ТКАНЕВЫЙ ФИЛЬТРОВАЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ, В ОСОБЕННОСТИ ДЛЯ ПЛАСТИНЧАТОГО ФИЛЬТРА, И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ
FABRIC FILTRATION ELEMENT FOR, PARTICULARLY PLATE FILTER, AND METHOD OF ITS MANUFACTURE

Область техники
Настоящее изобретение относится к тканевому фильтровальному элементу, в особенности для листового или пластинчатого фильтра, в соответствии с ограничительной частью пункта 1 формулы изобретения.
Уровень техники
Тканевый фильтровальный элемент такого типа содержит первое тканевое полотнище и второе тканевое полотнище, причем оба тканевых полотнища в областях соединения, проходящих параллельно друг другу, соединены между собой таким образом, что между двумя тканевыми полотнищами образованы, по меньшей мере, два кармана, проходящих параллельно друг другу и предназначенных для приема дренажных элементов.
Для фильтрации жидкостей, содержащих твердые включения, известно использование пластинчатых фильтров. Такой пластинчатый фильтр может быть образован фильтровальными пластинами, каждая из которых снабжена множеством удлиненных дренажных элементов, расположенных параллельно рядом друг с другом, На эти расположенные рядом друг с другом удлиненные дренажные элементы натянут тканевый фильтровальный элемент. Он содержит множество расположенных рядом друг с другом параллельных карманов, причем в каждый карман входит один дренажный элемент. Каждый дренажный элемент имеет, по меньшей мере, один продольный канал для отвода жидкости. В качестве примера каждый дренажный элемент может быть выполнен U-образным или лотковым в поперечном сечении.
При работе фильтра создается поток, направленный внутрь тканевого фильтровального элемента. Жидкость проходит насквозь через тканевый фильтровальный элемент через стенки карманов и отводится вдоль продольного канала дренажного элемента. Для отвода жидкости из дренажных элементов возле их торцевых сторон может быть предусмотрена коллекторная труба.
Фильтровальный элемент такого типа известен, например, из патента США №4789474.
Для надежной работы фильтра необходимо, чтобы карманы тканевого фильтровального элемента были изготовлены с большой точностью и имели точные размеры. Если карманы сделаны слишком узкими или выполнены с отклонениями от направления, тканевый фильтровальный элемент не может быть надежно натянут на дренажные элементы. Если же, наоборот, карманы слишком широки, это может ухудшать пропускную способность фильтра. В частности, в этом случае фильтровальная ткань неровно обтягивает каналы в дренажных элементах, и при создании направленного внутрь потока затягивается в канал. В экстремальном случае фильтровальная ткань может даже прижиматься к внутренней стенка канала, так что прекращается надежный отвод жидкости.
Из патента США №4789474 известно изготовление карманов, проходящих параллельно друг другу для приема дренажных элементов, путем сшивания тканевых полотнищ. При этом для выдерживания требуемой точности могут требоваться большие затраты. В особенности необходимо точно позиционировать ткань в процессе сшивания.
Раскрытие изобретения
Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в создании тканевого фильтровального элемента (часто называемого также фильтрующим элементом), в особенности для листового или пластинчатого фильтра, особенно экономичного в изготовлении и особенно надежного в работе.
В соответствии с изобретением решение поставленной задачи достигается за счет создания тканевого фильтровального элемента, обладающего признаками по пункту 1 формулы изобретения. Предпочтительные примеры выполнения изложены в зависимых пунктах.
Предложен тканевый фильтровальный элемент, в особенности для листового или пластинчатого фильтра, содержащий первое тканевое полотнище и второе тканевое полотнище. Оба тканевых полотнища в проходящих параллельно друг другу соединительных областях соединены друг с другом таким образом, что между двумя тканевыми полотнищами образованы, по меньшей мере, два проходящих параллельно друг другу кармана для приема дренажных элементов. Тканевый фильтровальный элемент по изобретению отличается тем, что оба тканевых полотнища вытканы совместно в соединительных областях.
Основная идея изобретения заключается в том, чтобы формировать карманы для приема удлиненных дренажных элементов не по окончании процесса изготовления ткачеством путем последующего сшивания, а отделять боковые стенки карманов друг от друга в процессе ткачества посредством способа изготовления ткани с полостями. Особенность изобретения состоит в том, что тканевый фильтровальный элемент, по меньшей мере, в области карманов ткут заодно, а не формируют карманы путем последующего соединения нескольких тканей.
Под совместным ткачеством обоих тканевых полотнищ в соединительных областях может в особенности подразумеваться, что оба тканевых полотнища в соединительных областях переплетены с помощью, по меньшей мере, одной общей системы нитей. Предпочтительно под этой общей системой нитей имеется в виду система нитей основы. Для особенно экономичного получения тканевого фильтровального элемента в соединительных областях предусмотрена именно общая система нитей.
Тканевый фильтровальный элемент по изобретению с изготовленными ткачеством карманами обеспечивает возможность особенно экономичного изготовления с особенно высокой точностью, так как положение карманов определяется соединительным патроном, и не требуется никакого трудоемкого позиционирования тканевых полотнищ. Высокая точность изготовления важна для того, чтобы при использовании дренажных элементов примерно U-образного профиля обеспечить как хорошую их закладку в карманы, так и достаточное натяжение ткани. При достаточно жестких нитках возможно также обеспечить дренаж в карманах без дренажных элементов. Кроме того, было установлено, что в отличие от сшитых вытканные соединительные области обладают особенно высокой износостойкостью.
Согласно изобретению карманы могут быть выполнены с торцевыми отверстиями, которые могут служить для дренажа, и в особенности для закладки дренажных элементов. Согласно изобретению особенно предпочтительно, что в области торцевых отверстий предусмотрена, по меньшей мере, одна проходящая поперечно карманам удерживающая полоса, в особенности для крепления тканевого фильтровального элемента на коллекторной трубе, проходящей перпендикулярно дренажным элементам. Благодаря этому тканевый фильтровальный элемент может быть особенно простым и надежным образом установлен относительно дренажных элементов.
Эффективность тканевого фильтровального элемента по изобретению может быть повышена за счет того, что число слоев ткани в области карманов больше, в особенности вдвое больше, чем в соединительных областях. В частности, могут быть предусмотрены системы нитей, которые проходят только в области карманов, но не в соединительных областях. Предпочтительно число систем нитей основы в соединительных областях меньше, чем в области карманов, что особенно выгодно, когда соединительные области и карманы проходят в направлении основы. Если же соединительные области и карманы проходят в направлении утка, число систем уточных нитей в соединительных областях может быть меньше, чем в области карманов.
В особенно предпочтительном примере выполнения фильтровальный элемент отличается тем, что он выполнен в области карманов в виде двухслойной ткани и/или в соединительных областях в виде однослойной ткани. Согласно этому примеру выполнения в области карманов могут быть предусмотрены две системы нитей основы и две системы уточных нитей, при этом первая система нитей основы и первая система уточных нитей образуют первый тканевый слой, а вторая система нитей основы и вторая система уточных нитей образуют второй тканевый слой. В противоположность этому в соединительных областях предусмотрены только одна система нитей основы и одна система уточных нитей. Системы нитей, расположенные поперечно карманам, предпочтительно проходят как через области карманов, так и через соединительные области. В соединительных областях они соответствующим образом объединяются в одну систему и переплетаются с общей системой нитей.
Затраты на изготовление могут быть дополнительно снижены за счет того, что соединительные области проходят в направлении основы. В этом случае карманы также ориентированы в направлении основы.
Далее в соответствии с изобретением предусмотрено, что карманы выполнены закрытыми с торцевой стороны в концевой соединительной области, в которой тканевые полотнища соединены друг с другом, в особенности вытканы совместно. За счет этого предотвращается возможность проникновения нефильтрованной суспензии в дренажные элементы с торцевой стороны. Для достижения особенно высокой экономичности и точности эта концевая соединительная область предпочтительно также выполнена путем ткачества. Однако в принципе оба тканевых полотнища могут быть также, например, сшиты или склеены в концевой соединительной области.
Для повышения надежности крепления на коллекторной трубе в предпочтительном примере выполнения предусмотрены две удерживающие полосы, которые в особенности могут быть, по меньшей мере, примерно одинаковыми по площади. При этом предпочтительно первая удерживающая полоса имеет, по меньшей мере, одну общую уточную систему нитей с первым тканевым полотнищем и/или вторая удерживающая полоса имеет, по меньшей мере, одну общую систему нитей со вторым тканевым полотнищем. Обе удерживающие полосы на своих дальних от карманов сторонах могут быть соединены друг с другом, в особенности разъемным образом, с образованием приемного канала, в который может входить коллекторная труба. Поскольку удерживающая полоса имеет общую систему нитей со своим смежным тканевым полотнищем, создается особенно надежное тканое соединение между областями ткани, предназначенными для удерживания, и областями ткани, предназначенными для фильтрации, в результате чего достигается получение особенно прочного тканевого фильтровального элемента.
Далее в предпочтительном примере выполнения, по меньшей мере, одна удерживающая полоса содержит многослойную ткань, которая образована, по меньшей мере, одним сложением ткани, причем многослойная ткань предпочтительно сшита, скреплена скобками и/или скреплена заклепками. За счет достигнутого посредством сложения многослойного выполнения получаются особенно прочные удерживающие полосы, которые могут особенно надежно выполнять функцию удерживания.
Особенно простой в изготовлении и экономичный тканевый фильтровальный элемент достигается за счет того, что многослойная ткань удерживающей полосы содержит, по меньшей мере, одну кромку сложения, которая проходит перпендикулярно соединительным областям.
Особенно точно позиционируемый и, следовательно, надежный тканевый фильтровальный элемент отличается тем, что в особенности в концевой соединительной области предусмотрен карман жесткости для приема удлиненного элемента жесткости, проходящего перпендикулярно карманам. За счет этого фильтровальный элемент может быть сделан более жестким и/или удерживаться на своей дальней от торцевых отверстий стороне.
В соответствии с изобретением особенно надежное функционирование фильтра при надежном разделении карманов может достигаться благодаря тому, что общая плотность нитей, то есть число нитей на единицу площади, в обоих тканевых полотнищах в области карманов ниже, чем в соединительных областях. Далее согласно предпочтительному примеру выполнения число нитей, то есть число нитей на единицу длины, которые проходят параллельно соединительным областям, в соединительных областях больше, чем в отдельных тканевых слоях в области карманов. Это имеет особенное преимущество в том случае, когда число слоев ткани в соединительных областях меньше, чем в области карманов. Другими словами, системы нитей, проходящие поперечно соединительным областям, в соединительной области объединены в одну систему. В этом случае может быть получена особенно однородная ткань.
Согласно изобретению предложен также способ изготовления тканевого фильтровального элемента по изобретению, отличающийся тем, что оба тканевых полотнища изготавливают на одном ткацком станке и на этом же ткацком станке ткут совместно в соединительных областях. За счет этого особенно простым образом может быть получен тканевый фильтровальный элемент, обладающий указанными преимуществами.
Краткий перечень чертежей
Далее со ссылками на прилагаемые чертежи будут подробно описаны предпочтительные примеры осуществления изобретения. На чертежах:
фиг.1 схематично изображает на виде сбоку тканевый фильтровальный элемент по изобретению,
фиг.2 изображает в увеличенном виде в продольном разрезе тканевый фильтровальный элемент по фиг.1 в нижней закрытой области,
фиг.3 изображает в перспективе часть тканевого фильтровального элемента по фиг.1, демонстрируя удерживающие полосы,
фиг.4 схематично изображает в поперечном сечении ткань по фиг.1 в области кармана.
Осуществление изобретения
Тканевый фильтровальный элемент по изобретению в одном из примеров выполнения схематично показан на фиг.1-3. Тканевый фильтровальный элемент образован двумя тканевыми полотнищами 10, 20 по существу прямоугольной формы, из которых на фиг.1 видно только одно тканевое полотнище 10. По существу такое же тканевое полотнище 20 на этом чертеже скрыто за тканевым полотнищем 10.
Как показано на фиг.1-3, оба тканевых полотнища вытканы совместно в соединительных областях 5, 5', 5”. На фиг.1 показано восемь таких соединительных областей, но для наглядности позициями обозначены только три из них. Соединительные области 5, 5', 5” проходят параллельно друг другу и параллельно продольным кромкам прямоугольных тканевых полотнищ 10, 20. Соединительные области 5, 5', 5” расположены на одинаковых расстояниях друг от друга, причем крайняя наружная соединительная область 5 проходит непосредственно по продольной кромке обоих тканевых полотнищ 10, 20.
За счет того, что два тканевых полотнища 10, 20 вытканы совместно в соединительных областях 5, 5', 5”, между ними образованы карманы 6, 6', которые проходят между двумя тканевыми полотнищами 10, 20 параллельно соединительным областям 5, 5', 5”. В целях наглядности из восьми карманов позициями 6, 6' обозначены только два кармана. Карманы 6, 6' служат для приема не показанных на чертежах продольных дренажных элементов, которые вводятся между двумя тканевыми полотнищами 10, 20 сверху.
Как видно в особенности на фиг.1 и 2, оба тканевых полотнища 10, 20 соединены также в концевой соединительной области 9. Эта концевая соединительная область 9 проходит перпендикулярно соединительным областям 5, 5', 5” и карманам 6, 6' в зоне поперечной кромки тканевых полотнищ 10, 20 и закрывает карманы 6, 6' на одной из их торцевых сторон. На противоположной торцевой стороне, расположенной на фиг.1 сверху, карманы 6, 6' открыты и имеют торцевые отверстия 8. В концевой соединительной области 9 образован проходящий поперечно карманам 6, 6' карман 70 жесткости, в котором расположен удлиненный элемент 71 жесткости.
Как видно на фиг.1 и 3, тканевый фильтровальный элемент снабжен двумя удерживающими полосами 61, 62, к которым карманы 6, 6' примыкают в области своих торцевых отверстий 8. Две удерживающие полосы 61, 62 имеют одинаковые прямоугольные основные поверхности и проходят поперечно карманам 6, 6'. Удерживающая полоса 61 является продолжением тканевого полотнища 10, а удерживающая полоса 62 - продолжением тканевого полотнища 20. Каждая удерживающая полоса 61, 62 образована двойным слоем ткани. Для образования этой двухслойной ткани удерживающая полоса 61 сложена по кромке 63 сложения, проходящей поперечно карманам 6, 6', а удерживающая полоса 62 сложена по кромке 64 сложения, проходящей поперечно карманам 6, 6', при этом обе удерживающие полосы сложены навстречу друг другу. Между двумя слоями каждой удерживающей полосы 61, 62 предусмотрен элемент 66 жесткости.
На фиг.4 схематично показан в поперечном сечении участок тканевого фильтровального элемента по фиг.1-3 в области кармана 6.
Как видно на фиг.4, каждое из двух тканевых полотнищ 10, 20 в области кармана 6 выполнено однослойным, соответственно, с системой 11 или 21 основы и уточной системой 12 или 22. Таким образом, тканевый фильтровальный элемент в области кармана 6 в целом получается двухслойным с двумя системами 11, 21 основы и двумя уточными системами 12, 22. Между двумя тканевыми полотнищами 10, 20 находится карман 6.
В соединительных областях 5, 5' оба полотнища 10, 20 вытканы совместно. Для этого предусмотрена общая система 31 основы, которая переплетается с уточной системой 12 тканевого полотнища 10 и уточной системой 22 тканевого полотнища 20. В соединительных областях 5, 5' тканевый фильтровальный элемент выполнен однослойным с единственной системой 31 основы и единственной уточной системой 12, 22, при этом уточная система образована объединением уточной системы 12 первого тканевого полотнища с уточной системой 22 второго тканевого полотнища в общей плоскости.
В соединительных областях 5, 5' и/или в области кармана 6 может быть предусмотрено, например, саржевое, полотняное или сатиновое переплетение.