Способ изготовления пористых фильтров с каналами

 

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам получения фильтрующих изделий. Целью является повышение стабильности работы фильтра. В способе, включающем прессование порошка в форме со сгораемыми трубками из органического материала и спекание, перед прессованием сгораемым трубками из органического материала придают в сечении овальную форму с отношением большей оси к меньшей, равным 1-4, заполняют инертным газом, запаивают концы сгораемых трубок и размещают их, равномерно распределив в форме, имеющей вид кольцевого пространства между двумя соосно совмещенными огнеупорными трубами, так, что минимальное расстояние L как между сгораемыми трубками, так и между формой и сгораемыми трубками равно L=(0,1-0,5)<SP POS="POST">.</SP>(T<SB POS="POST">Cп.ф</SB>-T<SB POS="POST">сп.п</SB>/10+10) мм, где T<SB POS="POST">сп.</SB> <SB POS="POST">ф</SB> - температура спекания фильтра, °С

T<SB POS="POST">сп.п</SB> - температура спекания порошкового материала заготовки, °С

коэффициент 0,1-0,5 является эмпирическим и имеет размерность мм/°С. Кроме того, сгораемые трубки из органического материала равномерно распределяют так, что большие оси сечения всех сгораемых трубок наклонены к наружной поверхности пористого фильтрующего изделия под одинаковым углом наклона, составляющим 15-75°. 3 табл.

С010Э СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (Si)S В .22 F 3/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 437о332/31 02 (22) 01.12.87 (46) 07.10.90. Бвл. Р 37 (71) Московский институт стали и сплавов и Московский институт тонкой химической технологии им. М.В.Ломоносова (72) В.А,Попов, И.Н.Потапов, Н.M.Âàâèëêèí, 10.В.Левинский, В.А.Сысоев,,Е.В.Вершинина, В.И.Кубышкин, P.À. Хайкин, В.Д.Собко и В.И. Сапожников (53) 621.762.4(088.8) (56) Пористые проницаемые материалы.

Справочник под ред.В.С.Белова..-M.:

Металлургия, 1987, с.135.

Патент США Н 3345160, кл. В 22 F 3/1О, 1о65 (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОРИСТЫХ

ФИЛЬТРОВ С КАНАЛАМИ (57) Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам получения Фильтрук)штих иэделий.

Целью является повьш ение стабильности работы Фильтра. В способе, включающем прессование порошка в Форме со сгораемыми трубками из органического

Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано при изготовлении пористых Фильтрувщих изделий с каналами.

Цель изобретения — повышение стабильности работы Фильтра.

В способе изготовления пористых

Фыльтрувщих изделий с каналами, включавшем Формование заготовки из сво„„SU„„159725() А 1 материала и спекание, перед прессованием сгораемым трубкам из органического материала придают в сечении овальную Форму с отношением большей оси к меньшей, равным 1-4, заполняют инертным газом, запаивавт концы сгораемых трубок и размещают их, равномерно распределив в Форме, имевшей вид кольцевого пространства между двумя соосно совмещенными огнеупорными трубами так, что минимальное расстояние 1 как между сгораемыми трубками, так и между Формой и сгораемыми трубками равно 1 = (О 1-0,5) ((T „ô T „.„)/

/10 +10), мм, где Т ср < — температура спекания фильтра, С, Т „ „- температура спекания порошкового материала заготовки, С; коэффициент 0,1...0,5 о является эмпирическим и имеет размерность мм/ C ° Кроме того, сгораемые трубки из органического материала равномерно распределяют так, что большие оси сечения всех сгораемых трубок наклонены к наружной поверхности пористого Фильтруюшего изделия под одинаковым углом наклона, состав-, ляющим 15-75 . 1 з.п.ф-лы, 3 табл.

I бодно засыпанного в Форму порошка со сгораемыми трубками иэ органиче.— ского материала и спеканче, перед

Формованием сгораемым трубкам из органического материала придают в се— чении овальнув Форму с отношением большей оси к меньшей, равным 1,0-4,0, заполняют инертным газом, эапапгают концы сгораемых трубок и разме шар т

1597250 их, равномерно распределив в Форме, имен)шей вид кольцевого пространства между двумя соосно совмещенными огнеупорными трубами таким образом, что минимальное расстояние 1 как между сгораемыми трубками, так и между йормой и сгоряемыми трубками

1 (0,1-0,5)(— — — " + >0), мм где Т „ — температура спекания .Фильтра, С, 15

Т () „- температура спекания порошка, С, о коэФФициент 0,1-0,5 является эмпирическим и имеет размерность мм/ С.

В способе возможно также сгораемые трубки из органического материала равномерно распределять таким образом, что большие оси сечения. всех сгораемых трубок наклонены к наружной поверхности пористого Фильтруюше- 25 го изделия под одинаковым углом нао клона, составляюшим 15-.75

Придание сгораемым трубкам из органического материала овальной йормы в сечении позволяет стабилизировать производительность Фильтрования, так как при таком расположении каналов засорение пор при йильтровании происходит не по всей площади (()ильтрования одновременно,а постепенно,по ме- . ре засорения пор от участков с наименьшим гидравлическим сопротивлением к участкам с большим гидравлическим, сопротивлением. Увеличение отношения размеров большей оси сечения сгораемых трубок из органического материала к меньшей более 4 приводит при эксплуатации к увеличению гидравлического сопротивления канала, в результате чего. нарушается нормальное ðàñïðeèеление Фильтруемой жидкости по всей длине канала, что приводит к различной производительности по. длине изделия (см.табл.1), Заполнение инертным газом сгораемых трубок из органического материала и запаивание их концов способствует сохранению их йормы до более высоких температур нагрева при спекании за . счет подпора инертным газом размягчающегося материала сгораемых трубок.

Применение иентного газа позволяет исключить окисление металла. Применение данного приема позволяет сократить брак по разрушению Формы изделий на 10-207., т.е, ведет к увеличению выхода годного.

11инимальное расстояние 1, как между сгораемыми трубками, так и между йормой и сгораемыми трубками определяется из экспериментально найденного соотношения. Эксперименты показали, что при повышении температуры спекания необходимо увеличивать расстояние 1.

При коэффициентеменьше 0,1 вслед— ствие нарушения целостности перегородок между Фильтруюшими каналами стабильность Фильтра низка, так как низка степень очистки.

При коэффициенте более 0,5 стабильность и эййективность работы

Фильтра низка, так как основная часть жидкости стремится внутрь Фильтра, а не на его поверхность. Кроме того, уменьшается количество каналов в изделии, что снижает площадь фильтрации.

Расположены сгораемые трубки из органического материала в Форме таким образом, что их большие оси сечения наклонены к наружной поверхности

Формы под углом 15-75,к(что способствует стабилизации производительности вследствие постепенного„ а не одновременного засорения йильтрующей поверхности), от участков пористого изделия с наименьшим гидравлическим сопротивлением к участкам с большим гидравлическим сопротивлением. Величина угла наклона. больших осей сечения сгораемых трубок из органического материала к наружной поверхности йормы определяется экспериментально (см.табл .2) .

Пример 1. Для Формы используют кварцевь.е трубы с внутренним диаметром 31,5 и 4,25 мм, длиной

120 мм с толшиной стенки 2 мм, совмещенные соосно, В качестве сгораемых трубок используют трубки из полипропилена, некруглые в сечении с размером большей оси 3,5 мм и меньшей 2,5 мм, которые предварительно заполняют аргоном, а концы запаивают, Трубки в количестве 9 шт. располагают в кольцевом пространстве Формы поц углом 15 к наружной поверхности последней, минимальное расстояние между сгораемыми трубками .3,48 мм, что соответстгует коэййициенту 0,1.

5 59

В форму с полипропиленовыми трубками засыпают порошок электролитического о никеля Т,„„= 600 С. Для уплотнения порошка через него прокачивают на" сосом воду ° После этого форму со сгораемыми трубками и порошком никеля помешают в печь спеквния.Спекают в тече ние 30 мин в-водороде при 848 С. После охлаждения получают готовое пористое изделие с внутренним каналом и каналами Фильтрации в количестве о шт. некруглыми в сечении, наклонными в одну сторону к наружной поверхности пористого фильтрующего изделия.

Иэделия, полученные таким образы, обладают улучшенными по сравнению с известным способом эксплуатационными свойствами, в частности, простотой установки, стабилизированным во времени потоком отФильтрованной жидкости (см.табл.3).

Пример 2, Для Формы используют кварцевые трубы с внутренним диаметром 28,7 и 1,6 мм, длиной 120 мм с толщиной стенки 2 мм, совмещенные соосно. В качестве сгораемых трубок используют трубки из полиэтилена, некруглые в сечении с размером большей оси 4 и меньшей 0 мм. Трубки в количестве 4 шт. располагают в кольцевом пространстве йормы под углом 75" попарно в разные стороны в наружной поверхности последней, минимальное расстояние между сгораемь>ми трубками

10 мм, что соответствует коэффициенту

0,5 в соотношении (1). В форму со сгораемыми трубками засыпают порошок сферического никеля Т „„ „ = 850 С.

После этого Форму с трубками из полиэтилена с порошком никеля помешают в печь спекания. Спекан т в течение о

30 мин в водороде гри 950 С. После охлаждения из Форель> извлекают готовое . пористое изделие с внутренним каналом и каналами фильтрации в количестве

4 шт. овального сечения, наклонными попарно в разнь>е стороны к наружной поверхности изделия под одинаковым углом.

Пример 3. Для Формь> используют кварцевые трубы с внутренним

7250 6 диаметром 17 и 5 мм, длиной 120 мм с, толщиной стенки 1 мм, совмещенные соосно. В качестве сгораемых трубок бе5 рут трубки из полипропилена некруглые в сечении с размером большей оси

4 и меньшей 1 мм,.которые предварительно заполняют гелием и концы их запвивают. Трубки в количестве 7 шт. располагают в кольцевом пространстве,.

Формы под углом 45 к наружной поверхности последней. Минимальное расстояние между сгораемыми трубками

3 мм. В Форму с полипропиленовыми трубками засыпают железный порошок.

Спекание проводят при 1 200 С в течение 1,5 ч в атмосфере водорода. После охлаждения из Формы извлекают готовое пористое изделие с внутренним

20 каналом и каналами Фильтрации. ф о р м у л а изобретения

1. Способ изготовления пористых

Фильтров с каналами, включающий раз25 мешение в Форме порошка со сгораемыми трубками из органического материала и спекание, о т л и ч а ю— ш и и с я тем, что, с целью повышения стабильности работы фильтра. перед прессованием сгорвемым трубкам придают в сечении овальнун> форму с отношением большой оси к меньшей, равным 1,0-4,0, заполнян т трубки инертным газом, звпаиван>т концы трубок, а в качестве Формы используют

35 кольцевое пространство между двумя соосно совмещенными огнеупорными трубами, причем расстояние 1 между сгораемыми трубками и между формой и

40 сгораемыми трубками равно

1 =(0,1-0,5) (Т " ". 10), где 0,1-0,5 — коэффициент, мм/ С, T « — температура спекания

Фильтра, С; о, Т „ „ — температура спекания о порошка, С.

2, Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что сгорвемь>е трубки размешан>т так, что их большие оси сечения наклонены к наружной поверхо ности Фильтра под углом 15-75

1597250

Таблица 1

1,0

3,5

4,0

1,01

1,05

Таблица 2

Стабильность подачи отФильтрованного потока во времени (Г = 5 мин) ПримечаВ начальный момент эксПосле 5,0 ч эксплуатации

После 20,0 ч ние эксплуатации плуатации

1,0

1,0

1,0

0,6

0,65

0,6

0,75

0,7

0,75

Высокая стабильность работы

Таблица 3

Стабильность подачи отФильтрованного потока после эксплуатации в течение, ч

Филь трукв шее изделие по примеру

5 20

0,7

0,1

0,75

Q 9

Известное

Составитель Е. Левашов

Редактор О. Головач Техред M.Äèäûê

Корректор H.Påâñêàÿ

Подписное

Заказ 3025 Тираж 649

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производствейно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул. Гагарина, 101

Угол наклона больших осей сечения сгораемых трубок из органического материала к наружной поверхности изделия, град

Отношение большей оси к меньшей в сечении сгораемых трубок из органического материала

Отношение производительности в первой половине длины канала к производительности во второй половине длины канала