Фільтрувальна пластина

1. Мікропориста фільтрувальна пластина для використання у вакуумній сушарці, що містить мембрану з середнім розміром пор біля 1 мкм, основу, на якій розташовано мембрану, та область з порожнинами всередині фільтрувальної пластини для фільтрату та для рідини для зворотної промивки, та принаймні один випускний отвір або впускний отвір для фільтрату та для рідини для зворотної промивки, та кріпильні отвори або втулки для кріплення фільтрувальної пластини до вакуумної сушарки, яка відрізняється тим, що область з порожнинами всередині фільтрувальної пластини забезпечена опорними елементами, які займають 10-50 % загальної площі області з порожнинами, при цьому опорні елементи розташовані таким чином, що усуваються прямі лінії напруги всередині фільтрувальної пластини для забезпечення можливості проходження рідини по суті одночасно та легко у всіх напрямках та для забезпечення здатності конструкції фільтрувальної пластини витримувати навантаження, спричинені піками тиску. 2. Фільтрувальна пластина за п. 1, яка відрізняється тим, що опорні елементи займають 15-30 % загальної площі області з порожнинами. 3. Фільтрувальна пластина за п. 1, яка відрізняється тим, що відношення між найдовшим та най 2 (19) 1 3 91177 4 15. Фільтрувальна пластина за п. 14, яка відріз19. Фільтрувальна пластина за будь-яким з попеняється тим, що пористість основи знаходиться в редніх пунктів 1-17, яка відрізняється тим, що межах 40-50 % від загального об'єму основи. для її виготовлення використано принаймні один 16. Фільтрувальна пластина за будь-яким з попеметалокерамічний матеріал. редніх пунктів, яка відрізняється тим, що мем20. Фільтрувальна пластина за будь-яким з попередніх пунктів 1-17, яка відрізняється тим, що брану та основу виконано з однакового матеріалу. 17. Фільтрувальна пластина за будь-яким з попедля її виготовлення використано принаймні один з редніх пунктів 1-15, яка відрізняється тим, що пластикових матеріалів. мембрану та основу виконано з різних матеріалів. 21. Фільтрувальна пластина за будь-яким з попередніх пунктів 1-17, яка відрізняється тим, що 18. Фільтрувальна пластина за будь-яким з попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що для її для її виготовлення використано принаймні один виготовлення використано принаймні один кераміматеріал на основі вуглецю. чний матеріал. Цей винахід відноситься до мікропористої фільтрувальної пластини, яка може [використовуватися у всисній сушарці, зокрема в капілярному фільтрі. Фільтрувальна пластина являє собою, зокрема, удосконалення для поліпшення умов опору ударам тиску. Патент US 4863656 стосується способу виробництва мікропористих пластин, фільтрувальних пластин, одержаних цим способом, та оснащення всисних сушарок, де використані такі фільтрувальні пластини, що і розкрито в патенті. Фільтрувальна пластина, описана в патенті US 4863656, містить спарені протилежні всисні стінки, які обмежують внутрішній простір поміж ними, який заповнений гранульованим матеріалом. Оснащення всисної сушарки містить принаймні одну з фільтрувальних пластин, яка розташована з можливістю переміщення всередину та назовні резервуару або подібного до нього, де знаходиться матеріал, що підлягає зневодненню. В цьому втіленні обладнання всисної сушарки містить кілька фільтрувальних пластин, розташованих у круговому порядку навколо обертового перемикача. Завдяки негативному тиску, прикладеному до всисних стінок кожної пластини, вода або інша рідина всисається з матеріалу,, що підлягає зневоднюванню (сушці), через всисні стінки у внутрішній простір фільтрувальної пластини, а потім під впливом негативного тиску виводиться з пластини. Патент US 5 178 777 стосується способу видалення фільтрувального пакету з капілярної поверхні, коли рідина в утворенні фільтрувального пакету всисається через фільтрувальну поверхню фільтрувального елемента. За патентом US 5 178 777 на фільтрувальній поверхні фільтрувального елемента утворюється рідинна плівка за допомогою зворотного тиску, що здійснюється через фільтрувальний елемент для того, щоб створити зворотний потік до фільтрувальної пластини. По суті негайно після утворення рідинної плівки, принаймні один газовий подув, спрямовано до фільтрувальної поверхні фільтрувального елемента для того, щоб відокремити фільтрувальний пакет, розташований на фільтрувальній поверхні. Мікропористу фільтрувальну пластину, що використано в капілярних фільтрах, сконструйовано з можливістю витримувати безперервні зміни тиску від приблизно 0,1 бар (абсолют) при пакетній структурі та послідовній сушці до приблизно 2 бар (аб солют) при зворотній послідовності. Пластини мають бути спроможними витримати цю зміну тиску при кожному періодичному циклі, що означає в середньому півмільйона гальмувань тиску на рік. Таким чином, очевидно, що міцність мікропористої фільтрувальної пластини повинна бути дуже високою для забезпечення роботи пластини в тяжких умовах протягом років. Зворотний тиск 2,0 бар (абсолют), не здається таким високим для пористих фільтрувальних пластин, які його витримують. Проте встановлено, що пластини піддаються ще більш високому тиску, ніж зворотний тиск. Це виникає через руйнувальну дію газом, що розширюється, при змінах від режиму вакууму до режиму зворотного потоку. Стрімка вода спричинює гідравлічний удар всередині пластини, який може викликати короткочасний пік тиску до 10 бар або навіть вище. Додатково до вимог міцності оптимальний рідинний потік потребує такої внутрішньої структури, яка б забезпечила мінімальний перепад тиску. Це важливо не тільки при формуванні пакетної стадії, але особливо при дії зворотного потоку. Незадовільний зворотний потік спричинює дуже швидке засмічування фільтрувальної пластини, яке зменшує пропускну здатність фільтру. До того ж, коли фільтрувальні пластини засмічені, опір потоку зростає і зростає ризик стрибку тиску. Фільтрувальна пластина, яка використана в капілярних фільтрах, містить мембрану з середнім розміром пор біля 1 мікрометра, а основу з середнім розміром пор біля 10 мікрометрів, фільтрувальні/зворотні канали, фільтрувальні/зворотні вихідні/вхідні отвори та отвори/втулки для кріплення пластини до фільтрувального обладнання. Конструкція має достатню міцність та хороші потокові властивості на базі як видаленого фільтрату так і зворотного об'єму. Однак, якщо умови такі, що виникають великі піки (стрибки) тиску, то необхідна конструкція з високою міцністю в сполученні з оптимальними властивостями потоку. Неоптимальна структура потоку створює нерівномірний розподіл тиску всередині фільтрувальних пластин. Конструкція, розроблена та пристосована для зворотного потокового тиску біля 2 бар (абсолют), не працює в умовах, де трапляються стрибки тиску, але тиск спричинює напругу в пластинах, достатньо високу для їх руйнування. Задача даного винаходу полягає в усуненні деяких недоліків об'єктів, відомих з рівня техніки, 5 91177 6 та в удосконаленні фільтрувальної пластини, яку відповідно буде змінено кількість опорних елеменможливо використовувати у всисній сушарці, зоктів і відстань між ними. рема в капілярному фільтрі, і яка повинна протидіРозташування та форма опорних елементів у яти ударам тиску і до того ж підтримувати хороші винаході є такими, що прямі лінії напруження (оптимальні) потокові властивості. Суттєві ознаки сприятливо виходять за межі внутрішньої частини винаходу викладено у формулі, що додається. фільтрувальної пластини. Це досягається розтаФільтрувальна пластина, відповідно до винашуванням або зміною розмірів та форми опорних ходу, може бути використана у всисній сушарці, елементів. Опорні елементи можуть бути будь-якої зокрема у капілярному фільтрі, і містить мембрану форми, переважно круглої або овальної, однак з середнім розміром пор біля 1 мікрометра і оснопринаймні такими, щоб співвідношення (між найву, розташовану там, де мембрана. Всередині фідовшим лінійним розміром і коротшим лінійним льтрувальної пластини знаходиться область з порозміром було максимум 1,5 в поперечному перерожнинами для фільтрату та зворотного потоку різі, паралельному фільтрувальній поверхні фільрідини. Фільтрувальну пластину також забезпечетрувальної пластини. Край навколо області з поно принаймні одним вихідним або вхідним отвором рожнинами може бути будь-якої, але переважно для фільтрату та для зворотного потоку рідини, а викривленої, форми, що руйнує деякі лінії напрутакож кріпильними отворами або втулками для ження. Однією з переважних форм для опорного з'єднання безпосередньо фільтрувальної пластиелемента є форма круглої кнопки. ни з всисною сушаркою. Область порожнин всереДля подальшого запобігання стрибків тиску у дині фільтрувальної пластини, відповідно до винафільтрувальній пластині, відповідно до винаходу, ходу, забезпечена опорними(підтримуючими) матеріал основи фільтрувальної пластини виробелементами, які можуть бути частиною основи або лений більш крупнозернистим та/або більш порисокремими елементами. Розташування опорних тим, ніж відомий з рівня техніки, що дозволяє ріелементів дозволяє рідині, відокремленій від продині протікати легше всередині основи в фільтрованих твердих часток, або рідині, яка винапрямках витікання з середини основи до області користана як зворотний потік, текти одночасно і з порожнинами і далі в самих порожнинах. Основа легко в усіх напрямах, наприклад в горизонтальмістить часточки, так що середній розмір пори в ному та вертикальному, але, з іншого боку, розтаоснові становить від 5 до 90 мікрометрів, перевашування опорних елементів визначено так, що жно поміж 10 та 60 мікрометрами. Область порисконструкція фільтрувальної пластини зміцнена для тості становить 25-80%, переважно 40-50% від впливів, спричинених стрибками тиску. Крім того, загального об'єму основи. матеріал основи більш грубий (крупнозернистий) Мембрана і основа фільтрувальної пластини, та більш пористий у порівнянні з відомими в рівні відповідно до винаходу виконані переважно з того техніки, і, таким чином, рідина, відокремлена від самого матеріалу, тільки розмір часточок матеріапрофільтрованих твердих часток, легше протікає лу різний. Мембрана і основа можуть також бути всередині матеріалу основи. В зв'язку з тим, що виконаними з різних матеріалів. Фільтрувальну опір потоку таким чином зменшено, стрибки тиску пластину, відповідно до винаходу, виготовлено, зменшуються, і фільтрувальна пластина, відповідпринаймні з одного з керамічних матеріалів, такого но до винаходу, стає витривалішою. як оксид алюмінію, карбід кремнію, двооксид креКоли визначають положення опорних елеменмнію, титану, оксидів циркону та хрому, які є метатів у області з порожнинами фільтрувальної пласлокерамічною або скляною зв'язувальною речовитини, то ідеальною визнають ситуацію для рідинною. Можуть використовуватися також інші ного потоку при абсолютно відкритій внутрішній матеріали, такі як графіт, аморфний вуглець, спечастині пластини, а ідеальною ситуацією з точки чені метали (металокераміка), пластмаси та цезору міцності - абсолютно закриту внутрішню часлюлоза. Крім того, фільтрувальна пластина, відпотину. З одного боку, відкритий простір необхідний відно до винаходу, також може бути використана у для рідинного середовища, а з іншого боку, опорні стандартних вакуумних дискових фільтрах. елементи необхідні поміж стінками області з пороВинахід більш докладно описаний при наступжнинами для створення протиударного опору, фоних посиланнях на креслення, де: рма та кількість опорних елементів є оптимальною Фіг. 1 зображує одне переважне втілення випри використанні конструкції з достатньою загальнаходу як поздовжній вид; ною площею опорних елементів і достатньо маФіг. 2 зображує втілення фіг. 1, яке показане лою відстанню між ними. частково вздовж напрямку А-А; Опорні елементи у винаході займають від 10 Фіг. 3 зображує інше переважне втілення видо 50 %, переважно від 15 до 30 %, всієї площі находу як поздовжній вид; області з порожнинами при межі міцності основи Фіг. 4 зображує втілення фіг. 2, яке показане порядку 10-40 Мра і при її товщині від 10 до 15 мм частково вздовж напрямку В-В. (кожна стінка області з порожнинами). Крім того, Відповідно до фіг. 1, 2, фільтрувальну пластиопорні елементи розташовані таким чином, що ну 1 забезпечено кріпильними отворами 2 для проміжок між ними витримує високий внутрішній кріплення всисної сушарки (не показано). тиск і становить максимум 75 мм від краю одного Фільтрувальну пластину 1, крім того, забезпеопорного елемента до краю іншого опорного елечено вихідним отвором 3, через який фільтрат мента при тій самій межі міцності і тій самій товперемішується з середини 4 фільтрувальної пласщині від 10 до 15 мм. Очевидно, що коли властитини 1. Область фільтрувальної пластини 1, яка вості матеріалу мембрани будуть змінені, то використана саме для фільтрування, містить мембрану 5 з середнім розміром пор біля 1 мікрометра 7 91177 8 та основу 6, де розташовано мембрану 5. Основа пильними отворами 22 для кріплення всисної су6 має всередині порожнини 7, а поміж цих порожшарки (не показано). Фільтрувальну пластину 21 нин розташовано опорні елементи 8. Опорні елезабезпечено також вихідним отвором 23, через менти 8 виконано з того самого матеріалу, що і який фільтрат витікає з внутрішньої частини фільоснова 6, а їх форма має вигляд круглої кнопки у трувальної пластини 21. Область фільтрувальної поперечному перерізі 10 паралельному фільтрупластини 21, яка використана саме для фільтрувальній поверхні фільтрувальної і пластини 1. вання, містить мембрану 25 з середнім розміром При використанні фільтрувальної пластини 1, пор біля 1 мікрометра та основу 26, де розташовідповідно до винаходу, в процесі фільтрування вано мембрану 25. Основа 26 має всередині пофільтрат тече через пори мембрани 5 до основи 6, рожнини 27 та поміж цих порожнин 27 розміщені а далі через пори в основі 6 до внутрішньої частиопорні елементи 28. Опорні елементи 28 виконані ни 4. Фільтрат буде далі протікати через області 8 того ж матеріалу, що і основа 26. Опорні елемепорожнин 7 до отвору 3. нти 28 частково мають форму круглих кнопок, але На фіг. 1 показані також кілька ліній напруги 9, більшість опорних елементів мають різні форми. які ілюструють розташування опорних елементів 8, Коли фільтрувальна пластина 21 використана, які призначені для запобігання прямих ліній напрувідповідно до винаходу, в процесі фільтрування ги, тому що лінії напруги 9 проходять через прифільтрат тече через фільтрувальну пластину 21 наймні один опорний елемент 8. таким самим чином, як описано вище з посиланВідповідно до фіг. 3 та 4, фільтрувальну пласням на фіг. 1. тину 21, відповідно до винаходу» забезпечено крі Комп’ютерна верстка В. Мацело Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601