FI67180C - Metod foer tillverkning av mikroporoes filterplatta anvaend aparat samt mikroporoes filterplatta - Google Patents

Description

' 67180

Menetelmä mikrohuokoisen suodatinlaatan valmistamiseksi, menetelmässä käytetty laite sekä mikrohuokoinen suodatinlaatta Metod för tillverkning av mikroporös filterplatta, använd apparat samt mikroporös filterplatta

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.

5

Keksinnön kohteena on myös mikrohuokoisten keraamisten suodatlnlaatto-jen valmituksessa käytettävä suulakepursotuslaite, joka käsittää raaka-ainesäiliön tai vastaavat raaka-aineiden syöttölaitteet.

10 Keksinnön kohteena on lisäksi keraaminen mikrohuokoinen suodatinlaatta.

Erilaisissa suodatustehtävissä tarvitaan mikrohuokoisia laattoja suuria määriä niin, että laattojen ominaisuuksien lisäksi niiden valmistuksen taloudellisuudella on huomattavaa merkitystä.

15

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.

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-

___ - 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.

5

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.

Eräänä keksinnön mukaisten suodatinlaattojen käyttöalueena on raakaveden puhdistus sekä savukaasujen puhdistus ja läramöntalteenotto.

15 Jokaisessa näissä eri käyttökohteissa saatetaan tarvita erilaisia laattojen mikrohuokosten läpimitan kokojakautumia, mutta keksinnön puitteissa näitäkin ominaisuuksia voidaan säädellä.

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.

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.

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.

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 10

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.

15

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.

Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti viittaamalla 30 oheisen piirustuksen kuvioissa esitettyihin keksinnön eräisiin toteu-tusesimerkkeihin, joiden yksityiskohtiin keksintöä ei ole rajoitettu.

Kuvio 1 esittää keksinnön mukaisen suodatlnmateriaalln raaka-aineen pääkomponentln eli kaoliinin mikrorakennetta.

Kuvio 2 esittää keksinnön mukaisen pursotuslaitteen suulaketta sen pur-sotusmateriaalin tulopuolelta päin nähtynä.

35 4 67180 IS..

Kuvio 3 esittää samaa kuin kuvio 2 vastakkaisesta suunnasta nähtynä.

Kuvio 4 esittää leikkausta 1V-IV kuviossa 5A.

5 Kuvio 5A esittää erästä vaihtoehtoista leikkausta V-V kuviossa 2.

Kuvio 5B esittää kuviota 5A vastaavalla tavalla toista vaihtoehtoista puristussuulakkeen toteutusta.

10 Kuvio 6A havainnollistaa puristussuulakkeen virheellistä, tässä keksinnössä vältettyä pursotettavan materiaalin virtausprofiilia.

Kuvio 6B havainnollistaa kuviota 6A vastaavasti oikeata ja keksinnön mukaista pursotussuulakkeen virtausprofiilia.

15

Kuvio 7 esittää erästä edullista keksinnön mukaisten laattojen tunneli-kuivaamon kosteus-lämpötila-käyriä tunnelissa kulkumatkan funktiona.

Kuvio 8 havainnollistaa sähköuunissa tapahtuvan keksinnön mukaisten 20 suodatinlaattojen polton polttokäyrää.

Kuvio 9 esittää poikkileikkauksena erästä edullista keksinnön mukaista laattaa. Kuvio 9 on samalla leikkaus 1X-IX kuviossa 10.

25 Kuvio 10 esittää erästä suodatinlaitetta, joka koostuu keksinnön mukaisten suodatinlaattojen sarjasta, jonka laatat ovat avoimesta päästään yhdistetty erityiseen imuanturaan.

Keksinnön mukaisten, kuviossa 9 poikkileikkauksena esitettyjen mikro-30 huokoisten suodatinlaattojen 10 valmistuksen päävaiheet ovat seuraavat: 1. Raakamateriaalin valmistus ja homogenisointi.

2. Laatan muotoilu pursotusmenetelmällä.

3. Kuivaus.

35 4. Poltto.

5 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.

2 A1(0H3> ·+ A1203 + 3 H20 ΔΗ = 300 kJ/mol Al^ Tämä reaktio tapahtuu n. 300°C lämpötilassa ja sitoo huomattavan määrän 15 lämpöä.

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.

35 Esim. 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 __

Mainittujen aineiden lisäksi massaan on sekoitettu noin 20 % vettä.

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 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.

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.

25

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".

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.

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 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).

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.

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.

Kuivauksen jälkeen tapahtuva laattojen poltto suoritetaan esim. sähköuunissa, jonka edullinen polttokäyrä (lämpötila/polttoaika) on esitetty kuviossa 8.

10

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.

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.

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.

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).

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.

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.

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 kaavasta

V

W = ’ 10 missä A = laatan tehollinen pinta-ala.

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.

Seuraavassa esitetään patenttivaatimukset, joiden määrittelemän kek-25 sinnöllisen ajatuksen puitteissa keksinnön eri yksityiskohdat voivat vaihdella.

Claims (11)

12 671 80

1. Menetelmä keraamisten mikrohuokoisten suodatinlaattojen (10) valmistamiseksi keraamisesta raaka-ainemassasta käyttäen suulakepursotusmene-telmää, jossa menetelmässä mainitun pursotusvaiheen jälkeen laattaraina (W^) tai laatta-aihiot kuivataan ja kuivauksen jälkeen poltetaan, 5 tunnettu siitä, että pursotussuulakkeen (20) suutlnaukon (25) pursotettavan rainan (U^) kulkusuuntaan nähden poikittaisessa suunnassa mitatun pituuden (Lq) suhde suutinaukon leveyteen (Hq) mainitun rainan (W„) paksuussuunnassa L /H > 20. 2. o

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmässä sovelletaan siten muotoiltua pursotussuulaketta (20), että valmistettavan materiaalirainan (W£) leveyssuunnassa (L) sen vir-tausnopeusprofiili (P£) suulakkeesta (20) purkautumisen jälkeen on olennaisesti tasainen. 15

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmässä käytetyn keraamisen raaka-ainemassan koostumus on pääasiallisesti seuraava: 20 kaoliinia n. 45 p-%, alumiinihydroksidia n. 30 p-%, pallosavea tai vastaavaa n. 20 p-%. liitua tai vastaavaa n. 5 p-%

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittuun raaka-ainemassaan sekoitetaan lisäksi vettä n. 20 p-%.

5. Mikrohuokoisten keraamisten suodatinlaitteiden valmistuksessa käytettävä suulakepursotuslaite, joka käsittää raaka-ainesäiliön tai vas-30 taavat raaka-aineiden syöttölaitteet, tunnet tu siitä, että suulakepursotuslaitteen suutinraon (25) valmistettavan materiaalirainan kulkusuuntaan nähden poikkisuuntaisen pituuden (L^) suhde suutinraon leveyteen (H ) L /H > 20, ja 1 o o o J II 13 671 80 että mainitun suulakkeen (20) yhteydessä on erityinen huulirakenne (22;22A;22B), jonka pituus (S) materiaalirainan (W^) purkautumissuun-nassa on materiaalirainan (W^) keskialueella suurempi kuin mainitun ralnan (W^) reuna-alueilla siten, että mainittu huulirakenne (22;22A;22B) 5 jarruttaa enemmän materiaalirainan (W2) keskialueilla kuin reuna- alueilla ja täten saadaan aikaan suulakkeesta purkautuvan rainan (V^) olennaisesti tasainen nopeusprofiili (P^)·

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laite, tunnettu siitä, että 10 huulirakenteen (22;22A;22B) yhteydessä on suutinraon (25) keskellä levymäinen ja kampamainen levyosa (26;26A,26B), jossa on materiaalivirtauk-sen suuntaisia pitkänomaisia uria (28) ja niiden välillä kampamaisia piikkejä (29), joilla saadaan aikaan mainittuun rainaan (W) sen purkau-tumissuunnan kanssa yhdensuuntaisia onteloita (11). 15

7. Patenttivaatimuksen 5 tai 6 mukainen laite, tunnettu siitä, että pursotussuulakkeen suutinraossa on alkuosuus (25'), joka kapenee massan virtaussuunnassa sopivissa kulmissa (α^,ο^,α^) ja että tämän kapenevan osuuden (25') jälkeen seuraa tasalevyinen (Lq,Ho) osuus (25"), 20 jonka pituus (S) massan purkautumlssuunnassa on suurin (S^) suutinraon (25) keskialueilla ja että mainittu pituus (S) pienenee (SQ) jatkuvasti (kuvio 5B) tai portaittaisesti (kuvio 5A) suutinraon reunoille mentäessä.

8. Keraaminen mikrohuokolnen suodatinlaatta, tunnettu siitä, että mainitussa laatassa (10) on sisäisiä onteloita (11), jotka on tarkoitus yhdistää alipainelähteeseen tai vastaavaan ja että laatta (10) on levymäinen ja laatan leveyden (L) suhde laatan paksuuteen (H) L/H > 20. 30

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen suodatinlaatta, tunnettu siitä, että laatassa on useita, soplvlmmln ainakin viisi tai useampia rinnakkaisia yhdensuuntaisia, pitkänomaisia onteloja (11), joiden välillä on kannakset (14) ja jotka ontelot ulottuvat jatkuvina laatan olennai-35 sesti koko pituudelle (P). __ ” I: __ u 67180

10. Patenttivaatimuksen 8 tai 9 mukainen keraaminen laatta, tunnettu siltä, että mikrohuokoisen laatan (10) hienohuokoaten halkaisijat ovat pääasiallisesti alueella 0,05...2 jjm.

11. Jonkin patenttivaatimuksen 8,9 tai 10 mukainen mikrohuokoinen laat ta, tunnettu siitä, että se on valmistettu jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukaisella menetelmällä ja/tal jonkin patenttivaatimuksen 5-7 mukaisella laitteella. i5 671 80