Способ изготовления фильтрующего элемента

 

Изобретение относится к технике получения фильтрующих материалов для очистки газов и жидкостей от механических примесей. Цель изобретения - исключение деформации и смещения составляющих частей фильтрующего элемента в слое высоких температур и давлений при его изготовлении, регулирование пористости и упрощение процесса. Скрепление исходного материала производят путем электрохимического осаждения металла на сформированный и зафиксированный пористый слой, расположенный параллельно одному или двум анодам, причем расположение пористого слоя относительно анодов может быть асимметричным, а исходный материал иметь предварительное гальваническое покрытие. В качестве исходного материала могут быть использованы металлические сетки, стружки, волокна, порошки и другие электропроводные материалы. 1 з.п. ф-лы.

() В 01 П З9 1О

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4365652/31-26 (22) 18.01.88 (46) 15;06.90. Бюл. № 22 (71) Новополоцкий политехнический институт им. Ленинского комсомола. Белоруссии (72) П.A.Галушков и A.И,Ельшин (53) 621.928.8 (088.8) (56) Патент ФРГ ¹- 3332345, кл. В 01 D 39/10, 1984. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФИЛЬТРУЮЩЕГО

ЭЛЕМЕНТА (57) Изобретение относится к технике получения фильтрующих материалов для очистки газов и жидкостей от механических примесей. Цель изобретения исключение деформации и смещения сосИзобретение относится к технике получения фильтруюцих материалов для очистки газов и жидкостей от механических примесей и может быть исполь. зовано в химической и машиностроительной промышленности.

Цель изобретения — исключение деформации и смещения исходного материала фильтрующего элемента, высоких температур. и давлений при его изготовлении, регулирование пористости и упрощение процесса изготовления.

Способ осуществляют следующим образом.

Для повышения качества гальванического покрытия и скрепления перед формированием на исходный материал наносят предварительно тонкий слой гальванического покрытия. тавляющих частей фильтрующего элемента в слое высоких температур и давлений при его изготовлении, регулирование пористости и упрощение процесса.

Скрепление исходного материала производят путем электрохимического осаждения металла на сформированный и зафиксированный пористый слой, расположенный параллельно одному или двум анодам, причем расположение пористого слоя относительно анодов может быть асимметричным, а исходный материал иметь предварительное гальваническое покрытие. В качестве исходного материала могут быть использованы металлические сетки, стружки, волокна, порошки и другие электропроводные материалы. 1 э.п. ф-лы.

Скрепление исходного материала путем нанесения гальванического покрытия в ванне, где пористый слой выполняет роль катода, обеспечивает полную сохранность первоначального распределения пор по поверхности фильтра и их форму.

Размещение катода параллельно между двумя анодами обеспечивает равномерное нанесение покрытия по всей поверхности элемента. Одновременно происходит .равномерное по всей толщине скрепление исходного материала за счет выделяемого на исходном материале металла.

Процесс скрепления обеспечивается постоянным контролем одним из известных способов (количества выделившегося металла, плотности тока, толщине

15707 п окрытия, размеру пор и т.д.) пористости изготовляемого материала и ее регулирование, например, изменением

»1лотности тока. Однако более удобным

И простым является регулирование по5 ристости на обоих сторонах фильтрующего элемента за счет .изменения полоения пористого слоя относительно иодов, 10

Подбирая необходимую асимметрию асположения пористого слоя, между иодами обеспечивают заданное соотошение в количестве выделяемого на оверхностях элемента металла и скорости роста гальванического покрытия.

На той поверхности слоя, которая обращена к ближнему аноду, будет про»»сходить более интенсивный рост гальванического покрытия, что позволяет зготовлять фильтрующие элементы с еременной по толщине пористостью, а следовательно, и улучшить их экс,плуатационные характеристики. Кроме этого„ подбирая необходимый вид по крытия (медиый, никелевый, хромовый и др.) или сочетая их, можно решить вопрос коррозионной устойчивости фильтрующего элемента и повысить срок

его эксплуатации в агрессивных средах.

Предварительное нанесение тонкого слоя гальванического покрытия на исходный материал перед формированием слоя повышает качество скрепления его за счет создания прочного контакта покрытия с материалом. Данная операция необходима при изготовлении фильтрующих элементов, которые используют.— ся в жестких условиях или ответственных системах очистки.

Способ реализуется на базе обычного гальванического процесса, протекает при нормальных температурах без механических воздействий на исходный материал, что упрощает ведение процесса, позволяет исключить

I операции высокотемпературного нагрева, Прокатки, охлаждения, удаления окалины и другие побочные эф,.фекты, возникающие при термическом

5Î воздействии на металл. Кроме того, при гальванической обработке имеет

Место воздействие дополнительных сжимающих усилий действующих по по1

Я верхности .исходного материала (например, сеток) за счет напряжений в слое осаждаемого металла, что обес»»ечивает уплотнение и положительно

46. 4

I сказывается на качестве фильтроэлемента.

Данным способом могут изготовляться фильтрующие элементы из электропроводных сеток, волокон, металлической стружки, порошков; » других материалов, Время проведения гальванической обработки, состав электролита, режим и тип исходного материала выби- . раются в зависимости от требований, предъявляемых к фильтрующему элементуу.

Пример 1 ° Вырезали два прямоугольных образца латунной сетки размером 45 х 70 мм. Размер ячеек в свету 0,18 х 0,18 мм. Образцы накладывали друг на друга и фиксировали по периметру скрепками из про-. волоки. Заготовку из сеток обезжиривали в течение 8 мин следующим составом: Na CO@ 10, ?1аэРО» 12Н»О э, ИаьР»Ош 10 Н,»0 3, синтанол ДС-10 10.

После обезжиривания эаг отовку из зафиксированных сеток активировали

5Е-ным раствором Н 50» и помещали в гальваническую ванную параллельно плоским анодам из меди. Расстояние до ближнего анода 2 см, до дальнего

4 см. Электролит мсднения. имел состав, г/л: CuSiFs 250, Hq5i1 », 75, рабочая температура, С 20; катодиая плотность тока, А/дм 10.

После гальванической обработки в течение 30 мин, фильтрующнй э. емент извлекли из ячейки, промывали дистиллированной водой, сушили.

В результате проделанных операций получали фильтрующнй элемент из сеток, связанных между собой гальваническим покрытнем по всей площади и периметру, Сетки прн изгибе не отслаивались. Средний размер ячеек со стороны ближнего анода у фильтрующего элемента составил 0,09 мм, со с-ороны дальнего — 0,145 мм.

Пример 2. Подготовленные, как в примере 1, латунные сетки помещали в гальваническую ванну параллельно плоским анодам из меди на расстоянии 2 см от каждого анода и проводили гальваническую обработку (состав электролита, режим и время указаны в примере 1).

После всех указанных в примере 1 операций получали фильтруюший элемент из сеток, связанных по всей площади и периметру. Сетки нри изгибе не от157 слаивались. Средний размер ячеек с двух сторон составил 0,09 мм.

Таким образом, получен фильтрующий элемент с постоянной и переменной пористостью в обычных условиях без изменения формы сеток и ячеек за счет механических деформаций и смещения нитей сетки, что имеет место в известном способе.

Предлагаемый способ отличает простота и возможность непосредственно в процессе изготовления фильтрующего элемента контролировать и управлять изменением пористости в элементе одним из известных способов. Пример 3. Металлическую стружку из меди загружали в прессформу и прессовали с помощью пуансона, после чего помещали для скрепления путем спекания в муфельную печь, где выдерживали при 1100 С в течение 2 ч. ,После спекания фильтрующий элемент охлаждали. Измеряли пористость образца, которая составила 0,7. Средний размер пор на поверхности, найденный микроскопическим способом, составил Й ср = 120 мкм, В среднем сечении фильтра d ср = 130 мкм.

Л р и м е р 4. Формирование и фиксацию проводили аналогично примеру 3, скрепление (после обезжиривания и активирования как в примере 1) — пу тем нанесения гальванического покрытия из раствора состава: CuSO 5Н 0 г

200 г/л, f1

Полученный пористый слой размещали в гальванической ячейке между двумя параллельно установленными анодами из меди. Расстояние от анодов до поверхности слоя 2 см. Время нанесения покрытия 150 мин.

В результате пористость образца составила 0,68. Средний размер пор на наружных поверхностях йср = 66 мкм, в среднем сечении фильтра l25 мкм.

Пример 5. Способ осуществляли аналогично примеру 4 при расположении одного анода на расстоянии от поверхности пористого слоя 1,5 см, а второго — 2,5 см.

30!

Пример 7. Металлический поро-:" шок (размер частиц 120 мкм) обезжиривали, активировали как в примере 1 и в виде тонкого слоя размещали на металлической сетке (которая выполняет роль токоподводящего материала и формы) так, чтобы достигался хороший контакт между частицами. Сетку вместе со слоем порошка помещали в гальваническую ° ванну в горизонтальном положении, а под ней на расстоянии 1,5 см параллельно располагали плоский меднык анод. Сетка вместе с порошком выполняла роль катода. Состав электролита, температура, плотность тока были выбраны как в примере 1. После гальванической обработки в течение

6 мин на элементы наносили следующий слой порошка и снова обрабатывали

6 мин. Эту операцию повторяли до получения толщины фильтрующего элемента 3 мм. После этого фильтрующий элемент извлекали из ванны, промывали, сушили и определяли пористость. Пористость полученного образца ЗОЖ.

55 Средний размер пор на поверхности, найденный микроскопическим способом, составил 48 мкм. В среднеи сечение фильтра 69 мкм.

Пористость полученного образца—

0,67. Средний ра.змер пор на поверхнос. ти, обращенной к ближнему (первому) электроду d

0746 б

d = 84 мкм. В среднем сечении фильтра d 126 мкм.

Таким образом достигается упроще5 ние способа sa счет исключения высо-. котемпературных операций. Достигается регулирование размера пор на поверхности фильтрующего элемента при незначительном изменении пористости и размера пор в среднем сечении фильтра. В результате при одном и том же исходном материале обеспе" чиваются высокие фильтрационные свойства за счет предотвращения про15 никновения в фильтр крупных частиц.

Для примера 3 это частицы с средним размером менее 120 мкм, для заявляемого способа менее 66 мкм.

20 Пример 6. Металлический порошок (размер зерен 120 мкм) в тигле заданной формы помещали для скрепления путем спекания в муфельную печь как в примере 3.

25 Измеряли пористость образца, которая составила 20Х, средний размер пор на поверхности, найденный микроскопическим способом, составил 50 мкм. В среднем сечение фильтра 55 мкм.

1570746

Ф р и у л а изобретения

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что пористый слой между двумя анодами располагают асимметрично.

Составитель Л,Ахметова

Редактор И.Товтин Техред Л.Сердюкова Корректор М.Самборская

Подписное

Заказ 1471 Тираж 570

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 (Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, Ул. Гагарина, 101,1. Способ изготовления фильтрую" щеГо элемента формированием пористого слоя из злектропроводного материала. пуфем размещения его между анодами и нанесения гальванического покрытия, о л и ч а ю шийся тем, что, 1 с елью исключения деформации и смеще ия исходного материала в слое высо их температур и давлений, регулирования пористости и упрощения процесса изготовления, перед формированием на исходный материал наносят предварительно гальваническое покрытие, а пористый слой размещают параллельно одному или двум анодам.