CS265266B1 - Nástavec pro rychlou filtraci a vyprazdňování filtračního koláče - Google Patents

Abstract

Dás^avec pro rychlou filtraci a vyprazdňování filtračního koláče sestává ze avislé skleněné filtrační trubioe, která je na spodní části opatřena závitem, do něhož je pomocí stahovací matioe s pryžovým těsněním uchycena frita a která je dále koncentricky přepláštěna základním spojovacím členem, opatřeným kolmo vyvedenou trubici zakončenou šroubem. V horní části je svislá skleněná filtrační trubice opatřena spojovacím členem pro zasunutí nálevky, zahnutá trubice neoo pomocné nálevky pro makrofiltraci či doplňující nálevky pro mikrofiltraci.

Description

Vynález se týká konstrukce nástavce pro rychlou filtraci a vyprazdňování filtračního koláče. Prostřednictvím doplňků lze nástavce využít též pro filtraci za mírného přetlaku pod inertním plynem, podtlaku a rovněž lisováním.

V současné době se pro rychlou filtraci využívá tlakového spádu na obou stranách filtrační přepážky. NejbÓŽnějším laboratorním typem je zařízení podle Buchnera, které představuje porcelánovou nálevku, na kterou se vkládá filtrační papír. Podobnou funkci plní tvarově odlišná nálevka Hirschova využívaná zejména pro menší množství látek. Pro filtraci velmi malých množství pev ných látek se využívá Wilstadterovy jehly, či Wittovy destičky v kombinaci s filtračním papírem. Filtrační papír těchto zařízení byl v posledních třiceti letech postupně nahrazován destičkami ze slinutého zrněného skla. Pro filtraci pevných látek do obsahu 10 g byly z těchto destiček konstruovány Mortonovy odsávací baňky, vyráběné v různých verzích lišících se porezitou filtrační destičky. Pro filtraci pod inertním plynem se využívá speciálních nálevek s nataveným zábrusovým spojem. Zařízení využívající nízkého tlaku pro urychlení filtračního pochodu se v tuzemsku sériově nevyrábí. V zahraničí se dnes často dále nahrazuje filtrační papír, nebo destičky ze slinutého zrnitého skla porézní a rezestentní plastickou hmotou s podobnými vlastnostmi jako ze skleněného materiálu, nebo rovněž analoga Buchnerovy nálevky z plastických hmot. Uvedená zařízení jsou mnohdy vhodné svým specifickým způsobem, který je omezen chemickou rezistencí papíru jako filtrační hmoty. BOchnerových nálevek se s výhodou používají pro malé a střední objemy filtrátu a s výhodou pro filtraci velmi jemných suspenzí pevných látek v kapalinách. Jejich nevýhodou však je jejich neprůhlednost a problémy s čistěním, neboí skleněné nálevky tohoto typu se na domácím

265 266

- 2 trhu nevyskytují ani nevyrábí. Hirschova nálevka a Wittova destička patří dnes mezi archaismy pro svoji komplikovanost práce a nízkou spolehlivost a již dříve byly nahrazeny Buchnerovou filtrační nálevkou. Práce v mikroměřítku byly dříve výhradně prováděny na Wilstadterových jehlách. Pro zdlouhavost filtrace na těchto zařízeních se dnes nahrazují fritami ze slinutého zrněného skla. Skleněné frity jako filtrační přepážky dnes převažují v různých filtračních zařízeních jak pro mikro, tak i makrofiltrace urychlované podtlakem i přetlakem. Konstrukce mnohých těchto zařízení bývá jednoúčelová a např. Mortonovy filtrač ní zařízení se mohou připojit pouze ke speciálním nádobkám pro sběr filtrátu obsahující obrácený zábrusový spoj. Každá nálevka se speciální porezitou frity se dodává se qaeciální baňkou. Při vysokém znečištění samotné frity nebo jejím proražení je celé zařízení filtrační sestavy nepoužitelné. Vyráběné typy filtračních zařízení nejsou uzpůsobeny na rychlé odstranění filtračního koláče a nutno je vyprazdňovat postupným vyškrabováním pomocí laboratorních lžiček, tyčinek nebo špachtlí, přičemž dochází tak jednak k poškozování skleněných frit, znečišťování filtračního koláče papírovou hmotou filtru nebo zbytky materiálu frit, ale také ke ztrátám filtrované hmoty, která ulpívá při tomto způsobu vyprázdnění na stěnách filtračních^zařízení. Další nevýhodou podtlakových filtračních zařízení je způsob rušení vakua. Nej častěji se vakuum ruší mezi vývěvou a odsávací baňkou vyvlečením vakuové hadice násilím ze skleněné olivky připojené k baňce. Při tomto se stává, že se olivka z baňky odštípne.

Uvedené nedostatky odstraňuje nástavec pro rychlou filtraci a vyprazdňování filtračního koláče podle vynálezu. Jeho podstata spočívá v tom, že sestává ze svislé skleněné filtrační trubice, která je na spodní části opatřena závitem, do něhož je pomocí stahovací matice s pryžovým těsněním uchycena frita a která je dále koncentricky přepláštěné základním spojovacím členem, opatřeným kolmo vyvedenou trubicí zakončenou šroubením, přičemž v horní části je svislá skleněná filtrační trubice opatřena spojovacím členem pro zasunutí nálevky, zahnuté trubice nebo pomocné nálevky pro makrofiltraci či doplňující nálevky, pro mikrofiltraci.

265 266

- 3 Výhoda nástavce podle vynálezu je v tom, že funkci nástavce lze podle potřeby měnit buá pro filtraci jemných nebo hrubých sraženin vyměněním skleněné frity nebo pro množství větší ěi menší než cca 5 až 10 g filtrované pevné hmoty nahražením malé frity adaptabilní prostou nálevkou s fritou. Při práci pod inertním plynem lze nástavec využít prostřednictvím přípojky k propojení zdroje inertního ěi tlakového plynu s filtračním prostorem. Nástavec dle tohoto vynálezu lze s výhodou připojit do všech baněk se standartními zábrusovými spoji. Vyprazdňování filtračního koláěe z nástavce se s výhodou provádí pístem připojeného doplňku špachtle s terčíkem po odšroubování filtrační přepážky. Rušení v-akua se provádí jednoduchým pootočením matice připojující přívod vakua k nástavci dle tohoto vynálezu. Nástavec dle tohoto vynálezu s doplňky je jednoduchý, průhledný a lze ho a všechny jeho díly dobře udržovat čistěním. Sestava nástavce s doplňky je sestrojena za pomoci moderních laboratorních výrobků jako jsou GL spoje a spojky pro konické zábrusy.

Vynález a jeho účinky jsou blíže vysvětleny v popise příkladů jeho provedení podle přiložených výkresů, kde je na obr.

v náryse schematicky nástavec pro rychlou filtraci a vyprazdňování filtračního koláče podle vynálezu a na obr. 2 je zakreslen v náryse schematicky tento nástavec podle vynálezu pro filtraci pod inertním plynem, respektive při mírném přetlaku. Na obr. 3 je znázorněn v náryse schematicky nástavec pro filtraci podle vynálezu s doplňkem a baňkou. Na obr. 4 je znázorněn v náryse schematicky filtrační nástavec podle vynálezu s doplňkem, tedy špachtlí s terčíkem, pro rychlé vyprazdňování nástavce od filtračního koláče. Na obr. 5 je znázorněn v náryse schematicky nástavec podle vynálezu s doplňkem pro mikrofiltraci.

Nástavec pro rychlou filtraci a vyprazdňování podle obr. 1 sestává ze svislé filtrační skleněné trubice 1, například o vnitř ním průměru 18 mm, opatřené na svém spodním konci závitem 2, například typu GL-25. Na tomto závitu 2 je upevněna frita 3 pomocí stahovací matice 4, zhotovené například z materiálu nerez a pomocí pryžového těsnění 5.· Střední část svislé skleněné filtrační trubice 1 je kocentricky přepláštěna širší trubicí 6 se ζά265 266

- 4 kladním spojovacím členem 7 například jádrem NZ 29 a kolmo vyvedenou trubicí 8 zakončenou šroubením 9, například GL-14, pro upevnění olivky 10, pomocí šroubové matice 11 a těsnění 12. Horní část svislé skleněné filtrační trubice 1 je opatřena spojovacím členem 13 například pláštěm NZ 29, do něhož se zasouvá nálevka 14, opatřená spojovacím členem 13 například jádrem NZ 29»

Na obr. 2 je zakreslen nástavec podle vynálezu pro filtraci pod inertním plynem. Zařízení sestává ze základní jedntky podle obr_a 1 s tím rozdílem, že namísto nálevky 14 je do pláště spojovacího členu 13 zasunuta zahnutá trubice 16 na jednom konci opatřená dalším spojovacím Členem 17 a na druhém šroubením 18, například typu GL-14, s další olivkou 19 připojené prostřednictvím doplňující matice 20 a doplňujícího těsnění 21. Další spojovací člen 17 je jištěn proti vysunutí ze spojovacího členu 13 spojkou 22 na konické zábrusy.

Na obr. 3 je znázorněn nástavec pro filtraci většího množství látek s Erlenmayerovou baňkou ze silnějšího skla a doplňkem s fritou. Zařízení sestává ze základní jednotky podle obr. 1 s tím, že namísto nálevky 14 je do pláště spojovacího členu 13 připojena pomocná nálevka 23 s vtavenou fritou 24 a pomocným spojovacím členem 25 tvořeným například jádrem NZ 29. Pro tento účel je frita 3 se stahovací maticí 4 a pryžovým těsněním 5 demontována a základní spojovací člen 7 je zasunut do zábrusové Erlenmayerovy baňky 25·

Na obr. 4 je znázorněn nástavec podle vynálezu s doplňkem pro rychlé vyprazdňování filtrační trubice. Zařízení sestává ze základní jednotky podle obr. 1. Základní spojovací člen 7 $e při pojen k zábrusové baňce 26, filtrační frita 2 ^se stahovací maticí 4 a pryžovým těsněním 5 jsou odstraněny a filtrovaná směs 2/ v svislé skleněné filtrační trubici 1 se vytlačuje špachtlí 28 s terčíkem, sloužící, jako píst a zasahující shora do trubice a vysunující filtrační koláč spodem do připojené zábrusové baňky 26.

- 5 265 266

Na obr. 5 je znázorněn nástavec podle vynálezu s doplňkem pro mikrofiltraci. Zařízení sestává ze základní jednotky jaká je vyobrazena na obr. 1 s tím rozdílem, že namísto nálevky 14 je do jádra spojovacího členu 15 připojena malá doplňující nálevka 29 pro mikrofiltraci s další vtavenou fritou 50, která je na širokém hrdle pomocí doplňujícího spoje 52 opatřená hubicí 21·

Zařízení podle obr. 1 pracuje tak, že filtrovaná směs 27 se nálevkou 14 naleje do svislé skleněné filtrační trubice 1.

Po připojení základního spojovacího členu 7 k baňce a olivky 10 k vakuové hadici vně kolem frity 5 vytváří podtlak, který způsobí transport kapaliny směrem ven ze svislé skleněné filtrační trubice 1 a filtraci pevných částic z filtrované směsi 27«

Pevná hmota je zadržována fritou 5 a lze ji eventuálně dolisovat na fritě 5 pomocí špachtle 28 s terčíkem.

Zařízení podle obr. 2 ve spojení s Erlenmayerovou baňkou 25 pracuje podobně jako na obr. 1. Směs nad fritou 5 je chráněna proti oxidaci nebo vlhkosti z okolí inertním plynem, který je při vhodném tlaku schopen přetlačit kapalinu na druhou stranu frity 5 a odtud kolem stahovací matice 4 ven z nástavce.

Zařízení podle obr. 5 představuje nástavec podle tohoto vynálezu, který s doplňkem, tedy pomocnou nálevkou 25 s vtavnou fritou 24 pro větší množství filtračního koláče pracuje tak, že filtrační kaše se naleje do pomocné nálevky 25, odkud filtrát přechází přes vtavnou fritu 24 prostřednictvím podtlaku zprostředkovaného trubicí 8 do svislé skleněné filtrační trubice 1 a odtud vytéká kolem Sroubení 9 ven, například do připojené zábrusové baňky 26. Pevná hmota zůstává na vtavné fritě 24»

Obr. 4 znázorňuje způsob rychlého vyprazdňování filtračního nástavce podle tohoto vynálezu. Filtrační koláč z filtrační směsi 27 ve svislé skleněné filtrační trubici 1 se po odpojení stahovací matice 4 s fritou 5 a pryžovým těsněním £ vytlačí špachtlí 28 pomocí terčíku sloužícího jako píst, ale rovněž jako lisovací ploška, spodem trubice 1 do připojené zébrusové baňky 26.

265 266

Podle obr. 5 pracuje zařízení tak, že filtrační kaše filtrovaná na malé doplňující nálevce 29 pro mikrofiltrací se na další vtavné fritš 50 rozdělí a kapalina ztékó doplňujícím spojem 52 do svislé skleněné filtrační trubice 1 a odtud vychází spodem.

Pokud jde o široké využití nástavce dle vynálezu pro rychlou filtraci a vyprazdňování filtračního koláče mluví pro ni jednoduchost, rychlost vyprazdňování filtračního prostoru, víceúčelovost, snadná údržba, možnost připojení ke všem normalizovaným zábrusovým baňkám či nádobám, schopnost filtrace velmi malých množství, ale také větších množství, například do 50 g.

Ve srovnání s dosavadními filtračními zařízeními toto zařízení předčí Buchnerovu'odsávací soupravu, přičemž navíc odpadá následný transport filtrátu z odsávací baňky do zábrusové baňky 26 jak tomu je u Buchnerovy nálevky ve spojení s odsávací baňkou.

Nástavec podle tohoto vynálezu bude využitelný ve všech provozních, výzkumných a vývojových laboratořích ehemického průmyslu při filtraci heterogenních směsí obsahující pevnou část. Nástavec se uplatní v podnicích zabývajících se analýzou a zpracováním organických i anorganických sloučenin. Nástavec podle tohoto vynálezu bude využitelný též ve školství jako učební pomůcka pro demonstraci filtrace za podtlaku i přetlaku.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Nástavec pro rychlou filtraci a vyprazdňování filtračního koláče, vyznačující se tím, že sestává ze svislé skleněné filtrační trubice /1/, která je na spodní části opatřena závitem /2/, do něhož je pomocí stahovací matice /4/ s pryžovým těsněním /5/ uchycena frita /5/ a která je dále koncentricky přepláštěna základním spojovacím členem /7/, opatřeným kolmo vyvedenou trubicí /8/ zakončenou Sroubením /9/, přičemž v horní části je svislá skleněná filtrační trubice /1/ opatřena spojovacím členem /15/ pro zasunutí nálevky./14/, zahnuté trubice /16/ nebo pomocné nálevky /25/ pro makrofiltraci či doplňující nálevky /29/ pro mikrofiltrací.