PL168308B1

PL168308B1 - Method of forming a filtering barrier of turbidity eliminating filter cartridges

Info

Publication number: PL168308B1
Application number: PL29448992A
Authority: PL
Inventors: Michal Dylag; Janusz Brydak; Ludwik Maszek; Zdzislaw Roszak; Andrzej Mieszkowski
Original assignee: Politechnika Krakowska
Priority date: 1992-05-08
Filing date: 1992-05-08
Publication date: 1996-02-29
Also published as: PL294489A1

Abstract

Sposób formowania przegrody filtracyjnej wkładów odemglających, wykonanej z materiału włóknistego na bazie termoplastycznych tworzyw sztucznych lub włókien szklanych przez zespolenie włókien znamienny tym, że materiałem włóknistym wypełnia się otwartą formę o kształcie i wymiarach przegrody filtracyjnej, następnie formę wygrzewa się objętościowo w temperaturze nie niższej od temperatury zwilżania powierzchniowego włókien i nie wyższej od temperatury mięknienia aż do uzyskania stykowego zespolenia włókien w całej objętości włókniny a na koniec po wyjęciu z komory i ostudzeniu rozbiera się formę i wyjmuje ukształtowaną przegrodę.The method of forming the filtration barrier of demister cartridges, made of fibrous material based on thermoplastic plastics or fibers glass by a combination of fibers characterized in that it fills with the fibrous material an open form with the shape and dimensions of a filtration barrier, then the form is annealed volumetrically at a temperature not lower than the surface wetting temperature fibers and no higher than the softening point until contact is achieved bonding the fibers in the entire volume of the non-woven fabric and finally after taking it out of the chamber and after cooling, the mold is taken apart and the shaped partition is taken out.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób formowania przegrody filtracyjnej wkładów odemglających wykonywanych z włókien. Eksploatowane obecnie w warunkach przemysłowych przegrody filtracyjne odemglaczy, bardzo często wykonywane są z materiału włóknistego na bazie termoplastycznych tworzyw sztucznych lub włókien szklanych. Zmieniające się parametry eksploatacyjne odemglaczy jak: objętościowe natężenie przepływu aerozolu, jego temperatura oraz stężenie rozproszonej fazy ciekłej bardzo często prowadzą do lokalnych zmian struktury przegród filtracyjnych. Objawia się to rozwarstwieniami i miejscowymi rozrzedzeniami włókien na całej grubości warstwy filtracyjnej, co prowadzi do znacznych lokalnych zmian porowatości przegrody i w efekcie powoduje gwałtowne obniżenie skuteczności działania odemglacza. Zjawiska te obserwuje się zarówno w pionowych jak i w poziomych warstwach filtracyjnych. Szczególnie jednak objawia się to w pionowych świecowych wkładach odemglających.The subject of the invention is a method of forming a filter wall of de-gassing cartridges made of fibers. The defogger filter baffles, which are currently used in industrial conditions, are very often made of fibrous material based on thermoplastic plastics or glass fibers. The changing operational parameters of the demister, such as: aerosol volumetric flow rate, its temperature and the concentration of the dispersed liquid phase very often lead to local changes in the structure of the filtration walls. It is manifested by delamination and local thinning of the fibers along the entire thickness of the filter layer, which leads to significant local changes in the porosity of the barrier and, as a result, a rapid reduction in the effectiveness of the demister. These phenomena are observed both in vertical and horizontal filter layers. However, it is especially manifested in vertical candle defogging inserts.

Stosowane dotychczas rozwiązania polegają na zespoleniu włókien na drodze igłowania lub też pikowania warstw filtracyjnych. Rozwiązania te w przypadku znacznych zmian parametrów eksploatacyjnych okazały się mało skuteczne.The solutions used so far consist in joining fibers by needling or quilting filter layers. In the case of significant changes in operating parameters, these solutions turned out to be ineffective.

Celem wynalazku jest opracowanie sposobu formowania przegrody filtracyjnej zapewniającej uzyskanie sztywności struktury wewnętrznej przegrody filtracyjnej oraz jej kształtu przy zwiększonych parametrach wytrzymałościowych.The aim of the invention is to develop a method of forming a filtration barrier ensuring stiffness of the internal structure of the filtration barrier and its shape with increased strength parameters.

Sposób według wynalazku polega na tym, że materiałem włóknistym wypełnia się otwartą formę o kształcie i wymiarach przegrody filtracyjnej, następnie formę wygrzewa się objętościowo w temperaturze nie niższej od temperatury zwilżania powierzchniowego włókien i nie wyższej od temperatury mięknienia aż do uzyskania stykowego zespolenia włókien w całej objętości włókniny. Po wyjęciu formy z komory i ostudzeniu rozbiera się formę i wyjmuje ukształtowaną przegrodę. Połączenia pomiędzy poszczególnymi włóknami tworzą się wewnątrz całej objętości warstwy filtracyjnej w trakcie procesu wygrzewania termicznego - punktowo w miejscu styku czyli mostku poszczególnych włókien w warstwie włókniny. Prowadzi to do uzyskania trwałej struktury wewnętrznej przegrody filtracyjnej.The method according to the invention consists in filling an open mold with the shape and dimensions of the filtration barrier with a fibrous material, then the mold is volumetrically annealed at a temperature not lower than the surface wetting temperature of the fibers and not higher than the softening temperature until the fibers are contact-bonded in the entire volume. nonwovens. After the mold is removed from the chamber and cooled down, the mold is disassembled and the shaped partition is removed. The connections between the individual fibers are formed inside the entire volume of the filtration layer during the thermal heating process - pointwise at the point of contact, i.e. the bridge of individual fibers in the nonwoven layer. This leads to a durable structure of the internal filter wall.

W wyniku przeprowadzonych badań okazało się, że przy tak polepszonych parametrach wytrzymałościowych, parametry eksploatacyjne (skuteczność, opory przepływu, własności odciekowe) wytworzonych warstw nie zmieniają się w stosunku do warstw niezgrzewanych. Natomiast trwała struktura wewnętrzna warstwy filtracyjnej powoduje, że jej parametry geometryczne, głównie porowatość nie ulegają zmianom w czasie nawet długich okresów eksploatacji. Oznacza to, że struktura wewnętrzna warstwy filtracyjnej nie podlega rozwarstwieniom, ani miejscowym zagęszczeniom czy też rozszczepieniom - zachowując stałą wartość porowatości geometrycznej w całej jej objętości, nawet przy dużych obciążeniach fazą ciekłą i znacznych wahaniachAs a result of the research, it turned out that with such improved strength parameters, the operating parameters (efficiency, flow resistance, seepage properties) of the produced layers do not change in relation to the non-welded layers. On the other hand, the durable internal structure of the filtration layer means that its geometric parameters, mainly porosity, do not change during even long periods of operation. This means that the internal structure of the filter layer is not subject to delamination, local thickening or splitting - maintaining a constant value of the geometric porosity throughout its volume, even with high loads with the liquid phase and significant fluctuations.

168 308 natężenia przepływu areozolu. Temperatura i czas wygrzewania zależy od rodzaju materiału włókien, ich średnicy, grubości warstwy filtracyjnej. Wygrzewanie można prowadzić w piecu bądź suszarce lub w strudze gorącego powietrza.168 308 aerosol flow rate. The temperature and time of annealing depends on the type of fiber material, their diameter and the thickness of the filter layer. Heating can be carried out in an oven or a dryer or in a stream of hot air.

Zaletą sposobu według wynalazku jest uzyskanie radykalnego wzmocnienia struktury wewnętrznej uzyskanej przegrody, co sprawia, że tak uformowana przegroda filtracyjna jest szczególnie przydatna do zastosowania jej w przemysłowych rozwiązaniach różnego typu odemglaczy.The advantage of the method according to the invention is the achievement of a radical strengthening of the internal structure of the obtained partition, which makes the filter partition formed in this way particularly suitable for use in industrial solutions of various types of demister.

Przedmiot wynalazku uwidoczniony jest w przykładach wykonania, z których przykład I przedstawia technologię wykonywania wkładów odemglających w procesie wygrzewania komorowego, zaś przykład Π technologię wykonywania wkładów odemglających w procesie wygrzewania gazowego.The subject of the invention is illustrated in the examples of embodiments, of which example 1 shows the technology of making defogging cartridges in the chamber heating process, and example Π the technology of making de-fogging cartridges in the gas heating process.

Przykład I. Przeznaczony do zgrzewania wkład filtracyjny umieszczony jest w formie stalowej. Na stożkowy rdzeń formy nawija się odpowiednią ilość zwojów włókniny poliestroakrylonitrylowej Pean. Stożkowy kształt rdzenia ma na celu ułatwienie czynności zdejmowania z niego wkładu po wygrzewaniu. Otrzymaną warstwę zaciska się zewnętrznymi łupkami formy. Ilość zwojów nawiniętej włókniny oraz średnica łupków formy determinują wymiary gabarytowe oraz porowatość świecowego wkładu odemglającego formowanego tą metodą a przy stosowanych średnicach wewnętrznych wkładów 040 mm i 050 mm istnieje możliwość zmian porowatości dla włókniny Pean w zakresie 75 - 95%. Przygotowany wkład umieszcza się w piecu lub suszarce i wygrzewa w temperaturze 155° - 165°C przez okres 2 godzin. Po wyjęciu i ostudzeniu, formę rozkręca się a ukształtowany wkład zsuwa się ze stożkowego rdzenia wewnętrznego. Zamiast rdzenia stalowego stosuje się również wykonany z siatki metalowej lub blachy perforowanej, który na stałe pozostaje wewnątrz wkładu stanowiąc dodatkowy element usztywniający i wykorzystywany także do montażu wkładu w odemglaczu. W czasie eksploatacji stwierdzono zachowanie stałej i jednorodnej struktury wewnętrznej warstwy filtracyjnej ponieważ złączone w procesie wygrzewania włókna nie ulegają przemieszczeniom w polu prędkości strumienia przepływającego aerozolu.Example 1. The filter cartridge to be welded is placed in a steel mold. An appropriate number of rolls of Pean polyester acrylonitrile nonwoven fabric are wound onto the conical mold core. The conical shape of the core facilitates the removal of the insert after annealing. The resulting layer is clamped with the outer mold slates. The number of turns of the wound non-woven fabric and the diameter of the slate of the mold determine the overall dimensions and porosity of the candle defogging cartridge formed with this method, and with the internal diameters of 040 mm and 050 mm cartridges, it is possible to change the porosity of the Pean non-woven fabric in the range of 75 - 95%. The prepared insert is placed in an oven or dryer and heated at the temperature of 155 ° - 165 ° C for 2 hours. After removal and cooling, the mold unscrews and the shaped cartridge slides off the conical inner core. Instead of a steel core, a metal mesh or a perforated sheet is also used, which remains permanently inside the insert, constituting an additional stiffening element and also used for mounting the insert in a demister. During operation, the maintenance of a constant and homogeneous internal structure of the filtration layer was found because the fibers joined in the annealing process are not displaced in the field of aerosol stream velocity.

Przykład II. Duży gabarytowo wkład odemglający zaformowano przeprowadzając wygrzewanie w strudze gorącego powietrza przepływającego przez uformowaną warstwę wkładu wykonaną z włókniny poliestroakrylonitrylowej Pean. Rdzeń wewnętrzny jak i zewnętrzny walec zaciskowy wykonywane są z siatki metalowej lub blachy perforowanej. Obydwa te elementy nie są demontowane po operacji wygrzewania i spełniają rolę konstrukcji nośnej wkładu w odemglaczu. W procesie wygrzewania gazowego stosuje się parametry: temperatura gorącego powietrza 155 - 165°C, czas wygrzewania - 1 godzina.Example II. The large-size demogging cartridge was formed by heating it in a stream of hot air flowing through the molded layer of the cartridge made of Pean polyester acrylonitrile nonwoven fabric. The inner core and outer clamping roller are made of metal mesh or perforated sheet. Both of these elements are not disassembled after an annealing operation and serve as the support structure of the cartridge in the demister. The following parameters are used in the gas heating process: hot air temperature 155 - 165 ° C, heating time - 1 hour.

Proces ten można stosować dla wkładów wykonanych z innych rodzajów włóknin po eksperymentalnym wyznaczeniu parametrów wygrzewania. Formowane tą metodą warstwy wkładów filtracyjnych charakteryzują się znacznie lepszą, jednorodną strukturą wewnętrzną w porównaniu do warstw igłowanych i pikowanych, ponieważ zgrzane włókna nie ulegają przemieszczeniom w polu prędkości strumienia przepływającego aerozolu w czasie eksploatacji odemglaczy.This process can be used for inserts made of other types of nonwovens after experimental determination of the annealing parameters. The layers of filter cartridges formed by this method are characterized by a much better, homogeneous internal structure compared to needle-punched and quilted layers, because the welded fibers do not move in the field of aerosol stream velocity during the operation of defoggers.

168 308168 308

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz Cena 1,50 złPublishing Department of the UP RP. Circulation of 90 copies Price PLN 1.50

Claims

Patent claim

The method of forming the filter barrier of the defogging elements, made of a fibrous material based on thermoplastic plastics or glass fibers by combining the fibers, characterized in that an open form with the shape and dimensions of the filter barrier is filled with the fibrous material, then the form is heated by volume at a temperature not lower than the temperature surface wetting of the fibers and no higher than the softening point until the fibers are brought into contact with the entire volume of the non-woven fabric, and finally, after taking it out of the chamber and cooling it, the mold is disassembled and the shaped partition is removed.