Многослойный нетканый фильтрующий материал для суспензий и транспортерная лента фильтр-пресса, изготовленная из этого материала

 

Изобретение относится к фильтрующим материалам, используемым для суспензий, в частности в процессах фильтрации на фильтр-прессах. Многослойный нетканый фильтрующий материал включает три волокнистых слоя в виде ткани из синтетических нитей. Каждый из армирующих слоев расположен между двумя волокнистыми слоями. Слои скреплены между собой посредством иглопрокалывания. Сформированные при этом пучки волокон проходят из наружных волокнистых слоев материала сквозь армирующие слои в разделяющий их промежуточный волокнистый слой на глубину, равную толщине этого слоя. Материал в целом термофиксирован. Технический результат: многослойный материал одновременно может выполнять фильтрующую и транспортирующую функции и обладает высокими прочностью, стабильностью и фильтрующими свойствами. 2 с.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к фильтрующим материалам, используемым для суспензий, в частности в процессах фильтрации на фильтр-прессах.

Уровень техники.

Известен многослойный иглопробивной нетканый материал, используемый для фильтрации и для изготовления транспортерных лент (выложенная заявка ФРГ N 4339709 по кл. МПК D 04 H 3/00, 3/10, 3/12, B 32 B 5/24, B 01 D 39/08, опубл. 24.05.95 г.).

Этот материал включает два волокнистых слоя из штапельных синтетических волокон и расположенный между ними армирующий слой из бикомпонентных штапельных волокон, скрепленные между собой посредством иглопрокалывания. Армирующий слой перед иглопрокалыванием подвергнут вытяжке, а после иглопрокалывания подвергнут термообработке с одновременным уплотнением. Этот материал по большинству сходных существенных признаков взят в качестве прототипа. Обладая более высокими гибкостью и пористостью, в сравнении с известными многослойными иглопробивными материалами, указанный материал не может одновременно выполнять фильтрующую и транспортирующую функции. Как указано в описании изобретения к этой заявке (см. колонка 3, последний абзац описания), при использовании известного материала для изготовления транспортерной ленты осуществляют дополнительную пропитку связующим волокнистых слоев из штапельных синтетических волокон, скрепленных с армирующим слоем. Дополнительная пропитка связующим приводит к повышению прочности материала, но одновременно и к снижению его пористости. Это, в свою очередь, ухудшает его фильтрующие свойства за счет повышения сопротивления фильтруемому потоку. Кроме того, в результате старения связующего, в особенности при использовании материала для фильтрации в агрессивных средах, возможно его выкрашивание и попадание в фильтр. С другой стороны, отсутствие дополнительного скрепления связующим волокнистых слоев даже при увеличении числа уложенных друг к другу армирующих слоев бикомпонентных волокон, как это предлагается в указанной заявке, не обеспечивает необходимые прочность и стабильность для его использования в качестве фильтрующей транспортерной ленты, испытывающей высокие нагрузки.

Между тем, при фильтрации суспензий на фильтр-прессах используются транспортерные ленты непрерывной длины, выполняющие одновременно транспортирующую и фильтрующую функции.

Известна транспортерная лента, выполненная в виде перемещаемого бесконечного текстильного полотна, используемая в качестве фильтрующего элемента в автоматическом камерном фильтр-прессе (см. книгу: А.Н. Плановский и др. "Процессы и аппараты химической технологии", издание пятое, изд-во "Химия", Москва, 1968 г. , стр. 262 - 264). Выполняя роль транспортерной ленты для загрузки фильтруемой суспензии и отвода из пресса осадка, образующегося в процессе фильтрации, такая лента, однако, имеет низкие фильтрующие характеристики из-за плоскостной структуры ткани. В связи с этим на тканую транспортерную ленту приходится укладывать пакет в виде нетканых фильтрующих салфеток, обладающих необходимой фильтрующей эффективностью, как это, например, описано в патенте РФ N2118557, по кл. МПК B 01 D 39/16, опубл. 10.09.98 г. В процессе фильтрации возникает необходимость относительно частой замены фильтрующих салфеток, что связано с дополнительными, непроизводительными затратами труда и материалов и обуславливает низкую производительность фильтр-пресса.

Сущность изобретения Задача изобретения состоит в создании такого многослойного нетканого фильтрующего материала для суспензий, который, обладая сочетанием высоких прочности, стабильности и фильтрующих свойств, мог бы одновременно выполнять фильтрующую и транспортирующую функции при его использовании в качестве фильтрующей транспортерной ленты фильтр-пресса.

Эта задача решается за счет того, что многослойный нетканый фильтрующий материал, включающий волокнистые слои из штапельных синтетических волокон и расположенный между двумя волокнистыми слоями армирующий слой, скрепленные между собой пучками волокон волокнистых слоев, сформированными посредством иглопрокалывания, содержит дополнительный армирующий слой, расположенный аналогично указанному, оба армирующих слоя выполнены в виде ткани из синтетических нитей, а пучки волокон проходят из наружных волокнистых слоев материала сквозь армирующие слои в разделяющий их промежуточный волокнистый слой на глубину, равную толщине этого слоя, причем материал в целом термофиксирован.

Следующей задачей изобретения является создание транспортерной ленты фильтр-пресса, которая, обладая высокой прочностью и стабильностью, имела бы высокие фильтрующие характеристики без необходимости дополнительного использования пакета фильтрующих салфеток.

Эта задача решается за счет того, что транспортерная лента фильтр-пресса, выполненная в виде перемещаемого бесконечного текстильного полотна, изготовлена из многослойного нетканого фильтрующего материала, включающего три волокнистых слоя из штапельных синтетических волокон и два армирующих слоя, выполненных в виде ткани из синтетических нитей, скрепленные между собой посредством иглопрокалывания, при этом каждый из армирующих слоев расположен между двумя волокнистыми слоями из штапельных синтетических волокон, пучки волокон этих слоев, сформированные при скреплении иглопрокалыванием, проходят сквозь армирующие слои в разделяющий их промежуточный волокнистый слой на глубину, равную толщине этого слоя, причем материал в целом термофиксирован.

На чертеже схематически представлено поперечное сечение материала согласно изобретению.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения Как показано на чертеже, многослойный нетканый фильтрующий материал включает волокнистые слои 1, 2, 3 из штапельных синтетических волокон и расположенные между ними армирующие слои 4 и 5 в виде ткани из синтетических нитей. Волокнистые слои 1, 2, 3 и армирующие ткани 4 и 5 скреплены между собой волокнистыми пучками 6, сформированными в процессе иглопрокалывания волокнистых слоев.

При этом пучки 6 проходят из наружных волокнистых слоев 1 и 3 сквозь армирующие ткани 4 и 5 в разделяющий их волокнистый слой 2 на глубину, равную толщине этого слоя.

Описанный материал подвергают термофиксации за счет обработки в среде горячего воздуха и последующего каландрирования.

Описанный материал сшивают в непрерывную транспортерную ленту, которую заправляют в фильтр-пресс периодического действия. При этом транспортерная лента огибает плиты фильтр-пресса, и наружные поверхности наружных волокнистых слоев 1 и 3 материала поочередно оказываются обращенными к потоку суспензии, подаваемой в фильтр-пресс. После полной загрузки фильтр-пресса фильтрующая транспортерная лента зажимается между плитами, в результате чего осуществляется процесс фильтрации суспензии. При этом крупные частицы суспензии осаждаются поочередно на наружных волокнистых слоях 1 и 3, образуя на них шламовый слой, который в дальнейшем способствует удержанию и более мелких частиц. Самые мелкие частицы проникают через наружные волокнистые слои 1 и 3 и армирующие ткани 4 и 5 в разделяющий их промежуточный волокнистый слой 2 и удерживаются в нем благодаря тому, что его плотность выше плотности наружных волокнистых слоев 1 и 3 за счет большего количества волокнистых пучков 6, содержащихся в промежуточном волокнистом слое 2. После фильтрации плиты фильтр-пресса разжимаются и осуществляется промывка неподвижной фильтрующей транспортерной ленты противотоком воды, т.е. в направлении, обратном направлению загрузки суспензии и фильтрации. При этом мелкие частицы, удерживаемые в промежуточном волокнистом слое 2, захватываются потоком промывной воды и через армирующие ткани 4 и 5 и менее плотные наружные волокнистые слои 1 и 2 проходят в сформированный шламовый слой, удерживаясь в нем. Фильтрующая транспортерная лента с расположенным на ней шламовым слоем подвергается отжиму и перемещается под скребок, снимающий с нее шламовый слой. Затем циклы работы фильтр-пресса повторяются. Благодаря наличию в предложенном материале двух армирующих слоев ткани, разнесенных между собой по толщине материала, и термофиксации последнего, обеспечивается высокая прочность и стабильность размеров фильтрующей транспортерной ленты.

Материал выдерживает разрывную нагрузку не менее 300 - 350 даН.

Стабильность линейных размеров транспортерной ленты сохраняется в течение не менее 250 ч его эксплуатации.

В качестве армирующей ткани 4 и 5 используется, например, ткань из комплексной полиэфирной нити по ТУ 17-04-15-236-89.

Волокнистые слои 1, 2 и 3 изготавливаются преимущественно из полипропиленовых и/или полиэфирных волокон, в зависимости от условий эксплуатации.

Формула изобретения

1. Многослойный нетканый фильтрующий материал для суспензий, включающий волокнистые слои из штапельных синтетических волокон и расположенный между двумя волокнистыми слоями армирующий слой, скрепленные между собой пучками волокон волокнистых слоев, сформированными посредством иглопрокалывания, отличающийся тем, что он содержит дополнительный армирующий слой, расположенный аналогично указанному, оба армирующих слоя выполнены в виде ткани из синтетических нитей, а пучки волокон проходят из наружных волокнистых слоев материала сквозь армирующие слои в разделяющий их промежуточный волокнистый слой на глубину, равную толщине этого слоя, причем материал в целом термофиксирован.

2. Транспортерная лента фильтр-пресса, выполненная в виде перемещаемого бесконечного текстильного полотна, отличающаяся тем, что она изготовлена из многослойного нетканого фильтрующего материала, включающего три волокнистых слоя из штапельных синтетических волокон и два армирующих слоя в виде ткани из синтетических нитей, скрепленные между собой пучками волокон волокнистых слоев, сформированными посредством иглопрокалывания, каждый из армирующих слоев расположен между двумя волокнистыми слоями, пучки волокон из наружных волокнистых слоев материала проходят сквозь армирующие слои в разделяющий их промежуточный волокнистый слой на глубину, равную толщине этого слоя, причем материал в целом термофиксирован.

РИСУНКИ

Рисунок 1