SU915891A1

SU915891A1 - Фильтрующий его патрон и способ изготовления элементов 1

Info

Publication number: SU915891A1
Application number: SU792851820A
Authority: SU
Inventors: Albina F Klimovich; Vladimir S Mironov; Pavel V Sysoev
Original assignee: Inst Mekhaniki Metallopolimern
Priority date: 1979-12-14
Filing date: 1979-12-14
Publication date: 1982-03-30

Description

Изобретение относится к технике очистки газа от различных примесей и может быть использовано в пневматических устройствах и системах управления механизмов и машин.

Известен фильтрующий патрон, состоящий из пакета элементов, выполненных в виде шайб из коротких стекловолокон и имеющих в центре круглое отверстие [П

Однако элементы данного фильтрующего патрона не позволяют достаточно эффективно очищать газ, содержащий частицы субмикронных размеров, и имеют относительно высокое аэродинамическое сопротивление.

Известен также фильтрующий патрон, содержащий пакет из последовательно установленных друг за другом чередующихся положительно и отрицательно заряженных элементов, выполненных из диэлектрических волокон [?.3·

Однако данный патрон недостаточно технологичен , обладает низкой себе2

стоимостью и низким аэродинамическим сопротивлением.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ изготовления волокнистого фильт⁵ рующего материала, включающий операции приготовления волокнистого слоя с последующим его уплотнением и термообработкой [3].

Указанный способ характеризуется относительно низкой пористостью получаемого фильтрующего материала, в результате чего фильтр имеет высокое аэродинамическое сопротивление, низкой технологичностью, ограничением в выборе материала.

Цель изобретения - повышение степени очистки газа и уменьшение аэродинамического сопротивления фильтров, а также уменьшение себестоимости фильтров и расширение ассортимента фильтрующих материалов.

Поставленная цель достигается тем. что в Фильтрующем патроне, вы3

полненном в виде пакета из последовательно установленных друг за другом чередующихся положительно и отрицательно заряженных элементов, состоящих из диэлектрических волокон, чередующиеся отрицательно и положительно заряженные элементы разделены незаряженными элементами.

В способе изготовления элементов, включающем приготовление волокнистого слоя с последующим его уплотнением и термообработкой, при изготовлении заряженных элементов используют отходы производства полиэфирных волокон, которые перед уплотнением волокон предварительно обрабатывают водными растворами ионогенных и.неионогенных ПАВ, а после просушки и уплотнения фильтрующий элемент подвергают термохемоэлектретизации»

Кроме того, при изготовлении незаряженных элементов в качестве диэлектрических волокон используют отходы первой стадии производства полиэфирных волокон, которые предварительно перед приготовлением волокнистого слоя промывают водой при 31З-ЗЗЗ К и высушивают. »

На фиг. 1 представлен фильтрующий патрон, сплошной; на фиг. 2 - то же_?с центральным отверстием.

Патрон набирают в виде'пакета из последовательно чередующихся отрицательно 1 и положительно 2 заряженных элементов. Для повышения эффективности работы фильтрующего патрона и снижения его себестоимости заряженные элементы 1 и 2 разделяют незаряженными элементами 3° Сочетание в фильтрующем патроне разноименно заряженных элементов позволяет повысить степень очистки газа за счет улавливания как положительно, так и отрицательно заряженных частиц.

В качестве диэлектрических волокон для изготовления элементов фильтра используют синтетические полиэфирные волокна, в частности отходы лавсанового производства. Для изготовления заряженных элементов волокна предварительно обрабатывают водными растворами ионогенных и неионогенных ПАВ·, затем высушивают и после уплотнения подвергают термохемоэлектретизации.

Совмещение термоэлектретизации с хемоэлектретизацией позволяет получать более высокие значения поверхностей плотности зарядов элементов

915891 4

фильтра - электретов. При пропускании воздуха (газа) с частицами пыли, мелкими каплями влаги иди другой жидкости вблизи электрета или через 5 него эти частицы притягиваются к нему и, таким образом, процесс очистки интенсифицируется, а также увеличивается вероятность улавливания частиц субмикронных размеров. Электре10 тизация элементов фильтра, кроме того, позволяет снизить аэродинами|ческое сопротивление фильтра, так как для улавливания очень мелких частиц не обязательно применять 15 фильтр ультратон кой’структуры, характеризующейся высоким сопротивлением, а можно использовать фильтр более грубой структуры, но заряженный (положительно или отрицательно).

20 Для улучшения процесса электретизации элементов фильтрующего патрона волокна обрабатывают водным раствором ПАВ о

Для изготовления незаряженных эле25 ментов фильтрующего патрона используют первичные отходы производства лавсановых нитей (штапель-3) и корда, т.е. отходов, получаемых на первой стадии производства. В этом 30 случае замасливатели (ПАВ) удаляются простой· промывкой водой при ЗЮ-ЗЗО К, в то время как для отмывки замасливателей с конечных отходов требуется применение моющих средств ₃₅ и более высокая температура воды, а именно 350-380 К.

Регулирование аэродинамического сопротивления фильтрующих элементов можно осуществлять подбором процент40 ного соотношения компонентов фильтрующего элемента или изменением режимов формования»

Пример . Изготовляют фильтрующие элементы цилиндрической формы ⁴⁵ методом прямого прессования. В качестве фильтрующих элементов используют отходы производства лавсанового волокна штапель-3 (диаметр волокна "90 мкм и длина 20 - 100 мм) и корд ⁵⁰ (диаметр единичного волокна 15 мкм, диаметр корда ^600 мкм, длина 3050 мм). Отходы, используемые для изготовления заряженных в последующем элементов фильтрующего патрона, пред55 варительно обрабатывают водным раствором ионогенных и неионогенных ПАВ в соотношении 1:1 при общей концентрации раствора 0,5 - 1%. Электрети915891

зацию фильтрующих элементов производят методом термохемоэлектретизации.

В табл. 1 представлено влияние процентного соотношения компонентов в фильтрующем элементе и различного

сочетания элементов на динамическое сопротивление фильтра (результаты испытания прототипа) при температуре -прессования Т_п = 50°С, давлении прессования Р = 100 кгс/см² й времени выдержки под давлением Τ'= 5 мин.

В табл., 2 приведены данные по влиянию режимов формования на плотность и сопротивление фильтрующих элементов из отходов корда, обработанных ПАВ.

В табл. 3 приведены данные по влиянию поверхностной обработки ПАВ на величину поверхностной плотности заряда фильтрующего элемента (Тэ температура электретизации; Ε$- напряженность поля эле кт ре ти зации; Т'э время выдержки под напряжением;

¢(5 - время охлаждения до комнатной температуры).

Из приведенных результатов экспериментов видно, что применение активирующей добавки приводит к увеличению поверхностной плотности заряда

более чем в 2 раза, При этом снижается температура прессования. С увеличением заряда фильтрующих элементов усиливается кондеромоторное вза5 имодействие их с заряженными и незаряженными частицами микронных и субмикронных размеров, что приводит к повышению степени очистки газа. Плотность и сопротивление фильтруюЮ Щих элементов и фильтра регулируется режимом их формо.вания - с увеличением температуры прессования плотность и сопротивление возрастают. Сопротивление фильтра легко варьи15 руется набором фильтрующих элементов, характеризующихся различными плотностью и сопротивлением. Плотность материала и сопротивление фильтрующего элемента уменьшается с увеличением

20 процентного содержания корда.

Таким образом, фильтрующий патрон

и способ изготовления его элементов создают положительный технико-экономический эффект, обусловленный умень-ι

25 шением аэродинамического сопротивления фильтрата при повышении степени очистки, возможностью утилизации ранее не используемых отходов производства, низкой себестоимостью.

Таблица 1

Характеристика фильтра и его элементов	Толщина элементов, мм	Плотность, г/см^	Сопротивление фильтра, кгс/см^	Сопротивление фильтра на 1 мм его толщины, η кгс/см	Относительное сопротивление фильтра, %
1	2	3	4	- 5	6
1,Элемент № 1 (90% корда + + 10% штапеля-3)	2,0	0,053	0,23	0,115	5,1
2,Элемент № 2 (50% корда + + 50% штапеля)	1,8	0,074	0,40	0,217	9,6
3· Элемент № 3 (10% корда + + 90% штапе-	1,0	0,112	0 ,-35	0,350	15,5
ля) 4 .Элемент Н° 2 + + № 3	1 + 1,8		0,70	0,250	11,1

7

91589'!

8

2

Продолжение табл. 1

1

5. Элемент Ν’

+ № 2 + Ν’

Ί +

3 1+1,82 - 0,80

5

0,167

7,4

Заглушка (закрытый вход фильтра)*

2,25

100

* - за 100%-ное сопротивление принимается сопротивление фильтра с заглушкой.

Таблица 2

3 0,0912

0,55 0,180

Т_П = Ю0°С р = 100 кгс/см^ % = 5 мин

Т„ = 150Πр = 100 кгс/см •ν = 5 МИН

3 0,0995

1,40 0,460

Т_п = 200°С 2,5 0,1080 1,35 0,535

Р =100 кгс/см¹

• ΐ = 5 мин

Таблица 3

Материал элемента	Режим формования	......... Плотность, г/см^	Г...............1 Режим поляризации	Плотносг ь зарядов, нКл/см
1	2	3	4	5
Штапель-3, не обработанный ПАВ	• Р = 100 кгс/см^· η,= 1бо°с ΐ = 5 мин	0,122	Т_Э = 150°С Ед = 10 кВ/см = 30 мин Ъ₀ = 30 мин ''	2,50
Штапель-3, обработанный ПАВ	Р - 100 кгс/см^ Т_п= 25° С V - 5 мин	0,122	Т_э = 150°С Еэ = 10 кВ/см Г_Э = 30 мин = 30 мин	5,70

9

915891

10

Продолжение табл. 3.

1	2	3	4	_1_ 5
Корд, не обработанный ПАВ	Р = 100 кгс/смЯ Т_п= 16О°С ΐ = 5 мин	0,100	Т_? = 150°С Е_э =5 кВ/см ?Э = 30 мин ^0 = 30 мин	2,05
Корд, обработанный ПАВ	Р = 100 кгс/см Т_п= 16О°С ΐ = 5 мин		Т₃ = 150°С Е_э =5 кВ/см 'о'э = 30 мин ΐ'ο = 30 мин	4,01

Claims

Формула изобретения

1. Фильтрующий патрон, содержащий непрерывный пакет из последовательно установленных друг за другом чередующихся положительно и отрицательно заряженных элементов, выполненных из диэлектрических волокон, от-, личающийся тем, что, с целью повышения степени очистки и уменьшения аэродинамического сопротивления, чередующиеся отрицательно и положительно заряженные элементы разделены незаряженными элементами.
2. Способ изготовления незаряженных элементов фильтрующего патрона из диэлектрических волокон, включающий приготовление волокнистого слоя с последующим его уплотнением, о тличающийся тем, что в качестве диэлектрических волокон исполь зуют отходы первой стадии производства полиэфирных волокон, которые предварительно, перед приготовлением

волокнистого слоя, промывают водой при 313-333 К и. высушивают.

За Способ изготовления заряженных элементов фильтрующего патрона из диэлектрических волокон, включающий приготовление волокнистого слоя с последующим его уплотнением, отличающийся тем, что в каче· стве диэлектрических волокон используют отходы производства полиэфирных волокон, которые перед уплотнением предварительно обрабатывают водными растворами ионогенных и неионогенных ПАВ, а после сушки и уплотнения элемент подвергают термохемоэлектретиза ции.