RU2678016C1 - Filtering element - Google Patents
Filtering element Download PDFInfo
- Publication number
- RU2678016C1 RU2678016C1 RU2017146401A RU2017146401A RU2678016C1 RU 2678016 C1 RU2678016 C1 RU 2678016C1 RU 2017146401 A RU2017146401 A RU 2017146401A RU 2017146401 A RU2017146401 A RU 2017146401A RU 2678016 C1 RU2678016 C1 RU 2678016C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- plasma
- particles
- membrane
- polymer particles
- filter element
- Prior art date
Links
- 238000001914 filtration Methods 0.000 title abstract description 23
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 70
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 56
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 38
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 38
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 35
- 239000004699 Ultra-high molecular weight polyethylene Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229920000785 ultra high molecular weight polyethylene Polymers 0.000 claims abstract description 7
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 4
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 20
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 17
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 13
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 7
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 6
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 6
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical class O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 claims description 3
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims description 3
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 abstract description 16
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 abstract description 5
- 239000012530 fluid Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 18
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 4
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 description 3
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 2
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 2
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004705 High-molecular-weight polyethylene Substances 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- COUNCWOLUGAQQG-UHFFFAOYSA-N copper;hydrogen peroxide Chemical compound [Cu].OO COUNCWOLUGAQQG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011133 lead Substances 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D27/00—Cartridge filters of the throw-away type
- B01D27/08—Construction of the casing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/14—Ultrafiltration; Microfiltration
- B01D61/18—Apparatus therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
- B01D63/06—Tubular membrane modules
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к фильтрационному оборудованию, а именно к конструкциям фильтрующих элементов, фильтров и может быть использовано для очистки воды, технических, пищевых и других жидкостей.The invention relates to filtration equipment, and in particular to the design of filter elements, filters and can be used to purify water, industrial, food and other liquids.
Известно устройство для очистки жидкости от механических частиц [Патент РФ №2225744, МПК B01D 27/00. Фильтрующий патрон для устройств обработки воды с гравитационной подачей. Опубл. 20.03.2004]. Устройство содержит трубчатый корпус, крышку с отверстием и днище. Трубчатый корпус устройства способен удалять из воды частицы размером не менее 3-4 мкм.A device for cleaning liquids from mechanical particles is known [RF Patent No. 2225744, IPC B01D 27/00. Filter cartridge for water treatment devices with gravity feed. Publ. 03/20/2004]. The device comprises a tubular body, a cover with a hole and a bottom. The tubular body of the device is capable of removing particles of at least 3-4 microns in size from water.
Недостатками известного технического решения являются относительно низкая эффективность очистки воды от механических частиц, солей тяжелых металлов и растворенных в воде комплексов железа, марганца, алюминия, меди, свинца, хрома, кадмия, цинка, фтора, мышьяка, свободного хлора.The disadvantages of the known technical solutions are the relatively low efficiency of water purification from mechanical particles, salts of heavy metals and complexes of iron, manganese, aluminum, copper, lead, chromium, cadmium, zinc, fluorine, arsenic, and free chlorine dissolved in water.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является фильтрующий элемент [Патент РФ №2148679, МПК 7С23С 14/20, Фильтрующий элемент и способ его изготовления. Опубл. 10.05.2000]. Фильтрующий элемент содержит пористую трубчатую подложку, днище и крышку с отверстием. Пористая трубчатая подложка состоит из термически спеченных частиц сверх высокомолекулярного полиэтилена. На ее внешней поверхности расположена однослойная фильтрующая мембрана.Closest to the claimed technical solution is a filter element [RF Patent No. 2148679, IPC 7C23C 14/20, Filter element and method for its manufacture. Publ. 05/10/2000]. The filter element contains a porous tubular substrate, a bottom and a cover with a hole. The porous tubular support consists of thermally sintered particles in excess of high molecular weight polyethylene. A single-layer filter membrane is located on its outer surface.
Недостатками известного технического решения являются невозможность очистки жидкостей от механических частиц размером меньше 0,1 мкм, относительно низкая степень очистки жидкости от растворенных примесей.The disadvantages of the known technical solutions are the inability to clean liquids from mechanical particles with a size of less than 0.1 microns, the relatively low degree of purification of the liquid from dissolved impurities.
Задача технического решения состоит в исключении указанных недостатков, а именно, в обеспечении очистки воды и других жидкостей от механических частиц размером от 0,05 до 0,1 мкм и увеличении эффективности очистки жидкости от растворенных примесей.The objective of the technical solution is to eliminate these drawbacks, namely, to ensure the purification of water and other liquids from mechanical particles ranging in size from 0.05 to 0.1 microns and to increase the efficiency of cleaning liquids from dissolved impurities.
Технический результат - повышение тонкости очистки жидкости от механических примесей и эффективности очистки жидкости от растворенных примесей.EFFECT: increased fineness of liquid purification from mechanical impurities and efficiency of liquid purification from dissolved impurities.
Для достижения технического результата в фильтрующем элементе, содержащем пористую трубчатую подложку, спеченную из полимерных частиц и фильтрующую мембрану, на торцах пористой трубчатой подложки установлены крышка с отверстием и днище, предлагается:To achieve a technical result, in the filter element containing a porous tubular substrate sintered from polymer particles and a filtering membrane, a cap with a hole and a bottom is installed at the ends of the porous tubular substrate, it is proposed:
- на поверхности полимерных частиц выполнить покрытие;- on the surface of the polymer particles to perform a coating;
- на внешней поверхности пористой трубчатой подложки нанести подстилающую плазмохимическую мембрану;- apply an underlying plasmochemical membrane on the outer surface of the porous tubular substrate;
- на поверхности подстилающей плазмохимической мембраны расположить фильтрующую мембрану.- place a filter membrane on the surface of the underlying plasma-chemical membrane.
В частных случаи исполнения фильтрующего элемента предлагается:In special cases, the performance of the filter element is proposed:
- размер полимерных частиц обеспечить в диапазоне от 50 до 180 мкм;- the size of the polymer particles to provide in the range from 50 to 180 microns;
- отношение эквивалентных диаметров сквозных пор пористой трубчатой подложки и подстилающей плазмохимической мембраны выдержать, по меньшей мере, равным 10;- the ratio of the equivalent diameters of the through pores of the porous tubular substrate and the underlying plasma-chemical membrane withstand at least 10;
- отношение эквивалентных диаметров сквозных пор подстилающей плазмохимической и фильтрующей мембран обеспечить, по меньшей мере, равным 50;- the ratio of the equivalent diameters of the through pores of the underlying plasmochemical and filter membranes to ensure at least equal to 50;
- покрытие на полимерных частицах выбрать с температурой плавления больше 1000°С и выполнить из сорбционно-активных плазменных частиц размером в диапазоне от 0,0035 до 0,007 мкм или сформировать из их плазмохимических нитридных, оксидных или оксинитридных частиц;- choose a coating on polymer particles with a melting point greater than 1000 ° C and make from sorption-active plasma particles with a size in the range from 0.0035 to 0.007 μm or form from their plasma-chemical nitride, oxide or oxynitride particles;
- покрытие на полимерных частицах выбрать с температурой плавления не более 1100°С и выполнить из каталитически активных плазменных частиц меди, олова или висмута размером в диапазоне от 0,0055 до 0,0085 мкм или сформировать из их плазмохимических оксидов;- choose a coating on polymer particles with a melting point of not more than 1100 ° C and make from catalytically active plasma particles of copper, tin or bismuth with a size in the range from 0.0055 to 0.0085 μm or form from their plasma-chemical oxides;
- полимерные частицы с покрытием из сорбционно-активных и каталитически активных плазмохимических частиц смешать по массе, по меньшей мере, в соотношении 1:1.- polymer particles coated with sorption-active and catalytically active plasma-chemical particles to mix by weight, at least in a ratio of 1: 1.
Сущность технического решения пояснена фиг. 1 и 2, где на фиг. 1 и 2 представлены соответственно продольное осевое и поперечное сечения фильтрующего элемента.The essence of the technical solution is illustrated in FIG. 1 and 2, where in FIG. 1 and 2 show, respectively, the longitudinal axial and cross sections of the filter element.
На фиг. 1 и 2 приняты следующие позиционные обозначения: 1 - днище; 2 - крышка; 3 - отверстие; 4 - подстилающая плазмохимическая мембрана; 5 - пористая трубчатая подложка; 6 - фильтрующая мембрана.In FIG. 1 and 2, the following reference designations are adopted: 1 - bottom; 2 - cover; 3 - hole; 4 - underlying plasmochemical membrane; 5 - porous tubular substrate; 6 - filtering membrane.
Фильтрующий элемент содержит пористую трубчатую подложку 5, фильтрующую мембрану 6, крышку 2 с отверстием 3, днище 1, покрытие и подстилающую плазмохимическую мембрану 4.The filter element contains a porous
Пористая трубчатая подложка 5 спечена из полимерных частиц.The porous
Пористая подложка 5 имеет объемную пористость от 40 до 55 об. %. Объемная пористость определена двойным взвешиванием жидкости перед и после пропускания ее через пористую трубчатую подложку 5. Диаметр пор пористой трубчатой подложки 5 измеряют, в частности, по методу определения точки пузырька мембран по дистиллированной воде или спирту. [Мембраны полимерные. Метод определения точки пузырька плоских мембран, ГОСТ Р 50516-93]. Экспериментально установлено, что пористая трубчатая подложка 5, спеченная из полимерных частиц при температурах от 160 до 180°С, имеет максимальную объемную пористость и прочность, 5 обладает высокой стойкостью в агрессивных средах (коррозионной стойкостью) и возможностью эксплуатации при низких температурах (высокой морозостойкостью) и температурах до 80±5°С.The
Полимерные частицы из сверхвысокомолекулярного полиэтилена с молекулярной массой 1,5⋅106 г/моль с увеличением температуры не переходит в вязко текучее состояние, что дает возможность переработки их в пористые материалы.Polymer particles of ultra-high molecular weight polyethylene with a molecular weight of 1.5 × 10 6 g / mol with an increase in temperature do not go into a viscous flowing state, which makes it possible to process them into porous materials.
Наиболее распространенным методом получения высокопористого материала является процесс термического спекания полимерных частиц сверхвысокомолекулярного полиэтилена, в процессе которого образуется пористый материал, обладающий физико-химическими и механическими свойствами, приближающимися к свойствам компактного (беспористого) сверхвысокомолекулярного полиэтилена. Процесс спекания полимерных частиц в виде пористых трубчатых подложек 5 проводят на воздухе в электропечах.The most common method for producing highly porous material is the process of thermal sintering of polymer particles of ultra-high molecular weight polyethylene, during which a porous material is formed that has physicochemical and mechanical properties that are close to the properties of compact (non-porous) ultra-high molecular weight polyethylene. The process of sintering polymer particles in the form of porous
На торцах пористой трубчатой подложки 5 установлены крышка 2 с отверстием 3 и днище 1.At the ends of the porous
Для герметического закрепления крышки 2 с отверстием 3 и днища 1 на торцах пористой трубчатой подложки 5 используют клеи фирмы Henkel или термическую приварку крышки 2 с отверстием 3 и днища 1 при давлении поджатая не более 0,001 МПа. При негерметическом присоединении крышки 2 с отверстием 3 и днища 1 к торцам пористой трубчатой подложки 5 возникают недопустимые течи очищаемой жидкости.For hermetic fastening of the
Покрытие выполнено на поверхности полимерных частиц.The coating is made on the surface of polymer particles.
Подстилающая плазмохимическая мембрана 4 нанесена на внешней поверхности пористой трубчатой подложки 5.The underlying plasma-
Фильтрующая мембрана 6 расположена на поверхности подстилающей плазмохимической мембраны 4.The filtering
Фильтрующую мембрану 6 на поверхности подстилающей плазмохимической мембраны 4 формируют в потоке частиц металлической плазмы размером от 0,005 до 0,01 мкм.The filtering
Возможны три варианта исполнения покрытия на полимерных частицах.Three options for the execution of coatings on polymer particles are possible.
Во-первых, покрытие на полимерных частицах имеет температуру плавления больше 1000°С и выполнено из сорбционно-активных плазменных частиц размером в диапазоне от 0,0035 до 0,007 мкм или сформировано из их плазмохимических нитридных, оксидных или оксинитридных частиц.Firstly, the coating on polymer particles has a melting point of more than 1000 ° C and is made of sorption-active plasma particles in the size range from 0.0035 to 0.007 μm or formed from their plasma-chemical nitride, oxide or oxynitride particles.
Во-вторых, покрытие на полимерных частицах имеет температуру плавления не более 1100°С и выполнено из каталитически активных плазменных частиц меди, олова или висмута размером в диапазоне от 0,0055 до 0,0085 мкм или сформировано из их плазмохимических оксидов.Secondly, the coating on polymer particles has a melting point of not more than 1100 ° C and is made of catalytically active plasma particles of copper, tin or bismuth with a size in the range from 0.0055 to 0.0085 μm or formed from their plasma-chemical oxides.
В-третьих, полимерные частицы с покрытием из сорбционно-активных и каталитически активных плазмохимических частиц смешаны по массе, по меньшей мере, в соотношении 1:1.Thirdly, polymer particles coated with sorption-active and catalytically active plasma-chemical particles are mixed by weight, at least in a ratio of 1: 1.
Другие частные случаи реализации технического решения.Other special cases of the implementation of a technical solution.
Во-первых, размер полимерных частиц соответствует диапазону от 50 до 180 мкм.Firstly, the size of the polymer particles corresponds to a range from 50 to 180 microns.
Во-вторых, отношение эквивалентных диаметров сквозных пор пористой трубчатой подложки и подстилающей плазмохимической мембраны, по меньшей мере, равно 10.Secondly, the ratio of the equivalent diameters of the through pores of the porous tubular substrate and the underlying plasma-chemical membrane is at least 10.
В процессе осаждения потоков частиц плазмы на пористую трубчатую подложку 5 образуется развитая трехмерная поверхность подстилающей плазмохимической мембраны 4. Если толщина подстилающей плазмохимической мембраны 4 не больше 5-7 мкм, то пористость ее не может существенно отличаться от пористости трубчатой подложки 5. Для того чтобы преодолеть это различие требуется учитывать условие совместимости подстилающей плазмохимической мембраны 4 с пористой трубчатой подложкой 5. Выполнение условия достигается, когда отношение эквивалентного диаметра сквозных пор пористой трубчатой подложки 5 и подстилающей плазмохимической мембраны 4, составляет, по меньшей мере, не более 15, причем эквивалентный диаметр сквозных пор подстилающей плазмохимической мембраны 4, должен не превышать 0,5 мкм. Этот результат получен экспериментальным путем.In the process of deposition of plasma particle flows on a porous
Пористая трубчатая подложка 5, спеченная из полимерных частиц без функциональных покрытий на них, гидрофобная, т.е. обладает повышенным гидравлическим сопротивлением. В этом случае подстилающая плазмохимическая мембрана 4 будет иметь эквивалентный диаметр сквозных пор существенно больше 0,5 мкм.The porous
Пористая трубчатая подложка 5, спеченная из полимерных частиц с функциональными покрытиями на ней, гидрофильная, т.е. обладает пониженным гидравлическим сопротивлением. Наличие на полимерных частицах функциональных покрытий создает дополнительное условие достижения отношения эквивалентных диаметров сквозных пор подстилающей плазмохимической 4 и фильтрующей 7 мембраны до значения не менее 50.The porous
В-третьих, отношение эквивалентных диаметров сквозных пор подстилающей плазмохимической 4 и фильтрующей 6 мембран, по меньшей мере, равно 50.Thirdly, the ratio of equivalent diameters of the through pores of the underlying plasma-
Выполнение условия совместимости фильтрующей мембраны 6 с подстилающей плазмохимической мембраной 4 определено составом металлической плазмы и значениями параметров режима нанесения фильтрующей мембраны 6: вакуум в рабочей камере вакуумно-дуговой установки, тип инертного газа в ней, ток дуги, величина напряжения между катодом и анодом и др. Температура и время нахождения фильтроэлемента в рабочей камере определены экспериментально с максимальной точностью, т.к. не соблюдение их значений приводит к невыполнению условия совместимости, равное 50.The fulfillment of the compatibility condition of the filtering
Мембранный фильтрующий элемент очищает жидкость следующим образом.The membrane filter element purifies the liquid as follows.
Поток очищаемой жидкости поступает на поверхность фильтрующей мембраны 6, которая задерживает механические частицы. Очищенная от механических частиц жидкость проходит через подстилающую плазмохимическую мембрану 4, которая обеспечивает доставку жидкости с растворенными примесями на поверхность пористой трубчатой подложки 5. Сорбционно-активное покрытие на полимерных частицах захватывает примеси, растворенные в очищаемой жидкости. Присутствие полимерных частиц с покрытием из каталитически активных частиц совместно с частицами с покрытием из сорбционно-активных частиц интенсифицирует процесс очистки жидкости от растворенных примесей. Очищенная от механических и растворенных примесей жидкость через крышку 2 с отверстием 3 поступает потребителю.The flow of the cleaned fluid enters the surface of the
Пример конкретного исполнения мембранного фильтрующего элемента.An example of a specific implementation of the membrane filter element.
Пористая трубчатая подложка 5 спечена из полимерных частиц сверх высокомолекулярного полиэтилена марки GUR 4120 с молекулярной массой 1⋅106 - 8⋅106 г/моль. Трубчатая пористая подложка имеет эквивалентный диаметр полимерных частиц равный 165±15 мкм, эквивалентный диаметр сквозных пор равный 5±1,5 мкм, объемную пористость равную 55,0±7,0 об. %, массу равную 470±21 г. Габариты пористой трубчатой подложки 5: высота 250,0±1,0 мм, внешний диаметр 70,0±0,5 мм, внутренний диаметр 40,0±0,5 мм.The porous
Общая поверхность покрытия в пористой трубчатой подложке 5 составляет 1,5⋅105±103 см2.The total surface of the coating in the porous
Крышка 2 выполнена из полиэтилена марки 21506-000 диаметром 70,0±1,0 мм, толщиной 3,0±0,1 мм. Отверстие 3 имеет диаметр 25 мм с резьбой 
Днище 1 изготовлено из полиэтилена марки 21506-000 диаметром 70,0±1,0 мм, толщиной 3,0±0,1 мм, включает шестигранную выемку под торцевой ключ.The
Покрытие на полимерных частицах выполнено из смеси сорбционно-активных и каталитически активных плазмохимических частиц диоксида титана размером 0,0055±0,0015 мкм и частиц диоксида меди размером 0,007±0,0015 мкм соответственно.The coating on polymer particles is made of a mixture of sorption-active and catalytically active plasma-chemical particles of titanium dioxide with a size of 0.0055 ± 0.0015 μm and particles of copper dioxide with a size of 0.007 ± 0.0015 μm, respectively.
Подстилающая плазмохимическая мембрана 4 выполнена из плазмохимических частиц нитрида алюминия, эквивалентный диаметр которых составляет 0,01±0,005 мкм. Подстилающая плазмохимическая мембрана 4 имеет толщину равную 15,0±4,0 мкм, объемную пористость равную 13,0±4,0 об. % и эквивалентный диаметр сквозных пор не более 0,5 мкм.The underlying plasma-
Отношение эквивалентных диаметров сквозных пор пористой трубчатой подложки 5 и подстилающей плазмохимической мембраны 4 равно 10.The ratio of the equivalent diameters of the through pores of the porous
Фильтрующая мембрана 6 выполнена из плазменных частиц титана, эквивалентный диаметр которых составляет 0,006±0,001 мкм. Толщина фильтрующей мембраны 6 равна 7,0±1,0 мкм, объемная пористость равна 10,0±3,0 об. %, эквивалентный диаметр сквозных пор фильтрующей мембраны 6 не более 0,05 мкм.The
Отношение эквивалентных диаметров сквозных пор подстилающей плазмохимической 4 и фильтрующей 6 мембраны равно 50.The ratio of equivalent diameters of the through pores of the underlying plasma-
Отношение эквивалентных диаметров сквозных пор пористой трубчатой подложки 5 и фильтрующей мембраны 6 равно 500.The ratio of the equivalent diameters of the through pores of the porous
В таблице приведены результаты очистки питьевой воды фильтроэлементами I и II, содержащими подстилающую плазмохимическую мембрану 4 из нитрида алюминия и фильтрующую мембрану 6 из титана:The table shows the results of drinking water purification by filter elements I and II, containing the underlying plasma-
В очищенной фильтроэлементами I и II питьевой воды концентрация растворенных примесей уменьшена в 215 (для меди), 285 (для свинца) и 38 (для кадмия) раз. Скорость очистки питьевой воды от растворенных примесей фильтроэлементом I должна быть не больше 27,3 л/ч, т.к. при увеличении ее не происходит максимально эффективная очистка от растворенных в воде примесей меди, свинца и кадмия.In drinking water purified by filter elements I and II, the concentration of dissolved impurities is reduced by 215 (for copper), 285 (for lead) and 38 (for cadmium) times. The rate of purification of drinking water from dissolved impurities by filter element I should be no more than 27.3 l / h, because with an increase in it, the most efficient purification of copper, lead and cadmium impurities dissolved in water does not occur.
Скорость фильтрации фильтроэлементом II, при которой происходит максимально эффективная очистка от растворенных в воде примесей меди, свинца и кадмия, возрастает до значения 70,7 л/ч, т.е. увеличение производительности фильтроэлемента II в сравнении с фильтроэлементом I составляет 2,6.The filtration rate of filter element II, at which the most effective purification of impurities of copper, lead and cadmium dissolved in water occurs, increases to a value of 70.7 l / h, i.e. the increase in the performance of the filter element II in comparison with the filter element I is 2.6.
Таким образом, тонкость и скорость очистки воды от механических и растворенных примесей повышаются соответственно в 2,0 и 2,6 раз.Thus, the fineness and speed of water purification from mechanical and dissolved impurities increase by 2.0 and 2.6 times, respectively.
Рассматриваемое техническое решение позволяет очистить жидкость от частиц размером до 0,05 мкм и повысить эффективность очистки жидкости от растворимых примесей.The considered technical solution allows you to clean the liquid from particles up to 0.05 microns in size and increase the efficiency of cleaning the liquid from soluble impurities.
Claims (9)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017146401A RU2678016C1 (en) | 2017-12-28 | 2017-12-28 | Filtering element |
| EA201900156A EA036614B1 (en) | 2017-12-28 | 2018-12-21 | Filtering element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017146401A RU2678016C1 (en) | 2017-12-28 | 2017-12-28 | Filtering element |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2678016C1 true RU2678016C1 (en) | 2019-01-22 |
Family
ID=65085046
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017146401A RU2678016C1 (en) | 2017-12-28 | 2017-12-28 | Filtering element |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EA (1) | EA036614B1 (en) |
| RU (1) | RU2678016C1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1994000618A1 (en) * | 1992-06-23 | 1994-01-06 | Higher Vacuum Ind Co., Ltd. | Process for laminating metal for emi-blocking over plastic |
| RU2148679C1 (en) * | 1999-03-25 | 2000-05-10 | Закрытое акционерное общество "Обнинский центр естественных наук и технологий" | Filter member and method of its manufacture |
| RU174088U1 (en) * | 2016-12-27 | 2017-10-02 | Акционерное Общество "БВТ БАРЬЕР РУС" | Filter element for drinking water purification |
| RU2635617C1 (en) * | 2016-12-23 | 2017-11-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" | Method of filtration material production |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2282153T3 (en) * | 1999-12-08 | 2007-10-16 | Baxter International Inc. (A Delaware Corporation) | PROCEDURE FOR THE MANUFACTURE OF A MICROPOROUS FILTER MEMBRANE. |
| BR112013025989B1 (en) * | 2011-04-13 | 2021-02-02 | 3M Innovative Properties Company | macroporous filtration membrane and infusion equipment for the administration of infusion solutions |
-
2017
- 2017-12-28 RU RU2017146401A patent/RU2678016C1/en active
-
2018
- 2018-12-21 EA EA201900156A patent/EA036614B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1994000618A1 (en) * | 1992-06-23 | 1994-01-06 | Higher Vacuum Ind Co., Ltd. | Process for laminating metal for emi-blocking over plastic |
| RU2148679C1 (en) * | 1999-03-25 | 2000-05-10 | Закрытое акционерное общество "Обнинский центр естественных наук и технологий" | Filter member and method of its manufacture |
| RU2635617C1 (en) * | 2016-12-23 | 2017-11-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" | Method of filtration material production |
| RU174088U1 (en) * | 2016-12-27 | 2017-10-02 | Акционерное Общество "БВТ БАРЬЕР РУС" | Filter element for drinking water purification |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EA201900156A3 (en) | 2020-01-31 |
| EA036614B1 (en) | 2020-11-30 |
| EA201900156A2 (en) | 2019-10-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Zhang et al. | Nanowire-haired inorganic membranes with superhydrophilicity and underwater ultralow adhesive superoleophobicity for high-efficiency oil/water separation | |
| JP4607634B2 (en) | Ceramic filter | |
| Li et al. | Hierarchical rough surfaces formed by LBL self-assembly for oil–water separation | |
| CN101249389B (en) | Metallic filtering film with antisymmetric structure and method of preparing the same | |
| Eum et al. | Superhydrophobic and superoleophilic nickel foam for oil/water separation | |
| US10682612B2 (en) | Metal coated polymembrane and method of electrofiltration and electrosorption using a metal coated polymembrane | |
| US20150014243A1 (en) | Inorganic Phase Separation Membrane and the Application Thereof in Oil-Water Separation | |
| JPWO2008010452A1 (en) | Ceramic filter | |
| CN103157328A (en) | PM 2.5 micropore ceramic filtering element and preparation technology | |
| RU2678016C1 (en) | Filtering element | |
| CN106582295B (en) | Piezoelectric ceramic filter membrane and application device | |
| TWI647336B (en) | Preparation method of composite porous structure and composite porous structure | |
| JP2003230823A (en) | Ceramic filter and water purifying method | |
| US10358263B2 (en) | Ultra-high purity storage and dispensing of liquid reagents | |
| CN103935957A (en) | Net-shaped film with micro holes and preparation method | |
| JPH02229531A (en) | Fluid transfer device with electric energy utilized therefor | |
| RU2519076C2 (en) | Membrane filter element for aggressive fluids | |
| RU2579713C2 (en) | Method of producing of filtration material | |
| EP4168165A1 (en) | Composite filter media | |
| RU2424083C1 (en) | Method of producing filtration material | |
| RU2635617C1 (en) | Method of filtration material production | |
| KR101881639B1 (en) | Method for manufacturing supreamphiphilic surface and oil sepatrator | |
| CN102935318A (en) | Application of waterproof filter element to respirator | |
| JP2005097699A (en) | Tubular porous member | |
| RU155458U1 (en) | FILTER FOR CLEANING DRINKING WATER CONTAINING IRON |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20190624 Effective date: 20190624 |