RU2636719C2 - Method of manufacture of membrane filter, and also method of coating with subsequent sealing of surface layer of parts and device for their implementation - Google Patents
Method of manufacture of membrane filter, and also method of coating with subsequent sealing of surface layer of parts and device for their implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2636719C2 RU2636719C2 RU2016149487A RU2016149487A RU2636719C2 RU 2636719 C2 RU2636719 C2 RU 2636719C2 RU 2016149487 A RU2016149487 A RU 2016149487A RU 2016149487 A RU2016149487 A RU 2016149487A RU 2636719 C2 RU2636719 C2 RU 2636719C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ions
- membrane filter
- manufacture
- electrolyte
- kinetic energy
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к микроструктурным технологиям и может быть применено в медицине, химии, молекулярной биологии и оптике, а также к области поверхностного упрочнения изделий, которые работают в условиях изнашивания при высоких нагрузках, и может быть использовано в машиностроении, где необходимы улучшенные качества изделий путем создания однородного упрочненного слоя с равномерным распределением шероховатости поверхности и прочностных характеристик, а также к покрытию их другими металлами для предохранения изделий от воздействия окружающей среды, например кислорода.The invention relates to microstructural technologies and can be applied in medicine, chemistry, molecular biology and optics, as well as to the field of surface hardening of products that work under conditions of wear at high loads, and can be used in mechanical engineering, where improved product quality is required by creating homogeneous hardened layer with a uniform distribution of surface roughness and strength characteristics, as well as coating them with other metals to protect products from impact Ia environment, for example oxygen.
Одним из средств выделения и разделения частиц (например, белков, нуклеиновых кислот, клеток и субклеточных структур) являются мембранные фильтры. Мембранные фильтры представляют собой пористые перегородки с микронными и субмикронными порами, через которые проходит фильтруемая среда под действием перепада давления или концентрации (диффузия), а частицы, размер которых больше размера пор, остаются на перегородке.Membrane filters are one way to isolate and separate particles (e.g., proteins, nucleic acids, cells, and subcellular structures). Membrane filters are porous septa with micron and submicron pores through which the filtered medium passes under the influence of pressure or concentration (diffusion), and particles larger than pore size remain on the septum.
Наиболее распространенные мембранные фильтры получают из эфиров целлюлозы (нитратов и ацетатов) по сложной технологии. Определенным образом приготовленные коллоидные растворы эфиров целлюлозы наносят тонким слоем на гладкую подложку, в определенном режиме испаряют растворители, и при этом получается мелкосетчатая структура. Характеристики этой структуры зависят от состава исходных растворов и режима испарения. Таким образом, получают мембраны с размерами пор 10-100 нм (для ультрафильтрации), 1-10 нм (для нанофильтрации), 0,1 нм (для обратного осмоса). Мембраны, изготовленные этим способом, с порами размером менее 0,1 мкм, используемые для удаления мельчайших частиц из воды, от крупных органических молекул до ионов растворенных веществ, имеют незначительное проходное сечение, относительно высокое гидравлическое сопротивление (например, рабочее давление обратного осмоса 1-10 МПа (10-100 атм)), и поэтому для обеспечения заданной производительности требуются большие площади фильтрации. Поры имеют неправильную форму и большой разброс размеров пор, из-за чего такие мембраны более подходят для очистки сред от нано- и микрочастиц, нежели как сита (сито - это фильтр, с которого можно и легко отделить осадок, извлеченный из фильтруемой среды - жидкости, газа), т.к. частицы в значительной степени застревают в более крупных ячейках сетки.The most common membrane filters are obtained from cellulose ethers (nitrates and acetates) using a complex technology. In a certain way, the prepared colloidal solutions of cellulose ethers are applied in a thin layer on a smooth substrate, the solvents evaporate in a certain mode, and a fine-mesh structure is obtained. The characteristics of this structure depend on the composition of the initial solutions and the evaporation mode. Thus, membranes with pore sizes of 10-100 nm (for ultrafiltration), 1-10 nm (for nanofiltration), 0.1 nm (for reverse osmosis) are obtained. Membranes made in this way, with pores smaller than 0.1 μm in size, used to remove the smallest particles from water, from large organic molecules to ions of dissolved substances, have a small cross section, relatively high hydraulic resistance (for example, operating pressure of reverse osmosis 1- 10 MPa (10-100 atm)), and therefore, to ensure a given performance, large filtration areas are required. Pores have an irregular shape and a large scatter in pore sizes, which is why such membranes are more suitable for cleaning media from nano- and microparticles than as sieves (a sieve is a filter from which it is possible to easily separate sediment extracted from a filtered medium - liquid gas), as particles get stuck to a large extent in larger mesh cells.
Известен способ создания упрочненного поверхностного слоя на деталях из металлических сплавов и композиционных материалов (см. патент RU №2218425), включающий создание высокоскоростного потока плазмы или газа, подачу в него порошкообразного материала, при этом высокоскоростной поток плазмы или газа и порошкообразного материала направляют на поверхность под острым углом, исключающим адгезию порошкообразного материала с упрочняемой поверхностью и обеспечивающим отражение частиц порошка от упрочняемой поверхности, а в состав порошка вводят частицы из одного или нескольких материалов, образующих антиадгезионную композицию с материалом упрочняемой детали. Недостатком указанного способа является то, что высокоскоростной поток плазмы, несущий значительную тепловую энергию, способен изменять поверхность обрабатываемой детали.A known method of creating a hardened surface layer on parts made of metal alloys and composite materials (see patent RU No. 22218425), including the creation of a high-speed plasma or gas stream, the supply of powder material into it, while a high-speed stream of plasma or gas and powder material is directed to the surface at an acute angle, eliminating the adhesion of the powdered material with a hardened surface and providing reflection of the powder particles from the hardened surface, and introducing into the composition of the powder m particles of one or more materials forming the anti-adhesion composition with a hardenable material parts. The disadvantage of this method is that a high-speed plasma stream that carries significant thermal energy is able to change the surface of the workpiece.
Целью изобретения является возможность изготовления одним устройством мембранного фильтра, покрытие деталей с последующим уплотнением их поверхностного слоя.The aim of the invention is the possibility of manufacturing a membrane filter with one device, coating parts with subsequent compaction of their surface layer.
Указанная цель достигается тем, что электролит, перемещаясь по замкнутому контуру (траектории) последовательно проходит электролизную, где происходит отделение ионов металла от анода в электролит, и разделительную, где происходит разделение ионов от электролита камеры, причем положительные ионы металла или ионы смеси нескольких металлов при перемещении их от анода до заготовки для увеличения их кинетической энергии разгоняются суммарным магнитным полем, при этом регулируя значение вектора напряженности суммарного магнитного поля, устанавливаем требуемую кинетическую энергию ионов металла, способных согласно запасенной ими кинетической энергии производить слоевое покрытие токопроводящей или изоляционной заготовки с последующим уплотнением слоевого покрытия, а также с помощью электрического статического поля, вектор напряженности которого направлен параллельно оси, производить пробой плоскостной заготовки для изготовления мембранного фильтра. Для нейтрализации ионов при обработке токонепроводящих заготовок на обрабатываемых поверхностях устанавливается металлическая сетка, электрически связанная с катодом, толщина которой не превышает толщины покрываемого слоя. При изготовлении мембран сетка устанавливается с тыльной стороны с некоторым минимальным зазором от заготовки. Для равномерного поверхностного покрытия объемных заготовок или трубчатых мембран они имеют возможность осевого вращения. При плоскостной обработке заготовок они имеют возможность плоскостного перемещения. При плоскостной обработке заготовок обрабатываемая поверхность может находится под заданным углом по отношению к траектории перемещения ионов.This goal is achieved by the fact that the electrolyte, moving along a closed circuit (trajectory) sequentially passes the electrolysis, where there is a separation of metal ions from the anode into the electrolyte, and the separation, where the separation of ions from the electrolyte of the chamber, with positive metal ions or ions of a mixture of several metals at moving them from the anode to the workpiece to increase their kinetic energy are accelerated by the total magnetic field, while adjusting the value of the intensity vector of the total magnetic field, we adjust the required kinetic energy of metal ions, capable of layer coating the conductive or insulating blanks according to the kinetic energy stored by them, followed by densification of the layer coating, and also using an electric static field, the intensity vector of which is directed parallel to the axis, to breakdown a flat blank for manufacturing a membrane filter. To neutralize ions during processing of non-conductive billets, a metal grid is installed on the treated surfaces, electrically connected to the cathode, the thickness of which does not exceed the thickness of the coated layer. In the manufacture of membranes, the mesh is installed on the back with some minimum clearance from the workpiece. For uniform surface coating of bulk blanks or tubular membranes, they have the possibility of axial rotation. When planing workpieces, they have the ability to planar movement. During planar workpiece processing, the surface to be treated may be at a predetermined angle with respect to the ion trajectory.
На фиг. 2 представлена электрическая схема работы электрохимической камеры. Подача выпрямленного импульсного напряжения на анод 1 и катод 2 происходит с помощью диода D1. При этом выделение положительных ионов с анода в электролит происходит за счет энергии электрического поля в период времени t1-t2, в течение которого действует электрическое поле. Ускорение ионов в электролизной камере происходит в период времени t2-t1 с помощью магнитного поля, которое образуется с помощью тока, проходящего через диод D2. При этом плотность энергии магнитного поля должна исключать их катодную нейтрализацию. Для этого используется излучатель электромагнитной энергии согласно патенту RU №2605053.In FIG. 2 shows an electrical diagram of the operation of an electrochemical chamber. The rectified impulse voltage is supplied to the
На фиг. 1 изображено устройство, реализующее поставленные цели. Оно содержит электролизную камеру 9, которая одновременно служит в качестве разгонной, где располагаются излучатели электромагнитной энергии 3. Электролизная камера образована анодом 1 и катодом 2, имеющими цилиндрические коаксиально расположенные поверхности. Причем катод расположен в электролизной камере, а анод заканчивается в области 12 обрабатываемой заготовки 13, в качестве которой может служить тонкая гибкая токопроводящая или изоляционная перекручиваемая лента, плоскость которой может располагаться как под прямым углом относительно оси устройства, так и под другим заданным углом. В области 12 с целью увеличения мощности электромагнитной разгонной энергии располагаются дополнительные магнитные излучатели 3. Для увеличения пробивной способности ионов за обрабатываемой заготовкой 13 может размещаться электрод 14, имеющий, например, форму металлической сетки, электрически связанный с катодом 2. За электролизной камерой располагаются камера разделения 11 и разгонная камера 2. Внутри цилиндрического катода расположен ступенчатый вал 5, имеющий возможность с помощью подшипников 7 кругового вращения. К утолщенному концу вала, расположенному в камере разделения 11, закреплены лопасти 4. Вдоль оси ступенчатого вала имеется канал 6 подачи сжатого воздуха. Камера разделения 11 через отверстия 8 связана с токонепроводящей полостью 10 приема электролита. Таким образом при вращении вала 5 связанные с ним лопасти 4 за счет центробежной силы через отверстия 8 перемещают электролит в полость 10, откуда он снова попадает в электролизную камеру 9, замыкая процесс подачи электролита в электролизную камеру 9. Давление воздуха, подаваемого через канал 6 в разгонную камеру, способствует увеличению прохождения электролита в полостью.In FIG. 1 shows a device that implements its goals. It contains an
Работа устройства заключается в том, что для изготовления мембранного фильтра устанавливаем за счет регулирования напряженностей электрического и магнитного полей, скорости передвижения заготовки требуемое качество фильтра, после чего приступаем к серийному изготовлению мембранных фильтров.The operation of the device lies in the fact that for the manufacture of a membrane filter, we establish, by adjusting the electric and magnetic fields, the speed of movement of the workpiece, the required filter quality, and then proceed to the serial production of membrane filters.
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016149487A RU2636719C2 (en) | 2016-12-15 | 2016-12-15 | Method of manufacture of membrane filter, and also method of coating with subsequent sealing of surface layer of parts and device for their implementation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016149487A RU2636719C2 (en) | 2016-12-15 | 2016-12-15 | Method of manufacture of membrane filter, and also method of coating with subsequent sealing of surface layer of parts and device for their implementation |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2016149487A RU2016149487A (en) | 2017-06-02 |
RU2636719C2 true RU2636719C2 (en) | 2017-11-27 |
Family
ID=59031694
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016149487A RU2636719C2 (en) | 2016-12-15 | 2016-12-15 | Method of manufacture of membrane filter, and also method of coating with subsequent sealing of surface layer of parts and device for their implementation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2636719C2 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4802942A (en) * | 1985-06-27 | 1989-02-07 | Mitsubishi Rayon Co., Ltd. | Method of making multilayer composite hollow fibers |
RU2218425C2 (en) * | 2001-02-21 | 2003-12-10 | Чудинов Борис Анатольевич | Method of forming hardened surface layer on parts made from metal alloys and composite materials |
RU2239490C2 (en) * | 2002-12-25 | 2004-11-10 | Закрытое акционерное общество "Плазмофильтр" | Membrane-sorption element and a method of its production |
WO2005039743A2 (en) * | 2003-10-23 | 2005-05-06 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Nanoporous filter or support membrane and method for production therof |
RU2356607C1 (en) * | 2007-10-16 | 2009-05-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тольяттинский государственный университет" | Membrane-sorption filter and method of making it |
-
2016
- 2016-12-15 RU RU2016149487A patent/RU2636719C2/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4802942A (en) * | 1985-06-27 | 1989-02-07 | Mitsubishi Rayon Co., Ltd. | Method of making multilayer composite hollow fibers |
RU2218425C2 (en) * | 2001-02-21 | 2003-12-10 | Чудинов Борис Анатольевич | Method of forming hardened surface layer on parts made from metal alloys and composite materials |
RU2239490C2 (en) * | 2002-12-25 | 2004-11-10 | Закрытое акционерное общество "Плазмофильтр" | Membrane-sorption element and a method of its production |
WO2005039743A2 (en) * | 2003-10-23 | 2005-05-06 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Nanoporous filter or support membrane and method for production therof |
RU2356607C1 (en) * | 2007-10-16 | 2009-05-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тольяттинский государственный университет" | Membrane-sorption filter and method of making it |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2016149487A (en) | 2017-06-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104057163A (en) | Gas film shielding superfine electrolytic processing method and special device thereof | |
RU2470089C1 (en) | Method of making molybdenum-carbon-copper coatings on copper contact surfaces | |
RU2636719C2 (en) | Method of manufacture of membrane filter, and also method of coating with subsequent sealing of surface layer of parts and device for their implementation | |
Kim et al. | Deburring drilled holes in CFRP composites with large pulsed electron beam (LPEB) irradiation | |
CN101928922B (en) | Arc evaporation source actively controlling arc spot and equipment using same | |
CN105039830B (en) | The tape casting preparation of metal and ceramic gradient material in alternating magnetic field | |
CN107999908B (en) | Manufacturing method of micro-pit array | |
CN106757263B (en) | A kind of metal surface nanosecond pulse plasma prepares the solution and preparation method of nano particle | |
Kalinina et al. | Influence of the degree of deaggregation of YSZ nanopowders in suspension on the process of electrophoretic deposition | |
Yakovin et al. | Integral cluster set-up for complex compound composites syntesis | |
EP0318441A2 (en) | Apparatus and process for the deposition of a thin layer on a transparent substrate, in particular for the manufacture of sheets of glass | |
Palaniswamy et al. | Performance of magnetized tool in electrochemical micromachining on scrapped alloy wheel matrix composite | |
RU2497601C1 (en) | Method of plasma-chemical treatment of electrochemical catalyst caron carrier | |
RU2464354C1 (en) | Formation method of tungsten-carbon-copper coatings on copper contact surfaces | |
RU2017104501A (en) | METHOD FOR MAKING A MEMBRANE FILTER, AND ALSO METHOD FOR COATING WITH THE FOLLOWING SEALING OF THE SURFACE LAYER OF THE PARTS AND DEVICE FOR THEIR IMPLEMENTATION | |
Jing et al. | Micro Machining by Wire-Preposed Jet Electrochemical Machining | |
CN201762437U (en) | Electric arc evaporation source for actively controlling arc spots and device using same | |
KR101304989B1 (en) | Manufacturing method of zirconia particle incorporated coating layer on titanium implant | |
Al Anbouri et al. | Effect of electrolyte concentration during solution plasma on copper nanoparticle size | |
US10128091B2 (en) | Filter apparatus for arc ion evaporator used in cathodic arc plasma deposition system | |
RU2802692C1 (en) | Method for producing tungsten-titanium-cobalt hard alloy from powders obtained by electroerosive dispersion of t5k10 alloy waste in water | |
RU2802693C1 (en) | Method for producing tungsten-titanium-cobalt hard alloy from powders obtained by electroerosive dispersion of t5k10 alloy waste in kerosene | |
Kunar et al. | Generation of Microtextured Characteristics using Maskless Electrochemical Micromachining | |
SATULU et al. | Deposition of fluorinated polymer films onto track-etched membrane surface | |
EP0032709B1 (en) | Apparatus and method for the (patterned) coating of a substrate by cathodic sputtering and use thereof |