Фільтруючий елемент для тонкого очищення рідини

Реферат: Фільтруючий елемент для тонкого очищення рідин виконаний у вигляді трубчастого патрона з харчової полімерної речовини, за технологією аеродинамічного розпилення розплаву. Патрон виконаний у вигляді порожнистого циліндра без дна і кришки, одержуваного шляхом розтягування полімерних ниток турбулентними повітряними потоками до різної товщини, переплетених хаотично, причому це переплетення ниток виконано у вигляді полотна у формі циліндричної труби і зовнішня поверхня полотна переплетення ниток ущільнена прокатним валом і нитки мають плоскопаралельну орієнтацію до поверхні полотна. При цьому відстань між нитками на поверхні полотна менше, ніж усередині полотна, причому нитки на поверхні полотна за рахунок плоскопаралельної орієнтації утворюють плоску сітку з отворами для проходження фільтрованої рідини, кількість шарів матеріалу більше двох, і кожна внутрішня частина шарів полотна поглинає відфільтроване сміття. UA 78803 U (12) UA 78803 U UA 78803 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до техніки розділення рідин і газів, а саме до знімних патронних фільтрів для очищення рідин. Найбільш близьким до заявленого технічного рішення є фільтруючий елемент для тонкого очищення рідин, виконаний у вигляді трубчастого патрона з харчової полімерної речовини за технологією аеродинамічного розпилення розплаву [1]. При цьому трубчастий патрон з харчового полімерного матеріалу утворений дискретними рядами, зі зменшуючими в радіальному напрямку від периферії до центру розмірами пор. Кожен ряд складається з каркасних і фільтруючих волокон. Фільтруючий елемент призначений для тонкого очищення рідин, наприклад сирого молока. При цьому технологія аеродинамічного розпилення розплаву (АРР), за якою виконаний фільтруючий елемент, являє собою процес отримання нетканого полотна або об'ємних виробів безпосередньо з полімерів з використанням високошвидкісного потоку гарячого повітря. Технологія АРР є одним з найбільш нових і найменш освоєних у промисловому виробництві процесів виготовлення нетканих матеріалів. Цей процес є унікальним, оскільки він використовується переважно для виробництва мікроволокон, а не волокон нормальних текстильних розмірів. Сформовані за технологією АРР мікроволокна, як правило, мають поперечний розмір у діапазоні від 1 до 5 мкм, хоча вже можливе отримання нановолокон з розміром близько 100 нм. АРР процес здійснюють при температурних режимах, які забезпечують в'язкість розплаву на виході з односоплової екструзійної головки, відповідну показнику текучості розплаву не менше 120 г / 10 хв. Це значення є критерієм при встановленні розподілу температур по зонах екструдера. Найважливішою операцією технологічного процесу є розпилення розплаву і витягування волокон повітряним потоком. При стаціонарному температурному режимі розпиленням управляють, регулюючи температуру і тиск стисненого повітря. Отримані матеріали утворені волокнами, які можуть мати поперечний розмір від 0,5 до 200 мкм і термічно скріплені між собою в точках контакту. Характерними властивостями АРР матеріалів є висока абсорбційна здатність та проникність для рідин і газів, регульований розподіл волокон за розміром і по щільності укладання, великий об'єм пустот між волокнами. Наявність такого комплексу властивостей зумовило основну область застосування АРР матеріалів фільтрування рідин і газів. Структура АРР матеріалу практично ізотропна. Це означає, що волокна мають випадковий розподіл у машинному напрямку (MD) і поперечному напрямі (CD). В результаті, фізикомеханічні властивості, як правило, також ізотропні. Недоліком даного фільтруючого елемента є низькі міцнісні характеристики фільтра при зовнішньому тиску рідини внаслідок безсистемної орієнтації волокон. В основу корисної моделі поставлена задача створення такого фільтруючого елемента для тонкого очищення рідин, в якому шляхом удосконалення конструкції, досягається підвищення міцнісних характеристик при зовнішньому стисненні рідиною. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому фільтруючому елементі для тонкого очищення рідин, виконаному у вигляді трубчастого патрона з харчової полімерної речовини за технологією аеродинамічного розпилення розплаву, згідно з корисною моделлю, патрон виконаний у вигляді порожнистого циліндра без дна і кришки, одержуваного шляхом розтягування полімерних ниток турбулентними повітряними потоками до різної товщини, переплетених хаотично, причому це переплетення ниток виконано у вигляді полотна у формі циліндричної труби і зовнішня поверхня полотна переплетення ниток ущільнена прокатним валом та нитки мають плоскопаралельну орієнтацію до поверхні полотна і при цьому відстань між нитками на поверхні полотна менше, ніж усередині полотна, причому нитки на поверхні полотна за рахунок плоскопараллельної орієнтації утворюють плоску сітку з отворами для проходження фільтрованої рідини, кількість шарів матеріалу більше двох, і кожна внутрішня частина шарів полотна поглинає відфільтроване сміття. Завдяки тому, що зовнішня поверхня полотна переплетення ниток ущільнена прокатним валом, змінюється поверхневий шар ниток в плоскопаралельну орієнтацію до поверхні полотна, створюючи ефект "міцності яєчної шкаралупи", що забезпечує підвищення міцності пристрою і дозволяє збільшувати зовнішній тиск рідини, необхідний при великих обсягах фільтрації. Крім того, це дозволяє відфільтровувати на цій поверхні полотна значну частину сміття. При цьому відстань між нитками на поверхні полотна менше, ніж усередині полотна, а нитки на поверхні полотна за рахунок плоскопаралельної орієнтації утворюють плоску сітку з отворами, що забезпечує фільтрацію рідини. Суть корисної моделі пояснюється на кресленні, де представлений поздовжній розріз фільтруючого елемента для тонкого очищення рідин. 1 UA 78803 U 5 10 15 20 25 Фільтруючий елемент (1) для тонкого очищення рідин виконаний у вигляді трубчастого патрона (2) з харчової полімерної речовини (3) за технологією аеродинамічного розпилення розплаву, при цьому патрон (2) виконаний у вигляді порожнистого циліндра (4) без дна і кришки, а турбулентні повітряні потоки розтягують полімерні нитки (5) до різної товщини. Нитки (5) переплітаються хаотично, причому, це переплетення ниток (5) накладено у вигляді матеріалу (6) на поверхню циліндричної оправки (не показано), яка видаляється після виготовлення, а зовнішня поверхня полотна (7) переплетення ниток (5) ущільнюється прокатним валом для зміни поверхні полотна (7) ниток (5) в плоскопаралельну орієнтацію до поверхні полотна (7), створюючи ефект "міцності яєчної шкаралупи" і зменшуючи відстань між нитками (5) на поверхні полотна (7) матеріалу (6), і утворюючи отвори для проходження фільтрованої рідини (8), причому кількість шарів матеріалу (6) більше двох, і кожен шар (9) матеріалу (6) у внутрішній своїй частині (10) поглинає відфільтроване сміття (11). Фільтруючий елемент працює таким чином: Фільтровану рідину (8) під тиском подають на зовнішню поверхню полотна (7) матеріалу (6). Зміцнена ущільненням прокатним валом зовнішня поверхня полотна (7) матеріалу (6) має ефект "міцності яєчної шкаралупи" (ефект високої міцності циліндричних або еліптичних поверхонь конструкцій при рівномірному зовнішньому обтисканні). Ущільнена зовнішня поверхня полотна (7) матеріалу (6) має більш щільну укладку ниток (5), які мають плоскопаралельну орієнтацію до поверхні полотна (7), що дозволяє відфільтровувати на цій поверхні полотна (7) значну частину сміття (11). Частина сміття (11) проникає всередину кожного наступного шару матеріалу і, не маючи можливості проникнути далі, залишається всередині цього шару матеріалу. Це відбувається на кожному з ущільнених шарів матеріалу. Циліндричне оправлення знаходиться в фільтруючому елементі тільки в момент виготовлення. Дане технічне рішення дозволяє поліпшити техніко-економічні показники, тому що значно підвищує міцність пристрою, що дозволяє збільшувати зовнішній тиск рідини, необхідний при великих обсягах фільтрації. Джерела інформації: 1. Патент Російської Федерації № 2429897C1 МПК B01D27/00 (2006.01), B01D39/16 (2006.01), A01J11/06 (2006.01), заявка № 2010112777/05 від 02.04.2010, опубл. 27.09.2011. 30 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Фільтруючий елемент для тонкого очищення рідин, виконаний у вигляді трубчастого патрона з харчової полімерної речовини, за технологією аеродинамічного розпилення розплаву, який відрізняється тим, що патрон виконаний у вигляді порожнистого циліндра без дна і кришки, одержуваного шляхом розтягування полімерних ниток турбулентними повітряними потоками до різної товщини, переплетених хаотично, причому це переплетення ниток виконано у вигляді полотна у формі циліндричної труби і зовнішня поверхня полотна переплетення ниток ущільнена прокатним валом і нитки мають плоскопаралельну орієнтацію до поверхні полотна і при цьому відстань між нитками на поверхні полотна менше, ніж усередині полотна, причому нитки на поверхні полотна за рахунок плоскопаралельної орієнтації утворюють плоску сітку з отворами для проходження фільтрованої рідини, кількість шарів матеріалу більше двох, і кожна внутрішня частина шарів полотна поглинає відфільтроване сміття. 2 UA 78803 U Комп’ютерна верстка І. Мироненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3