ФИЛЬТРУЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ ДЛЯ ТОНКОЙ ОЧИСТКИ ЖИДКОСТЕЙ

Полезная модель относится к технике разделения жидкостей и газов, а именно, к съемным патронным фильтрам для очистки жидкостей.
Известно устройство «ФИЛЬТРУЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ ДЛЯ ТОНКОЙ ОЧИСТКИ СЫРОГО МОЛОКА». RU. Патент №2429897. С1. МПК B01D 27/00 (2006.01), B01D 39/16 (2006.01), А01Л 1/06 (2006.01).3аявка: 2010112777/05, 02.04.2010.
Фильтрующий элемент для тонкой очистки сырого молока выполнен в виде трубчатого патрона из пищевого полимерного материала, образованного дискретными рядами полученных методом аэродинамической экструзии волокон с уменьшающимися в радиальном направлении от периферии к центру размерами пор. Каждый ряд состоит из каркасных и фильтрующих волокон. (Прототип).
Недостатком является бессистемная ориентация волокон, что снижает прочностные характеристики устройства при наружном давлении жидкости.
Известна «ТЕХНОЛОГИЯ АЭРОДИНАМИЧЕСКОГО РАСПЫЛЕНИЯ РАСПЛАВА ПОЛИМЕРА». Интернет http://lartagroup.com/articles/a643512.html.
Технология аэродинамического распыления расплава (АРР) представляет собой процесс получения нетканого полотна или объемных изделий непосредственно из полимеров с использованием высокоскоростного потока горячего воздуха. Технология АРР является одним из наиболее новых и наименее освоенных в промышленном производстве процессов изготовления нетканых материалов. Этот процесс является уникальным, поскольку он используется преимущественно для производства микроволокон, а не волокон нормальных текстильных размеров. Сформированные по технологии АРР микроволокона, как правило, имеют поперечный размер в диапазоне от 1 до 5 мкм, хотя уже возможно получение нановолокон с размером около 100 нм.
АРР процесс осуществляют при температурных режимах, обеспечивающих вязкость расплава на выходе из односопловой экструзионной головки, соответствующую показателю текучести расплава не менее 120 г/10 мин. Это значение является критерием при установлении распределения температур по зонам экструдера. Важнейшей операцией технологического процесса является распыление расплава и вытягивание волокон воздушным потоком. При стационарном температурном режиме распылением управляют, регулируя температуру и давление сжатого воздуха. Полученные материалы образованы волокнами, которые могут иметь поперечный размер от 0,5 до 200 мкм и термически скреплены между собой в точках контакта. Характерными свойствами АРР материалов являются высокая абсорбционная способность и проницаемость для жидкостей и газов, регулируемое распределение волокон по размеру и по плотности укладки, большой объем пустот между волокнами. Наличие этого комплекса свойств обусловило основную область применения АРР материалов - фильтрование жидкостей и газов.
Структура АРР материала практически изотропна. Это означает, что волокна имеют случайное распределение в машинном направлении (MD) и поперечном направлении (CD). В результате, физико-механические свойства, как правило, также изотропны (Изотропность пространства означает, что в пространстве нет какого-то выделенного направления, относительно которого существует «особая» симметрия, все направления равноправны).
Недостатком является бессистемная ориентация волокон, что снижает прочностные характеристики устройства при наружном давлении жидкости.
Техническим результатом является создание фильтрующего элемента для тонкой очистки жидкостей, растворов, органических жидкостей, молочных продуктов и др., имеющего высокие прочностные характеристики при наружном сжатии жидкостью.
Технический результат (техническое решение) достигается тем, что патрон выполнен в виде полого цилиндра без дна и крышки получаемого путем растягивания полимерных нитей турбулентными воздушными потоками до разной толщины, переплетенных хаотично, и это переплетение нитей выполнено в виде полотна в форме цилиндрической трубы, и наружная поверхность полотна переплетения нитей уплотнена прокаточным валом в плоскопараллельную ориентацию нитей к поверхности полотна, и при этом, расстояние между нитями на поверхности полотна меньше, чем внутри полотна, причем, нити на поверхности полотна за счет плоскопараллельной ориентации образуют плоскую сетку с отверстиями для прохождения фильтруемой жидкости, а так же количество слоев полотна больше двух, и каждая внутренняя часть слоя полотна поглощает отфильтрованный мусор.
По закону Лапласа (http://fizika-vnutri-nas.narod. ru/mechanics/ egg.html. «ЯЙЦО:
ФИЗИКА И ХИМИЯ В СКОРЛУПЕ») цилиндрическая форма обеспечивает высокую прочность фильтрующего элемента в результат баланса сил, приложенных к элементу в форме скорлупы(цилиндра), и описывает, как зависит напряжение Т (отношение силы, сжимающей скорлупу(цилиндр), к площади ее поперечного сечения) в искривленной части скорлупы(цилиндра) от внешнего давления (Р), радиуса кривизны ее поверхности (R) и толщины скорлупы(цилиндра) (h). Где толщина (h) увеличивается в зависимости от количества слоев полотна, имеющего уплотненную наружную поверхность полотна.
Таким образом, имеется существенное преимущество перед прототипом.
На чертеже изображен «Фильтрующий элемент для тонкой очистки жидкостей» в разрезе.
Фильтрующий элемент(1) для тонкой очистки жидкостей выполнен в виде трубчатого патрона(2) из пищевого полимерного вещества по технологии аэродинамического распыления расплава, отличающийся тем, что патрон(2) выполнен в виде полого цилиндра(З) без дна и крышки получаемого путем растягивания полимерных нитей(4) турбулентными воздушными потоками до разной толщины, переплетенных хаотично, причем, это переплетение нитей выполнено в виде полотна(5) в форме цилиндрической трубы, и наружная поверхность(6) полотна(5) переплетения нитей(4) уплотнена прокаточным валом, и нити имеют плоскопараллельную ориентацию к поверхности(6) полотна(5), и при этом расстояние между нитями(4) на поверхности (6) полотна(5) меньше, чем внутри полотна(5), причем, нити(4) на поверхности(6) полотна(5) за счет плоскопараллельной ориентации образуют плоскую сетку (7) с отверстиями для прохождения фильтруемой жидкости(8), а также количество слоев полотна(5) больше двух, и каждая внутренняя часть (9) слоя полотна (5) поглощает отфильтрованный мусор(10).
Нити(4) из пищевого полимерного вещества по технологии аэродинамического распыления расплава образуют полотно(5), которое наматывается на цилиндрическую оправку, удаляемую после изготовления фильтрующего элемента(1) для тонкой очистки жидкостей. Уплотнение прокаточным валом наружной поверхности(6) полотна(5) по закону Лапласа (http://fizika-vnutri-nas.narod.ru/mechanics/egg.html «ЯЙЦО: ФИЗИКА И ХИМИЯ В СКОРЛУПЕ») (эффект высокой прочности цилиндрических или эллиптических поверхностей конструкций при равномерном внешнем обжатии) обеспечивает высокую прочность фильтрующего элемента в результат баланса сил, приложенных к элементу в форме скорлупы(цилиндра), и описывает, как зависит напряжение Т (отношение силы, сжимающей скорлупу(цилиндр), к площади ее поперечного сечения) в искривленной части скорлупы(пилиндра) от внешнего давления (Р), радиуса кривизны ее поверхности (R) и толщины скорлупы(цилиндра) (h) где толщина (h) увеличивается в зависимости от количества слоев полотна, имеющего уплотненную наружную поверхность(6) полотна(5).
Фильтруемая жидкость(8) под давлением подается на наружную поверхность(6) полотна(5). Уплотненная наружная поверхность (6) полотна(5) имеет более частую укладку нитей, причем, укладка близка к плоскопараллельной к поверхности уплотненного полотна. Это создает плоскую сетку (7) с отверстиями для прохождения фильтруемой жидкости(8), что позволяет отфильтровывать на этой поверхности(6) значительную часть мусора(10). Часть мусора(10) проникает внутрь каждого последующего слоя материала и, не имея возможности проникнуть дальше, остается внутри этого слоя(9) полотна(5). Так происходит на каждом из уплотненных наружных слоев(6) полотна.
Технике-экономические показатели значительно выше прототипа, т.к. резко увеличивается прочность устройства, и это позволяет увеличивать внешнее давление жидкости, что необходимо при больших объемах фильтрации.
Перечень позиций.
1. - фильтрующий элемент для тонкой очистки жидкостей
2. - трубчатый патрон
3. - полый цилиндр
4. - нить
5. - полотно
6. - наружная поверхность
7. - плоская сетка
8. - фильтруемая жидкость
9. - внутренняя часть слоя
10. - отфильтрованный мусор