Башта Т.М. - Машиностроительная гидравлика (1067403), страница 106
Текст из файла (страница 106)
Фильтры этого типа, каждый капилляр которых имеет большое количество последовательно расположенных пор, доходящее до сотни и более, можно сравнивать по эффективности фильтрования с многослойными поверхностными фильтрами с той же длиной капилляров и количеством в них пор. В частности ваполнители из синтетических волокон могут обеспечить благодаря высокопористой структуре, обусловленной малой толщиной волокон, тонкость очистки 1 — 2 ккм. Ввиду того, что загрязнитель задерживается в этих фильтрах в основном в толще материала, эти фильтры при одинаковой загряз-, ненности жидкости имеют по сравненинз с поверхностными типами более высокие грязесъемность и сроки службы.
Наиболее распространены волокнистые наполнителн из металлокерамики, бумаги, войлока, целлюлозы, стекловолокна и синтетических волокон различной толщины и плотности. Фильтры с наполнителями из металлокерамических порошков. Широко распространены фильтры с наполнителями из пористых металлов И керамики, получаемыми либо спеканием металличе- р 335 Ркс. 325. Расчетван схема ских или керамических несфорических фильтровальвого материала или сферических порошков, либо спо- вз спеченных кеталличесобом порошковой металлургии.
Пори- сквх шариков етые материалы в виде листов из металлических порошков получают также холодной прокаткой. В практике распространены металлические фильтроэлементы иа спеченных сферических порошков различных металлов и нх соединений, обладающих свойствами металла сталь, бронаа, титан, никель, серебро и пр.). С ма пористой структуры металлического фильтровального мате нала из сферических порошков представлена на рис.
325. Жид ость очищается, протекая по длинным и извилистым каналам между шариками, причем задержанный аагряанитель распределяется практически равномерно по этим каналам и порам, благодаря чему фильтры отличаются высокой грязесъемностью. Размер пор существующих фильтрующих элементов иэ поро- шков бронзы составляет 2 — 100 мкм и порошков нержавеющей стали 3 — 40 мк.в. Размеры пор фильтровальных элементов из сферических металлических порошков в керамики выбирают исходя иа максимального условного диаметра частицы загрявнителя, которая может пройти в зазоре между тремя плотно уложенными шариками. При сферической форме исходного порошка и точечном контакте шариков максимальный линейный размер пор (максимальный 18" Число частиц в пробе жидностп при раамере гранул исходного порошка в мм Диаметр частиц вагряеннтеля в мям о,бг брю после Фильтрования после Фильтрования до Фильтрования до Фильтровании 943 100 19 10 64 54 697 40 2 1 0 3 5 10 15 20 25 278 21 0 0 0 0 Ш7 153 25 16 37 39 условный диаметр частицы загрязнителя, которая может пройти через пору) можно вычислить по вырюкенню б(= 0,155Р, где Р— диаметр верна (шарика) исходного порошка.
В действительности линейный размер пор вследствие шероховатости зерен, отклонения их от правильной шарообразной формы несколько меньше указанного. С учетом этого фактический размер пор может быть приближенно определен по выражению г( ж0,1Р. (478) Можно получить минимальный размер (диаметр) Р сферы металлического исходного материала 5 мкм, что соответствует условному диаметру г( пор фильтрующего элемента 0,5 мкм, а также минимальный размер сферы керамических порошков -6 — 7 мкде, что соответствует среднему условному диаметру пор фильтрующего элемента 0,6 — 0,7 млм. Этот. условный диаметр поры и определяет номинальную точность очистки жидкости.
Однако опыт показывает, что эти фильтры задерживают значительное количество частиц, размеры которых меньше номинального (условного) размера пор. Так, например, фильтры из металлических порошков диаметром 0,1 лм отфильтровывают (при толщине фильтрующего элемента 1 мм) за один проход жидкости частицы загрязннтеля размером 6 — 8 лкде, а из порошков диаметром 0,2 — 0,3 мк — частицы размером 15 — 20 миде.
Максимальный размер частиц, прошедших через фильтр из сферических порошков, примерно в 2 раза меньше максимального размера поры, определенного «продавливаниеме газового пузырька (см. стр. 541). В табл. 16 приведены результаты испытаний металлокерамических фильтров с диаметром гранул исходного порошка 0,06 и 0,2 дьк (толщина фильтрующего элемента 1 дьк). Таблица 16 Результаты испытаний метаппоиерамических фильтров Лучшие из существующих промьпплениых 5-микронных фильтров аадерживают 100% частиц размером 5 мл и 98% частиц размером 2 мк. Тонкость же фильтрования в некоторых специальных лабораторных фильтрах с малыми размерами пор и малыми расходами достигает 0,5 ми. Практически для достижения тонкости очистки 8 ми, которая соответствует тонкости фильтрации распространенных бумажных фильтров, необходимы фильтроэлементы с раамером гранул исходного порошка -0,1 лам.
Таблица 17 Зависимость между 4, и е В табл. 17 приведены экспериментальные данные, характери. зующие аависимость между размерами пор фильтроэлемента из сферического порошка и тонкостью фильтрации для типового фильтроэлемента. Тонкость фильтрации металлокерамических фильтров можно повысить применением в них постоянного магнитного поля.
Так, например, если без магнитного поля фильтр задерл1ивает частицы размером 10 мк, то в магнитном поле он задерживает 98% частиц размером 3 мк. Кроме твердых загрязнений, эти фильтры отделяют от рабочей среды нарев~~э'вериные в ней жидкости, имеющие более высокий удельный с, например они могут отделить до 99,9% содержащейся в масле нерастворенной воды.
Однако следует учесть, что аагрязнение фильтроэлемента нерастворекной водой резко повышает его сопротивление (понижает проницаемость). Для изготовления фильтроэлементов применяют также несферические (удлиненные) порошки с гладкой и зазубренной поверхностями. Фильтры иэ этих порошков по сравнению с фильтрами иэ сферического порошка обладают более тонкой фильтрацией, однако сопротивление их несколько выше, чем фильтров из сферического порошка. Кроме того, зти фильтры имеют более высокую прочность и хорошо прокатываются, что поаволяет получать тонкие листы толщиной 0,5 — 0,2 мм. Фильтры с фнлт,трующими элементами из спеченных металлических и керамических порошков (стекла, кварца, фарфора и др.) пригодны для работы при высоких температурах, соответствующих термостойкости исходных материалов (порошков).
Фильтры иэ пористой керамики допускают температуру до 1000' С. Наиболее широко применяющиеся фильтры из яеря<авеющей стали пригодны для работы при 350 — 400'С; фильтры иэ порошков брона — до 300' С, при соответствующем фильтроэлементе они пригодны для работы в агрессивных средах. Металлические фильтрующие материалы можно подвергать механической обработке, опрессовке, спеканию, а также пайке, благодаря чему из них можно изготовлять фильтрующие элементы любой требующейся формы.
Они изготовляются прессованием или Рис. 326. Фильтр из пористых металлических дисков выдавливанием в виде дисков, пластин и цилиндров. В болыпннстве случаев зти элементы изготовляют в виде брикетов соответствующей формы или в виде листов толщиной 0,4 — 1,0 лтлт, из которых может быть изготовлен фильтроэлемент, аналогичный по конструкции бумажным (см. рис. 322). Распространены также фильтровальные элементы в виде набора пластин (дисков) а (рис. 326), которые имеют малые габариты при относительно большой фильтровальной поверхности.
Диски по периферии свариваются аргоно-дуговой сваркой. В каждом диске имеется до 100 слоев гранул (шариков). Фильтр оборудован перепускным клапаном и индикатором вагрязнения (красной кнопки), срабатывание которого свидетельствует о загрязнении фильтра на 50се и выше. Недостатком фильтров из металлокерамических порошков является относительно высокое гидравлическое сопротивление (нивкая удельная пропускная способность или проницаемость). 'Удельная пропускная способность таких фильтроэлементов из бронзовых порошков составляет л = 0,01 н из стальных порошков и = 0,009 (см.
выражение (475)1. 'Для сравнения следует ооО Ю й е о г. Лезги исмг доое отметить, что удельная пропускная способность крепированной бумаги с подобной тонкостью очистки составляет и = 0,03. Следовательно, удельная пропускная способность металлокерамических фильтроалементов ниже удельной пропускной способности бумаги в 3,0 — 3,5 раза, в соответствии с чем площадь поверхности металлокерамического фильтрозлемента для заданного перепада давления должна быть во столько же раз больше площади бумажного. Однако последнее компенсируется повышенной грязесъемностью металлокерамических фильтров. Проницаемость, а следовательно, и сопротивление фильтроматериала зависят от его пористости, под которой понимается отношение объема пор, содержащихся в фильтровальном материале, и« к объему самого материала.
Уменьшение размера пор фильтро- о оо зо ~го гоо яагмео дющоо ог' Рис. 327. Характеристики метеллокерамического фильтро. материала ео оо тх а) оо1 вального материала аначительно увеличивает сопротивление фильтра. Так, например, сопротивление фильтра с номинальной тонкостью фильтрации 3,5 мк в 2 — 3 раза превышает сопротивление 5-микронных фильтров. На рис. 327, а представлены кривые зависимости коэффициента проницаемости от пористости материала для различных диаметров Р исходной фракции порошка и различной толщины Ь фильтрозлементов, из которых видно, что снижение пористости в 2 раза приводит к снижению пропускной способности в 5 раз.
Одна и та же тонкость фильтрации может быть достигнута уменьшением раамера исходного порошка (фракции) и уменьшением пористости. На основании опыта можно рекомендовать 50- 60% пористости. Увеличение пористости приводит к снижению тонкости очистки. На рис.
327, б показана аависимость тонкости очистки фильтра из несферического порошка от пористости и и размера фракции порошка. Коэффициент проницаемости й зависит от толщины й фильтрозального материала, причем рааница при изменении толщины материала от 2 до 8 лам составляет 20 — 40%. Зта зависимость обусловлена наличием тонкого уплотненного слоя, плотность которого обусловлена расплющиванием частиц при прессоваиии о поверхность вуансона, что приводит к частичному перекрытию поверхностных пор. С уменьшением толщины материала козффициект проницаемости уменьшается тем интенсивнее, чем больше раамер частиц исходного порошка, что объясняется более высоким при возрастании размера порошка давлением прессования, что, в свою очередь, сопровождается большей деформацией при прессовании поверхностного слоя.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
