способ изготовления водоотталкивающей перегородки для фильтров-сепараторов

Формула изобретения

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВОДООТТАЛКИВАЮЩЕЙ ПЕРЕГОРОДКИ ДЛЯ ФИЛЬТРОВ-СЕПАРАТОРОВ, включающий обезжиривание пористой основы, нанесение на нее суспензии фторопласта и дальнейшее спекание последней, отличающийся тем, что, с целью улучшения фильтрующих свойств водоотталкивающей перегородки за счет снижения гидравлических потерь при фильтрации и увеличения срока службы перегородок, перед нанесением суспензии фторопласта пористую основу нагревают до 100-120^oС, а нанесение суспензии осуществляют путем распыления ее при давлении сжатого воздуха на входе в пульверизатор 0,5-3 кгс/см², при этом пористую основу размещают на расстоянии 10-50 см от выхода сопла пульверизатора и перемещают перпендикулярно факелу распыла со скоростью 0,01-0,2 м/с.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам изготовления устройств для очистки углеводородных жидкостей, преимущественно топлив, от свободной воды и механических примесей методом фильтрования, которые могут применяться во всех областях народного хозяйства, где необходима очистка углеводородных жидкостей от загрязнений данного типа.

Известен способ изготовления водоотталкивающей перегородки, состоящий из нанесения на пористую основу с прямыми открытыми порами водной суспензии фторопласта путем погружения перегородки в суспензию на 15-20 мин, высушивания перегородки на воздухе при комнатной температуре до полного высыхания и ее термообработки при 355-365^оС в течение 30-40 мин [1]

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ изготовления водоотталкивающей перегородки для фильтров-сепараторов, состоящий из напыления на пористую основу с прямыми открытыми порами водного раствора, содержащего фторопластовую суспензию и этилцеллозольв, высушивания перегородки на воздухе до полного высыхания и термообработки при 355-365^оС в течение 30-40 мин [2]

Недостатками данных способов являются невысокая адгезия фторопласта к пористой основе и, следовательно, низкая устойчивость к истиранию, малый срок службы и ухудшение фильтрующих свойств перегородки из-за заметного уменьшения размера пор основы вследствие покрытия суспензией стенок пор.

Цель изобретения улучшение фильтрующих свойств водоотталкивающей перегородки за счет снижения гидравлических потерь при фильтровании и увеличение ее срока службы.

Для этого в способе изготовления водоотталкивающей перегородки для фильтров-сепараторов, включающем обезжиривание пористой основы, нанесение на нее суспензии фторопласта и дальнейшее спекание последней, перед нанесением суспензии фторопласта пористую основу нагревают до 100-120^оС, а нанесение суспензии осуществляют путем распыления ее при давлении сжатого воздуха на входе в пульвеpизатоp 0,5-3 кгс/см², при этом пористую основу размещают на расстоянии 10-50 см от выхода струи из пульвеpизатоpа и перемещают перпендикулярно факелу распыла со скоростью 1-20 см/с.

Предварительное нагревание пористой основы до 100-120^оС позволяет избежать проникновения суспензии на стенки пор, так как вода испарается сразу же после попадания на поверхность пористой основы. Предварительный нагрев ниже 100^оС не приводит к мгновенному испарению воды на поверхности, нагрев выше 120^оС не приводит к существенному улучшению качества водоотталкивающей перегородки, а также неэкономичен в связи с повышенными энергозатратами. Нанесение фторопластовой суспензии методом распыления при давлении сжатого воздуха на входе в пульвеpизатоp 0,5-3 кгс/см² при одновременном перемещении пористой основы перпендикулярно факелу распыла со скоростью 1-20 см/с, находясь на расстоянии 10-50 см от выхода струи из пульвеpизатоpа, необходимо для получения равномерного тонкого слоя фторопластового гидрофобного покрытия на пористой основе. Давление сжатого воздуха на входе в пульвеpизатоp ниже 0,5 кгс/см² не достаточно для распыла суспензии фторопласта, давление выше 3 кгс/см² приводит к "плевкам" крупных капель суспензии, что не позволяет получить равномерный слой фторопласта на поверхности пористой основы. Перемещение пористой основы перпендикулярно факелу распыла со скоростью ниже 1 см/c приводит к образованию на поверхности пористой основы не испарившихся капель суспензии, что, с одной стороны, позволяет каплям затечь внутрь пор и уменьшить их размер и, вследствие этого, увеличить гидравлическое сопротивление водоотталкивающей перегородки, а с другой стороны, снижает адгезию фторопластового покрытия к поверхности пористой основы вследствие растрескивания образующейся пленки. Перемещение пористой основы со скоростью выше 20 см/с приводит к образованию на поверхности пористой основы участков, плохо покрытых фторопластом. Расстояние менее 10 см от выхода струи из пульвеpизатоpа до пористой основы приводит к образованию неравномерного покрытия вследствие попадания на пористую основу крупных капель суспензии. Расстояние более 50 см от выхода струи из пульвеpизатора до пористой основы приводит к образованию на поверхности пористой основы участков, плохо покрытых фторопластом.

В научно-технической и патентной литературе не обнаружено решений с указанной совокупностью признаков. При этом в решениях, содержащих отдельные указанные признаки, проявляются иные свойства. На основании этого можно сделать вывод о соответствии предлагаемого решения критерию "существенные отличия".

Способ осуществляется следующим образом.

Пористую основу обезжиривают, а затем нагревают до 100-120^оС и на ее поверхность наносят фторопластовую суспензию по ТУ 6-05-1246-76, разбавленную водой 1:1-1:2, путем распыления под давлением сжатого воздуха на входе в пульвеpизатоp 0,5-3 кгс/см², при этом пористая основа перемещается перпендикулярно факелу распыла со скоростью 1-20 см/с, находясь на расстоянии 10-50 см от головки распылителя. Затем фторопласт спекается при 300-420^оС в течение 10-40 мин, что необходимо для образования несмываемого слоя фторопласта на поверхности пористой основы. Спекание фторопласта при температуре ниже 300^оС или в течение менее 10 мин не заканчивается, поэтому полученная пленка легко смывается потоком топлива. Температура термообработки выше 420^оС приводит к интенсивной деструкции фторопласта. Спекание в течение более 40 мин не приводит к заметным улучшениям качества покрытия и ведет к дополнительным энергозатратам, что неэкономично.

Конкретные примеры выполнения способа приведены в табл.1-4. Испытания проводят на топливе ТС-1, содержащем 0,1% свободной воды при скорости потока топлива через перегородку 10,92 см/с. Водотопливную эмульсию готовят с помощью центробежного насоса.

В табл. 1 приведены характеристики пяти водоотталкивающих перегородок, полученных на стальной сетке с прямыми открытыми порами со стороной квадрата 70 мкм. Водоотталкивающие покрытия на перегородках 1-4 получены методом распыления суспензии Ф4-ДУ, разбавленной водой 1:1, с помощью пульвеpизатоpа на равномерно движущуюся со скоростью 2 см/с, размещенную на расстоянии 25 см от выхода струи из пульвеpизатоpа, сетку при давлении сжатого воздуха на входе в пульвеpизатоp, равном 2 кгс/см². Водоотталкивающее покрытие на перегородке 5 отличается от остальных тем, что для его получения использовался водный раствор следующего состава, водная суспензия фторопласта Ф4-ДУ 42; этилцеллозольв 8,5; вода 49,5 согласно [2]

В табл. 2 приведены характеристики пяти водоотталкивающих перегородок, полученных на стальной сетке с прямыми открытыми порами со стороной квадрата 70 мкм. Покрытия получены методом распыления суспензии В4-ДУ, разбавленной водой 1:1 с помощью пульвеpизатоpа на предварительно нагретую до 120^оС сетку, движущуюся со скоростью 2 см/с, размещенную на расстоянии 25 см от выхода струи из пульвеpизатоpа.

В табл. 3 приведены характеристики пяти водоотталкивающих перегородок, полученных на стальной сетке с прямыми открытыми порами со стороной квадрата 70 мкм. Покрытия получены методом распыления суспензии Ф4-ДУ, разбавленной водой 1:1, с помощью пульвеpизатоpа на предварительно нагретую до 120^оС сетку, двигающуюся со скоростью 2 см/с, при давлении сжатого воздуха на входе в пульвеpизатоp 2 кгс/см².

В табл. 4 приведены характеристики пяти водоотталкивающих перегородок, полученных на стальной сетке с прямыми открытыми порами со стороной квадрата 70 мкм. Покрытия получены методом распыления суспензии В4-ДУ, разбавленной 1:1, с помощью пульвеpизатоpа на предварительно нагретую до 120^оС движущуюся сетку, расположенную на расстоянии 25 см от выхода струи из пульвеpизатоpа, при давлении сжатого воздуха на входе в пульвеpизатоp 2 кгс/см².

Предлагаемый способ позволяет получать водоотталкивающие перегородки для фильтров-сепараторов с высокой эффективностью обезвоживания топлив с одновременным увеличением их срока службы и снижением гидравлических потерь при фильтрации через них. Предлагаемый способ прост с технологической точки зрения и не требует сложного оборудования.