Анализ структуры и принципа фильтрации раневых фильтрующих патронов

Типы фильтрующих картриджей

Когда дело доходит до фильтрации жидкости, существует множество типов фильтрующих картриджей. Их можно разделить на два основных типа: картриджи для поверхностной фильтрации и картриджи для глубинной фильтрации.

1. Картриджи поверхностной фильтрации

Картриджи поверхностной фильтрации улавливают загрязнения на своей внешней поверхности. Как только поверхность фильтра забивается частицами, он больше не может эффективно функционировать, а это означает, что срок службы фильтров такого типа часто сокращается. Хотя поверхностные фильтры иногда можно промыть водой или сжатым воздухом для повторного использования, этот метод не всегда эффективен. Во время обратной промывки очищающая жидкость в первую очередь проходит по пути наименьшего сопротивления, что может привести к засорам на других участках, что делает фильтрацию еще менее эффективной.

Для тщательной очистки этих фильтров лучшим методом является ультразвуковая очистка чистой водой, хотя она может быть дорогостоящей. Альтернативно, если загрязнения растворяются в кислоте, для очистки можно использовать мягкую кислоту. Однако этот метод несет в себе риск коррозии и расширения пор фильтра, поэтому очищенный фильтр следует промыть чистой водой и проверить его работоспособность перед повторным использованием. Обычные материалы для картриджей поверхностной фильтрации включают фильтрующие стержни из спеченного ПВХ, полипропиленовые элементы, полученные выдувом из расплава, и фильтровальную бумагу из чистой целлюлозы.

2. Картриджи глубинной фильтрации.

Картриджи глубинной фильтрации предназначены для задержания большего количества загрязнений и увеличения времени между очистками, поскольку загрязнения задерживаются внутри фильтрующей матрицы в зависимости от размера частиц. Фильтры этого типа обычно служат дольше и сохраняют точность фильтрации лучше, чем поверхностные фильтры.

Раневые фильтры, в основном изготовленные из полностью полипропиленовых материалов, часто называют “хлопковые сердцевины.” Их преимущества включают достижение высокой скорости потока при низком перепаде давления, высокую точность фильтрации и длительный срок службы при эффективном сохранении точности фильтрации на протяжении всего процесса.

Структурные характеристики намоточных фильтрующих патронов

Картриджи раневых фильтров изготавливаются путем намотки специализированной грубой пряжи на пористую сердцевину, создавая несколько слоев для достижения желаемого диаметра. Когда грубая пряжа накручивается вокруг сердцевины, она образует тысячи ромбовидных отверстий в фильтрующем слое. Отверстия более плотные вблизи сердцевины и постепенно увеличиваются в размерах по направлению к внешним слоям, позволяя более крупным отверстиям направлять жидкость, обеспечивая при этом эффективную фильтрацию.

Конструкция создает извилистый путь потока жидкости, что увеличивает расстояние, которое жидкость должна пройти через фильтр, повышая эффективность фильтрации. Внутренние размеры наименьших алмазных отверстий играют решающую роль в определении точности фильтра: меньшие отверстия позволяют получить фильтры более высокой точности. Производители фильтров обычно предоставляют сравнительную таблицу, сравнивающую точность фильтра с размерами алмазных отверстий. Как правило, 8-канальная конструкция соответствует точности 100 микрон, 15-канальная конструкция — 20 микрон, а 19-канальная конструкция может достигать 10 микрон.

Фильтрационные характеристики намоточных фильтрующих картриджей

Патроны намоточных фильтров известны своей способностью выдерживать большие скорости потока. Каждому типу фильтра соответствует фиксированное количество каналов (D), причем количество каналов можно регулировать в зависимости от длины фильтра (L).

Общее количество каналов можно рассчитать по формуле:
Общее количество каналов = D × L × 2.

Например, рассмотрим фильтр длиной 250 мм с точностью фильтрации 20 микрон, имеющий 15 каналов по диаметру и 51 канал по длине. В результате получается 15 × 51 × 2 = 1530 каналов. Если скорость фильтрации составляет 0,5 м³/ч (приблизительно 8,3 л/мин), жидкость рассеивается по 1530 независимым каналам, снижая скорость потока примерно до 5,4 мл/мин на канал.

В случае фильтра с точностью 3 микрона количество каналов увеличивается до 27 в диаметре и 91 в длине, в результате чего всего получается 27 × 91 × 2 = 4914 каналов. Хотя фильтрующий материал становится более плотным, что позволяет улучшить фильтрацию, увеличение количества каналов означает, что скорость потока на канал падает примерно до 1,7 мл/мин. Здесь можно применить термин «сифонный расход» ввиду плавного распределения по каналам.

Такая структура позволяет намотанным фильтрам сохранять превосходные характеристики фильтрации при низких перепадах давления, что делает их эффективными при удалении коллоидных или желеобразных веществ из жидкости. Более того, они могут эффективно отфильтровывать гораздо более мелкие частицы, поэтому их широко считают компонентами прецизионной фильтрации.

Выбор картриджей для раневых фильтров

Учитывая конкурентный рынок, многие производители пытаются сократить расходы, что может отрицательно сказаться на качестве фильтров. Общие ярлыки включают в себя:

1. Упрощенные методы намотки. Хотя это повышает эффективность производства, это может привести к образованию многочисленных глухих отверстий (закупоренных отверстий фильтра), что фактически превращает фильтр в фильтр поверхностного типа.

2. Изменение стандартов диаметра и толщины. Уменьшение толщины фильтрующего картриджа может показаться мерой экономии, но это может привести к более тонкому фильтрующему слою, более коротким путям потока и снижению эффективности фильтрации.

3. Использование некачественных материалов. Хотя более дешевые материалы могут снизить затраты, они могут привести к химической коррозии фильтра, снижая его эффективность.

При выборе поставщика намотанного фильтра учитывайте следующее:

– Проверьте наличие открытых пор. Если значительное количество пор засорено (образуются глухие отверстия), фильтр больше не выполняет свою функцию.

– Проверьте размеры: убедитесь, что внутренний и внешний диаметры соответствуют отраслевым стандартам и что фильтрующий материал не поврежден.

– Проблемы с коррозией: После использования проверьте наличие каких-либо признаков коррозии на нитях и сердечнике фильтра. Коррозия не только снижает эффективность фильтрации, но и может загрязнять фильтруемый раствор.

Применение картриджей для раневых фильтров

Благодаря высокой скорости потока, низкому перепаду давления, совместимости с маловязкими жидкостями и отличной коррозионной стойкостью намотанные фильтрующие картриджи находят широкое применение в различных отраслях промышленности. Они обычно используются в:

– Предварительная фильтрация для больших систем водоснабжения: идеально подходит для систем очистки воды в промышленных условиях.
– Водоочистка: обработка воды и сточных вод на электростанциях и сталелитейных заводах.
– Пищевая промышленность: Фильтрация пищевых масел, растительных масел, сиропов и шоколадных смесей.
– Химическое производство: фильтрация гальванических растворов, красок, топлива, смазочно-охлаждающих жидкостей, тяжелых жиров и высоковязких смол или масел.
– Фармацевтическая фильтрация: Они очень эффективны для различных применений фильтрации в фармацевтической промышленности.

Уникальная структура намотанных фильтрующих картриджей позволяет им выдерживать более высокие давления без ущерба для стабильности и срока службы. Использование нетоксичных полипропиленовых волокон, обработанных горячим расплавом, означает, что эти фильтры особенно хорошо подходят для пищевой промышленности и производства напитков.

От минеральной воды до сиропов, от алкогольных напитков до пищевых масел и различных жидкостей в электронной и фармацевтической отраслях — намотанные фильтрующие картриджи необходимы для эффективной фильтрации жидкостей. Они эффективно удаляют взвешенные твердые частицы и частицы, обеспечивая высокую скорость потока при минимальной потере давления, сохраняя при этом более длительный срок службы и более высокую грязеемкость. Различные материалы могут быть выбраны в зависимости от свойств фильтруемой жидкости, что обеспечивает совместимость и оптимальные результаты фильтрации.

Принцип фильтрации намоточных фильтрующих картриджей

Процесс фильтрации с использованием намотанных фильтрующих картриджей основан не только на эффекте физического натяжения перекрывающихся волокон, образующих сетку отверстий, но также включает в себя следующие ключевые принципы:

1. Действие захвата волокна

Когда жидкость течет из внешнего слоя во внутреннюю часть картриджа через узкий и извилистый проход, извитые волокна на стенках канала захватывают и удерживают взвешенные в жидкости частицы.

2. Осаждение частиц

Узкие извилистые пути заставляют жидкость неоднократно сталкиваться со стенками канала, что приводит к постепенному осаждению частиц, подобно тому, как осадки собираются на излучинах реки.

3. Общий механизм фильтрации.

Жидкость поступает в фильтр через входное отверстие, проходя снаружи внутрь и очищаясь в процессе. Примеси удерживаются в глубине и на поверхности фильтра, что обеспечивает эффективную фильтрацию.

Жидкость течет в нижнюю часть корпуса фильтра, затем снаружи внутрь через фильтрующий картридж. Более крупные частицы первоначально оседают на дне и могут быть удалены через сливной клапан, тогда как более мелкие частицы задерживаются фильтром. Наконец, чистая жидкость, собранная на опорной пластине фильтра, выходит через выпускную трубу. Затем жидкость проходит фильтрацию, разбивая эмульгированные вещества, увеличивая молекулы воды и вызывая коагуляцию, при этом оставшиеся примеси задерживаются в фильтре, а слипшиеся капли воды оседают в отстойнике и выводятся через выпускное отверстие для отходов.

4. Обслуживание картриджей раневых фильтров.

Чтобы поддерживать оптимальную производительность с течением времени:

– Предотвратите скопление частиц внутри фильтра, которые могут заблокировать систему.
– Регулярно проверяйте и обслуживайте фильтр, чтобы обеспечить его эффективность.
– Периодически очищайте фильтр, так как накопление примесей со временем может снизить производительность.
– Убедитесь, что фильтрующий материал остается влажным, чтобы избежать высыхания, которое может отрицательно повлиять на точность фильтрации.
– В системах пылеудаления используйте методы продувки, чтобы удалить липкие материалы без ущерба для производительности фильтра, что продлит срок его службы.

Понимая структуру, принципы фильтрации, характеристики и соответствующие области применения намотанных фильтрующих картриджей, пользователи могут максимизировать их эффективность и поддерживать высокие стандарты фильтрации для различных жидкостей в разных отраслях.