Способ изготовления фильтрующих элементов

Изобретение относится к способам изготовления фильтрующих элементов, используемых в фильтрах для очистки жидкостей, преимущественно напитков, и может быть использовано, в частности в пищевой промышленности.

Цель изобретения - улучшение фильтрующих свойств и обеспечение долговечности фильтрующего элемента, а также равномерности распределения материалов с удельными весами 1,15-2,4 г/см .

На фиг. 1 представлена схема установки для изготовления фильтрующего элемента; на фиг. 2 - фильтрующий элемент; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг, 2 со слоями из волокнистого фильтрующего материала; на фиг. 4 - то же, со слоями из зернистого фильтрующего материала; на фиг. 5 - то же, со слоями из смеси волокнистого и зернистого фильтрующих материалов; на фиг. 6 - фильтр с фильтрующими элементами, изготовленными согласно предлагаемому способу , продольный разрез; нафиг. 7-фильтр, продольный разрез.

Установка для изготовления фильтрующих элементов состоит из емкостей 1 - 7 для различных фильтрующих материалов или питателей, каждый из которых через регулируемый поршневой насос 8 присоединен к общему сборному трубопроводу 9, к началу которого через регулируемый по производительности лопастный насос 10 присоединена емкость 11 для жидкой взвеси. Сборный трубопровод 9 для материала ведет к смешивающему устройству, например смесителю 12, от которого подающий трубопровод 13 для образованной взвеси ведет к литейной форме 14. Литейная форма 14 в данном случае выполнена конической и имеет на вершине конуса впускное устройство 15 для взвеси и крышку 16 литейной формы, под которой предусмотрено полое пространство 17, в котором образуется фильтрующий элемент 18. Полое пространство формы ограничено снизу намывочной

О

ю ел со ю

о

W

пластиной 19, на краю которой расположен кольцевой сборный канал 20. К этому кольцевому сборному каналу 20 присоединен отводящий трубопровод 21 для жидкости, которая возвращается в емкость 11 для жид- кой взвеси.

Фильтрующие материалы в емкостях могут храниться в сухом состоянии или предпочтительно в пастообразной форме, предварительно смешанными с намывав- мой жидкостью.

Пример.

К жидкости под мешивают водорастворимый связующий материал, который может быть, например, глюкоза, декстрин, желатин, силикаты или смеси этих веществ.

Если связующий материал растворен в намываемой жидкости, дополнительная подача связующего материала к намываемой жидкости не требуется. Время от времени необходимо пополнять запас намываемой жидкости с растворенным в ней связующим материалом, поскольку образованный в литейной форме 14 фильтрующий элемент при извлечении из литейной формы 14 забирает с собой определенное количество намываемой жидкости, содержащей связующий материал .

Из одной или нескольких емкостей 1-7 с помощью поршневого насоса 8 материал в нужном количестве вводится в сборный трубопровод 9, т.е. в направляемую в кругооборот намываемую жидкость. В смесителе 12 затем происходит интенсивное смешивание так, что в подающем трубопроводе име- ется хорошо перемешанная взвесь фильтрующих материалов. Эта взвесь распределяется в полом пространстве 17 формы , при этом содержащийся во взвеси , фильтрующий материал намывают лами- парным потоком на намывочную пластину 19 или на уже образованный на намывочной пластине 19 слой фильтрующего материала.

При эксплуатации кругооборот намываемой жидкости с необходимой скоростью ламинарного потока через литейную форму 14 поддерживают при помощи лопастного насоса 10, В зависимости от вида фильтрующего материала скорость протекания поддерживают в интервале 5 - 500 г л/м ч. Легкий фильтрующий материал, например тонкие кизельгуры, тонкие перлиты и очень коротковолокнистую целлюлозу намывают при низких скоростях (5 г л/м2 ч), при такой, скорости намываемый материал достигает литейной формы и не вымывается из нее. Чем грубее фильтрующий материал, тем выше должна быть скорость протекания. Очень грубый кизельгур с величиной частиц до 500 мкм и удельным весом 2,4 г/см .

спекшийся кизельгур с удельным весом 2,4 г/см3, волокна целлюлозы с удельным весом 1,5 г/см и длиной волокон до 50000 мкм, коротко нарезанные волокна полиэфира с удельным весом 1,38 г/см3 и другие аналогичные фильтрующие волокна намывают при скорости ламинарного потока 100 - 500 г л/м ч. При уменьшении этой скорости такой фильтрующий материал не может транспортироваться и осаждается в подводящей системе. Практически свободную от фильтрующего материала жидкость направляют затем через сборный кольцевой канал 20 к возвратному трубопроводу 21, а затем в емкость 11. Если связующий материал в жидкости взвеси не растворен, а диспергирован , то он при происходящем в литейной форме процессе намывки также остается как связующий материал в намытом слое. В этом случае следует или связующий материал в заранее установленном количестве постоянно добавлять в емкость 11, или присоединить дополнительный питатель для связующего материала к сборному трубопроводу 9.

Для образования фильтрующих элементов с несколькими различными слоями, через последовательные промежутки времени из различных емкостей 1-7 при помощи соответствующих поршневых насосов 8 вводят различные фильтрующие материалы в различные периоды времени в сборный трубопровод 9.

Когда таким образом создан однослойный или многослойный фильтрующий элемент 18 в полом пространстве 17 литейной формы 14, снимают крышку 16с литейной формы 14, извлекают образованный фильтрующий элемент 18 и подвергают в сушильной печи под действием тепла сушке до затвердения связующего. Если необходимо фильтрующий элемент 18 предварительно закрепить, чтобы придать ему необходимую для извлечения из литейной формы 14 прочность , можно это осуществить посредством продувки сжатым газом, например, воздухом . Извлечение фильтрующего элемента 18 из литейной формы 14 можно осуществить надлежащими средствами, которые например , могут быть предусмотрены на крышке 16 или быть самостоятельными. Окончательную сушку осуществляют в сушильной печи при температуре около 140°С.

Далее на впускную и/или выпускную стороны фильтрующего элемента наносят пористую оболочку, проницаемую для жидкости и газа, но не проницаемую для фильтрующего материала и устойчивую по отношению к фильтрату, например ткань.

Примеры выполнения фильтрующих элементов представлены на фиг. 2 - 5. На фиг. 2 показан фильтрующий элемент в виде усеченного конуса. Такой высушенный фильтрующий элемент помещают в пористую оболочку 22, например из ткани, и снаружи располагают стягивающий ободок 23, который может быть прикреплен к ткани, например, с помощью репейникового соединения .

На фиг. 3-5 показаны многослойные фильтры. Для таких фильтрующих элементов слои в направлении, показанном стрелкой Б, выполняют последовательно более тонкими, начиная от одного, в основном являющегося распределителем для фильтрующего материала, очень грубого слоя 24 в литейной в направлении, обратном направлению фильтрования. Самый тонкий слой 25 располагают между среднегрубыми слоями 26, разделяющими тонкий слой 25 и грубые слои 24 и 27.

Высушенные фильтрующие элементы в оболочках помещают между жесткими держателями 28. Эти держатели 28 в представленном примере выполнены в виде конических кольцевых пластин, которые при установке друг на друга образуют промежуточные простргнства. В каждом промежуточном пространстве между двумя соседними держателями 28 расположен один фильтрующий элемент 18, при этом пористая оболочка 22 ложится на наружную поверхность соседнего держателя 28 и охватывает наружные края образованных фильтрующих блоков.

Стопу держателей и фильтрующих элементов 18 помещают в корпус фильтра 29 и удаляют связующее. Для этого корпус фильтра 29 наполняют водой, предпочтительно горячей, или смесью воды с мокрым паром и продавливают, например, горячую воду через фильтрующие элементы. После такой обработки фильтр готов к работе.

Формула изобретения 1. Способ изготовления фильтрующих элементов, включающий перемешивание фильтрующего материала с водорастворимым связующим придание фильтрующего элементы заданной формы, сушку, размещение фильтрующего элемента в корпусе фильтра между жесткими подложками и последующее удаление связующего, отличающийся тем, что, с целью улучшения фильтрующих свойств и долговечности фильтрующего элемента, в качестве фильтрующего материала используют зернистый, волокнистый, волокносодержащий материалы или комбинацию из этих материалов и придание заданной формы фильтрующему элементу осуществляют в проточной литейной форме путем намыва на поверхность формы слоями смесей указанных различных фильтрующих материалов со связующим ламинарным потоком со скоростью 5 - 500 г-л/м2 ч.

2.Способ по п. 1,отличающийся тем, что в качестве связующего используют

глюкозу, декстрин, желатин, силикаты или смеси этих веществ.

3.Способ по п. 1,отличающийся тем, что, с целью обеспечения равномерности распределения материалов с удельными весами 1,15 - 2,4 г/см3, скорость ламинарного потока поддерживают в пределах 100-500 г-л/м2 ч.

4.Способ по п. 1,отличающийся тем, что в литейной форме слои намывают в

направлении, противоположном направлению фильтрования.

5.Способ по п. 1,отличающийся тем, что фильтрующий элемент сушат в литейной форме при продувке газом.

6.Способ по пп. 1 и 5, отличающийся тем, что продувку осуществляют нагретым газом.

7.Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что фильтрующий элемент сушат в сушильной печи до затвердевания связующего .

8.Способ по п. 1,отличающийся тем, что фильтрующий элемент подсушивают в литейной форме продувкой газа, извлекают из формы и перемещают в сушильную печь, в которой осуществляют сушку до полного затвердевания связующего.

9.Способ поп. 1,отличающийся тем, что после сушки на выпускную сторону

фильтрующего элемента наносят слой, проницаемый для жидкости и газа, но не проницаемый для фильтрующего материала и устойчивый по отношению к фильтрату.

10. Способ по пп. 1 и 9, отличающий с я тем, что на впускную сторону фильтрующего материала наносят слой, проницаемый для жидкости и газа, но не проницаемый для фильтрующего материала

и устойчивый по отношению к фильтрату.

11. Способ по п. 1,отличающийся тем, что на краях высушенного фильтрующего элемента размещают защитную оболочку .

12. Способ по пп. 1 и 11, о т л и ч а ющ и и с я тем, что высушенный фильтрующий элемент помещают в пористую оболочку предпочтительно из ткани.

Ki

22

23

Фиг. 2