Спосіб отримання нетканого фільтрувального матеріалу

Імовірна корисна модель відноситься до способу отримання фільтрувальних матеріалів з розплавів полімерів і може бути використана при виготовлені глибинних фільтрувальних елементів патронного типу для фільтрування рідин, або нетканого полотна для збору нафти з поверхні водоймищ. Відомий спосіб виготовлення глибинних фільтрувальних елементів з синтетичних мікроволокон [патент Росії №2159662 кл. В01Д39/16,27/04, публікація 27.11.2000р.], що включає екструзію полімерного матеріалу волокностворюючою головкою, дію на струмки розплаву потоком стислого повітря у напрямку оправки, пошарове вкладання волокон на оправці у фільтрувальні шари, та по мірі нарощення фільтруючих шарів провадять зміну тиску потоку повітря при сталій частоті обертів оправки. Наведений спосіб виготовлення фільтрувального матеріалу, передбачає фільтрацію та затримання домішок за рахунок утворення шарів матеріалу з відповідними мікропорами, розрахованими відповідно до мінімального розміру домішок. Мінімальні розміри пор матеріалу, визначають малу питому вагу порожнин матеріалу, що в свою чергу визначає малу брудоємніть фільтрувального елементу і як наслідок, малий термін його експлуатації. Найближче до призначення корисної моделі по сукупності ознак та результату, що досягається, є спосіб отримання нетканого фільтрувального матеріалу [патент Росії №2050935 кл. В01Д39/00, публікація 27.12.1995р.], що включає розпил волокностворюючого розчину у полі високої напруги з осадженням волокна на електродитранспортери шарами різного потенціалу, діаметру волокна та отримуваної поверхневої щільності, при напрузі від 70 до 110кВ. Вказаний спосіб з огляду використання високої напруги та під'єднання її до металоконструкцій, що здійснюють спосіб, а саме до розпилюючої головки та транспортеру, потребують надзвичайної конструкції ізоляції (10кВ здатні прошити більш 1,5см. повітряного зазору між різнойменне зарядженими конструкціями пристрою, у нашому випадку шар ізоляції має бути не менш 20см.!), що робить спосіб складним та небезпечним для обслуговуючого персоналу. Крім цього, наявність у матеріалі фільтрувальних шарів різного за знаком потенціалу, нейтралізують електрокінетичний потенціал потрібний для затримання домішок, що несуть на собі заряд гранули, і що в свою чергу, знижує ефективність їх затримання. Враховуючи також, що при використанні способу для отримання нетканого фільтрувального матеріалу з розплаву полімеру, при якому відстань від волокностворюючої головки до оправки, що обертається може змінюватись від 15см. до 1500см. в залежності від отримання необхідної структури нетканого матеріалу, наведені параметри напруги від 70 до 110кВ будуть завеликими для малої відстані та замалими для найбільшої відстані, що робить спосіб непридатним до використання. В основу корисної моделі поставлено завдання спрощення способу отримання нетканого фільтрувального матеріалу з розплаву полімеру в полі високої напруги значно нижчого потенціалу, незалежного від відстані волокностворюючої головки до оправки, що дає змогу підвищити безпеку використання способу, а також затримання домішок несучих заряд гранули при фільтрації рідин крізь фільтрувальні шари протилежного електрокінетичного потенціалу, пори яких значно перевищують розмір домішок, що в свою чергу, збільшує питому вагу пор у нетканому фільтруючому матеріалі і як наслідок, брудоємність, термін його експлуатації. Поставлене завдання вирішується тим, що у способі отримання нетканого фільтрувального матеріалу з розплаву полімеру в полі високої напруги, що включає екструзію полімерного матеріалу волокностворюючою головкою, дію на волокна розплаву потоком стисненого повітря у напрямку оправки, пошарове вкладання волокон на оправці у фільтрувальні шари, згідно способу корисної моделі, електрокінетичного потенціалу однойменного заряду надають волокну полімеру за рахунок впливу електричним полем, напруженість якого Е=1...6кВ/см, на волокна розплаву, що послідовно проходять крізь кільцеві електроди розміщені у трубчатому ізоляторі, розташованому між волокностворюючою головкою та оправкою при відсутності електричного контакту з останніми. Згідно способу отримання нетканого фільтрувального матеріалу за рахунок використання регульованого напруженого поля від 1 до 6кВ/см, що не залежить від відстані між волокностворюючою головкою та оправкою, дозволяє надати волокну розплаву полімеру однойменного електрокінетичного потенціалу, при цьому у декілька разів знизити необхідні параметри напруги, тобто підви щити безпеку використання способу. На креслені зображена технологічна схема способу отримання нетканого фільтрувального матеріалу. Технологічна схема включає екструдер 1 з волокностворюючою головкою 2, стаціонарно закріплені кільцеві електроди 3 в трубчатому ізоляторі 4, оправку 5 встановлену з можливістю обертання та здійснення зворотнопоступального руху. Спосіб отримання нетканого фільтрувального матеріалу здійснюється наступним чином. Розплав полімеру з екструдера 1 надходить до волокностворюючої головки 2, де під дією стисненого повітря, розплав полімеру роздувається на волокна та спрямовується крізь кільцеві електроди 3, стаціонарно закріплені в трубчатому ізоляторі 4, у напрямку оправки 5, що обертаючись та здійснюючи зворотнопоступальний рух, спірально укладає волокна, створюючи фільтрувальні шари з свідомо заданою пористістю. Волокна розділеного розплаву полімеру, проходять крізь кільцеві електроди 3, підпадають під дію напруженого поля, яке також сприяє подальшому розділу волокон на ультратонкі ( підтверджується відомим дослідом Релея - Френкеля), одночасно надаючи їм електрокінетичного потенціалу за рахунок орієнтації диполів полімеру, що в подальшому при фільтрації рідин, забезпечує затримання домішок несучих заряд гранули протилежного потенціалу. Як відомо, колоїдні домішки природних вод, наприклад: глини, гумінових речовин та гідроксиди металів, несуть різні по знаку заряди гранул. Тож, для отримання нетканого фільтрувального матеріалу призначеного для затримання домішок протилежного заряду гранули, проводять перекомутацію кільцевих електродів 3, для отримання зворотної полярності напруженого поля. Таким чином, використання корисної моделі забезпечує мікрофільтрацію домішок, що несуть заряд гранули, за рахунок наданої властивості протилежного електрокінетичного потенціалу фільтрувальним шарам, пори яких значно перевищують розміри домішок, що в свою чергу, збільшує питому вагу пор у нетканому фільтруючому матеріалі і як наслідок, брудоємність, термін його експлуатації та в цілому спрощує спосіб.