Фильтрующий элемент

(72) Авторы Азаров Сергей Михайлович Петюшик Евгений Евгеньевич Шемченок Сергей Владимирович Якубовский Андрей Чеславович(57) 1. Фильтрующий элемент, содержащий полученную спеканием порошка подложку, на поверхности которой сформирован микропористый фильтрующий слой, средний размер пор которого меньше среднего размера пор подложки, отличающийся тем, что фильтрующий элемент снабжен, по крайней мере, одним дополнительным фильтрующим слоем,причем толщина каждого последующего фильтрующего слоя постоянна и меньше в 5-15 раз толщины предыдущего слоя. 2. Фильтрующий элемент по п. 1, отличающийся тем, что подложка выполнена в виде тела с осевым цилиндрическим отверстием и наружным оребрением с трапециевидной формой поперечного сечения ребра. 1235 Полезная модель относится к технике фильтрования и предназначена для очистки жидкостей или газов от дисперсных включений в различных областях промышленности с помощью фильтрующих элементов из спеченных пористых материалов. Известен фильтрующий элемент с гофрированной поверхностью, выполненный из сформованного и спеченного порошка, который содержит расположенные перпендикулярно оси элемента гофры с внутренними и наружными опорными кольцами, снаружи и внутри гофр установлены радиальные опорные ребра, соединенные с гофрами, поверхность которых с внутренней стороны выполнена с дополнительным слоем порошка, размер частиц которого составляет 0,1-0,6 диаметров частиц основы 1. Увеличение фильтрующей поверхности и прочности известной конструкции фильтрующего элемента обеспечивается вторым пористым слоем на поверхности гофр. Однако эффективность работы указанного фильтрующего элемента недостаточна из-за низкой степени очистки фильтрата и низкой грязеемкости фильтрующего элемента. Известен также фильтрующий элемент, содержащий полученную спеканием порошка подложку, на поверхности которой сформирован микропористый фильтрующий слой,средний диаметр отверстий в котором меньше среднего диаметра отверстий в подложке. Поверхность подложки выполнена гофрированной. Средняя толщина слоя во впадинах на поверхности подложки превышает среднюю толщину слоя на гребнях. Фильтрующий слой имеет плавную криволинейную поверхность фильтрации 2. Указанный фильтрующий элемент является наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату. Недостатком описанного фильтрующего элемента является ограниченная степень очистки фильтруемой среды, а также низкая прочность элемента и грязеемкость, что снижает эффективность его работы. Задача, на решение которой направлено устройство фильтрующего элемента, состояла в том, чтобы повысить эффективность фильтрования за счет повышения тонкости очистки, увеличения его фильтрующей поверхности и грязеемкости. Поставленная задача решена следующим образом. Предложен фильтрующий элемент, содержащий полученную спеканием порошка подложку, на поверхности которой сформирован микропористый фильтрующий слой,средний размер пор которого меньше среднего размера пор подложки, который снабжен,по крайней мере, одним дополнительным фильтрующим слоем, причем толщина каждого фильтрующего слоя относительно подложки постоянна и меньше в 5-15 раз толщины предыдущего слоя, а подложка выполнена в виде тела с осевым цилиндрическим отверстием и наружным оребрением с трапециевидной формой поперечного сечения ребра. На чертежах показан фильтрующий элемент, где на фиг. 1 - общий вид на фиг. 2 - увеличенный фрагмент сечения ребра. Показанный на чертежах фильтрующий элемент предназначен для патронных фильтров. Он содержит подложку, которая представляет собой тело 1 с осевым цилиндрическим отверстием 2 и наружным оребрением с трапециевидной формой поперечного сечения ребра 3. При такой форме подложки она является одновременно каркасом фильтрующего элемента. На наружную оребренную поверхность каркаса нанесены фильтрующие слои 4, 5, 6,толщина которых, начиная с каркаса, составляет соответственно 1, 2, 3, 4- минимальная площадь сечения ребра каркаса- площадь фильтрующего слоя. Внутренний каркасный слой тела 1 имеет наибольший средний размер пор, а фильтрующие слои 4, 5, 6, нанесенные на поверхность ребер 3, имеют средний размер пор,уменьшающийся в направлении к периферии. Фильтрующий слой 4 имеет средний размер 2 1235 пор в 5-15 раз меньше, чем подложка 1, толщина слоя 4 постоянна и составляет не менее 10 величин среднего размера пор. Каждый слой 5 и 6 имеет также постоянную по всей поверхности толщину, размер которой меньше в 5-15 раз, чем толщина предыдущего слоя. Соотношение толщины каркасного и всех последующих слоев таково, чтобы обеспечивалась их равная производительность при соответствующем среднем размере пор и, соответственно, различной проницаемости каждого слоя. Для выполнения указанных условий толщина слоев должна соответствовать 1234. В предложенном фильтрующем элементе количество фильтрующих слоев зависит от требуемой тонкости очистки. Внутренний каркасный слой исполняет функцию емкости для сбора фильтруемых загрязнений, несет основные монтажные и эксплуатационные нагрузки. Осевое цилиндрическое отверстие 2 с конусностью 0,1100 облегчает съем каркаса с оправки после прессования, что упрощает технологию его изготовления. Наружная поверхность каркаса снабжена продольными или винтовыми ребрами 3, поперечное сечение которых имеет трапециевидную форму, что обеспечивает увеличение площади фильтрующей поверхности при сохранении его габаритных размеров, таким образом повышая эффективность работы фильтра. Значительный объем материала каркасного слоя способствует высокой прочности фильтрующего элемента, что гарантирует его целостность при монтаже в фильтрующем устройстве, а также расширяет диапазон использования фильтрующего элемента, обеспечивая его работу при более высоких перепадах давления фильтруемой среды на наружной и внутренней поверхности с соответствующим повышением производительности и, таким образом, эффективности работы. Последующие слои не являются несущими, поэтому их толщина может быть минимальной из условия обеспечения требуемой тонкости очистки. Фильтрующий элемент работает следующим образом. Фильтруемая среда (жидкость или газ) подводится изнутри через отверстие 2 или снаружи. В случае подвода среды изнутри происходит последовательная очистка ее от механических загрязнений, начиная с крупных. Каркасный слой при этом является накопителем задержанных механических частиц и определяет грязеемкость фильтрующего элемента. Фильтрующие слои обеспечивают требуемую тонкость очистки. При подаче среды снаружи эффективность работы фильтрующего элемента обеспечивается за счет развитой наружной поверхности и за счет увеличения разности давления на наружной и внутренней поверхности фильтрующего элемента. Регенерация фильтрующего элемента возможна любыми известными способами. Пример. Изготовлен трехслойный фильтрующий элемент на основе каркасного слоя, спрессованного из порошка керамики (фарфора) с размером частиц (-360) - (315) мкм сухим изостатическим прессованием, с наружной ребристой поверхностью (длина - 180 мм, диаметр описанной окружности - 60 мм, количество продольных ребер трапециевидного поперечного сечения - 8, высота ребра - 15 мм, ширина - 10 мм) и внутренним цилиндрическим отверстием диаметром 20 мм. Фильтровали воду питьевую от механических примесей и коллоидного железа. Подача воды осуществлялась изнутри наружу. В процессе фильтрации вода последовательно проходила крупнопористую подложку, нанесенные слои и отводилась по назначению. Загрязнения собирались на поверхности третьего слоя. Обеспечивалась тонкость очистки 2-1 мкм. Изготовленный образец обеспечивал производительность 500 л/час. Давление воды на входе 1,0 МПа. Падение давления на фильтрующем элементе составляло 0,037 МПа. После очистки 4 м 3 воды образец неоднократно восстанавливал начальную производительность промывкой обратным током очищенной воды в течение 5 мин при давлении 1,0 МПа. 3 Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.