RU16699U1 - Сепарирующий элемент - Google Patents

Abstract

1. Сепарирующий элемент, состоящий из металлического перфорированного цилиндра, внутри которого установлены фильтрующий слой и, как минимум, один водоотталкивающий (сепарирующий) слой, отличающийся тем, что водоотталкивающий слой выполнен из металлической сетки с размером ячеек 50-90 мкм с покрытием из водной фторполимерной суспензии, покрытие производится пневмораспылением или окунанием с последующей сушкой при 200С в течение 1 мин и термообработкой при 400С длительностью 5-7 мин, состав фторполимерной суспензии, мас.%:Сополимер тетрафторэтилена с гексафторпропиленом и/или политетрафторэтилен оксиэтилированный - 14-35Алкилфенол (ПАВ) - 5-10Глицерин - 2-5Углерод - 0-3Вода - Остальное2. Сепарирующий элемент по п.1 с водоотталкивающим слоем, позволяющим отводить электростатическое электричество при прохождении потока электролизующейся жидкости.

Description

в 01 0,25/00,29/12 37/02, 39/00

Сепарирующий элемент

Осипов Олег Петрович Дедов Иван Алексеевич Санников Сергей Георгиевич

Изобретение относится к области очистки не смешивающихся с водой жидкостей от дисперсно - распределенной свободной воды.

Сепарирующий элемент (СЭ) входит в состав фильтра водоотделителя и применяется на последней стадии отделения (сепарации) свободной воды 1, Наиболее актуально применение СЭв технологиях очистки авиационных, дизельных,

автомобильных топлив и ряда органических жидкостей типа ксилол, толуол, четыреххлористый углерод , фреоны ,масла, и т.п..

СЭ, схема которого представлена на фиг.1, представляет собой перфорированный цилиндр из металла (1), внутри которого установлены фильтрующие (2) и, как минимум, один водоотталкивающий (3) слои, закрепленные герметично с дисками (4) и резиновыми уплотнениями по торцам (5) для соединения с проходной системой фильтра - водоотделителя.

Водоотталкивающий слой является основной частью СЭ и представляет собой металлическую сетку с фторполимерным покрытием, обеспечивающим гидрофобные (водоотталкивающие) свойства, поскольку процесс сепарации основан на различиях значений свободной поверхностной энергии воды и жидкости не смешивающейся с ней. При прохождении потока основная фаза с низким значением поверхностной энергии смачивает фторполимерное покрытие и свободно проходит через ячейки сетки, а взвешенные частицы воды ,отличающиеся высокой поверхностной энергией , не.смачивают поверхность фторопласта , скатываются по перегородке, укрупняются и стекают в отстойник. Эффективность сепарации определяется размерами и формой проходных отверстий сетки с покрытием.

Известен способ, по которому водоотталкивающая перегородка , представляющая собой основу с прямыми открытыми порами с фторопластовым покрытием , изготавливается при помощи

нанесения на основу водной суспензии Ф - 4Д то - есть политетрафторэтилена (ПТФЕ) в смеси с этилцеллозольвом при соотношении :

Суспензия ПТФЕ - 40 - 46%мас.

Этилцеллозольв - 7 - 9,5%мас.

Вода - остальное.

Покрытие подсушивается при комнатной температуре, а затем термообрабатывается при 355 - 365 С в течение 30 - 40 мин. В результате получалась пористая перегородка с гидрофобным покрытием, имеюш;ая сквозные отверстия одинакового размера со стороной квадрата 48-58 мкм. 2

Предложенная перегородка при скоростях потока до 9,5 см/сек позволяет отделять капли воды размером более 0,1 мм (ЮОмкм) , что обеспечивает очистку топлива (керосин) от свободной воды до содержания 0,0015%мас. На.фиг.2 приведен вид проходных отверстий сетки с покрытием полученных по способу 2. СЭ с описанной выше водоотталкиваюш;ей перегородкой не позволяет достигать высоких степеней очистки при больших скоростях потока, кроме того, за счет сильной поляризуемости фторопластового покрытия возникает значительное накопление статического электричества на границе раздела между фильтруемой жидкостью и перегородкой, что может привести к возгоранию горючих жидкостей.

Известно, что для получения фторполимерного покрытия с антистатическим эффектом используется способ по которому покрытие наносится из композиции, включаюш;ей водную суспензию политетрафторэтилена (ПТФЕ) и или водную суспензию сополимера тетрафторэтилена с гексафторпропиленом (сп /ТФЕ ГФШ), электропроводящий наполнитель и силикат ш,елочного металла. Состав композиции следующий:

ПТФЕ и или

СП /ТФЕ - ГФП /40-50 % мае.

Элктропроводящий

наполнитель0,5 - 2,0% мае

Силикат натрия0,1 - 0,5% мае.

Водаостальное.

Покрытие наносят распылением или окунанием , сушат при 70 С в течение 10-20 минут и термообрабатывают при 340 - 350 С продолжительностью 30 минут . По этому способу получают покрытие с хорошими антиадгезионными (гидрофобными) и антистатическими свойствами 3. Однако, при использовании такой

композиции для покрытий на сетке с размером ячеек по стороне 50 90 мкм происходит полное перекрытие проходных отверстий ( см. фиг.З)

Современные условия работы СЭ предъявляют высокие требования к их пропускной способности, к скоростям потока фильтруемых жидкостей (более 12 см/сек), к степени очистки от свободной воды (менее 0,0012 %), а также предполагают обеспечение защиты от статического электричества.

Настоящая разработка позволяет достичь этих показателей путем специальной технологии фторполимерного покрытия в которую входят состав композиции для покрытий и способ его формирования.

Задача решается применением в СЭ водоотталкивающего слоя из металлической сетки с размером ячеек 50-90 мкм с покрытием фторполимерной композицией состоящей из :

сп/ТФЕ-ГФШ и или ПТФЕ14-35 %мас.

Оксиэтилированный

алкилфенол (ПАВ)5-10 %мас.

Углерод0-3 %мас.

Глицерин2-5% мае

Водаостальное.

Композиция представляет собой суспензию с размером частиц 0,05 - 5. мкм и наносится на сетку окунанием или пневмораспылением с последующим удалением избытка суспензии и обеспечением равномерности покрытия по всему полю сетки. Подсушка проводится при 200+10 С в течение 1 мин. , термообработка осуществляется при температуре 400+10 С продолжительностью 5-7 мин. В результате получается покрытие с гидрофобными свойствами, обладающее антистатическими характеристиками и позволяющее проводить сепарацию от не смешивающейся с водой жидкостью до концентрации свободной воды менее 0,0012 %мас. при скоростях потока более 12 см/сек. На фиг.4 представлен вид перекрытия ячеек сетки с остаточным проходным отверстием в форму звёздочек и составляющим 20 40 % от первоначального.

Сепарирующий элемент, конструктивно может быть выполнен в различных вариантах: вертикальный или горизонтальный, с прохождением потока изнутри или снаружи водоотталкивающего слоя, с обеспечением при необходимости съема электростатического электричества. Предлагаемая полезная модель позволяет изготавливать сепарирующие элементы различных диаметров в

диапазоне 100 - 200 мм и высотой от 100 до 1200 мм., при этом обеспечиваемая пропускная способность 10 - 100 м.куб./час при давлении очищаемой жидкости до 15 кг/см. В этом диапазоне гарантируется достижение показателей сепарации не смешивающейся с водой жидкости от свободной воды до значений остаточной концентрации менее 0,0012 %мас. при скоростях потока 12-18 см/сек, с условием обводненности на входе в сепарирующий элемент не более 0,05%мас.

Используемые источники

1.Свидетельство RU 13160 U1 , 7В 01 D 25/00, 29/13. 2000г.

Осипов О.П.,Дедов И.А.,Санников С.Г. 2.Авторское свидетельство SU 1063441 А , В 01 D 39/00 , 37/02.1982

Жулдыбин Е.Н., Любимцев Л.Е. и др. 3.Авторское свидетельства SU 1497199 А , С 09 D 3/78,5/20,1989г.

Клинкенберг А.П.,Берлин Г.Б.,Санников С.Г,

Claims (1)

1. Сепарирующий элемент, состоящий из металлического перфорированного цилиндра, внутри которого установлены фильтрующий слой и, как минимум, один водоотталкивающий (сепарирующий) слой, отличающийся тем, что водоотталкивающий слой выполнен из металлической сетки с размером ячеек 50-90 мкм с покрытием из водной фторполимерной суспензии, покрытие производится пневмораспылением или окунанием с последующей сушкой при 200^oС в течение 1 мин и термообработкой при 400^oС длительностью 5-7 мин, состав фторполимерной суспензии, мас.%:
Сополимер тетрафторэтилена с гексафторпропиленом и/или политетрафторэтилен оксиэтилированный - 14-35
Алкилфенол (ПАВ) - 5-10
Глицерин - 2-5
Углерод - 0-3
Вода - Остальное
2. Сепарирующий элемент по п.1 с водоотталкивающим слоем, позволяющим отводить электростатическое электричество при прохождении потока электролизующейся жидкости.