Спосіб одержання фільтрівного елемента

Изобретение относится к области магнитной очистки жидкостей, в частности к способам получения фильтрующих элементов, и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства, где необходима тонкая очистка жидкостей как от ферромагнитных, так и от неферромагнитных примесей. Известны фильтрующие элементы, в которых магнитное поле создается постоянно намагниченными ферромагнитными частицами. Фильтроэлементы состоят из ферромагнитных частиц и вспомогательного материала (адгезива), при этом ферромагнитные частицы являются магнитожесткими, то есть обладают постоянным магнетизмом. Недостатком таких фильтрующих элементов является низкая эффективность очистки. Это объясняется низким градиентом магнитного поля, которое создает вокруг себя обладающий постоянным магнетизмом ферромагнитный порошок. Недостатком этих фильтрующих элементов является также неравномерная тонкость очистки по поверхности фильтрующего элемента, что приводит к снижению эффективности очистки. Это связано с тем, что закрепление ферромагнитных частиц на поверхности основы происходит хаотично относительно осей легкого намагничивания ферромагнитных частиц Это приводит к тому, что ферромагнитные частицы, закрепленные на основе, под действием магнитного поля фильтра перемагничиваются. Для перемагничивания частиц и намагничивания их до состояния насыщения необходимы большие магнитные поля, превышающие величину магнитных полей, создаваемых постоянными магнитами или электромагнитами обычно применяемыми в магнитных фильтрах. Особенно это актуально для мелкодисперсных частиц, размером порядка нескольких микрон. Все это приводит к потерям величины магнитного поля в окрестности ферромагнитных частиц, к неравномерному его распределению на поверхности вспомогательного материала и, следовательно, к снижению тонкости очистки, В основу изобретения поставлена задача создания способа получения фильтрующего элемента, в котором наличие внешнего магнитного поля при напылении ферромагнитных частиц на основу обеспечивает повышение эффективности очистки на 20% и за счет этого может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства (медицине, машиностроении) для тонкой очистки жидкостей от ферромагнитных и неферромагнитных примесей. Поставленная задача решается тем, что в способе получения фильтрующего элемента, содержащем напыление смеси ферромагнитного порошка с адгезивом на основу смесь напыляют во внешнем магнитном поле, линии индукции которого перпендикулярны поверхности основы, при этом величину напряженности магнитного поля определяют из следующего неравенства: где Н0 - напряженность внешнего магнитного поля; s - поверхностное натяжение адгезива; Μ - намагниченность ферромагнитной частицы; а - радиус ферромагнитной частицы. При нанесении ферромагнитных частиц на основу угол наклона поверхности основы к линиям индукции внешнего магнитного поля, в котором происходит напыление частиц на основу, должен соответствовать углу наклона поверхности основы относительно линий индукции магнитного поля фильтра. Нанесение ферромагнитных частиц и адгезива на основу в магнитном поле приводит к тому, что ферромагнитные частицы фиксируются на основе таким образом, что оси легкого намагничивания параллельны линиям магнитного поля, в котором происходит напыление. И в дальнейшем при помещении фильтроэлемента в магнитный фильтр, частички не будут перемагничиваться в магнитном поле фильтра, и, следовательно, магнитное поле вокруг ферромагнитных частиц будет максимальным, Кроме того, напыление ферромагнитных частиц во внешнем магнитном поле приводит к равномерному их распределению по поверхности основы, так как они оседают в точках пересечения основы линиями магнитного поля, в котором происходит напыление. Величина внешнего магнитного поля, в котором происходит напыление ферромагнитных частиц на основу, рассчитывается следующим образом: 1. Оценивается вращательный момент сил внешнего магнитного поля: где Vф - объем напыляемой ферромагнитной частицы, равный 4pа3/3; а - радиус ферромагнитной частицы; Μ - намагниченность ферромагнитной частицы; Но - напряженность внешнего магнитного поля. 2. Оценивается момент сил поверхности натяжения адгезива: где l - длина контура ферромагнитной частицы, равная 2pа; σ - поверхностное натяжение адгезива. 3. .Находится величина внешнего магнитного поля из условия: следовательно, Из неравенства (1) следует, что величина внешнего магнитного поля, при котором необходимо производить напыление ферромагнитных частиц, зависит от дисперсности частиц и от поверхностного натяжения адгезива. Сущность способа заключается в следующем. Жидкость с ферромагнитными и неферромагнитными примесями пропускают через фильтр. Эти примеси задерживаются вспомогательным материалом с закрепленными в нем жестко ферромагнитными частицами, причем нанесение ферромагнитных частиц на основу производилось во внешнем магнитном поле, направление линий индукции которого совпадает с направлением линий индукции магнитного поля фильтра, в который этот фильтрующий элемент помещен. Конкретное выполнение способа. В качестве основы была взята фильтровальная бумага с тонкостью фильтрации 15*10-6 м. Для напыления на основу взят порошок железа дисперсностью 5· 10-6 м. В качестве адгезива был использован клей БФ-2 с поверхностным натяжением 3*10-3 Дж/м2. Была сделана оценка внешнего магнитного поля, в котором необходимо производить напыление ферромагнитных частиц на основу. Фильтровальная бумага была помещена в зону действия постоянного магнита с напряженностью поля 80 кА/м. К порошку из железа с дисперсностью 5*10-6 м было подмешано немного клея БФ-2. С помощью распылителя эта смесь была нанесена на поверхность основы (фильтровальной бумаги), помещенной во внешнее магнитное поле (создаваемое постоянным магнитом) перпендикулярно линиям индукции магнитного поля относительно ее поверхности. Изготовленный таким образом магнитный фильтроэлемент был помещен в установку с постоянными магнитами (напряженность поля около 1,9*105 А/м перпендикулярно пиниям индукции магнитного поля относительно ее поверхности), Через основу пропускалась вода с примесями карбида кремния дисперсностью до 10*10-6 м. Скорость пропускания жидкости через фильтровальную бумагу 0,1 м/с, Для сопоставимости результатов был изготовлен второй фильтроэлемент, на который напыление ферромагнитного порошка производилось без воздействия внешнего магнитного поля. Все остальные условия эксперимента не изменялись. Количество уловленных фильтроэлементами примесей определялось весовым методом. Сравнительный анализ результатов показал, что наличие источника внешнего магнитного поля при напылении ферромагнитных частиц на основу (фильтровальную бумагу), повышает эффективность очистки на 20% по сравнению с фильтрованием жидкости через фильтроэлемент, нанесение ферромагнитных частиц на который производилось без воздействия внешнего магнитного поля.