Способ получения металлических мембран

союз советскихСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1754 А 00 ОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТРИ ГКНТ СССР 01 ЗОБРЕТ ОПИСАНЙЕ ИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС ГВУ НИ 2(57) Использование: в процессах микро- и ультрафильтрации жидкостей, Сущность изобретения; селективный слой на пористой металлической подложке формируют путем наложения давления на эту подложку, Величина давления равна 1,05-1,30 предела текучести материала подложки. Перед наложением давлейия с одной стороны подложки помещают упругоэластичную прокладку, имеющую меньшйй; чем у ма териала подложки, предел текучести. 1 табл. 26(21) 4869260 (22) 25,09,90 (46) 15.08,92 (71) Киевски щевой пром (72) В, А. А О.А. Катрус, ченко (56) Авторск М 988317, кл (54) СПОСО СКИХ МЕМБ ий институт пи- Г. Серпученко,о и Е, А. Серпуо СССР1983, МЕТАЛЛИЧЕ, Бюл, МЗОй технологичеышленностинистратенко,В. А. Назаре свидетельствВ 01 О 39/02,ПОЛУЧЕНИЯАН ЬщИзобретение относится к изготовлению роматериала из порйстого металла"дляочинеорганических полупроницаемых мемб- стки жидкости или газа. "ран, в частности к получению металлических Способ осуществляется следующим обмембран и может быть использовано для разом. "." .:, й микро- и ультрафильтрации жидкостей., Пористый материал, полученный метоПреимущества неорганическйх мемб- дом прокатки пакета сеткисаржевого одйо-" ран, в том числе-металлйческих,"перед иэве- стороннего переплетенйя иэ пяти слоев при стными мембранами заключается в их 1200 С, подвергают воздействию ударов устойчивости к высоким температурам; дав- абразивными частицами, сферической форлениям, нечувствительности к действиям мы (кваревый песок твердостью 1100 - бактерий, возможности многократной реге кг/мм ) на центробежном ускорителе, нерации, повышенном сроке службы При этом угол атаки абразивных частиц кМеталлические мембраны обладают ря-, поверхности обрабатываемого материала дом преимуществ по сравнению с другймй должен составлять 900, так как происходит неорганическими мембранами: локальная, пластическая деформация по - воэможйость получения пористЫома-" верхности пористого(сетчатого) материала териала в виде фольги, .от каждой частицы абразива ипроцесс мик - возможность создания из пористых рорезания не происходит. Вследствие пламеталлических материалов различных кон- стической деформации-часть металла с струкций фильтрующих элементов, - поверхности "затекает" в поры и уменьшает- простотой получения исходного мате- их размеры только на поверхности образца,: риала. причем размеры пор пб толина ббрвзцаостаются теми же, что и до аэроэиыннойНаиболее близким к предлагаемому по обработки, Таким образом формируется сетехнической сущности и достигаемомуре- лективный фильтрующий слой, При равнозультату является способ получения фильт- мерном распределении попадания частицабразива по всей обрабатываемой поверхности и правильном выборе размеров абразивных частиц, их скорости, количества, а также угла атаки можно добиться уменьшения размеров пор (что определяет тонкость фильтрации) до величины 5 мкм и менее.Так, при скоростйсоударения частиц кварца с поверхностью материала до 80 м/с (=90 ) происходит уменьшение средних размеров йор на поверхности пористого сетчатого материала в 2 - 2,3 раза, т,е, до 30-25,0 мкм.Эрозионная обработка преДусматривает применение центробежнбго ускорителя ЦУК-ЗМ, бункер для абразивных частиц с вращающймся ротором и каналами для продвижения частиц в роторе, устройство для устайовкй обрабатываемого матерйала под определенным угл 6 м, что свидетельствует о сложном технологическом оборудовании.- Однако известный способ имеет сложный процесс изготовления фильтроматери аЛа й недостаточно высокую эффективностьфильтрования,Цель изобретения - упрощение процес- са при одновременном улучшении эксплуатационных характеристик мембран;"Способ получения фильтроматериалаЗаключается в формированйй селективного слоМ на "металлической пористой подложке путем механического воздействия на повер хнбсть подложки, Для этого к подложке прикладывают давление, равное 1,05-1,30 предела текучести материала подложки, и с одной стороны подложки давление передают через упругоэластичную прокладку, имеющую предел текучести, меньший, чем предел текучести материала подложкй.Использование уплотняющей прокаткис одной промежуточной упругоэластичной прокладкой позволяет сформировать мелкопористый селективный слой из материала подложки со стороны, где Давлейиенепосредственно передается на подложку. В процессе уплотняющей прокатки упругоэластичная прокладка проникает в межчастичное пространство пористой металличеСкой подложки, тем самым препятствуя уменьшенйю размера пор на поверхности подложки. Одновременно, с противоположной стороны происходит смятие поверхностных. частиц подложки, что приводит к уменьшению шероховатости, среднего размера пор и пористости, При этом не происходит объемной деформации материала подложки, что наблюдается при традиционной уплотняющей прокаткематериала, а деформация локализуется с одной стороны поверхности подложки, обеспечивая образование селективного фильтрую- щего слоя со средним размером пор 1-35 10 15 мкм и йористостью материала 25-30%, что приводит к повышению эффективности фильтрования за счет повышения селективности и производительности мембраны (продолжительности фильтрования).Способ реализуется следующим образом.П р и м е р. К пористой металлической подложке при прокатке прикладывается давление, равное 1,05-1,30 предела текучести материала подложки с применением упругоэластичной прокладки, расположенной с одной стороны металлической подложки и имеющей предел текучести меньше, чем предел текучести материала подложки. Например, в качестве пористой металлической подложки можно использовать по ристые ленты марки ФНС(ТУ:-1-1400-75), Ф Н С(ТУ-1-2819-79)20 и др., изготовленные из порошка нержаве ющей стали марки ПХ 18 Н 15, предел текучести 3,3 кг/мм, 4,0 кг/мм соответственно иг 2пористую ленту Ф Н(ТУ-153-249-83), изготовленную из порошка никеля с пределом25 текучести 5,0 кг/мм . В качестве упругоэла 2стичной прокладки можно использовать полиэтиленовую пленку толщиной 0,050 мм(ГО С 10354-82).Пористость образцов определяют гид 30 ростатическим взвешиванием (ГОСТ 1889873). Размер пор определяют методомвытеснения жидкости (ГОСТ 26849-86),плотность материала определяют в соответствии с ГОСТ 18889 - 73, Проницаемость оп 35ределяют по формулеЧ1= - , м/с,Ятгдзе Ч - объем отфильтрованной жидкости,м40 Я - поверхность мембраны, м 2,т - время фильтрования, мин.Селективность р определяют по формуле:с.-с,45 Р= С,%,где Со и Сф - концентрации отделяемоговещества в исходном растворе и в фильтрате.В качестве объекта фильтрования были50 использованы жиросодержащие воды участка отстоя сырья мыловаренного производства, содержание жира в исходной воде3600 мг/л.Пористая металлическая лента ФНСс55 размером пор 5 мкм подвергалась обжатиюна горизонтальных вальцах. Давление создавалось управляемым нагружением верхнего вала и составило 4,2 кг/ммР/Ртек=1,20), Между валком и пористой ме1754190 Материал Рабочее подложки давление,Р, кг/мм Р/Ртек,Пример среднийразмерпор, мкм пори- продолжистость, % тельность цикла,мин4,2 4,8 5,2 50 35 52 61 82 95,5.: ые значения ап е ельн 11 12 13 14 15 16 90 60 90 118 170 190 3,8 5,6 5,25 6,0 6,50,95 1,40 1,05 1,2 1,30таллической лентой прокладывалась полиэтиленовая прокладка, После уплотнения указанным способом размер пор подложки составил 2 мкм, пористость 35%, продолжительность фильтроцикла 110 мин, селектив: ность 60% (см. табл. п, М 3), Другие примеры. осуществления способа по изобретению и прототипу показаны в таблице.Как следует иэ данных таблицы, ренским уплотняющей прокладки по данному изобретению обеспечивает получение тонкопо-. ристого материала с высокой селективностью при достатбчно выСокой производительности (примеры 2 - 4: 8-10;14-16). Повышение давления сверх 1,30 предела текучести материала приводит к возникновению дефектов струк. гуры, о чем свидетельствует увеличение размера пор и снижение селективности очистки (примеры 6, 12, 18), Величина давления менее 1,05 предела текучести материала подложки не приводит к каким-либо заметным изменениям в структуре исходного материала (примеры 5, 11, 17), а следовательно, и в показаниях процесса фильтрования. Преимущество предлагаемого способапо сравнению с известным заключается вследующем;- упрощается технология получейияфильтроматериала за счет исключения сложного оборудования;- повышается эффективНость мембран ,5 за счет значительного уменьшения шероховатости поверхности и увеличения произвО- дительности,т.е. увеличения продолжительности фильтрования (фильтроцикла) в 2-4 раза, а также увеличения 10 селективности в 1;5-2 раза;- в результате получается материал своспроизводимымМ характеристиками;-"предлагаемый способ является экологически чистым, улучшаютсяусловйя труда.15 Формула изобретен йяСпособ полученйя металлических мембран, включающий формирование селективнОго слоя на металл"йческой пористой подложке при механическом воздействии 20 на поверхность этой подложки; о т л и ч а ющ и й с я тем; что. с целью упрощения процесса при одновременном улучшении экс- плуатационных характеристик мембран, механическое воздействие оказывают пу тем наложения давления, величина которого равна 1,05 - 1,30 предела текучести материала подложки, причем перед"механическим воздействием с одной стороны подложки помещают упругоэластичную 30 прокладку, имеющую меньший, чем у материала подложки; предел текучести. Ха акте истики пол ченной мемб аны1754190 Продолжение таблицы Составитель В. СерпученкоН. федорова Техред М,Моргентал Корректор С; Лйсинаедак Производственно-изд Ужгород, у ельский комбинат "Пате а,Заказ 2841 ВНИИПИ Госуд Тираж . Подписноетвенного комитета по изобретениям и открытйям при ГКНТ 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5