Водоотталкивающая перегородка для фильтров-сепараторов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 39/00 В 37 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСК ЕЛЬСТВУ В(56 ) 1. светлых ческих п "Транспо тов и уг 1980, 94 др. Очистка от механидной воды. - ефтепродукырья",М Е. Н.дуктони свобкениедиого3,улдыби ефтепр имесей тихр еводор с. 282. Жу оепарат и хране дородно с.37-39Е,Н, и др. Фильтры убежом". "Транспорт епродуктов и углевои., 1981, 92,ыбин за рефт рья 40-46ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИИ(54)(57) ВОДООТТАЛКИВАИЦАЯ ПЕРЕГОРОДКА ДЛЯ ФИЛЬТРОВ-СЕПАРАТОРОВ, содержащая пористую основу с пряьыми открытыми порами, покрытую гидрофобнымслоем, о т л и ч а ю щ а я с я тем,что, с целью обеспечения работоспособности с сохранением высоких сепарирующих свойств при скоростяхпотока эмульсий типа вода-масло,превышающих 7 см/с, она содержит вкачестве гидрофобного слоя водныйраатвор; содержащий фторопластоцуюсуспензию и этилцеллозольв при сле дующих соотношениях компонентов,мас.Ъ".Фторопластоваясуспензия,Этилцеллозольв 710 Изобретение относится к устройствам для очистки углеводородных жидкостей, преимущественно топлив,от свободной воды и глеханическихпримесей методом фильтрования и может применяться во всех областях 5народного хозяйства, где необходимаочистка углеводородных жидкостейот загрязнений данного типа.Известен фильтрующий водоотделяющий элемент, в котором в качествеводоотталкивающей перегородки применяется нетканый материал, пропитанныйраствором кремнийорганической жидкости в толуоле Г 1 Е,Недостаток водоотталкиваюцей перегородки - невысокое сепарирующеесвойство при высоких скоростях потока, в результате чего через нихпри скорости потока 6,94 см/с продавливаются капли воды размером 0,71,0 мм, что приводит к резкому снижению эффективности обезвоживаниятоплив,Наиболее близкой по техническойсущности к предлагаеглому являетсяводоотталкиваюцая перегородка, применяемая в фильтрах-сепараторах ипредставляющая собой пористую основус прямыми открытыми порами, покрытуюгидрофобным слоем,В качестве пористой основы применяется металлическая сетка со стороной квадрата 60 мкм,а в качестве гидрофобного слоятефлон 2 3.Недостатком известной водоотталкивающей перегородки является проскоккапель воееы размером 0,1 мм при скорости потока топлива 1,71 см/с ее размером 0,5 мм при скорости 3,786, 94 см/с вследствие невысоких гид Орофобных свойств тефлоновой пленки.Цель изобретения - обеспечениеработоспособности водоотталкиваюцейперегородки с сохранением высокихсепарирующих свойств при скоростяхпотока топлива, превышающих 7 см/с.Указанная цель достигается тем,что водоотталкивающая перегородкадля фильтров-сепараторов, содержащая пористую основу с прямыми открытыми порами, покрытую гидрофобнымслоем, содержит в качестве гидрофобного слоя водный раствор, содержа,щий фторопластовую суспензию и этилцеллозольв при следуюцих соотноше 55ниях компонентов, мас.%:Фторопластоваясуспензия 40-46Этилцеллозольв 7,0-9,5,Пористый фторопластовый слой напористой основе с прямыми открытымипорами изготовляют следующим образом.С поглощею распыляющего устройства.ееа пореестую основУ наееосят равномер шй слои раствора, состоящего из смеси приведенного состава. Для получения равномерного слоя пористая основа или распыляюцее устройство должно двигаться с постоянной скоростьюв направлении, перпендикулярном Осивыходного канала распыляющего устрой-ства, Скорость движения долхна устанавливаться в зависимости от производительности распыляющего устройства,которая в свою очередь может регулироваться давлением сжатого воздуха на входе в распыляюцее устройство.Так, например, при давлении сжатоговоздуха на входе в обычный пульверизатор, равном 1,5 кгс/см, на металлической сетке со стороной квадрата 70 мкм образуется слой фторопластатолщиною 4 мкм, т.е, сторона квадрата пор сетки уменьшается до 62 мкм.После напыления пленки сетка остается на воздухе при комнатной температуре до полного высыхания. Эатем сетку помещают в термастат и выдерживаютв печи при 355-365 С в течение 3040 мин. Температурный режим обработкипленки, нанесенной на пористую основу, объясняется физическими свойствами фторопласта. Процесс спеканиячастиц фторопласта происходит при355-465 С. При более высоких температурах начинается процесс деструкции,который при 420 С принимает интенсиво,ный характер, сопровождаемый выделением фосгена. Без термообработки фторопластовая пленка быстро смываетсяс сетки потоком топлива. При нагреове пленки ниже 355 С процесс спекания частиц фторопласта не заканчивается, в результате чего силы адгезионного сцепления между сеткой и фторопластом уменьшаются, что приводитпри контакте с топЛивом к отслаиванию пленки с поверхности сетки.Смесь для гидрофобного слоя готовят следующим образом.Берут водную суспензию фторопласта и в нее добавляют соответствующееколичество этилцеллозольва и воды.Полученную смесь помещают в емкостьи обрабатывают с целью полученияравномерной и стойкой суспензиив течение заданного времени (около1 чг ультразвуком, В качестве суспензии фторопласта могут применяться водные фторопластовые суспензиимарок ФД, ФДВ, ФДП (ТУ 6-05-1246-76, тонкодисперсный фторопласт Ф, который в свою очередьявляется полимером тетрафторэтилена СГ- СГ 2, т.е. полностью фторированного этилена.Эти фторопласты обладают низкимкритическим поверхностным натяжением (18,3 дН/см), что обуславливает их слабую смачиваемость водой, а следовательно, высокие водооттталкивающие свойства,1063441 Таблица 1 Состав, мас,Ъ: Перегородка Вода Этилцеллозольв Водная суспензияфторопласта 4-4 Э50,5 9,5 7,0 7 Продолжени Внешний вид вод Перегородка лкивающей перегород плошной слой: чти все поры закрыты фторопластом порами одинакового размера, сторона квадра ный сло ав ном 8 мкм 3 ый слой с порами одинакового размера, скм а кв авном ата 5 4 ный слой с порами одинакового размера:сторона 48 мкм Равном квадра еравномерный слой: поры полностью закрыты фторопласт в водзию.60 Втсравниных свгородообраз.ц65 а такж роведеныию слоя веденияродка Р 5 Дополнительно были эксперименты по нанес ропласта на сетки без этилцеллозольва (пере оНромьшленностью в соответствии с ТУ 6-05-1246-76 "Суспензии фторопластовые" выпускаются водные фторопластовые суспензии, содержащие 55-65 мас.3 твердого (сухого ) фторопласта, 7-10 мас,Ъ поверхностно-ак тивных веществ типа ОП, остальное вода.Приготовленная таким образом смесь сразу же наносится (напыляется) на пористую основу, Для нанесения на сетку более толстой пленки или уменьшения размера пор процесс напыления фторопластовой суспензии может повторяться несколько раз.В табл,1 приведены пять композиций смесей фторопластовой суспензии, использованных для получения водоотталкивающего слоя на стальной сетке ,с прямыми открытыми порами со стороной квадрата 70 мкм, а также характеристика полученных слоев. Пленки получены методом распыления раствора с помощью пульверизатора на равномерно движущуюся со скоростью 0,02 м/с вертикально установленную. Увеличение концентрации фторопласта выше 46 мас.Ъ приводит к збивке пор сеток,сетку при давлении сжатого воздуха на входе в пульверизатор, равном 2 кгс/см.Таким образом, равномерный слой фторопласта наносят на сетку при следующих предельных значениях, составляющих смесь компонентов, мас,Ъ:Водная суспензияфторопласта ФД 40-46Этилцеллозольва 7,0-9,5Вода ОстальноеВведение этилцеллозольва в водную суспензию фторопласта оказывает положительное влияние на равномерное распределение жидкой фазы на поверхность сеток. При этом минимальное его содержание в смеси не должно быть меньше 7,0 мас.Ъ. В противном случае поры сеток покрываются почти сплошным слоем фторопласта (перегородка 91) . Увеличение содержания в смеси этилцеллозольва больше 9,5 мас,В улучшает распыление фторопласта, однако это неэкономно, так как ведет к увеличению расхода этилцеллозольва. ную фтороп, астовую суспенабл,2 приведены результатытельных испытаний сепаративойств водоотталкивающих перек, применяемых в промыдленныхах фильтров-сепараторов,е перегородки РЗ(табл.1).Сетка с тефлоновым покрытием водботталкивающийэлемент фирмы "Фауди",ФРГ ) по прототипу отс,отс. 0 1 Сетка с предлагаемым фторопластовымпокрытием, образецРЗ отс. отс. отс. 1,5 10 3;1.10 8,110 8,3 104 9,6 -104 1,110 Капрон, пропитанный раствором кремнийорганической жидкости ГКЖв толуоле 1 0 О,б 13,1"13 16,110 0 7 4,310 17 б;,б "10 Зв числителе приведен размер капель воды в миллиметрах, продавливаемых потоком топлива ТСчерез водоотталкивающие перегородки, в знаменателе - содержание свободной (эмульсионной) воды в потоке топлива после водоотталкивающих перегородок, мас,%:" фф в соответствии с рекомендациями ИКАО и ИТАО содержание свободнойводы в топливе, заправляемом в реактивные самблеты, не должны быть более3 10 мас,Ъ, по бнецификации на фильтры-сепараторы АР 1-1581 содержаниесвободной воды в топливе после фильтрации сепаратора не доЛжно быть больша1,5 ф 11 Гмас.Ъ и по военной спецификации И 1 - 8901 В- не более 5.10 4 мас.%,Сетка с тефлоновым покрытием (водоотталкивающийэлемент фирмы.,"Фауци", ФРГ)по прототипуСетка с предлагаемым фторопластовым покрытием, образец РЗКапрон, пропитанный растворомкремнийорганической жидкостиГКЖв толуоле Нетканый материал 50ДР 1(Б пропитанныйраствором кремнийорганической жидкостиГКЖв толуолефильтрующий водоотделяющий элементтипа ФВЭ) Нетканый материалДРКБ, пропитанныйраствором кремнийорганической жидкостиГКЖв толу(ле( фильтрующий водо,отделяющий элементтипа ФВЭ) Содержание свободной воды после водоотталкивающей перегородки при скорости потока, см/с1063441 10 15 20 Составитель Л, БузмаковаРедактор А. Курах Техред И.Метелева КорректорМ .Демчик Заказ 10326/8 Тираж 688 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 В качестве коагулирующей перегородки в модельном фильтре-сепараторе применяют стекловолокнистуюперегородку, используемую в фильтрующем водоотделяющем элементе типаФВЭс дополнительной установкойна внешней по потоку стороне перегородки слоя открытопористого поролона, Испытания проводят на топливеТС; содержавшем 0,1 мас,Ъ свободной воды. Водотопливную эмульсиюготовят,с помощью высокооборотногоцентробежного насоса. Водоотталкивающие свойства перегородок оценивают по количеству свободной воды,содержавшейся в пробах топлива,отбираемых после испытуемой водоотталкивающей перегородки при различных скоростях потока, а также максимальному размеру капель воды, про-,давливаемых гидродинамическимисилами потока через перегородку.Размер капель воды определяют фотографированием с использованиемширокоугольного объектива.Из данных табл, 2 видно,что пропитка пористых .материаловкремнийорганическими составамималоэффективнапаже при скорости 8потока 0,53 см/с перегбродки начинают пропускать капли воды размером 0,1 мм 1, эффективно тефлоновое покрытие, применяемое в водоотталкивающем элементе фильтров-сепараторов Фирмы "Фауди" (ФРГ, но и оно при скерости потока 1,71 см/с начинает пропускать капли воды размером 0,1 мм, Наиболее высокими водо- отталкивающими свойствами обладает предлагаемая перегородка, в которой продавливание капель воды размером 0,1 мм начинается лишь при скорости потока 12,22 см/с, При этом перегородка обладает высокими гидравлическими характеристиками. Так, при скорости потока топлива ТС, равной 10,92 см/с, гидравлические потери составляют 0,032 кгс/см 2.Таким образом, применение изобретения позволит увеличить скорость потока топлива через водоотталкивающую перегородку в, 3-4 раза с одновременным повышением эффективности обезвоживания топлив. Кроме того, использование предлагаемой перегородки позволит снизить габаритные размеры, а следовательно, и массу фильтров-сепараторов.