Фильтрующий элемент, способ изготовления фильтрующего элемента и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к производству патронных .фильтров с гофрированными мембранными фильтрующими элементами. Фильтрующий элемент состоит из центральной пористой трубки, гофрированной UL торы, расположенной в перфорированном корпусе, каждый торец которого размещен в обойме полимера торцовых крышек. На концах центральной пористой трубки и перфорированного корпуса предусмотрены наружные кольцевые канавки. Фильтрующий элемент изготавливается по способу, включающему размещение гофропакета вокруг центральной пористой трубки в перфорированном корпусе, герметизацию элемента путем заливки его краев при формировании торцовых крышек. Для формирования предварительно на центральной порисгой трубке выполняют одну или более компенсационную канавку, а формование обеих торцовых крышек осуществляют одновременно в герметичных полостях, создавая противодавление газом. Способ осущестсляется при помощи устройства, которое включает матрицы с направляющими пальцами , перемещающимися навстречу друг к другу в соосных гильзах. Матрицы имеют отверстия для ввода жидкого материала торцовых крышек. Направляющие пальцы и край наружной стенки полости матриц выполнены в виде конуса. Кроме того, для ввода уплотняющей среды матрицы снабжены осевыми каналами, а гильзы - коническимм отверстиями. 3 с. и 3 з,п. ф-лы, 5 ил. сл с о тсвюяй

(2 ) 18.01,91 (4 ) 30,08.93. Бюл. ¹32 (71) Краснодарское проектно-конструкторс ое бюро по проектированию оборудован я для производства пластических масс и синтетических смол (7 ) Ю. П. Мусьяченко и Г. Г. Горев (7 3) Ю. П. Мусьяченко . (56) Авторское свидетельство СССР

1230631, кл. В 01 D 27/06, 1984.

Авторское свидетельство СССР

698634, кл. В 01 0 27/06, 1978. () ФИЛЬТРУЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ, СПОСОБ

ГОТОВЛЕНИЯ ФИЛЬТРУЮЩЕГО ЭЛЕЕНТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕВЛЕНИЯ

) Изобретение относится к производству тронных .фильтров с гофрированными мбранными фильтрующими элементами, ильтрующий элемент состоит из центр льной пористой трубки, гофрированной торы, расположенной в перфорированном к рпусе, каждый торец которого размещен в обойме полимера торцовых крышек. На пеофорированного корпуса предусмотрены наружные кольцевые канавки. Фильтрующий элемент изготавливается по способу, включающему размещение гофропакета вокруг центральной пористой трубки в перфорированном корпусе, герметизацию элемента путем заливки его краев при формировании торцовых крышек. Для формирования предварительно на центральной порис...ой трубке выполняют одну или более компенсационную канавку, а формование обеих торцовых крышек осуществляют одновременно в герметичных полостях, создавая противодавление газом. Способ осущестляется при помощи устройства, которое включает матрицы с направляющими палоцами, перемещающимися навстречу друг к другу в соосных гильзах. Матрицы имеют отверстия для ввода жидкого материала торцовых крышек. Направляющие пальцы и край наружной стенки полости матриц выполнены в виде конуса. Кроме того, для ввода уплотняющей среды матрицы снабжень осевыми каналами, а гильзы — коническим 1 отверстиями. 3 с. и 3 з,п, ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к производству ильтрующих элементов, в частности, патр нных, используемых для мембранной о истки жидкостей, к технологии их изготовл ния и устройствам для проведения этого т хнологического процесса,.а более конкреетно, процесса герметизации торцовых час ей изготавливаемого элемента.

Цель изобретения — повышение качества агерметизации фильтрующего элемента и с окращение времени íà его изготовление.

На фиг, 1 изображен фильтрующий элемент, разрез; на фиг. 2 — разрез А — А на фиг.

1; на фиг. 3 — фильтрующий элемент, установленныйй в фил ьтродержателе; на фиг. 4— устройство для изготовления фильтрующего элемента в разрезе (рабочее положение: элемент зажат направляющими пальцами ма:— риц, гильзы образуют герметичную полость вокруг элемента); на фиг, 5 — устройство в разрезе после формования торцовых крышек (фильтрующий элемент изготовлен), 1837936

Фильтрующий элемент"для очистки технологических сред включает центральную пористую трубку 1. На центральной трубке

1 расположена мембранная гофрированная штора 2, состоящая из полимерной мембраны 3 и опорой сетки 4, начало и конец которых соединены посредством сварных швов.

Все эти детали размещены в перфорированном корпусе 5 и имеют одинаковую длину, Торцы собранной заготовки расположены в объеме полимера торцовых крышек 6 и 7 и представляют собой одно целое. На концах центральной пористой трубки 1 и перфорированного корпуса 5 выполнены наружные кольцевые канавки соответственно 8 и 9, внутренняя поверхность 10 конусов трубки и наружная поверхность 11 корпуса выполнены конусными. Поверхность 10 на центральной трубке 1 предназначена для установки фильтрэлемента в фильтродержателе и для установки заглушки. В наружных канавках 8 и 9 выполнено несколько радиальных отверстий 12, в каждое из которых в процессе формования торцовых крышек 6 и 7 заходит раствор полимера, который впоследствии, застывая, образует радиальные штыри, препятствующие проворачиванию торцовых крышек, Продольному смещению торцовых крышек по длине. фильтрэлемента препятствуют наружные кольцевые канавки 8 и 9, Таким образом, конструкция позволяет получить фильтрующий элемент высокого качества за счет наружной герметизации его деталей ме>кду собой, а также в сборе с фильтродержателем. Торцовые крышки 6 и 7 снабжены кольцевым буртиком. 13 для приварки уплотняющих адаптеров, заглушек или сварки элементов друг с другом. Конусная поверхность 10 позволяет избежать применения резиновых уплотнительных колец, выполнения канавок под эти кольца; а также наличия присоединительной резьбы, т, е. значительно упрощает узел присоединения элемента к фильтродержателю. На концах центральной пористой трубки 1 выполнены компенсационные канавки 14, причем при значительной длине трубки канавок может быть выполнено несколько, Фил ьтрующий элемент работает следующим образом, В торцовые отверстия фильтрующего элемента вставляют конусы соединительных деталей фильтродержателя 15, который соединен с системой очистки (фиг, 3), причем один конец элемента должен быть заглушен. Затем очищаемую технологическую среду (жидкость, газ) подают на наружную поверхность фильтрующего элемента. Очистка происходит при прохождении техноло50 перфорированного корпуса 5 охватывается конусом полости матриц. При этом полости цен.ральной пористой трубки 1 и перфорированного корпуса 5 герметично замыкаются при помощи взаимодействия

55 запирающих средств (конус направляющих пальцев 22 и 23 — внутренний конус 10; конус полости матрицы — наружный конус 11).

Одновременно центрируются по оси все детали заготовки фильтрующего элемента и выравниваются их торцы за счет упругой

45 гической среды через мембрану 3. Полученный фильтрат по центральной пористой трубке 1 через фильтродержатель поступает к потребителю. В случае необходимости можно к буртику 13 основного фильтрующего элемента присоединить любые дополнительные элементы фильтровальной системы.

Устройство для изготовления заявляемого фильтрующего элемента (фиг. 4) включает две горизонтально расположенные и обращенные друг к другу матрицы 16 и 17, размещенные в соосных гильзах 18 и 19.

Торец каждой матрицы, обращенный друг к другу, имеет полости 20 и 21 (фиг, 5), выполненные в форме торцовой крышки фильтрующего элемента, В матрицах 16 и 17 предусмотрены также направляющие пальцы 22 и 23 с наружной конической поверхностью, эквидистантной внутренней поверхности 10 центральной пористой трубки 1 (фиг. 1). Матрицы 16 и 17 имеют радиальные каналы 24 и 25 для подачи раствора полимера и осевые кана lbl 26 и 27 для подвода инертного газа. Причем все эти каналы сообщены с полостями 20 и 21 соответственно. В гильзах 18 и 19 также предусмотрено по одному коническому отверстию 28 и 29 для контактирования с литьевой машиной и отверстия 30 и 31 для подачи сжатого инертного газа. Гильзы 18 и 19 установлены с возможностью перемещения в передней и задней бабках 32 и 33, закрепленных на общем основании 34, на котором установлены приводные двигатели 35 для осуществления возвратно-поступательного движения матрицы и гильзы. Для создания герметичности матрицы 16 и 17 уплотнены в гильзах при помощи уплотнительных манжет 36 стандартного типа.

Устройство работает следующим образом.

Заготовку фильтрующего элемента размещают по оси между матрицами 16 и 17.

Матрицы синхронно перемещаются навстречу друг другу при помощи автономного привода и своими направляющими пальцами 22 и 23 входят во внутренний конус 10 центральной трубки 1, а наружный конус 11

1837936

20 з н с и э л ч к н . д п

30 тся хорошая формуемость крышек и 35

45

55 о д формации стенки компенсационной кан вки 14, которая в случае отклонения размеров деталей выбирает зазоры, После э ого уплотненные относительно поверхнос и матриц гильзы 18 и 19 синхронно переещаются вдоль оси до смыкания друг с д, угом. При этом отверстия 24 и 25 на матр цах совмещаются с коническими отверс иями 28 и 29 нэ гильзах. Таким образом, готовка фильтрующего элемента заключев полость, образованную гильзами, и ентрирована по оси. Далее производят оцесс формирования торцовых крышек емента,.Создают противодавление в пости гильз путем подайи инертного газа рез отверстия 30 и 31 в гильзах и осевые налы 26 и 27 в матрицах. При этом давлее газа должно быть равным или меньшим вления впрыска расплава формуемого лимера, Далее одновременно в выемки и 21 обеих матриц производят впуск расора полимера через радиальные каналы и 25 и конические отверстия 28 и 29 на г льзах, в которые вставляется мундштук 36 тьевого устройства, После подачи расплаполимера плавно повышают давление ертного газа в полости до величины, прешающей давление впуска раствора. ледствие этого происходит одновремене формование торцовых крышек в заытые матрицы эластичным пуансоном, ль которого выполняет сжатый газ. Далее оисходит полимеризация расплава полера также под давлением, чем обеспечидежная герметизация мест соединения талей фильтрэлемента. После полимериции торцовых крышек сбрасывают давлее газа, отводят в исходное положение обе льзы и матрицы, готовый фильтрующий емент удаляется из зоны формовая и цикл повторяют. Причем при повтоющихся циклах формования торцовых

ышек в момент подачи газа под давленинеизбежно удаляютсяиз отверстий 24 и матриц 16 и 17 оставшиеся от предыдуй формовки литники. Готовый фильтруюй элемент отправляют на промывку и ш ку.

Способ реализуется следующим обрам. °

Фильтрующие элементы диаметром 72 и длиной 250 мм выполнялись из следуих материалов: центральная пористая бка 1 из полиэтилена, перфорированный рпус 5 из полиэтилена, опорная сетка 4 и мбрана из капрона. В качестве материала рмуемых торцовых крышек 6 и 7 испольвался расплав полиэтилена, температура торого 200 — 220 С. Формование проводилось при следующих режимах (пара- . метры давлений подбирались экспериментальным путем).

Пример 1, 5 Давление инертного газа перед формованием, МПа 0,3 — 0,35

Давление впрыска расплава полимера, Mfla 0,35 — 0,4

Давление инертного газа в процессе формования. МПа 0,35 — 0,45

Время изготовления элемента, с 50

Время изготовления одного фильтрующего элемента в прототипе составляет

25 мин, установлено экспериментально.

Пример 2.

Давление инертного ,газа перед формованием, МПа 0,15 — 0,2

Давление впрыска расплава полимера, МПа 0,2 — 0,25

Давление газа в процессе формования, МПа 0,2 — 0,3

Время изготовления фильтровального элемента, с 30

Пример 3.

Давление инертного газа перед формованием, МПа 0,25 — 0,3

Давление впрыска расплава полимера, МПа 0,3 — 0,35

Давление газа в процессе формования, МПа 0,3 — 0,4

Время изготовления фильтровального элемента, с 45

Полученные фильтрующие элементы в количестве 15 шт. подвергались испытанию, при этом брака не обнаружено.

В другом случае торцовые крышки фильтрующих элементов изготавливались из расплава полистирола, температура которого 160 — 170 С. Формовэние проводилось при следующих режимах.

Пример 1.

Давление инертного газа перед формованием, МПа 0,35 — 0,45

Давление впрыска расплава полистирола, МПа 0,4 — 0,5

Давление газа в процессе формовэния, МПа 0,4 — 0,6

Время изготовления фильтрэлемента, с 45

Пример 2. . Давление инертного газа перед формовэ1837936

10

20

30

45

55 нием, МПа - 0,25 — 0,3

Давление впрыска расплава полистирола, МПа 0,3 — 0,35

Давление газа в процессе формования, МПа 0,3 — 0,4

Время изготовления фильтрэлемента, с 50

Пример 3, Давление инертного газа перед формованием, МПа 0,35 — 0,5

Давление впрыска расплава,МПа 0,4 — 0,5

Давление газа в процессе формования, МПа 0,45 — 0,6

Время изготовления элемента, с 30

Эта партия (15 шт.) фильтрующих элементов также была подвергнута испытанию, все элементы соответствовали стандартам, Так, срок службы в водной среде составил

400 — 450 ч, а интервал рабочих давлений

0,3 — 0,4 МПэ (кгс/cM ). Существующие же патронные фильтры имеют срок службы до

300 ч, Заявляемый способ не ограничивается указанными примерами. Формование торцовых крышек возможно проводить также, используя как расплавы, таки растворы других полимеров, например, полиэтилена, полипропилена, полиамида и т. и, Таким образом, значительно сокращено время (с 25 до 1 мин и менее) на изготовление фильтровального элемента (формование торцовых крышек, в объеме полимера которых расположены концы заготовки элемента), при более надежной герметичности соединения его деталей.

Техническое решение имеет следующие преимущества: повышается качество элемента; увеличивается срок службы фильтровал ьного элемента; значительно сокращается время изготовления фильтрэлемента; механизация технологического процесса получения фильтрэлемента; достигается высокая производительность процесса получения; снижается трудоемкость изготовления элемента; повышается надежн ость герм етиза ции.

Формула изобретения

1. Фильтрующий элемент, содержащий центральную пористую трубку с размещенной на ней мембранной гофрированной фильтрующей шторой, заключенной в перфорированный корпус, каждый торец которого размещен в объеме полимера торцевой крышки, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности герметизации фильтрующего элемента, на концах центральной пористой трубки и перфорированного корпуса выполнены наружные кольцевые канавки. при этом внутренняя поверхность концов центральной пористой трубки и наружная поверхность концов перфорированного корпуса выполнены конусными.

2. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что торцевые крышки выполнены с кольцевым буртом.

3. Элемент по и. 1, отл и ч а ю щи и с я тем, что в кольцевых KBHBGKBx трубки и корпуса выполнены радиальные отверстия.

4. Способ изготовления фильтрующего элемента, включающий размещение фильтрующей шторы на центральной пористой трубке с размещением их в перфорированном корпусе и герметизацию торцов последних путем заливки их при формировании торцевых крышек, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения надежности герметизации и сокращения времени изготовления, на центральной пористой трубке выполняют по крайней мере одну

-компенсационную канавку, а формирование крышек осуществляют одновременно в герметичных полостях, предварительно центрируют детали фильтрующего элемента посредством конусов на трубке и корпусе, при этом создают противодавление путем подачи в фильтрующий элемент уплотняющей среды, в качестве которой используют газ.

5. Устройство для изготовления фильтроэлемента, включающее матрицы с выемками, выполненными по форме торцевой крышки, и с направляющими пальцами, отл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности герметизации и повышения производител ьности, устройство снабжено соосно размещенными и обращенными друг к другу гильзами, в которых установле- ны с возможностью перемещения матрицы, при этом гильзы и матрицы имеют отверстия для ввода уплотняющей среды, матрицы выполнены с отверстиями для ввода в их полость жидкого материала для формирования торцевых крышек, а поверхности направляющих пальцев и край наружной поверхности матриц выполнены конусными, 6. Устройство по и. 5; о т л и ч а ю щ е ес я тем, что отверстия в гильзах для ввода уплотняющей среды выполнены коническими.

1837936

1837936

1837936

Я

Щ г5

Составитель Т. Беседина

Техред М.Моргентал Корректор Л. Пилипенко

Тираж Подписное твенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101