FI67180C - METHOD FOER TILLVERKNING AV MICROPOROES FILTER PLATE ANVAEND APARAT SAMT MICROPOROES FILTER PLATE - Google Patents
METHOD FOER TILLVERKNING AV MICROPOROES FILTER PLATE ANVAEND APARAT SAMT MICROPOROES FILTER PLATE Download PDFInfo
- Publication number
- FI67180C FI67180C FI830867A FI830867A FI67180C FI 67180 C FI67180 C FI 67180C FI 830867 A FI830867 A FI 830867A FI 830867 A FI830867 A FI 830867A FI 67180 C FI67180 C FI 67180C
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- nozzle
- web
- plate
- filter plate
- ceramic
- Prior art date
Links
Landscapes
- Filtering Materials (AREA)
Description
' 67180'67180
Menetelmä mikrohuokoisen suodatinlaatan valmistamiseksi, menetelmässä käytetty laite sekä mikrohuokoinen suodatinlaatta Metod för tillverkning av mikroporös filterplatta, använd apparat samt mikroporös filterplattaMethod for producing a microporous filter plate, the apparatus used in the method and the microporous filter plate Method for the preparation of a microporous filter plate, including apparatus for a microporous filter plate
Keksinnön kohteena on menetelmä keraamisten mikrohuokoisten suodatin-laattojen valmistamiseksi keraamisesta raaka-ainemassasta käyttäen suulake-pursotusmenetelmää, jossa menetelmässä mainitun pursotusvaiheen jälkeen laattaraina tai laatta-aihiot kuivataan ja kuivauksen jälkeen poltetaan.The invention relates to a method for producing ceramic microporous filter tiles from ceramic raw material pulp using an extrusion process, in which method, after said extrusion step, the tile web or tile blanks are dried and, after drying, fired.
55
Keksinnön kohteena on myös mikrohuokoisten keraamisten suodatlnlaatto-jen valmituksessa käytettävä suulakepursotuslaite, joka käsittää raaka-ainesäiliön tai vastaavat raaka-aineiden syöttölaitteet.The invention also relates to an extrusion device for use in the manufacture of microporous ceramic filter plates, comprising a raw material tank or similar raw material supply devices.
10 Keksinnön kohteena on lisäksi keraaminen mikrohuokoinen suodatinlaatta.The invention further relates to a ceramic microporous filter plate.
Erilaisissa suodatustehtävissä tarvitaan mikrohuokoisia laattoja suuria määriä niin, että laattojen ominaisuuksien lisäksi niiden valmistuksen taloudellisuudella on huomattavaa merkitystä.Large-scale microporous tiles are required for various filtration tasks, so that in addition to the properties of the tiles, the economics of their manufacture are of considerable importance.
1515
Esillä olevan lähtökohtana on ollut hakijan FI-patentissa n:o 61 739 (vast. US-patentti n:o 4 357 758) esitetty rainamalsen kuten paperi, jauhemaisen kuten turve, kiinteän kuten puun, huokoisen aineen kuivatus-menetelmä ja sen yhteydessä tarvittavat suodatinlaatat. Em. patentin me-20 netelmän mukaisesti kuivattava kohde saatetaan hienohuokoisen nesteellä täytetyn imupinnan välityksellä hydrauliseen yhteyteen kuivattavaan kohteeseen nähden alipaineeseen asetetun nesteen kanssa.The present starting point has been the method of drying a web mill such as paper, a powder such as peat, a solid such as wood, a porous material and the filter plates required in connection with the applicant's FI patent No. 61,739 (cf. U.S. Pat. No. 4,357,758). . Em. according to the method of the patent-20, the object to be dried is brought into hydraulic contact with the liquid under reduced pressure relative to the object to be dried via a fine-pore liquid-filled suction surface.
Esillä olevan keksinnön eräänä tarkoituksena on aikaansaada edullinen 25 edellä mainittu hienohuokoinen nesteellä kyllästettäväksi tarkoitettu imupinta. Eräs keksinnön mukaisten suodatlnlaattojen sovellutus on juuri turpeen kuivaus edellä mainitun FT-patentin n:o 61 739 mukaisella menetelmällä, missä yhteydessä tarvitaan hyvin suuria pinta-aloja kysei-It is an object of the present invention to provide the preferred above-mentioned fine porous liquid impregnation surface. One application of the filter tiles according to the invention is precisely the drying of peat by the method according to the above-mentioned FT patent No. 61 739, in which case very large areas are required.
___ - I___ - I
2 67180 siä suodatinlaattoja. Esillä olevaa keksintöä ei kuitenkaan ole tarkoitus rajoittaa vain FI-patentln n:o 61 739 mukaisen menetelmän yhteydessä käytettäviin suodatinlaattöihin, vaan keksintö soveltuu yleensä suodatuksen yhteydessä käytettäväksi mitä erilaisimmilla sovellutusalueilla.2,67180 filter plates. However, the present invention is not intended to be limited only to filter plates used in connection with the method according to FI Patent No. 61,739, but the invention is generally suitable for use in connection with filtration in a wide variety of applications.
55
Em. FI-patentin n:o 61 739 ja tämän keksinnön yhteisistä sovellutuksista mainittakoon paperiteollisuudessa lietteen kuivatus. Eräänä keksinnön mukaisena tavanomaisena suodatussovellutuksena paperiteollisuudessa mainittakoon prosessivesien suodatus tarkoituksena palauttaa mahdolli-10 simman paljon prosessivettä kiertoon ja täten vähentää raakaveden käyttöä jopa 50 %:iin aikaisemmasta.Em. Common applications of FI patent No. 61,739 and this invention in the paper industry include sludge drying. One of the conventional filtration applications according to the invention in the paper industry is the filtration of process water with the aim of returning as much process water as possible to the circulation and thus reducing the use of raw water by up to 50%.
Eräänä keksinnön mukaisten suodatinlaattojen käyttöalueena on raakaveden puhdistus sekä savukaasujen puhdistus ja läramöntalteenotto.One area of application of the filter plates according to the invention is the purification of raw water as well as the purification and flue gas recovery of flue gases.
15 Jokaisessa näissä eri käyttökohteissa saatetaan tarvita erilaisia laattojen mikrohuokosten läpimitan kokojakautumia, mutta keksinnön puitteissa näitäkin ominaisuuksia voidaan säädellä.In each of these different applications, different size distributions of the micropore diameter of the tiles may be required, but these properties can also be controlled within the scope of the invention.
On ennestään tunnettua valmistaa suodatinlaattoja muottivalumenetelmällä, 20 mutta tämä menetelmä on kallis ja hidas ja se vaatii eri valmistusvaiheet» jos tahdotaan saada suodatinlaattoihin sisäisiä ontelolta» joiden kautta kohdistetaan alipaine laattoihin.It is already known to produce filter plates by a mold casting method, 20 but this method is expensive and slow and requires various manufacturing steps "if it is desired to obtain internal cavities in the filter plates" through which a vacuum is applied to the plates.
Samoin on ennestään tunnettua käyttää suulakepursotusmenetelmää keraamis-25 ten tuotteiden valmistukseen, mutta ei suodatlnlaattojen valmistukseen. Tämä johtuu siitä, että suodatinlaatat edellyttävät ohutta ja leveää laattamuotoa, minkä muodon pursottaminen tasaisesti ilman jäljempänä esitettyä keksinnöllistä oivallusta on ollut mahdotonta.It is also known to use an extrusion process for the production of ceramic products, but not for the production of filter tiles. This is because filter plates require a thin and wide plate shape, which shape has been impossible to extrude evenly without the inventive insight set forth below.
30 Keksinnön eräänä tarkoituksena on saada aikaan sellainen suodatinlaatta ja sen valmistusmenetelmä, jonka ansiosta saadaan aikaan suodatinlaa-toilla entistä suurempi permeabiliteetti. Lisätarkoituksena on saada aikaan sellainen menetelmä ja suodatinlaatta ja suodatlnlaattojen valmistukseen tarkoitettu laite, jotka mahdollistavat tasalaatuisten, 35 etenkin tasavahvojen suodatlnlaattojen valmistuksen ja joihin suodatinlaattoihin voidaan lisäksi edullisesti saada aikaan edellä mainittuja 3 67180 ontelolta, joiden ansiosta suodatinlaattojen esim. tehollinen pinta-ala saadaan entistä suuremmaksi.It is an object of the invention to provide a filter plate and a method of manufacturing the same which provides an even higher permeability to the filter plates. It is a further object to provide a method and a filter plate and a device for producing filter plates which enable the production of uniform filter plates, in particular of uniform strength, and which filter plates can advantageously also be provided with the above-mentioned 3 67180 cavities, which increase the effective surface area of filter plates.
Edellä esitettyihin päämääriin pääsemiseksi ja edellä mainittujen epä-5 kohtien välttämiseksi keksinnön mukaiselle menetelmälle on pääasiallisesti tunnusomaista se, että pursotussuulakkeen suutinaukon pursotet-tavan ralnan kulkusuuntaan nähden poikittaisessa suunnassa mitatun pituuden suhde suutinaukon leveyteen mainitun rainan paksuussuunnassa L /H > 20. o o 10In order to achieve the above objects and to avoid the above-mentioned disadvantages, the method according to the invention is mainly characterized in that the ratio of the length measured in the direction transverse to the direction of the extruded nozzle orifice to the nozzle width in the thickness direction L / H>
Keksinnön mukaiselle suodatinlaatalle on pääasiallisesti tunnusomaista se, että mainitussa laatassa on sisäisiä ontelolta, jotka on tarkoitus yhdistää alipainetta ylläpitävään laitteeseen ja että laatta on levymäinen ja laatan leveyden suhde laatan paksuuteen on L/H > 20.The filter plate according to the invention is mainly characterized in that said plate has internal cavities which are intended to be connected to a device for maintaining a vacuum and that the plate is plate-like and the ratio of plate width to plate thickness is L / H> 20.
1515
Nyt esillä olevaan keksintöön johtaneissa kokeissa tehtiin yllättävä havainto, että suulakepursotusmenetelmä soveltuu suodatinlaattojen valmistukseen edellyttäen, että suhde L/H on riittävän suuri, tehtyjen kokeiden mukaan vähintään 20. Mikäli suhde on tätä alhaisempi, aiheuttaa 20 suulakkeen reuna jo voimakkaasti häiriötä savimassan virtaukseen ja tasaisen virtauksen aikaansaaminen, joka on ehdoton edellytys jännitykset-tömien ehjien laattojen valmistamiseksi, on erittäin vaikeata riippumatta siitä, miten suukappale muotoillaan. Konkreettisena esimerkkinä mainittakoon, että yllämainitulla periaatteella ja jäljempänä vielä yksi-25 tyiskohtaisemmin kuvatulla menetelmällä on valmistettu pienoissarjoja suodatinlaattoja, joiden paksuus on ollut 8-10 mm ja leveys 200 mm sekä 630 mm.In the experiments leading to the present invention, it was surprisingly found that the extrusion method is suitable for the production of filter plates, provided that the L / H ratio is sufficiently high, according to experiments performed at least 20. If the ratio is lower, the 20 nozzle edge already disturbs clay mass flow and uniform flow to achieve, which is an absolute prerequisite for the production of stress-free intact tiles, is very difficult regardless of how the mouthpiece is shaped. As a concrete example, miniature sets of filter plates having a thickness of 8-10 mm and a width of 200 mm and 630 mm have been produced by the above principle and by the method described in more detail below.
Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti viittaamalla 30 oheisen piirustuksen kuvioissa esitettyihin keksinnön eräisiin toteu-tusesimerkkeihin, joiden yksityiskohtiin keksintöä ei ole rajoitettu.In the following, the invention will be described in detail with reference to some embodiments of the invention shown in the figures of the accompanying drawing, to which the invention is not limited.
Kuvio 1 esittää keksinnön mukaisen suodatlnmateriaalln raaka-aineen pääkomponentln eli kaoliinin mikrorakennetta.Figure 1 shows the microstructure of the main component of the filter material raw material according to the invention, i.e. kaolin.
Kuvio 2 esittää keksinnön mukaisen pursotuslaitteen suulaketta sen pur-sotusmateriaalin tulopuolelta päin nähtynä.Figure 2 shows the nozzle of an extrusion device according to the invention as seen from the inlet side of its extrusion material.
35 4 67180 IS..35 4 67180 IS ..
Kuvio 3 esittää samaa kuin kuvio 2 vastakkaisesta suunnasta nähtynä.Figure 3 shows the same as Figure 2 seen from the opposite direction.
Kuvio 4 esittää leikkausta 1V-IV kuviossa 5A.Figure 4 shows a section 1V-IV in Figure 5A.
5 Kuvio 5A esittää erästä vaihtoehtoista leikkausta V-V kuviossa 2.Figure 5A shows an alternative section V-V in Figure 2.
Kuvio 5B esittää kuviota 5A vastaavalla tavalla toista vaihtoehtoista puristussuulakkeen toteutusta.Fig. 5B shows, in a manner similar to Fig. 5A, another alternative embodiment of the compression nozzle.
10 Kuvio 6A havainnollistaa puristussuulakkeen virheellistä, tässä keksinnössä vältettyä pursotettavan materiaalin virtausprofiilia.Figure 6A illustrates an erroneous flow profile of the material to be extruded avoided in the present invention by the compression nozzle.
Kuvio 6B havainnollistaa kuviota 6A vastaavasti oikeata ja keksinnön mukaista pursotussuulakkeen virtausprofiilia.Figure 6B illustrates the correct flow profile of the extrusion die according to Figure 6A, respectively.
1515
Kuvio 7 esittää erästä edullista keksinnön mukaisten laattojen tunneli-kuivaamon kosteus-lämpötila-käyriä tunnelissa kulkumatkan funktiona.Figure 7 shows a preferred humidity-temperature curve of a tunnel-dryer for tiles according to the invention as a function of travel in a tunnel.
Kuvio 8 havainnollistaa sähköuunissa tapahtuvan keksinnön mukaisten 20 suodatinlaattojen polton polttokäyrää.Figure 8 illustrates the combustion curve of the combustion of filter plates 20 according to the invention in an electric furnace.
Kuvio 9 esittää poikkileikkauksena erästä edullista keksinnön mukaista laattaa. Kuvio 9 on samalla leikkaus 1X-IX kuviossa 10.Figure 9 shows a cross-section of a preferred slab according to the invention. Figure 9 is at the same time a section 1X-IX in Figure 10.
25 Kuvio 10 esittää erästä suodatinlaitetta, joka koostuu keksinnön mukaisten suodatinlaattojen sarjasta, jonka laatat ovat avoimesta päästään yhdistetty erityiseen imuanturaan.Figure 10 shows a filter device consisting of a series of filter plates according to the invention, the plates of which are connected at their open end to a special suction foot.
Keksinnön mukaisten, kuviossa 9 poikkileikkauksena esitettyjen mikro-30 huokoisten suodatinlaattojen 10 valmistuksen päävaiheet ovat seuraavat: 1. Raakamateriaalin valmistus ja homogenisointi.The main steps in the manufacture of the micro-30 porous filter plates 10 according to the invention, shown in cross-section in Figure 9, are as follows: 1. Preparation and homogenization of the raw material.
2. Laatan muotoilu pursotusmenetelmällä.2. Slab formation by extrusion method.
3. Kuivaus.3. Drying.
35 4. Poltto.35 4. Burning.
5 671805,67180
Keksinnön mukaisten suodatinlaattojen raakamateriaalin pääkomponentti on sopivimmin kaoliini, jonka mikrorakenne ilmenee kuviosta 1. Kaoliini-hiukkaset K ovat muodoltaan litteitä ja heksagonaalisia. Sähköisten varaustensa (+,-) johdosta hiukkaset K pyrkivät muodostamaan "kortti-5 talorakenteen", joka on erittäin huokoinen. Tällainen rakenne syntyy vesisuspensiossa, ja kun vesi poistetaan huokoinen rakenne kutistuu voimakkaasti. Kutistumisen estämiseksi lisätään keksinnön mukaisesti raakamateriaaliin hienojakoisia A1(0H)^hiukkasia, jotka tukevat kaoliinirakennetta. Polttovaiheessa Al(OH)^ hajoaa alla olevan kaavan 10 mukaisesti Al^O^rksi ja vedeksi, mikä johtaa suurempaan huokoisuuteen.The main component of the raw material of the filter plates according to the invention is preferably kaolin, the microstructure of which is shown in Figure 1. The kaolin particles K are flat and hexagonal in shape. Due to their electrical charges (+, -), the particles K tend to form a "card-5 house structure" that is highly porous. Such a structure is formed in an aqueous suspension, and when water is removed the porous structure shrinks strongly. In order to prevent shrinkage, according to the invention, finely divided Al (OH) particles are added to the raw material, which support the kaolin structure. In the combustion step, Al (OH) 2 decomposes according to formula 10 below into Al 2 O 2 and water, resulting in higher porosity.
2 A1(0H3> ·+ A1203 + 3 H20 ΔΗ = 300 kJ/mol Al^ Tämä reaktio tapahtuu n. 300°C lämpötilassa ja sitoo huomattavan määrän 15 lämpöä.2 A1 (0H3> · + Al2O3 + 3 H2O ΔΗ = 300 kJ / mol Al ^ This reaction takes place at a temperature of about 300 ° C and binds a considerable amount of heat.
Laattojen 10 polton loppuvaiheessa, jolloin materiaaliseoksen sintraan-tumispiste alkaa lähestyä, pyrkivät laatan 10 huokoset sulkeutumaan. Tällöin huokoset eivät enää muodosta yhtenäisiä kanavia ja tämä seikka 20 heikentää laatan 10 läpäisevyyttä. Tässä keksinnössä mainitun haitallisen ilmiön estämiseksi lisätään raakamateriaaliin kalsiumkarbonaat-tia (CaC03), joka hajoaa laattojen 10 polttovaiheessa ja korkeassa lämpötilassa (> 1200°C) kalsiumoksidiksi ja hiilidioksidiksi seuraavasti: 25 CaC03 + CaO + C02 Täten poistuva kaasu avaa laattojen 10 huokoset. Massan plastisuus on tärkeä ominaisuus myöhemmin tarkemmin selostettavassa pursotusvaiheessa. Ilman plastillisuutta lisääviä aineita massan virtausominaisuudet ovat 30 huonot ja kuivan kappaleen raakalujuus on heikko. Tunnetusti raaka- ainemassaan on lisätty ns. pallosavea (eng. ball-clay), mutta sen antama plastillisuus ei ole aina riittävä. Toinen edullisempi vaihtoehto on lisätä raaka-aine massaan mainitussa tarkoituksessa betoniittia.At the end of the firing of the slabs 10, when the sintering point of the material mixture begins to approach, the pores of the slab 10 tend to close. In this case, the pores no longer form uniform channels and this fact 20 impairs the permeability of the plate 10. In order to prevent the harmful phenomenon mentioned in the present invention, calcium carbonate (CaCO 3) is added to the raw material, which decomposes during the firing step of the tiles 10 and at high temperature (> 1200 ° C) into calcium oxide and carbon dioxide as follows: CaCO 3 + CaO + CO 2 The plasticity of the pulp is an important property in the extrusion step to be described in more detail later. Without plasticizers, the flow properties of the pulp are poor and the raw material has poor raw strength. As is known, the so-called ball-clay, but the plasticity it gives is not always sufficient. Another more advantageous alternative is to add concrete to the raw material mass for said purpose.
35 Esim. 135 Example 1
Keksinnössä sovellettavaksi on kehitetty keraaminen massa, jonka koostumus on seuraava: I: 6 671 80 TAULUKKO 1 aine pitoisuus paino-% 5-- kaoliini 45 alumiinihydroksidi 30 pallosavi 20 liitu 5 10 __A ceramic mass having the following composition has been developed for use in the invention: I: 6 671 80 TABLE 1 substance content by weight% 5-- kaolin 45 aluminum hydroxide 30 spherical clay 20 chalk 5 10 __
Mainittujen aineiden lisäksi massaan on sekoitettu noin 20 % vettä.In addition to the mentioned substances, about 20% of water is mixed into the pulp.
Seuraavassa taulukossa on esitetty eri raaka-aineiden ominaisuuksia: 15 TAULUKKO 2 aine laatu valmistaja hiukkaskoko 20-------* kaoliini E ECC International >2 ym 25 % | >10 ym 25 % >53 ym 0,05 % 25 alumiini- OL-104 Martinswerk hydroksidi pallosavi Hyplas-64 ECC International <5 ym 85 % <2 ym 75 % 30 <1 ym 62 % <0,5 ym 52 % liitu QM-25 >53 ym 0,01 % >20 ym 6 % 35 >10 ym 19 % >5 μη 39 % <2 ym 39 % 7 67180The following table shows the properties of the different raw materials: 15 TABLE 2 substance quality manufacturer particle size 20 ------- * kaolin E ECC International> 2 and 25% | > 10 ym 25%> 53 ym 0.05% 25 aluminum OL-104 Martinswerk hydroxide spherical clay Hyplas-64 ECC International <5 ym 85% <2 ym 75% 30 <1 ym 62% <0.5 ym 52% chalk QM-25> 53 ym 0.01%> 20 ym 6% 35> 10 ym 19%> 5 μη 39% <2 ym 39% 7 67180
Kuvioissa 2-5 on esitetty pursotussuulakerakenne, jonka avulla muotoillaan jatkuva raina edellä selostetusta raakamateriaalista ja joka raina joko jatkuvana nauhana tai suodatinlaatoiksi leikattuna siirretään kuivaukseen ja sen jälkeen polttoon, joita kahta viimemainittua vaihetta 5 selostetaan myöhemmin tarkemmin.Figures 2-5 show an extrusion die structure for forming a continuous web of the raw material described above, which web, either as a continuous strip or cut into filter plates, is transferred to drying and then to incineration, the latter two steps being described in more detail later.
Kuvioissa 2-5 on esitetty kaksi vaihtoehtoista pursotussuulakkeen toteutusta. Kuvioiden mukaisesti pursotussuulake 20 käsittää sylinteri-mäisen runkolevyn 21, joka on ruuvein 23 kiinnitetty säiliön (ei esi-10 tetty) seinämään, jossa on edellä selostettua raaka-ainemassaa, josta laattaraina W (kuviot 6A ja 6B) pursotetaan suulakkeen 20 suutinraon 25 kautta. Kuvioissa 6A ja 6B on havainnollistettu suulakkeesta 20 purkautuvan massarainan VJ virtausprofiilin vaikutusta pursotuksen onnistumisessa. Kuviossa 6A on esitetty tapaus, jossa käytetään yksinomaan tasa-15 levyistä suulakeaukkoa ilman tämän keksinnön mukaisia järjestelyjä, jolloin massasta M pursotettavan rainan virtausnopeusprofiili on kuviossa 6A esitetyn kaltainen, eli nopeus on rainan reuna-alueilla pienempi kuin sen keskialueella. Tällöin raina joko murtuu tai nopeuserojen takia siihen syntyy sisäisiä jännityksiä, jotka rikkovat 20 laatat viimeistään kuivausvaiheessa. Kuvion 6B mukaisesti suulake 20 on varustettu seuraavassa kuvioiden 2-5 yhteydessä selostettavalla erityisellä huulella 22;22A,22B, jonka ansiosta suulakkeen 20 läpi pursotettavan rainan virtausprofiili P£ on riittävän tasainen koko massa rainan leveydellä.Figures 2-5 show two alternative implementations of the extrusion nozzle. According to the figures, the extrusion die 20 comprises a cylindrical body plate 21 screwed to the wall of a container (not shown) having the raw material mass described above, from which the slab web W (Figures 6A and 6B) is extruded through the nozzle slot 25 of the die 20. Figures 6A and 6B illustrate the effect of the flow profile VJ of the pulp web discharged from the die 20 on the success of the extrusion. Fig. 6A shows a case where only an equal-width plate orifice is used without the arrangements according to the present invention, where the flow velocity profile of the web to be extruded from the mass M is as shown in Fig. 6A, i.e. the velocity is lower in the edge regions than in the middle. In this case, the web either breaks or, due to speed differences, internal stresses are generated in it, which break the tiles 20 at the latest during the drying stage. According to Fig. 6B, the nozzle 20 is provided with a special lip 22; 22A, 22B described below in connection with Figs. 2-5, so that the flow profile P £ of the web to be extruded through the nozzle 20 is sufficiently uniform over the entire width of the web.
2525
Kuvioiden 2-5 mukaisesti pursotussuulakkeen 20 pursotussuutin käsittää runkolevyyn 21 ruuvein 24 kiinnitettävän huulikappaleen 22, jonka alueella oleva suutinraon 25 osuus 25” on tasalevyinen. Runkolevyn 20 alueella olevan suutinraon 25 osuus 25’ näkyy parhaiten kuvioista 3 ja 4. 30 Rako-osuus 25' on reuna-alueiltaan leveimmillään runkolevyn 20 takapinnalla (kuvio 3). Keskialueellaan rako 25’ suppenee kulmassa (kuvio 4). Raon 25' suurinta leveyttä on kuviossa 4 merkitty H^:llä. Mitta vallitsee raon 25' reuna-alueen pituudella L^, minkä jälkeen se pituudella kapenee tasaiseksi leveydeksi 1^, joka vallitsee pi-35 tuudella L^. Kuviossa 4 on alueella vallitsevaa suppenemiskulmaa esitetty viitteellä a^· Vastaavasti suutinraon 25' pituus + 2x(Lj+L,2) 8 67180 kapenee kulmassa pituudeksi Lq, joka vallitsee tasalevyisessä ja tasapituisessa suutinraon osuudella 25".According to Figures 2-5, the extrusion nozzle of the extrusion nozzle 20 comprises a lip piece 22 to be fixed to the body plate 21 by screws 24, in the region of which the portion 25 ”of the nozzle gap 25 is flat. The portion 25 'of the nozzle slot 25 in the region of the body plate 20 is best seen in Figures 3 and 4. The slot portion 25' is at its widest in its edge areas on the rear surface of the body plate 20 (Figure 3). In its central region, the slit 25 ’tapers at an angle (Fig. 4). The maximum width of the gap 25 'is denoted by H 2 in Fig. 4. The dimension prevails along the length L1 of the edge region of the gap 25 ', after which it tapers along the length to a uniform width 1 ^ which prevails along the length L ^ 35. In Fig. 4, the angle of convergence prevailing in the region is indicated by the reference α 2 · Correspondingly, the length of the nozzle gap 25 '+ 2x (Lj + L, 2)
Suutinrako 25 on varustettu huulilevyllä 26, joka on kiinnitetty osil-5 la 27 runkolevyyn 20 massan tulovirtauksen puolelta. Levystä 26 kuviossa 5A ja 5B esitetty kaksi eri toteutusmuotoa. Kuvion 5A mukaisesti levy 26A käsittää kanpamaisen osan, jossa on massan virtaussuunnassa pitkänomaiset urat 28 ja niiden välillä piikit 29, jotka aikaansaavat suodatinlaatan 10 ontelot 11 (kuvio 9). Kuvion 5A mukaisesti levyn 26A 10 samoin kuin huulen 22A etureuna 30A on sen keskialueelta leveämpi kuin reuna-alueilta ja täten huulen pituus massan virtaussuunnassa on suurin keskellä suutinrakoa 25 ja se lyhenee portaittaisesti reunoille päin.The nozzle slot 25 is provided with a lip plate 26 attached to the body plate 20 on the side inlet side of the pulp 20. Of the plate 26, two different embodiments are shown in Figures 5A and 5B. As shown in Figure 5A, the plate 26A comprises a canister-like portion having elongate grooves 28 in the flow direction of the pulp and spikes 29 therebetween which provide the cavities 11 of the filter plate 10 (Figure 9). According to Fig. 5A, the leading edge 30A of the plate 26A 10 as well as the lip 22A is wider from its central region than from the edge regions, and thus the length of the lip in the mass flow direction is greatest in the middle of the nozzle gap 25 and gradually tapers toward the edges.
Näin ollen huuli 22A jarruttaa enemmän keskellä suutinrakoa 25, missä virtausnopeus olisi muuten suurimmillaan kuvion 6A mukaisesti. Kuvion 5B 15 mukaisesti levyn 26A samoin kuin huulen 22B etureuna 30B on olennaisesti ympyrän kaaren muotoinen. Kuviossa 5A on huulen 22A vakiolevyisen (Hq) osuuden 25" suurin pituus ja pienin vastaava pituus Sq. Vastaavasti kuviossa 5B on huulen 22B pienintä pituutta merkitty S^rlla ja suurinta pituutta S^:llä, joiden pituuksien välillä huulen pituusprofiili 30BThus, the lip 22A brakes more in the center of the nozzle gap 25, where the flow rate would otherwise be at its maximum as shown in Figure 6A. As shown in Figure 5B 15, the leading edge 30B of the plate 26A as well as the lip 22B is substantially arcuate. Fig. 5A shows the maximum length and the minimum corresponding length Sq of the constant plate (Hq) portion 25 "of the lip 22A. In Fig. 5B, respectively, the minimum length of the lip 22B is denoted by S 1 and the maximum length by S 1, between the lengths of which the lip length profile 30B
20 muuttuu olennaisesti ympyräkaaren muodossa. Käytännön kokeissa on havaittu, että kuviossa 5A esitetty huuli 22A toimii parhaiten silloin kun raaka-ainemassan kosteusprosentti on n. 21 %. Kuviossa 5B esitetty huuli 22B toimii puolestaan parhaiten silloin kun kosteus on n. 19 %. Tällöin suuttimilla 20A ja 20B valmistettujen laattojen mitat olivat L = 220 mm, 25 P = 220 mm, H = 9 mm (kuviot 9 ja 10).20 changes substantially in the form of a circular arc. In practical experiments, it has been found that the lip 22A shown in Figure 5A works best when the moisture content of the raw material mass is about 21%. The lip 22B shown in Figure 5B, on the other hand, works best when the humidity is about 19%. In this case, the dimensions of the plates made with the nozzles 20A and 20B were L = 220 mm, 25 P = 220 mm, H = 9 mm (Figs. 9 and 10).
Edellä selostetun kaltaisella pursotussuulakkeella on edullisesti valmistettavissa sisäisesti jännityksetöntä materiaalirainaa W^, joka on levymäistä. Keksinnön mukaisesti suulakeraon pituus suhde mainitun 30 raon leveyteen L^/H^ > 20. Sopivimmin mainittu suhde L^/H^ on alueella 20...40.An extrusion nozzle such as that described above is preferably capable of producing an internally unstressed web of material W 1 which is plate-like. According to the invention, the length of the nozzle slit is the ratio of the width of said slit 30 to L ^ / H ^> 20. Most preferably said ratio L ^ / H ^ is in the range 20 ... 40.
Ennen kuin pursotetut laatat 10 voidaan polttaa, niiden on saatava kuivua hitaasti ja tasaisesti. Kuivausvaihe onnistuu parhaiten tilassa, 35 jonka ilman kosteus ja lämpötila on säädettävissä. Kuivaus tapahtuu tasaisemmin korkeassa lämpötilassa johtuen veden alhaisemmasta viskositeetista. Tällöin ilman kosteuden on oltava korkea, jotta pinta ei kuivu 9 67180 liian nopeasti Kun kuivattava materiaali on saavuttanut maksimilämpötilansa, kuivaus voi tapahtua alhaisemmassa ilmankosteudessa, koska vesi siirtyy nyt laatan 10 pinnalle suuremmalla nopeudella. Kuviossa 7 on esitetty erään keksinnössä sovellettavan tunnelikuivaamon edulli-5 nen kosteus-lämpötila-käyrä laattojen kulkumatkan funktiona.Before the extruded tiles 10 can be fired, they must be allowed to dry slowly and evenly. The drying step is best accomplished in a room 35 in which the humidity and temperature of the air are adjustable. Drying occurs more evenly at high temperatures due to the lower viscosity of the water. In this case, the humidity of the air must be high so that the surface does not dry too quickly. When the material to be dried has reached its maximum temperature, drying can take place at a lower humidity, as water now moves to the surface of the tile 10 at a higher speed. Figure 7 shows a preferred humidity-temperature curve of a tunnel dryer used in the invention as a function of tile travel.
Kuivauksen jälkeen tapahtuva laattojen poltto suoritetaan esim. sähköuunissa, jonka edullinen polttokäyrä (lämpötila/polttoaika) on esitetty kuviossa 8.The firing of the tiles after drying is carried out, for example, in an electric oven, the preferred burning curve (temperature / burning time) of which is shown in Figure 8.
1010
Kuviossa 9 on esitetty eräs edullinen keksinnön mukaisen laatan 10 to-teutusesimerkki. Kuvion 9 mukaisesti laatan leveyttä on merkitty L:llä, laatan paksuutta H:11a ja laatan pituutta P:llä (kuvio 10). Laatassa 10 on ontelolta 11, joiden väliset kannasten leveydet ovat sopivimmin suu- 15 ruusluokaltaan yhtä suuria kuin onteloiden 11 leveydet. Onteloiden 11 dimensio paksuussuunnassa H on sopivimmin n. 10...50 %:a, edullisesti n. 25...35 %:a paksuudesta H. Laattojen 10 pituus P on esim. samaa luokkaa kuin leveys L. Tällaisella laatalla on edulliset ominaisuudet esitetyissä käyttötarkoituksissa. Tyypillisesti laattojen leveys 20 L «.200 mm...1000 mm ja paksuus H « 5 mm...15 mm, sopivimmin n. 7 ... 10 mm. Mainittujen dimensioalueiden alapäässä olevat laatat 10 sopivat erilaisten lietteiden suodatukseen, kun taas suuremmat laatat 10 soveltuvat käytettäväksi esim. paperiteollisuudessa ja turpeen kuivatuksessa.Figure 9 shows a preferred embodiment of a slab 10 according to the invention. According to Fig. 9, the width of the slab is denoted by L, the thickness of the slab by H and the length of the slab by P (Fig. 10). The plate 10 has cavities 11 between which the widths of the bases are preferably of the same order of magnitude as the widths of the cavities 11. The dimension of the cavities 11 in the thickness direction H is preferably about 10 ... 50%, preferably about 25 ... 35% of the thickness H. The length P of the slabs 10 is e.g. of the same order as the width L. Such a slab has advantageous properties for the uses indicated. Typically, the width of the tiles is 20 L «.200 mm ... 1000 mm and the thickness H« 5 mm ... 15 mm, preferably about 7 ... 10 mm. The tiles 10 at the lower end of said dimensional ranges are suitable for filtering various sludges, while the larger tiles 10 are suitable for use in e.g. the paper industry and peat drying.
25 Kuviossa 9 esitetyn levymäisen laatan 10 ontelot 11 ulottuvat olennaisesti laatan koko pituudelle ja onteloiden 11 välillä on kannakset 14, jotka ovat sopivimmin olennaisesti yhtä leveitä tai hieman kapeampia kuin onteloiden 11 leveys.The cavities 11 of the plate-like plate 10 shown in Figure 9 extend over substantially the entire length of the plate and between the cavities 11 there are bases 14 which are preferably substantially as wide or slightly narrower than the width of the cavities 11.
30 Keksinnön mukaisten laattojen 10 ja niiden onteloiden 11 muoto voi keksinnön rajoissa laajasti vaihdella ja poiketa esim. kuviossa 9 vain esimerkkinä esitetystä. Laatta 10 voi olla esim. aallotettu. Ontelot 11 voivat olla pyöreitä, monikulmion muotoisia yms. Yleensä onteloiden 11 dimensiot, muodot ja jako sekä onteloiden 11 välisten kannasten di TT ________ 10 671 80 mensiot valitaan siten, että laatoille 10 saadaan mahdollisimman suuri mekaaninen kestävyys silmälläpitäen suuria eropaineita laattojen 10 ulkopinnan ja imuonteloiden 11 välille.Within the scope of the invention, the shape of the tiles 10 according to the invention and their cavities 11 can vary widely and differ, for example, from that shown in Figure 9 only by way of example. The plate 10 can be e.g. corrugated. The cavities 11 may be round, polygonal, etc. In general, the dimensions, shapes and distribution of the cavities 11 and the cavities of the supports between the cavities 11 are chosen so as to give the plates 10 maximum mechanical strength in view of the high differential pressures on the outer surface of the plates 10 between.
5 Kuviossa 10 on esitetty eräs esimerkki keksinnön mukaisesta laatoista 10 kootusta suodinyksiköstä 30, joka käsittää esim. muovista valmistetun anturan 20, jossa on laattojen leveyden L pituisia uria 21, joihin laattojen 10 ne päät 13, joissa ontelot 11 ovat avoimet, sopivat riittävällä puristustiukkuudella ja tiiveydellä. Laattojen 10 vastakkaiset 10 päät 12 on suljettu liimalla tai sopivalla massalla. Sulkeminen voi tapahtua myös pursotusvaiheen jälkeen painamalla erityisessä työvaiheessa ontelot 11 laattojen toisesta päästä 12 kiinni. Uriin 21 avautuvat kanavat 22, jotka puolestaan johtavat anturan 20 tason suuntaisiin kanaviin 23. Mainittujen kanavien 23 kautta antura 20 ja suodatinyksikkö 15 30 on yhteydessä imuputkeen 24, joka on yhdistetty sinänsä tunnettuun imulaitteeseen (ei esitetty).Fig. 10 shows an example of a filter unit 30 assembled from slabs 10 according to the invention, comprising e.g. a plastic foot 20 with grooves 21 of width L in the slabs, into which the ends 13 of the slabs 10 with open cavities 11 fit with sufficient compressive strength and tightness. The opposite ends 12 of the tiles 10 are closed with glue or a suitable mass. Closing can also take place after the extrusion step by pressing the cavities 11 at one end 12 of the slabs in a special work step. Channels 22 open into the grooves 21, which in turn lead to channels 23 parallel to the plane of the foot 20. Through said channels 23, the foot 20 and the filter unit 15 30 communicate with a suction pipe 24 connected to a suction device (not shown) known per se.
Käytettäessä kuvion 10 mukaisia suodatinyksikköjä 30 esim. turpeen kuivatuksessa yhdistetään anturat 20 kuljetinhihnaan, jonka kuljettamana 20 suodatinyksiköt 30 käyvät altaan kautta, jossa on turve-vesi-suspensiota. Imuvaikutuksesta laattojen 10 pinnalle kertyy turvekerros, joka on hydraulisessa yhteydessä alipaineessa olevan veden kanssa ja turve kuivuu tehokkaasti sillä mainitun kuljettimen juoksulla, joka on lietealtaan ulkopuolella. Sopivassa vaiheessa erityisillä harjaelimillä ja/tai 25 kaapimilla kuivanut turve irrotetaan laattojen 10 pinnalta.When using the filter units 30 according to Fig. 10, e.g. for drying peat, the feet 20 are connected to a conveyor belt, by means of which the filter units 30 pass through a basin with a peat-water suspension. As a result of the suction effect, a layer of peat accumulates on the surface of the tiles 10, which is in hydraulic contact with water under reduced pressure, and the peat dries efficiently with the flow of said conveyor outside the sludge basin. At a suitable stage, the peat dried with special brush members and / or scrapers is removed from the surface of the tiles 10.
Keksinnön mukaisten mikrohuokoisten laattojen 10 hienohuokosten säteet ovat pääasiallisesti alueella 0,05...2 pm, silloin kun laatat ovat tarkoitetut em. FI-patentin n:o 61 739 (vast. US-patentti n:o 4 357 758) 30 mukaisessa menetelmässä käytettäväksi.The fine pore radii of the microporous tiles 10 according to the invention are mainly in the range of 0.05 to 2 [mu] m, when the tiles are intended in the process according to the aforementioned FI patent No. 61,739 (cf. U.S. Patent No. 4,357,758). use.
Keksinnön mukaiset laatat 10 voidaan valmistaa mekaaniselta rakenteeltaan sellaisiksi, että ne kestävät hyvin käyttökohteessa vallitsevat suuretkin paineet, jotka ovat tyypillisesti luokkaa 10 bar. Em. FI-patentin 35 n:o 61 739 mukaisessa vesi-imukuivatuksessa käytettävien laattojen tärkeimmät ominaisuudet ovat niiden permeabiliteetti vedelle (w) ja mikro-kapillaarien tyhjennyspaine ilmalle (ΔΡ). Laitojen 10 permeabiliteetti 11 67180 voidaan mitata esim. siten, että laatta 10 varustetaan kuviossa 10 esitetyn kaltaisella muovianturalla 20, jossa on vesitila 23, joka yhdistää laatan 10 kaikki ontelot 11. Laatan 10 toiset päät 12 ovat kiinni. Laatta 10 pannaan vesialtaaseen ja sen läpi imetään vettä. Se vesi-5 määrä V, joka virtaa laatan 10 läpi aikana t mitataan ja permeabiliteet-ti on laskettavissa kaavastaThe tiles 10 according to the invention can be manufactured with a mechanical structure such that they can withstand even the high pressures prevailing in the application, which are typically of the order of 10 bar. Em. The most important properties of the tiles used in the water suction drying according to FI patent 35 No. 61 739 are their permeability to water (w) and the discharge pressure of the micro-capillaries to air (ΔΡ). The permeability 11 67180 of the slabs 10 can be measured e.g. by providing the slab 10 with a plastic foot 20 as shown in Fig. 10 with a water space 23 connecting all the cavities 11 of the slab 10. The other ends 12 of the slab 10 are closed. The plate 10 is placed in a pool of water and water is sucked through it. The amount of water-5 V flowing through the plate 10 during t is measured and the permeability-ti can be calculated from the formula
VV
W = ’ 10 missä A = laatan tehollinen pinta-ala.W = ‘10 where A = effective area of the slab.
Edellä mainittu mikrokapillaarien tyhjennyspaine ΔΡ, joka on vesi-imu-kuivatuksessa olennainen tekijä, voidaan mitata samalla laitteella kuin permeabiliteettikin. ΔΡ:η mittauksessa laattaan 10 syötetään paine-15 ilmaa siten, että paine nostetaan vähitellen, kunnes ilma alkaa läpäistä laattaa 10. Se paine, joka vallitsee laatassa silloin kun ensimmäiset ilmakuplat havaitaan, on kyseisen laatan 10 ΔΡ-arvo. Eräänä esimerkkinä edellä esitetyllä tavalla valmistetun laatan mitatusta permeabiliteetista on arvo w = 0,072 mm/s paine-eron ollessa 1 bar. Tällöin laatan roainit-20 tu ΔΡ-arvo oli ΔΡ = 1,8 bar. Nämä arvot omaava keksinnön mukaisesti valmistettu laatta sopii hyvin käytettäväksi FI-patentin n:o 61 739 mukaisessa vesi-imukuivatuksessa.The above-mentioned microcapillary discharge pressure ΔΡ, which is an essential factor in water-suction drying, can be measured with the same device as the permeability. In the ΔΡ: η measurement, pressure-15 air is supplied to the plate 10 so that the pressure is gradually increased until the air begins to pass through the plate 10. The pressure prevailing in the plate when the first air bubbles are detected is the ΔΡ value of that plate 10. One example of the measured permeability of a slab prepared as described above is the value w = 0.072 mm / s with a pressure difference of 1 bar. Then the ΔΡ value of the roainit-20 tu of the slab was ΔΡ = 1.8 bar. A tile made according to the invention having these values is well suited for use in water suction drying according to FI patent No. 61,739.
Seuraavassa esitetään patenttivaatimukset, joiden määrittelemän kek-25 sinnöllisen ajatuksen puitteissa keksinnön eri yksityiskohdat voivat vaihdella.The following are claims within the scope of which the various details of the invention may vary.
Claims (11)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI830867A FI67180C (en) | 1983-03-16 | 1983-03-16 | METHOD FOER TILLVERKNING AV MICROPOROES FILTER PLATE ANVAEND APARAT SAMT MICROPOROES FILTER PLATE |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI830867 | 1983-03-16 | ||
FI830867A FI67180C (en) | 1983-03-16 | 1983-03-16 | METHOD FOER TILLVERKNING AV MICROPOROES FILTER PLATE ANVAEND APARAT SAMT MICROPOROES FILTER PLATE |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI830867A0 FI830867A0 (en) | 1983-03-16 |
FI67180B FI67180B (en) | 1984-10-31 |
FI67180C true FI67180C (en) | 1985-02-11 |
Family
ID=8516898
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI830867A FI67180C (en) | 1983-03-16 | 1983-03-16 | METHOD FOER TILLVERKNING AV MICROPOROES FILTER PLATE ANVAEND APARAT SAMT MICROPOROES FILTER PLATE |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
FI (1) | FI67180C (en) |
-
1983
- 1983-03-16 FI FI830867A patent/FI67180C/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FI67180B (en) | 1984-10-31 |
FI830867A0 (en) | 1983-03-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1640054B1 (en) | Honeycomb filter and method of manufacturing the same | |
JP2604876B2 (en) | Method for manufacturing ceramic honeycomb structure | |
JPS577217A (en) | Ceramic honeycomb filter and preparation thereof | |
DE69229586D1 (en) | METHOD FOR PRODUCING POROUS CERAMIC MATERIALS WITH REGULATED POROSITY | |
CN106242624A (en) | A kind of preparation method of aluminium oxide Multichannel ceramic membrane supporter | |
FI77162C (en) | FILTERKONSTRUKTION OCH FOERFARANDE FOER BILDANDE AV FILTERKONSTRUKTION. | |
WO2004091756A1 (en) | Ceramics honeycomb filter and method of manufacturing the same | |
US20110284459A1 (en) | Mullite Module for Liquid Filtration | |
CN103962014B (en) | The manufacture method of the board-like ceramic integral membrane component of honeycomb bundle holes hollow | |
FI67180C (en) | METHOD FOER TILLVERKNING AV MICROPOROES FILTER PLATE ANVAEND APARAT SAMT MICROPOROES FILTER PLATE | |
CN106268334B (en) | A kind of ceramic separation film element and preparation method thereof | |
JP2001340718A (en) | Base material for honeycomb filter and its manufacturing method | |
CN106215704A (en) | A kind of combined flat plate ceramic honey comb film and preparation method thereof | |
US7468156B2 (en) | Method for manufacturing porous ceramic structure | |
US7993561B2 (en) | Method for producing ceramic honeycomb filter | |
JP2008260655A (en) | Porous ceramic, and filter for sensor using the same | |
US11383405B2 (en) | Methods for producing ceramic molded body and ceramic structure | |
JPH0732442A (en) | Panel material and its manufacture | |
Nobst et al. | Untersuchungen zur Herstellung von Keramikfolien mittels Extrusionsgiessen. Schlussbericht.(Investigations for the manufacturing of ceramic tapes by means of extrusion casting. Final report) | |
JPS62113528A (en) | Porous molded form and manufacture thereof | |
JPS5851944A (en) | Ceramic honeycomb structure | |
RU2036085C1 (en) | Method of plastic moulding of double-layer clay products | |
JP2000203957A (en) | Monolithic form ceramic porous support | |
EP3549736A1 (en) | Pressure casting mould for ceramics | |
Hauck et al. | CHANGING THE PLASTICITY BY MEANS OF ADDITIVES, CLAY DISINTEGRATION AND SHAPING TEMPERATURE |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM | Patent lapsed | ||
MM | Patent lapsed |
Owner name: OUTOKUMPU OY |