PL154087B1 - Sposób wytwarzania włókniny filtracy0ne3, zwłaszcza 00 oleoów i paliw silnikowych - Google Patents

Description

SPOSÓB WYTWARZANA WŁÓKNINY FILTRACYJNEJ, ZWŁASZCZA 00 OLEOÓW I PALIW SILNIO WYCH

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania włókniny filtracyjnej o zmiennej porowatości, przeznaczonej do oczyszczania płynów, zwłaszcza olejów i paliw w tłokowych silnikach spalinowych.

Oo oczyszczania płynów znane sę i stosowane j^dnowar^w^owe włókniny filtoacyjne o strukturze odznaczającej się jednakową porowatością i stosunkowo dużymi porami międzywłókiennymi, utworzone przez zagęszczanie i wzmarcianie pokładu runa z włókien syntetycznych lub mieszaniny włókien pochodzenia roślńnnego i zwierzęcego.

Znane są również w technice włókienniczej i z polskich opisów patentowych nr 111 606 i 58 523 włókniny filraacyjne o zmiennającej się schodkowo porowwtości, składające sią z kilku, co najmniej dwóch warstw runa zgrzeb^^wNego o różnej objętości por i złożonych z włókien naturalnych i/lub syntetycznych o różnej grubości. Sposoby wytwarzania tych włóknin polegają na trwałym połączeniu warstw za pomocą płynnych lub termoplastycznych środków więżących, igłowania, termicznego wykkuczania, sklejania, zgrzewania i prasowania w temperaturze 423 - 473 K.

Znana jest z opisu patentowego RFN nr 2 140 287 włóknina filrtocyjna o porowatości mogącej się zmieniać w procesie filtracji oraz sposób jej wydarzania polegający na elektrostałycnłmm skoagulowaniu i zorientowanym ułożeniu krótkociątych, splątanych włókien syntetycznych na powleczonej klejem powierzchni siatki lub grubotkanego maaeriału tekstylnego i ich trwałym sklejeniu z podłożem w teimpraturze 373 - 413 K.

Znany jest z opisu patentowego RFN nr 1 561 753 sposób wytwarzania włóknin filtracyjnych o zróżnicowanej wrrsw^[^io porowitoέcl, polegający na zdyspergowaniu w płynie z udziałem środka więżącego poliiymlaroiłch drobnych włókien, wylaniu tej zawiesiny na podłoże mikropotoiate i Jej odsączaniu, koagulacji włókien, suszeniu i hartowaniu w temperaturze

154 087

154 087 powyżej 423 K, przy czym zależnie od rodzaju i właściwości filtrowanych cieczy stosowane są włókna mineralne, syntetyczne, celulozowe i mtalooe o średnicach mnnejszych od 25 jm i długości nie większej od 3,5 mm.

Znane sposoby wytwarzania włóknin filtracyjnych są wysoce energochłonne i obejmują szeroki asortyment włókien i środków więżących. Żaden z cytowanych powyżej opisów nie wzmiankuje o zabiegach cieplnych w temperaturze niższej od 353 K, stosowaniu włókien monowymiarowych lub zmieniających wymiary w temperaturze do 353 K.

Włókniny filtracyjnθ otrzymywane znanymi sposobami nie spełniają wymogów stawianych mneri^aion filtracyjcym, zwłaszcza do oczyszczania olejów napędowych i olejów smarnych w silnkkach samochodowych.

Oednooarsowooe włókniny filraacyjne cechuję się.defektami struktury w postaci prześwitów o średnicach dochodzących do 150 ^im, pn^wt^łych po przejściu igieł przetykowych. Sę młc^sl^uteczne, gdyż przepuszczaję większość częstek mnnθyszyah od przeciętnej średnicy por międzywOókiennych, której wartość Jest najczęściej większa od 70 ^jm. Cząstki większe osadzają się na powóerzchni filraacyjnej i zakleszczają się w strefie przyściennej, pozostała zaś część warstwy włóknnstej cząstek nie zatrzymuje, przyczyniając się jedynie do zwiększenia strat ciśnienia płynu. Zakleszczone w porach cząstki hamują przepływ płynu tak, że włóknina traci zdolność do gromadzenia większej ilości cząstek, utrudniają również, a nawet uniemoożiwiają regenerację wkładów filraccyjnych, co wpływa na zmniejszenie trwałości eksploatacyjnej włókninowych .

Skuteczniejsze w działaniu są włókniny wielowarstwowe, mimo, że po stronie odpływu filtratu posiadają pory tej samej wielkości co włókniny jednowarstwowe. Są ialoό^sl nieodpor ne na obciążenia hydrauliczne, tracą spójność w podwyyszonej do 423 K temperaturze przy stouunkowo m^ych gradientach ciśnienia, a także podlegają degradacji chemicznej. To sprawia, że filtry z nich zbudowane mogą pracować nie dłużej niż 100 godzin. Poza tym włókniny te nie nadają się do mechanicznego fałdowania na harmonijkowe i gwiaździste przegrody filtracyjne z uwagi na powotayące deformacje struktury warstwy wierzchniej.

Znane włókniny jedno i wijlooarsOoιooj są materiałami filtαccyicymi nadającymi się tylko do wstępnego oczyszczania płynów silnioowych, ponieważ przepuszczają cząstki ciał stałych o wymóarach większych od dopuszczalnych.

Wady powyższe powoduj, że filtry wykonane ze znanych włóknin są zawodne w eksploatacji i nie oczyszczają płynów do wymagnej klasy czystości, co z kolei przyczynia się do wzrostu awaryjności urządzeń i przyśpieszonego zużycia współpracujących ze sobą elementów.

Celem wynalazku jest otrzymanie za pomocą mniej energochłonnego sposobu jednowarstwowej włókniny filraacyjnej o takiej strukturze wewontlznej, aby zapewniała optymalne zdolności fiiraacyjne i przedłużała okres użytkowania filców.

Cel ten osiągnięto przez stosowanie włókien pollesttowych charakteryzujących się utajoną skłonnością do wysokiego skurczu w temperaturze nie przekraczającej 353 K i opracowanie metody ukierunkowanego zagęszczenia tych włókien.

Stwierdzono mianowOcie, że jeżeli płat włóknisty dwuutronnie igłowany, złożony z wysokokurczliwych, monowymiarowcch włókien pollestlowych o msie linowej 1-5 dtex, podda się kilkunastominutowej obróbce cieplnej w wodzie stopniowo podgrzewanej od temperatury 328 do 343 K, a następnie w powwetrzu ogrzanym do temperatury 343 - 353 K, to otrzymuje się włókninę obustronnie meehatą, której porowatość największa w strefach przyściennych macje scoejryc2iij względem płaszczyzny dzielącej płat na dwie warstwy o jednakowej grubości. Po rozcięciu płata wzdłuz tej płaszczyzny otrzymuje się dworny włókniste o jednatowym rozkładzie objętości por, z których każda ustawiona stronę me^fieitą do strumienia dopływającego płynu spełnia funkcję wysokoskutjczijgt ma^r-iału f iH aacyjnego, większe cząstki zanieczyszczeń osadzają się na stronie mecha^j , drobniejsze zaś przenikają w głąb warstwy i są zttΓcmmywαij w strefie największego zagęszczenia włókien.

Sposób wytwarzania włókniny fihaacyjnej według w/n^J-azku z warstwy włókiistej, otrzymanej z wysokokurczliwych włókien poliesBrow^ych przez rozluźnianie włókien, formowanie runa i dwi^ntronne igłowanie, polega na poddaniu tej warstwy procesowi wykurczania w

154 087 temperaturze stopniowo wzrastającej od 328 K do 353 K, korzystnie w zakresie 333 K - 348 K. Warstwę włóknistą wykurcza się w goręcej wodzie o rozkładzie tempera tury od 328 K do 343 K, korzystnie od 333 K do 338 K, następnie w powietrzu ogrzanym do temperatury 343 - 353 K, korzystnie w temperaturze 348 K tak długo, aby powierzchnia warstwy zmnńejszyła się o 60-70%. Wykurczonę włókninę rozdwaja się na dwie symetryczne warstwy, dwoiny włókniste.

Włóknina filtaccyjna otrzymana sposobem według wynalazku posiada trwałą strukturę wewwntrzną o porowatości zmieniającej się w sposób ciągły i ukierunkowany między równoległymi powierzchniami warstwy ^^i^kniitt^e , a także odznaczającą się małym rozrzueem wymiarowym średnic por największych i przeciętnych, nie przekraczajęcym średnicy włókna. Charakteryzuje się budową jednowarswwową i stanowi dwoinę włóknistą z wysokokkrczliwych, m^nc^o^w^n^ieirowych włókien poliestrowych o masie linoowej do 5 dtex.

Taka budowa włókniny zwiększa intensywność procesu filtracji i przedłuża okres jej użytkowania dzięki rozwinięciu obszaru adeorpcci cząstek na całą objętość włókniny. Ułatwione jest również dokładniejsze oczyszczanie wkładów filtrzcyinych, a tym samym ponowne ich użycie. Poza tym włóknina fiUrocyjna według wynalazku odróżnia się od znanych włókien korzystnymi cechami, wyrażającymi się odpowwednio wysoką wytrzymałością na obciążenia hydrodynamicziθ, rzędu kilkuset kPa, odpornością na działanie oleju tiiniOiwegk w temperaturze do 423 K oraz podatnością na formowanie w przegrody filrrocyjne.

Wkłady filtrzcyjne wykonane z włókniny według wynalazku pracują efektywnie w układzie smarowania silnika samochodowego przez okres 480-520 mokogokdii.

Sposobem według wynalazku wytwarza się efektywną i niedrogą włókninę filrrocyjną, łatwą do wytwarzania na skalę przemysłową. Sposób wytwarzania włókniny według wynalazku jest bliżej wyjaśniony w przykładzie wykonnnna.

Przykład. Warstwę włóknistą o gęstości 59 kg/m , otrzymaną z wysokokkrczliwych włókien poliesrrowych Elana C-15 HS, o rosie UrNowej 2 dtex i długości cięcia 30 mm 2 przez areodyiamiczie formowanie runa do masy powierzchniowej 590 g/m i igłowanie dwustronne igłami jednozrdziokowyii z gęstością 370 przekłuć na 1 cm , wykurcza się termicznie w wodzie i powwetrzu.

Proces wykurczania prowadzi się w pozoomym zbiorniku wodnym przez zanurzenie i przemieszczanie taśmy włóknistej w gorącej wodzie o temperaturze stopniowo wzrastającej w kierunku ruchu taśmy od 333 K do 338 K, przy czym czas zanurzenia taśmy wynosi 10 minut, a prędkość jej przesuwu w wodzie 3 cm/s, a następnie w strumieniu powiθtrzr o temperaturze 348 K w czasie nie krótszym od 3 minut.

Otrzymaną po wykurczeniu włókninę o gęstości zwiększonej do 305 kg/m i pon^wierzchni zmniejszkitj o 64% rozcina się wzdłużnie na dwie warstwy o jednakowej grubości, które oczyszcza się przez odpylanie powietrzei. W ten sposób otrzymuje się dwa równoległe arkusze włókniny fitrrocyjnej o następującej charakterystyce :

- grubość przy nacisku 5 kPa	2,95 mm
- masa powierzchnoowa	885 g/m2
- gęstość przepływu powietrza przy nadciśnieniu 20 mm słupa wody	3 182 dm3/m
- porowatość od strony mechatej	85%
- porowatość od strony ciętej	76%
- średnica pory maksymalnej	56 yum
- średnica pory przeciętnej	48 yum
- wytrzymałość na zerwanie	125 N/cm
Zastrzeżenia pa	t e n t o w e

1. Sposób wytwarzania włókniny filtracyjnej, zwłaszcza do olejów i paliw silniko-

Claims (2)

1. Sposób wytwarzania włókniny filtracyjnej, zwłaszcza do olejów i paliw silnikowych, o zmiennej porowatości i trwałej strukturze, z warstwy włóknistej otrzymanej z wysokokurczlówych włókien poliesrrowych przez rozluźnienie włókien, formowanie runa i dwustronne igłowanie, znamienny tym, że warstwę włóknistą poddaje się działaniu

154 0Θ7 wody w temperaturze stopniowo wzrastającej od 328 K do 343 K, korzystnie od 333 K do 338 K, a następnie powietrza ogrzanego do temperatury 343 - 353 K, korzystnie w temperaturze 348 K tak długo, aby powiθrzchnia warstwy zmniejszyła się o 60 - 7O5, po czym rozdwaja się na dwie symeeryczne warstwy.

2. Sposób według zastrz.l, znamienny tym, że warstwa włóknista składa się z włókien monowymiarowych o nur^acj! nie przekraczającej 5 dtex.

Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 100 egz.