрувальна пластина або сектор, у свою чергу, занурюються в басейн з суспензією і далі під час обертання піднімаються з басейну. Під час занурення фільтруючого матеріала в басейн з суспензією, на середовищі утворюється осад в вакуумі. Після того, як фільтрувальний сектор або пластина виходить з басейну, пори очищуються, осад зневоднюється протягом заданого часу, який суттєво обмежено швидкістю обертання диска. Осад може бути звільнено зворотним повітрям або зіскоблюванням, після чого цикл починається знову. У обертовому вакуумному барабанному фільтрі, фільтрувальні елементи, наприклад фільтрувальні пластини, розташовані у вигляді суттєво безперервної циліндричної оболонки або огинаючої поверхні, тобто фільтруючого барабану. Барабан обертається в басейні суспензії, і всмоктується рідина і тверді частинки завдяки вакууму на поверхню барабана, частина рідини "всмоктується" вакуумом крізь фільтруюче середовище до внутрішньої частини барабана, і фільтрат відкачується. Тверді речовини прилипають до зовнішньої поверхні барабана, та отримується осад. З обертанням барабана, фільтрувальні елементи з фільтраційним осадом піднімаються з басейну, осад сушать і видаляють з поверхні барабана. Найбільш поширені фільтрувальні матеріали для вакуумних фільтрів - це полімерні фільтрувальні тканини і керамічні фільтрувальні матеріали. У той час як користування фільтрувальною тканиною вимагає надпотужних вакуумних насосів, внаслідок втрати вакууму крізь тканину під час зневоднення осаду, керамічний фільтрувальний матеріал, при зволоженні, не дозволяє повітрю проходити крізь нього, надалі зменшує необхідний рівень вакууму і дозволяє застосовувати менші вакуумні насоси і, отже, дає значну економію енергії. Пристрої магнітного розділення було спочатку спрямовано на обробку сильномагнітних руд, але сьогодні магнітне розділення застосовують при очищенні стічних вод, в біотехнологіях, фармацевтичних застосуваннях і т.д. В статті Stolarski та ін., Magnetic field enhanced pressfiltration, Chemical Engineering Science 61 (2006), p. 6395-6403, розкрито експериментально магнітно-посилену напірну фільтрацію застосовуючи комірку прес-фільтра, який містить фільтраційну камеру, утворену з осаду у вигляді кільця, і дві фільтрувальні пластини. Застосований фільтрувальний матеріал було розташовано між кільцем осаду і фільтрувальною пластиною, а магнітне поле було прикладено з одного боку комірки напірної фільтрації. Отже, фільтрувальна комірка складається з магнітного боку і боку без магніту. Застосована для живлення суспензія - це суспензія феромагнітного оксиду заліза. Згідно Stolarski та ін., наявність магнітного поля призводить до збільшення потоку фільтрату, особливо на початку процесу фільтрації, і це має позитивний вплив на швидкість фільтрації (проникність та опір осаду). 1 UA 114452 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Негативний побічний вплив фільтрації з накладеним постійним магнітним полем полягає в значно нижчій потужності фільтрувальної камери внаслідок структурування фільтрувального осаду. Аналогічну експериментальну комірку напірної фільтрації розкрито в статті Eichholz та ін., Magnetic field enhanced cake filtration of superparamagnetic PVAc-particles, Chemical Engineering Science 63 (2008), p. 3193-3200. В патентах US8075771 та US 8066877 розкрито зростання магнітного поля для вдосконалення фільтрів осаду. Магнітний пресс- фільтр осаду включає контейнер, що містить суміш твердої і рідкої речовин та фільтрувальне середовище. Тиск застосовується до суміші твердої і рідкої речовин таким чином, що тиск у верхній частині суміші перевищує тиск на фільтрувальному середовищі. Контейнер розташовують в соленоїдному магніті таким чином, що суміш твердої і рідкої речовин у контейнері піддають впливу магнітного поля, створеного магнітом. В патенті США 8066877 розкрито також те, що додатково до звичайної схеми фільтрації осаду пристрій для розділення твердої і рідкої речовин може приймати вигляд барабанного фільтра, такого як - дисковий фільтр, свічковий фільтр, фільтр з поперечним потоком або будь-яким іншим типом пристрою, що є результатом фільтрації осаду для розділення. Тим не менш, в патенті США 8066877 розкрито приклади конструкцій тільки для фільтра поперечного потоку і свічкового фільтра. Фільтр поперечного потоку розкрито у вигляді труби з фільтрувальною мембраною та одного магнітного дроту біля або вздовж осі труби. Труба і магнітний провід піддають дії магнітного поля. Суміш твердої і рідкої речовин подають в один кінець труби, магнітні частинки в суміші притягуються і прилипають до магнітного дроту в результаті спрямованого зростання магнітних сил в околі дроту в магнітному полі. Рідина проходить крізь фільтрувальну мембрану труби вздовж довжини труби та збирається як фільтрат. Періодично магнітний дріт видаляється з труби і магнітні частинки очищують з дроту. Множину подібних труб з одним відкритим кінцем може бути змонтовано для створення свічкового фільтру. КОРОТКИЙ ОПИС ВИНАХОДУ Один з аспектів даного винаходу є підвищення фільтраційної потужності керамічних фільтрувальних елементів, застосованих при видаленні рідини з твердих речовин, що містять матеріал, який підлягає сушінню в сушарці капілярного всмоктування. Об'єктами винаходу є фільтрувальна пластина, пристрій і спосіб відповідно до незалежних пунктів формули винаходу. Варіанти здійснення винаходу розкрито в залежних пунктах формули винаходу. Одним з аспектів винаходу є фільтруючий елемент, який може бути застосовано при видаленні рідини з твердих речовин, що містять матеріал у сушарці капілярного всмоктування, фільтруючий елемент, який містить: керамічну підкладку, що має першу поверхню і другу протилежну поверхню, керамічний мікропористий шар, який покриває, щонайменше, одну, з першої та другої поверхонь керамічної підкладки канали для фільтрату створені в керамічній пористій підкладці, в результаті чого негативний тиск може підтримуватися в каналах для фільтрату спрямовуючи рідину під дією капілярних сил з зовнішньої поверхні керамічного микропористого шару крізь мікропористий шар і далі крізь керамічну підкладку в канали для фільтрату і далі з фільтруючого елемента. Фільтрувальний елемент відрізняється тим, що містить додатково магнітний матеріал у керамічній підкладці або на протилежній поверхні керамічної підкладки відносно мікропористого шару у разі, якщо мікропористий шар розташований тільки на одній з першої та другої поверхонь керамічної підкладки. В одному з варіантів втілення винаходу магнітний матеріал створено в/або між каналами для фільтрату. В одному з варіантів втілення винаходу, в поєднанні з будь-яким попереднім варіантом втілення, магнітний матеріал створено в ділянках керамічної підкладки, які визначають фільтраційні канали між собою В одному з варіантів втілення винаходу, в поєднанні з будь-яким попереднім варіантом втілення, магнітний матеріал містить магнітні елементи, розташовані в порожнинах, створених у зонах керамічної підкладки, які визначають фільтраційні канали між собою. В одному з варіантів втілення винаходу, в поєднанні з будь-яким попереднім варіантом втілення, керамічна підкладка включає дві півпластини склеєні, і в якому магнітний матеріал містить магнітні частинки, змішані з клеєм, для склеювання півпластин. В одному з варіантів втілення винаходу, в поєднанні з будь-яким попереднім варіантом втілення, серцевина керамічної підкладки, і тим самим каналів для фільтрату, утворена гранульованим матеріалом серцевини, де гранульований матеріал серцевини містить магнітні частинки або елементи. 2 UA 114452 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 В одному з варіантів втілення винаходу, в поєднанні з будь-яким попереднім варіантом втілення, магнітний матеріал містить магнітний листовий матеріал, передбачений в керамічній підкладці для утворення зон, які визначають фільтраційні канали між собоюю В одному з варіантів втілення винаходу, в поєднанні з будь-яким попереднім варіантом втілення, керамічна підкладка містить дві півпластини з'єднані між собою, і в якому магнітний матеріал містить магнітний лист, розташований між півпластинами, магнітний лист містить шаблон отворів, відповідних каналам для фільтрату в керамічній підкладці. В одному з варіантів втілення винаходу, в поєднанні з будь-яким попереднім варіантом втілення, керамічна підкладка містить дві півпластини з'єднані між собою, кожна з півпластин має канали для фільтрату на протилежних поверхнях, і де магнітний матеріал містить магнітний лист, розташований між півпластинами. В одному з варіантів втілення винаходу, в поєднанні з будь-яким попереднім варіантом втілення, керамічний мікропористий шар покриває тільки одну, першу або другу, поверхню керамічної підкладки, і магнітний матеріал створено на інший, першій або другій, поверхні керамічної підкладки. В одному з варіантів втілення винаходу, в поєднанні з будь-яким попереднім варіантом втілення, керамічний мікропористий шар покриває тільки одну, першу або другу, поверхню керамічної підкладки, і магнітний матеріал знаходиться в керамічній підкладці впритул до іншої, першої або другої, поверхні керамічної підкладки між каналів для фільтрату і зазначеної іншої, першої або другої, поверхні керамічної підкладки. В одному з варіантів втілення винаходу, в поєднанні з будь-яким попереднім варіантом втілення, керамічний фільтрувальний елемент виготовлений з магнітного матеріалу. В одному з варіантів втілення винаходу, в поєднанні з будь-яким попереднім варіантом втілення, магнітний матеріал містить постійні магніти або електромагніти. Додатковий аспект цього винаходу - фільтрувальний пристрій, який містить один або кілька фільтрувальних елементів відповідно до будь-яких поєднань попередніх варіантів втілення винаходу. Ще один аспект цього винаходу - спосіб виготовлення фільтрувального елемента для застосування при видаленні рідини з твердих частинок, що містять матеріал у сушарці капілярного всмоктування, в якому спосіб включає наступні стадії: створення керамічної підкладки з каналами для фільтрату в керамічній підкладці, зазначена керамічна підкладка має першу поверхню і другу протилежну поверхню, покриття, принаймні, одної з першої та другої поверхонь керамічної підкладки шаром керамічного микропористого матеріалу, в результаті чого негативний тиск може підтримуватися в каналах для фільтрату, спрямовуючи рідину від зовнішньої поверхні керамічного микропористого шару під дією капілярних сил крізь мікропористий шар і далі крізь керамічну підкладку в канали для фільтрату і далі з фільтрувального елемента. Спосіб відрізняється створенням магнітного матеріала у керамічній підкладці. В одному варіанті втілення винаходу спосіб містить виготовлення фільтрувального елемента або керамічної підкладки з магнітного матеріалу. КОРОТКИЙ ОПИС КРЕСЛЕНЬ У наступному винахід буде описано більш докладно з допомогою прикладів варіантів втілення з посиланням на прикладені креслення, на яких Фіг. 1 - перспективний вид зверху зразка дискового фільтрувального пристрою, в якому можуть бути застосовані варіанти втілення винаходу; Фіг. 2 - перспективний вид зверху зразка у вигляді сектору керамічної фільтрувальної пластини; Фіг. 3A, 3Б і 3В - зразки структур керамічної фільтрувальної пластини, де можуть бути застосовані варіанти втілення винаходу; Фіг. 4А, 4Б і 4В - різні фази циклу фільтрування; Фіг. 5А - поперечний переріз виду зверху керамічної підкладки (наприклад, нижньої півпластини), створеної з магнітним матеріалом 51 відповідно прикладу здійснення даного винаходу; Фіг. 5Б - збільшене зображення поперечного перерізу виду зверху частини керамічної підкладки на Фіг. 5А; Фіг. 5В - збільшений поперечний розріз виду збоку, вздовж лінії А-А керамічної підкладки, зображеної на Фіг. 5В; Фіг. 5Г - поперечний переріз виду збоку керамічної підкладки, яка має магнітні елементи в гранульованому матеріалі серцевини; 3 UA 114452 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Фіг. 5Д - поперечний переріз виду збоку керамічної підкладки, яка має магнітні частинки в гранульованому матеріалі серцевини; Фіг. 6A поперечний переріз виду зверху керамічної підкладки (наприклад, нижньої півпластини), створеної з шаблонним магнітним листом 50 відповідно до орієнтовного варіанту втілення даного винаходу; Фіг. 6Б - збільшений поперечний переріз виду зверху частини керамічної підкладки на Фіг. 6А; Фіг. 6В - збільшений поперечний розріз виду збоку вздовж лінії А-А керамічної підкладки на Фіг. 6В; Фіг. 6Г поперечний переріз виду збоку керамічної підкладки з альтернативною структурою магнітного листа; Фіг. 6Д поперечний переріз виду збоку керамічної підкладки з іншою альтернативною структурою магнітного листа; Фіг. 6Е - поперечний переріз виду збоку керамічної підкладки ще з одною альтернативною структурою магнітного листа; Фіг. 7А і 7Б - вид в перспективі зверху і поперечний переріз виду збоку, відповідно, керамічної підкладки з клеєм, що містить магнітні частинки; Фіг. 8А - поперечний переріз виду збоку фільтрувальної пластини з мікропористою мембраною тільки на одній поверхні та магнітного матеріалу в підкладці; і Фіг. 8Б поперечний переріз виду збоку фільтрувальної пластини з мікропористою мембраною тільки на одній поверхні та магнітного матеріалу на задньому боці підкладки. ОПИС ВАРІАНТІВ ВТІЛЕННЯ ВИНАХОДУ Принципи винаходу можуть бути застосовані для сушіння або зневоднення рідких матеріалів в будь-яких промислових процесах, зокрема, в мінерально і гірничо-добувній промисловості. У варіантах втілення винаходу, описаних тут, матеріал, що підлягає фільтруванню, означено як суспензія, але варіанти втілення винаходу не слід обмежувати цим типом плинного матеріалу. Суспензія може мати високу концентрацію твердих речовин, наприклад, концентрати з металевою основою, залізна руда, хроміти, ферохром, мідь, золото, кобальт, нікель, цинк, свинець і пірит. Надалі, приблизні приклади втілення винаходу фільтрувальних пластин для обертових вакуумних дискових фільтрів проілюстровані, але принципи винаходу можуть бути застосовані також для фільтрувального середовища інших типів вакуумних фільтрів, таких як обертових вакуумних барабанних фільтрів. На Фіг. 1 перспективного виду зверху зображено зразок дискового фільтруючого пристрою, в якому, відповідно до варіантів втілення винаходу, можуть бути застосовані фільтрувальні пластини. Зразок дискового фільтруючого пристрою 10 містить циліндричний барабан 20, який підтримується підшипниками на рамі 8 і з можливістю повороту навкруги поздовжньої осі барабана 20 таким чином, що нижню частину барабана занурюють в басейн суспензії 9, розташований нижче барабану 20. Барабанний привід 12 (наприклад, електродвигун, коробка передач) застосовано для обертання барабана 20. Барабан 20 містить множину керамічних фільтрувальних дисків 21, розташованих відповідно співвісно навкруги центральної осі барабана 20. Наприклад, число керамічних фільтрувальних дисків може варіюватися від 2 до 20. Діаметр кожного диска 21, може бути значним, наприклад, 1,5 - 4м. Приклади комерційно доступних дискових фільтрів, в яких варіанти здійснення даного винаходу можуть бути застосовані, включають Outotec Larox CC фільтри, моделі CC-6, CC-15, СС-30, СС-45, СС-60, СС-96 і СС-144 виробництва Outotec Oyj. Кожен фільтрувальний диск 21 може бути утворено з декількох секторів у вигляді окремих керамічних фільтрувальних елементів, званих фільтрувальними пластинами, які встановлені в радіальну пласку решітку навкруги центральної осі барабана, щоб утворити суттєво безперервну і пласку поверхню диска. Кількість фільтрувальних пластин може бути, наприклад, 12 або 15. Фіг. 2 - перспективний вид зверху зразка у вигляді сектору керамічної фільтрувальної пластини. Фільтрувальну пластину 22 може бути оздоблено кріпильними деталями, такими як кріпильні вузли 26, 27 і 28, які функціонують як засоби для кріплення пластини 22 до монтажних засобів у барабані. На Фіг. 3A, 3Б і 3В зображено зразки структури керамічної фільтрувальної пластини, в яких може бути застосовано варіанти втілення винаходу. Мікропориста фільтрувальна пластина 22 може містити першу структуру всмоктування 31A, 32A і протилежну другу структуру всмоктування 31В, 32В. Перша структура всмоктування, містить мікропористу мембрану 31А і керамічну підкладку 32А, на якій розташовано мембрану 31А. Аналогічно, друга всмоктуюча стінка містить мікропористу мембрану 31В і керамічну підкладку 32В. Внутрішній простір 33 визначено між протилежними першою та другою структурами всмоктування 31А, 32А і 31В, 32В, результатом чого є шарувата структура. Фільтруюча пластина 22 може бути також 4 UA 114452 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 бути створена зі з'єднувальною частиною 29, такою як труба для фільтрату або сопло для фільтрату, для з'єднання потоків. Внутрішній простір 33 створює канал потоку або канали, які будуть з'єднювати потік коллекторним трубопроводом в барабані 20, наприклад, з допомогою з'єднувальної трубки 29. Коли коллекторна труба з'єднана з вакуумним насосом, внутрішня порожнина 33 фільтрувальної пластини 22 підтримується при негативному тиску, тобто різниця тисків підтримується над всмоктуючою стінкою. Мембрана 31 містить мікропори, які створюють сильну капілярну дію при контакті з водою. Розмір пор мікропористої мембрани 31 переважно складає 0,2-5 мкм, і це робить можливим, щоб тільки рідина протікала крізь мікропористий шар. Внутрішня порожнина 33 може бути відкритим простором, або може бути заповненим гранульованим матеріалом серцевини, який діє як арматура для структури пластини. Завдяки великому розміру пор і високою об'ємною часткою пористості, матеріал не заважає потоку рідини, який входить в центральний внутрішній простір 33. Внутрішній простір 33 може додатково містити опорні елементи або перегородки для більшого підсилювання структури пластини 22. Краї 34 пластини може бути герметизовано фарбуванням або глазуруванням, або іншим відповідним засобом для ущільнення, таким чином запобігаючи протіканню крізь краї. У зразкових варіантах втілення винаходу фільтрувальні пластини 22 з послідовних дисків розташовані рядами, кожен ряд створює сектор або ділянку диска 21. Коли ряд фільтрувальних дисків 21 обертається, пластини 22 кожного диска 22 переміщуються в/ і крізь басейн 9. Таким чином, кожна фільтрувальна пластина 22 проходить крізь чотири різні фази процесу або сектори протягом одного обертання диска 21. У фазі утворення осаду, частковий вакуум передається на фільтрувальні пластини 22, і фільтрат проходить крізь керамічні пластини 22, коли їх занурюють у басейн суспензії 9, і на поверхні пластини 22 утворюється осад 35. Рідина або фільтрат в центральному внутрішньому просторі 33 потім передається в колекторну трубу і далі з барабана 20. Пластина 22 входить у фазу сушіння осаду (показано на Фіг. 4Б) після виходу з басейну 9. Частковий вакуум або тиск підтримується в фільтрувальних пластинах 22 також на етапі сушіння таким чином, щоб залучити більше фільтрату з осаду 35 і тримати осад 35 на поверхні фільтрувальної пластини 35. Якщо промивка осаду потрібна, це роблять на початку фази сушіння. На етапі вивантаження осада, показаного на Фіг. 4В, осад 35 зіскоблюють керамічними шкребками, так щоб тонкий шар осаду залишився на пластини 22 (проміжок між скребком і пластиною 22). Після вивантаження осаду, у фазі очищення (зазвичай називають "зворотньою промивкою" або "фазою зворотньої промивки") сектора кожного обертання, води або фільтрату, що закачується під надлишковим тиском у зворотному напрямку крізь пластину 22, щоб змити залишковий осад і очистити пори фільтрувальної пластини. Метою винаходу є підвищення потужності фільтрації в керамічних фільтрах з використанням магнетизму. Варіанти здійснення даного винаходу особливо підходять для підвищення фільтрації магнетитової суспензії. Відповідно до одного аспекту винаходу, застосовано фільтрувальну пластину з будь-якого матеріалу, що має, щонайменше, один магнітний елемент для створення магнітного поля. Фільтрувальна пластина може бути використана для збільшення фільтраційної потужності в магнетитових застосуваннях. Магнітне поле викликає силу притягання між магнітними частинками і, отже, збільшує кількість матеріалу на фільтрувальній пластині у вакуумному фільтрі, такому як, фільтр капілярної дії, звичайному обертовому вакуумному фільтрі або барабанному фільтрі, або барабанному фільтрі капілярної дії. Магнітне поле також впливає на орієнтацію частинок в осаді, збільшуючи фільтраційну потужность. У втіленнях здійснення винаходу фільтрувальний елемент містить керамічну підкладку, керамічний мікропористий шар покриття керамічної підкладки, канали для фільтрату в керамічній підкладці, і магнітний матеріал, застосований в каналах для фільтрату в керамічній підкладці та/або між ними, або за цими каналами. У деяких варіантах здійснення, магнітний матеріал застосовано в ділянках керамічної підкладки, які визначають фільтраційні канали між собою. У деяких варіантах втілення винаходу, магнітний матеріал містить магнітні елементи, розташовані в порожнинах, створених в ділянках керамічної підкладки, які визначають фільтраційні канали між собою. Приклад варіанту втілення винаходу зображено на Фіг. 5А, 5Б і 5В. На Фіг. 5А зображено поперечний переріз виду зверху керамічної підкладки 32. У варіантах втілення винаходу, де кінцева керамічна підкладка 32 утворена з двох півпластин 32А і 32В, з'єднаних між собою, на Фіг. 5А може бути зображена одна з півпластин 32А, в той час, як інша півпластина 32В може бути дзеркальним відображенням. Підкладка 32 може бути аналогічною зображеній на Фіг. 3А, яка містить канали 33 для фільтрату в керамічній підкладці. Керамічна підкладка 32 може мати ділянки керамічної підкладки, такі як перегородки 30, які визначають 5 UA 114452 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 канали для фільтрату 33 між собою. Ділянки підкладки або перегородки 30 можуть бути створені з порожнинами 52 для розміщення магнітного матеріалу, такого як магнітні елементи 51. У наведеному прикладі, магнітні елементи 51 містять, по суті, частинки магнітного матеріалу у вигляді прямокутника товщиною (висотою), яка суттєво збігається з каналами для фільтрату 33. Порожнини 52 або, принаймні, частина з них може альтернативно містити частину каналів для фільтрату 33, тобто магнітний матеріал або елементи 33 можуть займати частину каналів для фільтрату 33. У варіантах втілення винаходу, внутрішній простір керамічної підкладки 32, і таким чином каналів для фільтрату 33, може бути утворено гранульованим матеріалом серцевини, і магнітний матеріал або елементи 51 можуть бути встановлені в матеріал серцевини, так, що фільтрат може протікати між магнітними елементами 51, як показано на Фіг. 5Г. Отримана конфігурація може бути аналогічною прикладу, наведеному на Фіг. 5А, 5Б і 5В за винятком того, що конкретні канали, які створюють ділянки підкладки або перегородки 30, не можуть бути розпізнані. У варіанті втілення винаходу, магнітний матеріал може містити магнітні частинки 51, змішані з гранульованим матеріалом серцевини, які створюють канали 33 для фільтрату в керамічній підкладці 32, як зображено на Фіг. 5Е. Як зазначено вище, внаслідок великого розміру пор та високою об'ємною часткою пористості, гранульований матеріал серцевини не заважає потоку рідини. Невелика частина магнітних частинок в матеріалі серцевини все ще дозволяє достатній потік фільтрату. Шаблон намагнічених ділянок в керамічній підкладці 32 буде відповідати каналам для фільтрату. В одному варіанті втілення винаходу магнітний матеріал містить тонкий магнітний лист 61, застосований в керамічній підкладці 32 для створення ділянок, які визначають канали 33 для фільтрату між собою. У варіанті втілення винаходу, магнітний лист містить шаблон отвору (шаблон каналу), який відповідає бажаним каналам для фільтрату в керамічній підкладці 32, як показано на Фіг. 6А, 6Б, 6В і 6Г. Шаблон каналу може бути вирізаним з магнітного листового матеріалу в місцях бажаних каналів для фільтрату. Товщина або висота листа 61 може відповідати каналам для фільтрату 33. У варіантах здійснення, де кінцеву керамічну підкладку 32 створено з двох півпластин 32А і 32В, з'єднаних одна з другою, Фіг. 5А може представляти одну з півпластин 32A, в той час, як інша півпластина 32В може бути дзеркальним відображенням. Підкладка 32 може бути аналогічною зображеній на Фіг. 3А, яка містить канали 33 для фільтрату в керамічній підкладці, за винятком таких ділянок керамічної підкладки, як перегородки 30, які визначають фільтраційні канали 30 між собою, що замінені шаблонним магнітним листом. У прикладі варіанта втілення винаходу, зображеного на Фіг. 6В, магнітний лист простягається до зовнішньої кромки керамічної підкладки 32, а в варіанті, показаному на Фіг. 6Г, магнітний лист закінчується близько до зовнішньої кромки, кромка створюється керамічним матеріалом, аналогічно тому, як зображено на Фіг. 3А та 5А. В одному варіанті здійснення винаходу, кожна з півпластин 32А і 32В керамічної підкладки мають канали 33 для фільтрату на своїх протилежних поверхнях, та магнітний лист 61, розташований між півпластинами, є однорідним і не має видсіченого каналу, як показано на Фіг. 6Д і Фіг. 6Е. Таким чином, окремі канали 33 для фільтрату можуть бути створені в півпластинах по обидва боки магнітного листа 61. У цьому випадку магніт вкриває 100 % площі пластини. В принципі, півпластини можуть бути виконані за допомогою звичайних півпластин з тонким магнітним листом 61 між ними. У варіанті, зображеному на Фіг. 6Д, магнітний лист простягається до зовнішньої кромки керамічної підкладки 32, а в зразковому варіанті втілення винаходу, показаному на Фіг. 6Е, магнітний лист закінчується близько до зовнішньої кромки, кромка утворена керамічним матеріалом аналогічним чином, як показано на Фіг. 3А і 5А. У варіанті втілення винаходу, магнітний матеріал містить магнітні частинки 71, змішані з клеєм 72, для приклеювання півпластин 32А і 32В керамічної підкладки 32, як показано на Фіг. 7А і 7Б. Магнітні частинки можуть бути дрібними частинками 100-500 мкм (мікрон) в діаметрі, наприклад. Магнітні частинки 71 можуть бути змішані з клеєм 72 перед склеюванням півпластин 32А і 32В. Крім клею з магнітними частинками, підкладка 32 може бути виготовлена і може мати будь-яку структуру, аналогічну будь-якій керамічній підкладці, створеній з півпластин, з'єднані між собою. Шаблон намагнічених ділянок в керамічній підкладці 32 буде відповідати склеєним ділянкам, наприклад ділянкам керамічної підкладки, таких як перегородки 30, які визначають фільтраційні канали 30 між собою, як показано на Фіг. 3А. В одному варіанті здійснення, фільтрувальні пластини можуть бути виготовлені з магнітного матеріалу. Наприклад, керамічна підкладка може бути повністю виконана з магнітного матеріалу, або обидві: керамічна підкладка і микропориста мембрана, - можуть бути повністю 6 UA 114452 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 виконані з магнітного матеріалу. Це означає, що застосований керамічний матеріал також містить магнітні частинки. Хоча це не зображено на Фіг. 5А-В, Фіг. 6A-Е, і Фіг. 7А-7Б, в кінцевому фільтрувальному елементі 22 обидва боки керамічної підкладки 32 вкрито мікропористою мембраною 31. Мембрану 31 може бути виготовлено звичайним способом після виготовлення керамічної підкладки 32, відповідно до варіантів здійснення даного винаходу. Кінцевий фільтруючий елемент 22 може мати вигляд аналогічний, зображеному на Фіг. 2, наприклад. Підкладка також може бути створена з трубчастим з'єднувачем 29 або подібним. У варіантах втілення винаходу, керамічний мікропористий шар 31 може покривати тільки одну головну поверхню керамічної підкладки 32 так, що операція фільтрації здійснюється тільки через цю поверхню, як показано на Фіг. 8А і 8Б. Таким чином, магнітний матеріал 81, такий як тонкий магнітний лист, може бути розташовано в керамічній підкладці за каналами для фільтрату 33 і впритул до протилежної неробочої основної поверхні, як показано на Фіг. 8А. Також можливо, що в керамічній підкладці, виконаній з двох півпластин, нижня половина пластини повністю виконана з магнітного матеріалу. Як інший приклад, магнітний матеріал 81, такий як тонкий магнітний лист, може бути розташовано за керамічною підкладкою 32 або фільтрувальною пластиною на протилежній головній поверхні. Ці підходи можуть бути особливо прийнятними для фільтрувальних елементів барабанних фільтрів. Для барабанних фільтрувальних пластин поверхня, створена з мікропористої мембрани 31, може бути вигнутою поверхнею. Принцип магнітної пластини було протестовано на магнетитній суспензії. Було зроблено висновок, що товщина осаду була значно більше при застосуванні магнітного поля. В тестувальній роботі також несподівано виявлено, що висока гідравлічна потужність була отримана з магнітним полем, яке додатково збільшує потужність фільтрації. Можливо, магнітне поле перелаштовує частинки в магнітному полі таким чином, що воно має позитивний вплив на гідравлічний потік. Також можливо, що молекули води розташовані під дією магнітного поля таким чином, що це впливає на гідравлічний потік. Ця особливість магнітної фільтрувальної пластини дозволяє посилити фільтраційну дію також для фільтрування іншого, крім магнетитної суспензії. Прикладом магнітного матеріалу, придатного для магнітних елементів, відповідно винаходу, є неодим-залізо-бор (NdFeB) з постійним магнітом. Розмір і міцність окремих магнітів залежить від затосування і фільтрувального елемента, про який йде мова. Блоки постійнийних магнітів є комерційно доступними від Webcraft GmbH, Німеччина, http://www.supermagnete.de, наприклад. Як альтернативу постійним магнітам може бути застосовано в деяких випадках електромагніти. Наприклад, у варіантах здійснення винаходу, що зображено на Фіг. 8А і 8Б, магнітні листи може бути замінено, або застосовано як електромагнітні елементи. Після прочитання цього додатка для фахівця в даній області техніки буде очевидно, що концепцію винаходу може бути реалізовано різними способами. Винахід і його варіанти здійснення винаходу не обмежено наведеними прикладами, але може бути змінено в межах обсягу формули. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 45 50 55 60 1. Фільтрувальний елемент для застосування при видаленні рідини з матеріалу, що містить тверді частинки, у сушарці з капілярною всмоктувальною дією, причому фільтрувальний елемент (22) містить: керамічну підкладку (32), з першою поверхнею і другою протилежною поверхнею; керамічний мікропористий шар (31), що покриває принаймні одну з першої та другої поверхонь керамічної підкладки (32); канали (33) для фільтрату, утворені в керамічній пористій підкладці (32), завдяки чому негативний тиск може підтримуватися в каналах (33) для фільтрату, які спрямовують рідину з зовнішньої поверхні керамічного микропористого шару (31) під дією капілярних сил крізь мікропористий шар (31), крізь керамічну підкладку (32) в канали (33) для фільтрату та з фільтруючого елемента (22), який відрізняється тим, що фільтрувальний елемент (22) містить додатково магнітний матеріал (51, 61, 71, 81) в керамічній підкладці (32), або на протилежній поверхні керамічної підкладки (32) відносно мікропористого шару (31), у разі, якщо мікропористий шар (31) розташовано тільки на одній з першої та другої поверхонь керамічної підкладки (32). 2. Фільтрувальний елемент за п. 1, в якому магнітний матеріал (51, 61, 71, 81) застосовано в каналах (33) для фільтрату або між ними. 7 UA 114452 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 3. Фільтрувальний елемент за п. 1 або п. 2, в якому магнітний матеріал (51, 61, 71, 81) застосовано в ділянках керамічної підкладки, що визначають фільтраційні канали (33) поміж собою. 4. Фільтрувальний елемент за будь-яким із пп. 1-3, в якому магнітний матеріал (51, 61, 71, 81) містить магнітні елементи (51), розташовані в порожнинах (52), створених в ділянках керамічної підкладки, що визначають фільтраційні канали (33) поміж собою. 5. Фільтрувальний елемент за будь-яким із пп. 1-3, в якому керамічна підкладка (32) містить дві півпластини (32А, 32В), склеєні між собою, і в якому магнітний матеріал (51, 61, 71, 81) містить магнітні частинки (71), змішані з клеєм (72), для склеювання півпластин (32А, 32Б) між собою. 6. Фільтрувальний елемент за будь-яким із пп. 1-3, в якому серцевину керамічної підкладки (32) і, тим самим, канали (33) для фільтрату створено з гранульованого матеріалу серцевини, і в якому гранульований матеріал серцевини містить магнітні частинки або елементи (71). 7. Фільтрувальний елемент за будь-яким із пп. 1-3, в якому магнітний матеріал (51, 61, 71, 81) містить магнітний листовий матеріал (61), застосований у керамічній підкладці (32), для створення ділянок, які визначають канали (33) для фільтрату, між собою. 8. Фільтрувальний елемент за будь-яким із пп. 1-3 або 7, в якому керамічна підкладка (32) містить дві півпластини (32А, 32В) з'єднані між собою, і в якому магнітний матеріал (51, 61, 71, 81) містить магнітний лист (61), розташований між півпластинами (32А, 32В), магнітний лист (61) містить отвори, відповідні каналам (33) для фільтрату в керамічній підкладці (32). 9. Фільтрувальний елемент за п. 1, в якому керамічна підкладка (32) містить дві півпластини (32А, 32В), з'єднані між собою, кожна з півпластин (32А, 32В) має канали (33) для фільтрату на протилежній поверхні, і в якому магнітний матеріал (51, 61, 71, 81) містить магнітний лист (61), розташований між півпластинами (32А, 32В). 10. Фільтрувальний елемент за п. 1, в якому керамічний мікропористий шар (31) покриває тільки одну з першої або другої поверхонь керамічної підкладки (32), і магнітний матеріал (51, 61, 71, 81) застосовано на іншій з першої або другої поверхонь керамічної підкладки (32). 11. Фільтрувальний елемент за п. 1, в якому керамічний мікропористий шар (31) покриває тільки одну з першої або другої поверхонь керамічною підкладки (32), і магнітний матеріал (51, 61, 71, 81) в керамічній підкладці (32) розташовано впритул до іншої з першої або другої поверхонь керамічної підкладки (32) між каналами (33) для фільтрату і цією іншою з першої або другої поверхонь керамічної підкладки (32). 12. Фільтрувальний елемент за п. 1, в якому керамічний фільтрувальний елемент виконано з магнітного матеріалу (51, 61, 71, 81). 13. Фільтрувальний елемент за будь-яким із пп. 1-3 або 7-11, в якому магнітний матеріал (51, 61, 71, 81) містить постійні магніти або електромагніти. 14. Фільтрувальний пристрій, який містить один або кілька фільтрувальних елементів відповідно до будь-якого з пп. 1-13. 15. Спосіб виготовлення фільтрувального елемента для застосування при видаленні рідини з матеріалу, що містить тверді частинки, у сушарці з капілярною всмоктувальною дією, який полягає в: створенні керамічної підкладки (32) з каналами (33) для фільтрату в керамічній підкладці (32), причому ця керамічна підкладка (32) має першу поверхню і другу протилежну поверхню; покритті принаймні одної з першої та другої поверхонь керамічної підкладки (32) керамічним мікропористим шаром матеріалу (31); через що негативний тиск може підтримуватися в каналах (33) для фільтрату, спрямовуючих рідину з зовнішньої поверхні керамічного микропористого шару (31) під дією капілярних сил крізь мікропористий шар (31), крізь керамічну підкладку (32) у канали (33) для фільтрату та з фільтрувального елемента (22), який відрізняється тим, що включає розміщення магнітного матеріалу (51, 61, 71, 81) в керамічній підкладці (32). 16. Спосіб за п. 15, який полягає в тому, що фільтрувальний елемент (22) або керамічну підкладку (32) виготовляють з магнітного матеріалу (51, 61, 71, 81). 8 UA 114452 C2 9 UA 114452 C2 10 UA 114452 C2 11 UA 114452 C2 12 UA 114452 C2 Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 13