PL172113B1 - © OPIS PATENTOWY ©PL ©172113 ©B1 Numer zgłoszenia 300720 ©) Data zgłoszenia 15.10.1993 IntCl" B01D 39/16 A62B 23/00 Sposób wytwarzania rurowych włókninowych struktur filtracyjnych - Google Patents

Abstract

1 Sposób wytwarzania rurowych włókninowych struktur filtracyjnych z tworzywa sztucznego, za pomocą głowicy generującej, które to włókna odbiera się na rdzeniu podczas ruchu posuwisto-zwrotnego rdzenia względem głowicy, znamienny tym, ze tworzywo termoplastyczne w fazie ciekłej ładuje się za pomocą pola elektrycznego w izolowanej elektrycznie głowicy (1) bądź wykonanej z materiału stanowiącego izolator elektryczny, a wytworzone włókna z głowicy (1) pod wpływem ciśniema ciekłego tworzywa sztucznego, spolaryzowane elektrycznie wyciąga się 1 rozciąga poprzez oddziaływanie elektrostatyczne włókien i przeciwnie usytuowanej elektrody (7) przy różnicy potencjałów me mniejszej niz 1 kV.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania rurowych włókninowych struktur filtracyjnych, przeznaczonych do mechanicznego usuwania niepożądanych zanieczyszczeń z cieczy.

Dobrane parametry przestrzenne filtra zapewniająjego odpowiednią skuteczność filtracyjną oraz pyłochłonność. Zależnie od stężenia zanieczyszczeń oraz rozkładu wielkości cząstek fazy stałej obecnych w cieczy, filtr rurowy powinien mieć odpowiednią porowatość oraz średnicę włókien tworzących porowatą strukturę. Dla usuwania cząstek o polidyspersyjnym rozkładzie średnic cząstek zawiesiny, parametry robocze filtra są utrzymywane przez stosowanie struktur wielowarstwowych o zmiennej porowatości.

Znany sposób wytwarzania rurowych włókninowych struktur filtracyjnych polega na nawijaniu na perforowany rdzeń metalowy przędzy bawełnianej. Filtr taki posiada silnie niejednorodną strukturę, a ponadto bawełna jest higroskopijną i przy dłuższej eksploatacji ulega rozkładowi.

Znany inny sposób wytwarzania filtrów rurowych z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Ameryki Płn. nr 4 594 202, polega na tym, że włókna polimerowe wytłoczone z formy rozwłókniającej odbiera się na walec formujący, gdzie są schładzane i dalej schłodzone włókna odbiera się na powiązane z walcem wrzeciono, na którym poprzez dodatkowe zgniatanie formuje się włókninową strukturę filtracyjną o odpowiedniej porowatości.

Znany z polskiego opisu patentowego nr 167 283 inny sposób wytwarzania filtrów rurowych polega na tym, że strukturę porowatą z wókien syntetycznych formuje się przez spajanie włókien polipropylenowych za pomocą mostków spajających w procesie termicznego formowania filtra w temperaturze od 120°C do 350°C w odległości od 50 mm do 300 mm od głowicy wytwarzającej włókna. W procesie wytwarzania filtra utrzymuje się stałe wielkości

172 113 włókien w przekroju poprzecznym filtra i porowatości powyżej 50%, zaś powierzchnię włókien w procesie termicznego wytwarzania filtra modyfikuje się przez przepuszczanie przez pole elektryczne w wyładowaniu 'koronowym oraz wprowadza się sorbent, tworząc strefy sorbcji aktywne chemicznie lub biologicznie.

Sposób według wynalazku polega na tym, ze tworzywo termoplastyczne w fazie ciekłej ładuje się za pomocą pola elektrycznego w izolowanej elektrycznie głowicy, bądź wykonanej z materiału stanowiącego izolator elektryczny, a wytworzone włókna z głowicy pod wpływem ciśnienia ciekłego tworzywa sztucznego spolaryzowane elektrycznie wyciąga się i rozciąga poprzez oddziaływanie elektrostatyczne włókien i przeciwnie usytuowanej elektrody przy różnicy potencjałów nie mniejszej niż 1 kV.

Korzystne jest, jeśii wyciąganie elektrostatyczne wspomaga się poprzez strugi gorącego powietrza, które prowadzi się za pomocą kierownic u wylotu dyszy, oraz jeśli w procesie wytwarzania włókien zmienia się w sposób ciągły lub skokowy różnicę potencjałów pomiędzy elektrodami i przeciwelektrodą, a ponadto jeśli w procesie wytwarzania włókien wytwarza się mikropęknięcia powierzchniowe ułatwiające łączenie się włókien w warstwie filtracyjnej, tworząc sztywną strukturę filtracyjną. Dogodne jest również jeśli w procesie wytwarzania włókien na przeciwelektrodę nakłada się rdzeń z porowatego materiału lub perforowany, stanowiący nośnik struktury filtracyjnej, na który nakłada się włókninową strukturę filtracyjną.

Sposób zgodnie z wynalazkiem pozwala uzyskać włókna o wysokiej gęstości liniowej ładunku i dużej skuteczności filtracji Ponadto w procesie wytwarzania włókien uzyskano włókna o równomiernych wymiar ach oraz polepszono bezpieczeństwo pracy, jak również dzięki skokowej zmiany różnicy potencjałów elektrycznych otrzymano płynną lub skokową zmianę porowatości warstwy filtracyjnej.

Przykład stosowania sposobu jest bliżej objaśniony w oparciu o rysunek przedstawiający urządzenie do wytwarzania włókien w ujęciu schematycznym. Urządzenie do wytwarzania struktur filtracyjnych, zawiera głowicę 1 wykonaną z materiału ceramicznego, wewnątrz której w komorze 2 umieszczona jest pierwsza elektroda 3 oraz druga elektroda 4 tzw pomocnicza. Głowica 1 zakończona jest dyszą 1^Z, poniżej której umieszczone są kierownice 5 gorącego powietrza. Elektroda 3 i elektroda 4 podłączone są do zasilacza 6.

Naprzeciw dyszy 1' usytuowany jest wałek obrotowy, stanowiący przeciwelektrodę 7. przeciwnie spolaryzowaną w stosunku do elektrod 3, 4. Wlot głowicy 1 połączony jest z wytłaczarką 8 ciekłego tworzywa sztucznego, który stanowi polimer·.

Sposób wytwarzania włókien polega na tym, ze stopiony polimer podaje się z wytłaczarki do głowicy 1 pod ciśnieniem. W komorze 2 głowicy 1 polimer ładuje się elektrycznie poprzez wytworzenie pola elektrycznego za pomocą elektrod 3, 4 połączonych z zasilaczem 6. Włókna wytworzone w dyszy głowicy odbiera się na obracający się wałek stanowiący przeciwelektrodę 7 umieszczoną w regulowanej odległości pod głowicą 1. Przeciwelektrodę 7 stanowi metalowy wałek cylindryczny o potencjale elektrycznym przeciwnym do elektrod 3,4. Na przeć lwelektrodzie 7, przed rozpoczęciem wytwarzania włókniny filtracyjnej, nakłada się rdzeń wykonany z perforowanej rurki, stanowiący nośnik struktury filtracyjnej. Dodatkowo włókna wydmuchuje się z głowicy 1 za pomocą kierownic 5 i rozciąga przez przepływające gorące powietrze w postaci stożka powietrznego płynącego od głowicy 1 do przeciwelektrody 7. Średnicę włókien wytwarzanych w głowicy 1 reguluje się przez zmianę natężenia przepływu powietrza, jego temperaturę oraz przez regulację różnicy potencjałów pomiędzy elektrodą 3,41 przeciwelektrodą 7 Ładunek jednoimienny jaki otrzymują włókna, powoduje zmianę powierzchni włókien w postaci mikropęknięć. Włókna o takiej strukturze powierzchniowej odbiera się na przeciwelektrodzie 7 przed całkowitym skrystalizowaniem się. Mikropęknięcia na powierzchni włókien powodują łatwość łączenia się włókien między sobą i tworzenie trwałej oraz sztywnej struktury o dużej porowatości. Przez stosowanie płynnej lub skokowej zmiany różnicy potencjałów elektrycznych w granicach od 10 do 2 kV, oraz zmianę przepływu i temperatury powietrza, która wynosiła 280°C. jak również zmianę odległości pomiędzy głowicą 11 przeciwelektrodą 7, która wynosi 180 mm, reguluje się porowatość struktury filtracyjnej, otrzymując ciągłą lub warstwową strukturę Równomierny rozkład włókniny uzyskuje się przez stosowanie względnego posuwistego po4

172 113 przecznego ruchu głowicy 1 względem przeciwelektrody 7. Grubość warstwy reguluje się pizez regulację czasu odbioru włókien.

T T <~r i z r L·· o i \z> ί-j OA\.(AI ia struktura trójwarstwowa miała w warstwie wewnętrznej (przy rdzenia) średnicę włókna około i pm i porowatości 60%, zaś warstwa środkowa o średnicy włókien około 5 pm miała porowatość 15% i warstwa zewnętrzna o średnicy włókien 12 pm miała porowatość 90%. Włókna we wszystkich warstwach jak i pomiędzy warstwami połączone były cienkimi mostkami tworzącymi sztywną strukturę filtracyjną.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 2,00 zł

Claims (5)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wytwarzania rurowych włókninowych struktur filtracyjnych z tworzywa sztucznego, za pomocą głowicy generującej, które to włókna odbiera się na rdzeniu podczas ruchu posuwisto - zwrotnego rdzenia względem głowicy, znamienny tym, ze tworzywo termoplastyczne w fazie ciekłej ładuje się za pomocą pola elektrycznego w izolowanej elektrycznie głowicy (1) bądź wykonanej z materiału stanowiącego izolator elektryczny, a wytworzone włókna z głowicy (1) pod wpływem ciśnienia ciekłego tworzywa sztucznego, spolaryzowane elektrycznie wyciąga się i rozciąga poprzez oddziaływanie elektrostatyczne włókien i przeciwnie usytuowanej elektrody (7) przy różnicy potencjałów nie mniejszej niż 1 kV.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, ze wyciąganie elektrostatyczne włókien wspomaga się poprzez strugi gorącego powietrza, które prowadzi się za pomocą kierownic (5) u wylotu dyszy (1').
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, ze w procesie wytwarzania włókien zmienia się w sposób ciągły lub skokowy różnicę potencjałów pomiędzy elektrodami (3, 4) i przeciwelektrodą (7).
4. 4. Sposób według zastrz. 1. znamienny tym. ze w procesie wytwarzania włókien wytwarza się mikropęknięcia powierzchniowe ułatwiające łączenie się włókien w warstwie filtracyjnej, tworząc sztywną strukturę filtracyjną.
5. 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w procesie wytwarzania włókien na przeciwelektrodę (7) nakłada się rdzeń z porowatego materiału lub perforowany, stanowiący nośnik struktury filtracyjnej, na który nakłada się włókninową strukturę filtracyjną.