Способ изготовления интегрального осадочного фильтра фильтрующего блока

Есть еще 2 страницы.

Смотреть все страницы или скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Способ изготовления интегрального осадочного фильтра фильтрующего блока, содержащий:

i) формование фильтрующего блока заданной формы и размера;

ii) формование тканого или нетканого материала, имеющего микропоры со средним размером пор в диапазоне от 1 до 400 мкм, в такой форме, которая соответствует форме и размеру формованного фильтрующего блока, вследствие чего не существует воздушной прослойки между всей внешней поверхностью сформованного фильтрующего блока и сформованной тканью, при этом формование проводят посредством формирования ткани в пресс-форме и нагревания ее до температуры в диапазоне от 50 до 120°С в течение 10-30 мин и сжимания ее под давлением в диапазоне от 5 до 10 кг/см2;

iii) охлаждение пресс-формы до температуры в диапазоне от 20 до 40°С;

iv) вставление формованного фильтрующего блока в формованную ткань;

v) прикрепление фильтрующего блока, покрытого слоем ткани, к пластине основания.

2. Способ изготовления интегрального осадочного фильтра фильтрующего блока по п.1, в котором форма фильтрующего блока является полусферической.

3. Способ изготовления интегрального осадочного фильтра фильтрующего блока по п.1, в котором площадь ткани, используемой для формования, на 10-50% больше, чем площадь поверхности фильтрующего блока.

4. Способ изготовления интегрального осадочного фильтра фильтрующего блока по п.1, в котором фильтрующий блок содержит порошковый активированный уголь (РАС), имеющий размер частиц, которые проходят через сито в диапазоне от 6 до 325 меш, и связующий материал.

5. Способ изготовления интегрального осадочного фильтра фильтрующего блока по п.1, в котором связующий материал является полимерным связующим материалом, имеющим показатель текучести расплава (MFR) менее чем 5 г/10 мин.

6. Интегральный осадочный фильтр фильтрующего блока, включающий выполненный как единое целое фильтрующий блок, сформованный и содержащий среду фильтра для улавливания частиц, соединенную вместе связующим материалом, в котором на внешней стороне фильтрующего блока установлен как единое целое слой тканого или нетканого материала, имеющего микропоры со средним размером пор в диапазоне от 1 до 400 мкм, причем интегральный осадочный фильтр фильтрующего блока выполнен с помощью способа по п.1, который включает формование тканого или нетканого материала в такой форме, которая соответствует форме и размеру формованного фильтрующего блока, посредством формирования ткани в пресс-форме и нагревания ее до температуры в диапазоне от 50 до 120°С в течение 10-30 мин и сжимания ее под давлением в диапазоне от 5 до 10 кг/см2, вследствие чего обеспечивается отсутствие воздушной прослойки между всей внешней поверхностью сформованного фильтрующего блока и сформованной тканью.

Рисунок 1

Текст

Смотреть все

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИНТЕГРАЛЬНОГО ОСАДОЧНОГО ФИЛЬТРА ФИЛЬТРУЮЩЕГО БЛОКА Настоящее изобретение относится к способу изготовления интегрального осадочного фильтра фильтрующего блока, подходящего для использования в фильтрующих модулях с подачей самотеком, который предназначается для фильтрования частиц загрязнителей и который также имеет относительно высокие расходы потока и увеличенный срок службы. В соответствии с другим своим аспектом, настоящее изобретение относится к интегральному осадочному фильтру фильтрующего блока, полученному с помощью такого способа. Задачей настоящего изобретения является обеспечение соединенного фильтрующего блока с осадочным фильтром,установленным как единое целое на его внешней поверхности, который предназначается для использования в фильтрующих модулях с подачей самотеком. Было обнаружено, что при использовании полусферического угольного фильтрующего блока, имеющего осадочный фильтр,установленный как единое целое на его внешней поверхности для удаления частиц загрязнителей в фильтрующих модулях с подачей самотеком, обеспечиваются относительно высокие расходы потока и увеличенный срок службы. Область техники, к которой относится изобретение Настоящее изобретение относится к способу изготовления интегрального осадочного фильтра фильтрующего блока, в частности, к фильтрующему блоку для использования в фильтрующих модулях с подачей самотеком, который предназначается для фильтрования частиц загрязнителей, и который также имеет относительно высокие расходы потока и увеличенный срок службы. В соответствии с другим своим аспектом, настоящее изобретение относится к интегральному осадочному фильтру фильтрующих блоков, полученному с помощью такого способа. Уровень техники Любое обсуждение существующего уровня техники по всему объему описания не следует рассматривать как допущение того, что такой существующий уровень техники является широко известным или образует часть известных общедоступных сведений в этой области. Существует множество видов загрязнений, которые были идентифицированы в воде и которые должны быть удалены, чтобы сделать воду безопасной и приятной для использования человеком. Такие загрязнения включают в себя твердые частицы, нерастворимые в воде, растворенные в воде соли и органические соединения, такие как промышленные химикаты, пестициды и их остатки, а также вредные микроорганизмы, такие как цисты, простейшие одноклеточные животные организмы, бактерии и вирусы. Во многих случаях, например таких как использование питьевой воды, желательно удалять вредные загрязнения из текучих продуктов. В случае использования питьевой воды важно, что удаление загрязнений является необходимостью, чтобы поддерживать надлежащую гигиену и сохранять условия для употребления такой воды. Как правило, автономная система для домашнего применения обычно имеет верхнюю и нижнюю камеры, разделенные фильтрующим картриджем, где подлежащая обработке вода заливается в верхнюю камеру и ей позволяется протекать через картридж под воздействием силы тяжести для хранения в нижней камере, в качестве обработанной воды для выдачи потребителю, чтобы он использовал ее, когда пожелает. Известно, что такие фильтрующие картриджи используют активированный уголь для удаления из воды плохого вкуса и запаха, а также хлора и других химически активных веществ. Также известно использование ионообменной смолы для удаления из воды металлов и других ионов. Использование комбинации угольного фильтрующего блока и фильтров из синтетической или натуральной волокнистой среды для очищения воды в устройстве фильтрования с подачей самотеком является известным в существующем уровне техники. Волоконный фильтр, также известный как "осадочный фильтр", обычно имеет поры с большим размером, чем угольный блок. Осадочные фильтры располагаются на пути прохождения текучей среды перед блоком угольного фильтра. Это обеспечивает удаление большего количества твердых частиц из входящей в фильтр воды. Фильтрующий блок, который размещается после осадочного фильтра, удаляет из воды, которая подвергается очистке, мелкие частицы, органику и цисты. Предварительное удаление более крупных частиц с помощью осадочного фильтра обеспечивает более длительный срок службы фильтрующего блока. Однако недостатком при использовании такой комбинации является проблема расширения воздушной прослойки между угольным фильтрующим блоком и фильтром из ткани, таким образом воздействуя на расход потока и уменьшая эффективность фильтрующего блока. Документ GB 2390987 (2004, Unilever Pic) раскрывает фильтрующую среду угольного фильтрующего блока для очистки от частиц, адаптированную для использования в фильтрах с подачей самотеком. Фильтр содержит среду угольного фильтрующего блока с сильно развитой поверхностью, содержащую порошковый активированный уголь (РАС), имеющий размер частиц в диапазоне от 6 до 325 меш (число отверстий сита на один линейный дюйм, номер сита) и связующий материал, имеющий низкую удельную площадь покрытия, составляющую от 0,5 до 10%, который также является гидрофильным и/или имеет уменьшенную гидрофобность. Также раскрывается, что угольный фильтрующий блок для очистки от частиц может использоваться наряду с осадочным фильтром, таким как моющийся и заменяемый матерчатый фильтр, для удаления мелкой пыли и других микрочастиц. Формы фильтрующей среды угольного фильтрующего блока для очистки от частиц могут включать в себя плоский круглый диск малой толщины, квадратный диск малой толщины, конусообразный плоский диск малой высоты, цилиндр,сплошной конус или пустотелый конус. Толщина фильтрующей среды угольного фильтрующего блока соответственно, достигает 10 мм. Проблема расширения воздушной прослойки не возникает с криволинейными поверхностями, имеющими толщину порядка менее 10 мм, и может быть закрыта с помощью тканевого фильтра за счет обворачивания фильтра по периметру фильтрующего блока. Документ IN 195421 (2004, Forbes Aquatech) однако специально упоминает, что фильтрующие средства угольного блока и прикрепляемого с помощью разъемного соединения осадочного фильтра, который с внешней стороны окружает угольный блок, не контактируют друг с другом. Проблемы с потоком через угольный блок и осадочный фильтр решаются за счет обеспечения специального расположения осадочного фильтра по отношению к угольному блоку. Существует достаточная прослойка между угольным блоком и осадочным фильтром. Осадочный фильтр обеспечивается пластиковой поддерживающей рамой и отверстием в верхней части, которое позволяет сбрасывать захваченный воздух. Эти особенности вместе решают проблему расширения воздушной прослойки. Следует обратить внимание, что в целом воздушная прослойка, создаваемая между угольным фильтрующим блоком и тканевым фильтром, оказывает воздействие на расход потока воды, а также приводит к тому, что вода многократно обходит вокруг тканевого фильтра и непосредственно проходит через угольный блок. Это будет ускорять засорение угольного фильтрующего блока и таким образом, приводить к уменьшению его эффективности, а также будет увеличивать количество вмешательств, требуемых для восстановления фильтра. Документ WO 2005094966 (2005, Unilever N V) раскрывает фильтр для воды, имеющий моющийся или заменяемый осадочный фильтр для удаления мелкой пыли и других частиц более 3 мкм, фильтрующую среду угольного фильтрующего блока, содержащую порошковый активированный уголь (РАС), и связующий материал; пластину основания с отверстием для выхода воды, к которому прикрепляется угольный блок; и кожух или покрытие, чтобы удерживать весь фильтр как один объединенный узел. Известно, что полусферическая форма является оптимальной формой для фильтра. В прошлом делались попытки удерживать угольный блок и осадочный фильтр вместе за счет обеспечения кожуха, но это все еще оставляет проблему оптимизации формирования блока, являющегося полусферическим, состоящую в том, что возможности обхода вокруг тканевого фильтра не полностью удаляются и возможность захватывания воздуха остается в качестве проблемы. Документ ЕР 2161067 (2010, Unilever N V) раскрывает полусферический фильтрующий блок, выполненный из частиц гранулированного активированного угля, имеющий первый и второй слои, связанные вместе как целая часть. Первый и второй слои могут быть составлены из одинаковых гранулированных частиц, но с различными размерами частиц. Этот блок составляется за счет смешивания частиц соответствующего номера сита (число отверстий сита на один линейный дюйм) со связующим материалом в присутствии воды, чтобы подготовить увлажненную смесь первого слоя, и отдельно производится смешивание частиц смеси второго слоя и последовательное штампование каждого слоя, а затем нагревание двух слоев до желаемой температуры, за которым следует выемка из формы для получения желаемого фильтрующего блока. Процесс формования и выемки из формы для обоих слоев выполняется в один этап. Настоящее изобретение направлено на обеспечение способа изготовления осадочного фильтра,имеющего определенную форму и выполненного из ткани, находящейся над соединенным фильтрующим блоком с полусферической формой, в котором имеющий определенную форму тканевый фильтр установлен как единое целое над соединенным фильтрующим блоком полусферической формы. Такой тканевый фильтр помогает в удалении мелкой пыли и других микрочастиц. Документ ЕР 2161067 также упоминает обеспечение по выбору моющегося и заменяемого осадочного фильтра для удаления мелкой пыли и других микрочастиц в целом более 3 мкм выше по ходу потока от угольного фильтрующего блока. Однако этот документ на раскрывает конструкцию тканевого слоя, который устанавливается как единое целое с фильтрующим блоком, таким образом решая проблему, связанную с обтеканием тканевого слоя, которое приводит к засорению фильтрующего блока. Авторы настоящего изобретения сумели решить эту проблему за счет обеспечения тканевого слоя над соединенным фильтрующим блоком, которому придается полусферическая форма, таким образом гарантируя, что тканевый слой устанавливается как единое целое на соединенный фильтрующий блок. Фильтрующий блок в соответствии с настоящим изобретением решает проблему протекания воды по обходному пути вокруг осадочного фильтра, и таким образом предотвращает засорение фильтрующего блока. Это также решает проблему, состоящую в требовании частого восстановления фильтра. Таким образом, настоящая конфигурация позволяет избежать использования кожуха, который используется в технике существующего уровня или для обеспечения прослойки между фильтрующим блоком и осадочным фильтром, или для удерживания их вместе как единое целое. В частности, трудно придавать форму матерчатому осадочному фильтру, чтобы он совпадал по форме с полусферическим фильтрующим блоком, который, как предполагается, должен иметь оптимальную форму при использовании для фильтрации воды. При подготовке такого установленного как единое целое блока существует проблема, появляющаяся тогда, когда кто-либо намеревается формовать фильтрующий блок и ткань вместе. Во время подготовки фильтрующих блоков эти блоки должны быть нагреты до очень высокой температуры, при которой на свойства ткани будет оказываться воздействие. Сначала ткань должна будет формоваться под давлением и под тепловым воздействием, а затем фильтрующий блок и ткань объединяются вместе. Таким образом, задачей настоящего изобретения является обеспечение способа изготовления соединенного фильтрующего блока с осадочным фильтром, установленным как единое целое на его внешней поверхности, для использования в фильтрующих модулях с подачей самотеком. Задачей настоящего изобретения является обеспечение осадочного фильтра, установленного как единое целое на полусферическом соединенном фильтрующем блоке таким образом, что воздушной прослойки между всей внешней поверхностью соединенного блока и фильтрующей средой волокнистой ткани не существует. Другой задачей настоящего изобретения является обеспечение соединенного фильтрующего блока с осадочным фильтром, установленным как единое целое на его внешней поверхности, который предна-2 025005 значается для фильтрования загрязнений в виде частиц в фильтрующем модуле с подачей самотеком. Еще одной задачей настоящего изобретения является обеспечение очищающего модуля с подачей самотеком, который обеспечивает относительно высокие расходы потока и позволяет избежать протекания воды в обход осадочного фильтра. Краткое раскрытие изобретения В соответствии с первым аспектом изобретения, обеспечивается способ изготовления интегрального осадочного фильтра фильтрующего блока, содержащий:i. формование фильтрующего блока определенной формы и размера;ii. формование тканого или нетканого материала, имеющего микропоры со средним размером пор в диапазоне от 1 до 400 мкм, в такой форме, которая соответствует форме и размеру формованного фильтрующего блока, за счет формирования ткани в пресс-форме и нагревания ее до температуры в диапазоне от 50 до 120 С в течение 10-30 мин и сжимания ее под давлением в диапазоне от 5 до 10 кг/см 2;iv. вставление формованного фильтрующего блока в формованную ткань;v. прикрепление фильтрующего блока, покрытого слоем ткани, к пластине основания. В соответствии со вторым аспектом изобретения, обеспечивается интегральный осадочный фильтр фильтрующего блока, включающий в себя сформированный как единое целое фильтрующий блок, содержащий фильтрующую среду для задержания частиц, соединенную вместе связующим материалом,при этом на внешней стороне фильтрующего блока устанавливается как единое целое слой тканого или нетканого материала, имеющего микропоры со средним размером пор в диапазоне от 1 до 400 мкм. Интегральный осадочный фильтр фильтрующего блока выполняется с помощью способа в соответствии с изобретением. Термин "содержащий" (comprising) означает не ограничение в отношении каких-либо последовательно установленных элементов, но скорее охватывание неопределенных элементов главной или второстепенной функциональной важности. Другими словами, перечисленные шаги, элементы или варианты необязательно должны быть исчерпывающими. Всякий раз, когда используются слова "включающий в себя" (including) или "имеющий" (having), эти термины означают, что они эквиваленты термину "содержащий", как определено выше. Как используется в этом описании и прилагаемой формуле изобретения, формы единственного числа "a", "an" и "the" включают в себя множественные ссылки, до тех пор, пока содержимое очевидно не показывает обратное. Таким образом, например, ссылка на соединение, составляющее составную структуру "compound", включает в себя смесь двух или более составных структур. Как используется в этом описании и прилагаемой формуле изобретения, термин "или" "or" в целом применяется в смысле включения в себя "и/или" "and/or", до тех пор, пока содержимое очевидно не показывает обратное. Для того чтобы избежать сомнений, любой признак настоящего изобретения может быть использован в любом другом аспекте изобретения. Для более полного понимания описанных выше и других признаков и преимуществ изобретения,следует обратиться к последующему подробному описанию предпочтительных вариантов осуществления изобретения. Подробное описание изобретения Таким образом, в соответствии с настоящим изобретением обеспечивается способ изготовления интегрального осадочного фильтра фильтрующего блока, который включает в себя имеющий определенную форму соединенный фильтрующий блок, содержащий специфическую фильтрующую среду, соединенную вместе связующим веществом, в которой фильтрующий блок устанавливается как единое целое на внешней стороне вместе со слоем тканого или нетканого материала, имеющего микропоры со средним размером пор в диапазоне от 1 до 400 мкм, таким образом, что между тканевым фильтром и фильтрующим блоком не существует воздушной прослойки. Такой фильтрующий блок, который обеспечивается тканью, установленной как единое целое на его внешней стороне, подходит для использования в очистителях для воды. Способ изготовления интегрального осадочного фильтра фильтрующего блока. Способ содержит раздельное формование фильтрующего блока и тканевого осадочного фильтра и сборку их в единое целое, чтобы образовать фильтрующий блок с тканью, установленной как единое целое на его внешней стороне. Способ изготовления фильтрующего блока включает следующие шаги:(a) смешивание подходящей фильтрующей среды, например такой как порошковый активированный уголь (РАС), со связующим материалом в смесителе;(b) прессование смеси в пресс-форме желаемой формы и размера с прикладываемым давлением не более 20 кг/см 2;(d) охлаждение пресс-формы и высвобождение угольного блока из пресс-формы. Способ изготовления формованного тканевого осадочного фильтра включает следующие шаги:(a) формование тканевого осадочного фильтра, имеющего микропоры со средним размером пор в диапазоне от 1 до 400 мкм в пресс-форме, которая по форме соответствует форме и размеру формованного фильтрующего блока с применением температуры в диапазоне от 50 до 120 С в течение 10-30 мин, и сжимание ее под давлением в диапазоне от 5 до 10 кг/см 2;(b) охлаждение пресс-формы при температуре от 20 до 40 С. Способ изготовления интегрального осадочного фильтра фильтрующего блока включает следующие шаги:(a) вставление формованного фильтрующего блока в формованный осадочный фильтр;(b) прикрепление фильтрующего блока и осадочного фильтра, покрывающего фильтрующий блок, к пластине основания. Для смешивания фильтрующей среды, например порошкового активированного угля (РАС), со связующим материалом может быть использовано любое смешивающее устройство с низкой сдвиговой скоростью, которое незначительно изменяет распределение частиц по размеру. Предпочтительными устройствами для перемешивания являются смесители с притупленными лопатками крыльчатки, ленточный смеситель, роторное перемешивающее устройство. Перемешивание выполняется предпочтительно по меньшей мере в течение 15 мин, более предпочтительно в течение от 20 до 60 мин. Формирование прессованной массы выполняется с использованием пресс-формы заданного размера и формы с прикладываемым давлением не более 20 кг/см 2, предпочтительно не более 10 кг/см 2. Давление предпочтительно прикладывается с использованием или гидравлического пресса, или пневматического пресса, более предпочтительным является гидравлический пресс. Пресс-форма выполняется из алюминия, чугуна, стали, или любого другого подходящего материала, способного выдерживать температуры, превышающие 400 С. Пресс-форма предпочтительно покрывается на своей внутренней стороне веществом для облегчения высвобождения изделия из пресс-формы. Пресс-форма предпочтительно нагревается в печи, например такой как неконвекционная печь, конвекционная печь с нагнетаемым воздухом или нагнетаемым инертным газом. Осадочный фильтр формуется отдельно с использованием тканого или нетканого материала с толщиной в диапазоне от 1 до 10 мм и предпочтительно от 2 до 6 мм. Самой предпочтительной формой фильтрующего блока является полусферическая форма, при этом ткань, используемая для покрытия фильтрующего блока, отрезается в виде круга с таким диаметром, что площадь ткани эквивалентна площади, которая на 10-50%, более предпочтительно на 10-20%, превышает площадь поверхности фильтрующего блока, которая требуется для покрытия тканью. Соотношение ткани к размеру фильтрующего блока для других форм изменяется соответствующим образом, чтобы покрытие было точным, а ткань и блок имели идентичные форму и размер. Ткань была установлена на внешнюю поверхность полусферической вставки требуемого диаметра, а затем полусферическая вставка вместе с тканью вставляется в пресс-форму и сжимается с давлением в диапазоне от 5 до 10 кг/см 2. Пресс-форма нагревается в печи с температурой в диапазоне от 50 до 120 С и предпочтительно в диапазоне от 100 до 120 С в течение 10-30 мин и предпочтительно в течение 25-30 мин. Пресс-форма охлаждается предпочтительно с давлением сжатия до температуры в диапазоне 20-40 С, а формованная ткань размещается на внешней поверхности фильтрующего блока, которому придается полусферическая форма и который формуется отдельно. Фильтрующий блок, а также ткань, которой придается определенная форма и которая покрывает фильтрующий блок, приклеиваются к пластине основания, используя подходящее клеящее средство и предпочтительно горячее расплавленное клеящее средство. Формование ткани с помощью способа изобретения обеспечивает соответствующее придание формы ткани, чтобы она соответствовала размеру и форме фильтрующего блока. Это гарантирует, что осадочный фильтр устанавливается точно и как целая часть на внешней поверхности фильтрующего блока таким образом, что не существует воздушной прослойки между всей внешней поверхностью соединенного блока и волокнистой средой тканевого фильтра. Фильтрующий блок. Фильтрующий блок, изготовленный с использованием описанного выше способа, является соединенным блоком определенной формы, образованным с помощью соединения специфической фильтрующей среды со связующим материалом. Фильтрующий блок предпочтительно имеет полусферическую форму. Полусферические фильтрующие блоки обеспечивают единообразную длину пути в каждой точке фильтрующего блока, увеличивая фильтрацию и гарантируя долгий срок службы фильтрующего блока. Высота полусферического фильтрующего блока может составлять от 20 до 100 мм, более предпочтительно от 40 до 80 мм, и самой предпочтительной высотой является высота от 50 до 70 мм. Фильтрующая среда предпочтительно выбирается из активированного угля, диатомовой земли,песка, глины, активированной окисью алюминия, или керамики. Более подходящими частицами являются песок или активированный уголь, самым предпочтительным является активированный уголь. Частицы активированного угля предпочтительно выбираются из одного или более таких компонентов, как битуминозный уголь, скорлупа кокосового ореха, древесина и нефтяной пек. Площадь поверхности частиц активированного угля предпочтительно превышает 500 м 2/г, более предпочтительно превышает 1000 м 2/г. Порошковый активированный уголь (РАС) имеет распределение частиц выбранного размера. Предпочтительно 95% частиц РАС проходят через 50 меш (номер сита), более предпочтительно через номер сита 60 меш и не более чем 13%, предпочтительно не более чем 12%,более предпочтительно не более чем 10%, проходят через номер сита 325 меш. Предпочтительно активированный уголь имеет коэффициент однородности размера менее чем 2,более предпочтительно менее чем 1,5. Он имеет количество четыреххлористого углерода, превышающее 50%, более предпочтительно превышающее 60%. Активированный уголь предпочтительно имеет йодное число, превышающее 800, более предпочтительно составляет более 1000. Фильтрующий блок предпочтительно имеет профиль распределения частиц по размеру поперек глубины. Предпочтительно, когда от 55 до 80% в весовом отношении частиц порошкового активированного угля (РАС), имеющих размер частиц в диапазоне от 100 до 200 меш (номера сита), располагаются во внутреннем на 50% объеме фильтрующего блока. Кроме того, предпочтительно, что фильтрующий блок имеет от 55 до 95% в весовом отношении частиц РАС, имеющих размер частиц в диапазоне менее чем 200 меш, которые располагаются во внутреннем на 50% объеме фильтрующего блока. Фильтрующий блок также включает в себя связующий материал. Связующими материалами являются такие вещества, которые связывают частицы фильтрующего блока и удерживают их вместе. Подходящие связующие материалы включают в себя полимеры и неорганические вещества, подобные белому цементу и смолам. Полимерные связующие вещества являются самыми предпочтительными. Предпочтительно удельная площадь покрытия связующего материала оставляет от 0,5 до 10%. Связующий материал предпочтительно является гидрофильным по своей природе. Связующий материал предпочтительно является термопластичным полимером. Подходящие примеры включают в себя полимер с ультравысоким молекулярным весом, предпочтительно полиэтилен или полипропилен. Связующие материалы этого класса коммерчески доступны под торговыми марками HOSTALEN (от Ticona Gmbh),GUR, Sunfine (от Asahi), Hizex (от Mitsubishi) 5 и от Brasken Corp (Бразилия). Другие подходящие связующие материалы включают в себя полиэтилен низкой плотности (LDPE), продаваемый как Lupolen (отBasel Polyolefins), и линейный полиэтилен низкой плотности (LLDPE) от Qunos (Австралия). Объемная плотность связующего материала предпочтительно не превышает 2,5 г/см 3, более предпочтительно составляет менее чем 0,6 г/см 3, даже более предпочтительно равно или составляет менее чем 0,5 г/см 3, и самое предпочтительное, составляет менее чем 0,25 г/см 3. Связующий материал предпочтительно имеет распределение частиц по размеру аналогичное тому,какое имеют частицы порошкового активированного угля (РАС), но количество частиц, проходящих через сито 200 меш составляет предпочтительно менее чем 40% в весовом отношении, более предпочтительно менее чем 30%. Предпочтительно распределение частиц по размеру связующего материала, по существу, такое же, как и у РАС. Связующий материал выбирается таким образом, чтобы иметь показатель текучести расплава(MFR) менее чем 5 г/10 мин, предпочтительно менее чем 2 г/10 мин, более предпочтительно менее чем 1 г/10 мин. Показатель текучести расплава измеряется с использованием теста ASTM D 1238 (ISO 1133). Тест измеряет поток расплавленного полимера через пластометр выдавливающего типа в условиях определенной температуры и нагрузки. Этот пластометр выдавливающего типа состоит из вертикального цилиндра с маленьким наконечником, составляющим 2 мм в нижней части, и сменным поршнем в верхней части. Загружаемый материал размещается в цилиндре и предварительно нагревается в течение нескольких минут. Поршень размещается сверху от расплавленного полимера и воздействие веса заставляет его протекать через наконечник на приемную пластину. Интервал времени для теста находится в диапазоне от 15 с до 15 мин, для того чтобы приспосабливаться к различным вязкостям пластических материалов. Используемые температуры составляют 190, 220, 250 и 300 С (428, 482 и 572F). Используемые нагрузки составляют 1,2; 5; 10 и 15 кг. Для настоящего изобретения тесты выполнялись при 190 С с нагрузкой 15 кг. Количество собранного полимера после определенного интервала времени взвешивается и нормализуется до количества грамм, которые выдавлены в течение 10 мин, при этом расход расплавленного потока выражается в граммах с момента начала отсчета. Отношение связующего материала к частицам порошкового активированного угля (РАС) в весовом отношении предпочтительно выбирается между 1:1 и 1:10, более предпочтительно между 1:2 и 1:6. Осадочный фильтр. Осадочный фильтр является тканым или нетканым материалом, более предпочтительно нетканым материалом, имеющим микропоры. Ткань может быть натуральной или иметь синтетическое происхождение. Подходящими фильтрующими материалами являются синтетические волокна, более предпочтительно полимерные волокна. Подходящими полимерными материалами являются хлопок, полиэфир, полипропилен, или нейлон. Средний размер пор ткани предпочтительно находится в диапазоне от 1 до 400 мкм, более предпочтительно в диапазоне от 10 до 300 мкм, и наиболее предпочтительно в диапазоне от 25 до 200 мкм. Толщина ткани осадочного фильтра предпочтительно находится в диапазоне от 1 до 10 мм, более предпочтительно в диапазоне от 2 до 6 мм. Ткань осадочного фильтра имеет определенную проницаемость для жидкости, предпочтительно менее чем 41011 м 2, более предпочтительно менее чем 2,51011 м 2 на насадке 170 мм водяного столба. Избыточная проницаемость, также называемая удельной проницаемостью или абсолютной проницаемостью ткани, является характерным признаком структуры ткани и представляет вместимость пустотности, через которую может протекать текучая среда. Удельная проницаемость k для жидкости определяется по закону Дарси как Пластина основания. В соответствии с изобретением интегральный осадочный фильтр фильтрующего блока прикрепляется к пластине основания с отверстием для выхода воды. Интегральный осадочный фильтр фильтрующего блока прикрепляется к пластине основания, предпочтительно с использованием горячего расплавленного клеящего вещества. Пластина основания предпочтительно выполнена из пластика, такого как полипропилен, полиэтилен, из сополимера акрилонитрила, бутадиена и стирола(ABC), сополимера стирола и акрилонитрила (SAN). Способ очистки. В соответствии с другим аспектом изобретения, обеспечивается способ фильтрования воды, содержащий прохождение воды через интегральный осадочный фильтр фильтрующего блока, такого как выполненный с помощью способа, описанного в первом аспекте изобретения, где вода под воздействием силы тяжести проходит сначала через тканевый осадочный фильтр, а затем через фильтрующий блок. Изобретение подходит для удаления цист с более чем 3,5 логарифмом (log). Интегральный осадочный фильтр фильтрующего блока также удаляет более чем 95% взвешенных частиц и более чем 90% органических соединений из загрязненной воды, когда он используется для фильтрования воды в условиях гидростатического напора. Фильтр изобретения является полезным для фильтрования взвешенных твердых частиц, размер которых находится в диапазоне от 0,01 до 500 мкм, более предпочтительно в диапазоне от 0,05 до 100 мкм. Выяснилось, что фильтр изобретения является пригодным для фильтрования до 1500 л,а в предпочтительных аспектах - до 2300 л загрязненной воды в условиях гидростатического напора под воздействием силы тяжести, в то же время поддерживая хороший расход потока и уменьшенное количество вмешательств. Таким образом, было обнаружено, что интегральный осадочный фильтр фильтрующего блока, когда он получен с помощью способа производства в соответствии с настоящим изобретением, при использовании его в приведенном выше способе очистки, создает постоянный средний расход потока воды через фильтрующий блок, в то же время гарантируя, что вода не проходит по обходному пути вокруг осадочного фильтра. В соответствии с еще одним аспектом изобретения, обеспечивается фильтрующее устройство с подачей самотеком, имеющее впускное отверстие выше по ходу потока от верхней камеры и выпускное отверстие ниже по ходу потока от нижней камеры; при этом фильтр в соответствии с настоящим изобретением может прикрепляться с возможностью отделения к основанию вышеуказанной верхней камеры; таким образом жидкость, подающаяся в верхнюю камеру через вышеуказанное впускное отверстие, последовательно фильтруется через тканевый осадочный фильтр и через фильтрующий блок, в то же время поддерживая хороший расход потока и уменьшенное количество вмешательств, перед тем как жидкость собирается в нижнюю камеру, чтобы дозироваться через выпускное отверстие. Описание фигур Фиг. 1 является видом с разрезом интегрального осадочного фильтра фильтрующего блока, состоящего из полусферического угольного фильтрующего блока (2), с основанием, установленным на пластине (3) основания, содержащего отверстие (4) для выхода воды. Верхняя часть полусферического угольного фильтрующего блока (2), состоящая из осадочного фильтра (1), выполненного из нетканого материала, установлена как единое целое на внешней поверхности полусферического угольного фильтрующего блока. Фиг. 2 показывает интегральный осадочный фильтр фильтрующего блока, выполненный в соответствии с настоящим изобретением, и показывает полусферический угольный блок, к которому был прикреплен как единое целое и закреплен на пластине (3) основания осадочный фильтр (1), выполненный из нетканого материала. Следует понимать, что здесь иллюстрировались и описывались специфические формы изобретения,которые следует рассматривать только как показательные, поскольку определенные изменения могут быть здесь сделаны, не выходя за рамки очевидной идеи раскрываемого изобретения. Хотя изобретение было описано со ссылкой на специфические варианты осуществления изобретения, специалисты в данной области техники примут во внимание, что изобретение может быть применено во многих других формах.i. Приготовление угольного блока (ССТ). 164 г активированного угля (82 г. AIC (250-500 мкм) и 82 г порошкового активированного угля РАС(75-250 мкм), получаемого из Haycarb, Шри-Ланка, и 98 г деионизированной воды были смешаны, чтобы приготовить водонасыщенную смесь. К этой смеси были добавлены 28 г полиэтиленового связующего материала (GUR 2122, Ticona, Gmbh) и тщательно перемешаны, чтобы гарантировать, что смесь однородна по внешнему виду. Смесь была залита в полусферическую пресс-форму из нержавеющей стали с размером 12 см в диаметре, закрытую верхней крышкой, имеющей полусферическую вставку размером 4 см. В результате это позволяет получить длину пути 4 см. Пресс-форма сжималась с помощью гидравлического пресса с давлением до 10 кг/см 2. Пресс-форма была поставлена в печь с температурой 250 С на время 2,30 ч. Пресс-форма была удалена из печи и охлаждена до температуры окружающей среды. После охлаждения фильтр был высвобожден из пресс-формы и приклеен к пластине основания, используя горячее расплавленное клеящее вещество (НМА).ii. Приготовление покрытого тканью угольного блока (FCCT). Угольный блок был приготовлен согласно способу, описанному для ССТ без приклеивания формованного угольного блока к пластине основания. Нетканый материал, имеющий средний размер пор 30-60 мкм и толщину 2 мм, был вырезан в виде круга с диаметром 18,5 см. Площадь ткани была эквивалентна площади на 18% превышающей площадь поверхности полусферического угольного блока диаметром 12 см, который должен покрываться тканью. Ткань была установлена на внешнюю поверхность полусферической вставки диаметром 12 см, а затем полусферическая вставка с тканью вставлялась в пресс-форму и сжималась под давлением 5 кг/см 2. Пресс-форма нагревалась в печи при температуре 110-120 С, которая является меньшей, чем температура размягчения тканого материала, в течение 25-30 мин. Пресс-форма охлаждалась при сохранении давления, и формованная ткань размещалась на внешней поверхности полусферического угольного блока определенной формы и приклеивалась к пластине основания, используя горячее расплавленное клеящее вещество. Пример 2.i. Определение расхода потока. Оценка срока службы выполнялось исходя из расхода потока и количества вмешательств (частота засорений). Отверстие диаметром 2,4 мм в выпускном отверстии фильтра было использовано для получения желаемого расхода потока для угольных блоков ССТ/FCCT. ССТ и FCCT фиксировались в верхней камере очистителя с подачей воды самотеком, имеющей емкость 9 л. Верхняя камера была заполнена тестируемой водой. В случае ССТ тестируемая вода сначала проходила через осадочный фильтр, который свободно, без сцепления покрывал ССТ, таким образом вода, вытекающая из осадочного фильтра,фильтровалась через ССТ, в то время как в FCCT тестируемая вода фильтровалась непосредственно. Чтобы моделировать сравнительно плохое качество воды, изобретатели подготовили "воду для тестирования". Эта вода для тестирования содержала 1000 частей на миллион (ppm, parts per million) общего количества растворенных в воде твердых веществ (Total Dissolved Solids, TDS), состоящих из таких загрязнений, как соли железа, марганца и алюминия, и 15 частей на миллион общего содержания взвешенных частиц (Total Suspended Solids, TSS), составленных из нерастворимых частиц, например кремнезема с известными характеристиками. Чтобы измерить расход потока, воду для тестирования заливали в верхние камеры каждого устройства и позволяли ей проходить через каждую стадию процесса очистки, и в конце процесса собирали в нижних камерах. Средний расход потока рассчитывался с использованием формулы: средний расход потока = объем ушедшей воды (мл)/взятое время (мин) Если средний расход потока меньше 50 мл/мин, тогда требуется вмешательство для ССТ/FCCT.ii. Протокол для вмешательства ССТ/FCCT. Верхняя поверхность CCT/FCCT была вымыта водой с помощью мягкого вытирания поверхности,для того чтобы удалить собравшуюся грязь, а затем вымывалась обратным потоком с помощью мягкого полимерного сильфона, до тех пор пока не перестанет выходить грязь. Данные представлены в таблице. Результаты тестирования показывают, что эксплуатационные характеристики FCCT, выполненного в соответствии с изобретением, значительно превосходят результаты фильтра, в котором осадочный фильтр не был установлен как единое целое на угольном блоке, что является очевидным из поддержания расхода потока и уменьшенного количества вмешательств. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ изготовления интегрального осадочного фильтра фильтрующего блока, содержащий:i) формование фильтрующего блока заданной формы и размера;ii) формование тканого или нетканого материала, имеющего микропоры со средним размером пор в диапазоне от 1 до 400 мкм, в такой форме, которая соответствует форме и размеру формованного фильтрующего блока, вследствие чего не существует воздушной прослойки между всей внешней поверхностью сформованного фильтрующего блока и сформованной тканью, при этом формование проводят посредством формирования ткани в пресс-форме и нагревания ее до температуры в диапазоне от 50 до 120 С в течение 10-30 мин и сжимания ее под давлением в диапазоне от 5 до 10 кг/см 2;iv) вставление формованного фильтрующего блока в формованную ткань;v) прикрепление фильтрующего блока, покрытого слоем ткани, к пластине основания. 2. Способ изготовления интегрального осадочного фильтра фильтрующего блока по п.1, в котором форма фильтрующего блока является полусферической. 3. Способ изготовления интегрального осадочного фильтра фильтрующего блока по п.1, в котором площадь ткани, используемой для формования, на 10-50% больше, чем площадь поверхности фильтрующего блока. 4. Способ изготовления интегрального осадочного фильтра фильтрующего блока по п.1, в котором фильтрующий блок содержит порошковый активированный уголь (РАС), имеющий размер частиц, которые проходят через сито в диапазоне от 6 до 325 меш, и связующий материал. 5. Способ изготовления интегрального осадочного фильтра фильтрующего блока по п.1, в котором связующий материал является полимерным связующим материалом, имеющим показатель текучести расплава (MFR) менее чем 5 г/10 мин. 6. Интегральный осадочный фильтр фильтрующего блока, включающий выполненный как единое целое фильтрующий блок, сформованный и содержащий среду фильтра для улавливания частиц, соединенную вместе связующим материалом, в котором на внешней стороне фильтрующего блока установлен как единое целое слой тканого или нетканого материала, имеющего микропоры со средним размером пор в диапазоне от 1 до 400 мкм, причем интегральный осадочный фильтр фильтрующего блока выполнен с помощью способа по п.1, который включает формование тканого или нетканого материала в такой форме, которая соответствует форме и размеру формованного фильтрующего блока, посредством формирования ткани в пресс-форме и нагревания ее до температуры в диапазоне от 50 до 120 С в течение 10-30 мин и сжимания ее под давлением в диапазоне от 5 до 10 кг/см 2, вследствие чего обеспечивается отсутствие воздушной прослойки между всей внешней поверхностью сформованного фильтрующего блока и сформованной тканью.

МПК / Метки

МПК: B01D 39/20, B01D 39/16, B01D 39/08

Метки: блока, фильтрующего, фильтра, способ, изготовления, осадочного, интегрального

Код ссылки

<a href="http://easpatents.com/10-25005-sposob-izgotovleniya-integralnogo-osadochnogo-filtra-filtruyushhego-bloka.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Способ изготовления интегрального осадочного фильтра фильтрующего блока</a>

Похожие патенты