Патент на изобретение №2149051
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) СОСТАВ КЕРАМИЧЕСКОГО ФИЛЬТРА
(57) Реферат: Использование: фильтрующие материалы, пористый керамический материал. Сущность изобретения: создан керамический материал для изготовления пластинного, пористого, мембранного, тонкостенного, с многочисленными каналами в теле пластины фильтра. Технический результат – снижение растрескивания фильтра-пластины. 2 табл. Изобретение относится к области фильтрующих материалов для разделения жидкостей пористым керамическим материалом. Технические средства, предназначенные для очистки жидкостей, предполагают в своем составе фильтрующие элементы – фильтры. В настоящее время разработаны и широко используются фильтры в мембранном исполнении, позволяющие осуществить тонкую очистку загрязненных жидкостей /1-3/. Известны фильтры трубчатой конструкции, внутренняя поверхность которых покрыта мембранным слоем /4-6/. Для эксплуатации в неблагоприятных условиях или условиях повышенной производительности, когда требуются высокие прочностные характеристики, используются керамические фильтры на оксидной основе /3,7-10/ с пористой структурой. Технология изготовления фильтров, предложенная в /3/, позволяет получать фильтры с пористостью 10-70% и характерным размером пор n=6-20 мкм. Для задержания частиц меньших размеров в /9/ предложена конструкция фильтра, которая содержит макропористый керамический (стеклянный, металлокерамический или графитовый) фильтр, в котором выполнены продольные каналы, покрытые мембранами (мембранным слоем), изготовленными из керамического материала, имеющего поры меньшего размера, чем поры каркаса. Известен керамический фильтр-пластина из оксидного пористого материала со сквозными каналами в теле пластины, стенки которых состоят из тонкого естественного мембранного слоя, образующегося из материала пластины как следствие высокого давления прессования /10/. По исследованиям авторов заявляемого изобретения, преимущество фильтра-пластины реализуется путем утонения стенок каналов пластины. Толщина стенки канала в 1 мм обеспечивает производительность, в 10-15 раз более высокую, чем у известных керамических фильтров. Но керамическая тонкостенная с многочисленными каналами пластина легко коробится и растрескивается в процессе обжига. Необходимо очень внимательно выбирать состав пластины. Материал фильтра и технология его изготовления по /9/ не позволяют получать тонкостенные фильтры с естественным мембранным слоем на стенках каналов. Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения по достигаемому эффекту является формующийся в изделия толщиной в 1 мм керамический материал, вес. %: электрокорунд – основа, кварц пылевидный – 10-20, карбонат кальция – 0,05-0,4, пластификатор – 12-18 /11/. Недостатком известного материала является то, что изготовленные из него пластины по /10/ коробятся и растрескиваются. Сущностью заявляемого изобретения является то, что в сравнении с составом прототипа изменена концентрация карбоната кальция, кварца, пластификатора и добавлены графит, алюминий, карбид кремния и титанат алюминия. Комбинация спекающих добавок: карбонат кальция, кварц, карбид кремния, алюминий и титанат алюминия позволяет сохранить прочность и существенно снизить коробление и растрескивание фильтра-пластины. Графит является хорошим порообразователем, пластификатор способствует бездефектному формованию сложной конструкции фильтра-пластины, а при выгорании в процессе обжига образует большое количество тонких пор. Пример приготовления смеси для формования фильтра-пластины. В необогреваемом смесителе тщательно смешивают в течение 40-60 мин электрокорунд и спекающие добавки. В смеситель с подогревом загружают пластификатор, нагревают до 120oC, добавляют порошок графита, перемешивают 50-60 мин, затем в три-четыре приема добавляют полученную выше керамическую смесь. Шихту перемешивают 1,5-2 часа при температуре 90-160oC, затем стабилизируют 40-60 мин в термостате при температуре 60-90oC и вводят в формующее устройство при температуре 80-120oC под давлением до 10 МПа. Остывший полуфабрикат извлекают и обжигают при температуре 1200-1600oC в засыпке опорного наполнителя – глинозема. В табл. 1 приведены составы смесей, вес.%: электрокорунд – основа, пластификатор – 20. Результаты испытаний приведены в табл. 2. Примечание. Известный состав: электрокорунд – основа, кварц пылевидный – 10, карбонат кальция – 0,1, пластификатор – 15, вес.%. Заявляемый состав, придавая высокую пористость фильтру-пластине, обеспечивает достаточно высокую прочность и образование естественного мембранного слоя на стенках каналов фильтра-пластины при формовании по /10/, при слабом короблении и низком браке по растрескиванию при обжиге. Размер задерживаемых частиц при фильтрации фильтром-пластиной понижается до 0,15 мкм. Производительность фильтра-пластины, изготовленного из заявляемого состава, в сравнении с известными керамическими фильтрами при заданной чистоте фильтрации выше в 10-15 раз при одинаковой стоимости изготовления. Источники информации 1. Патент США N 5236588, кл. B 01 D 67/00, 1991. 2. Заявка Великобритании N 2263883, кл. B 01 D 69/10, 1993. 3. Заявка Великобритании N 2267486, кл. B 01 D 71/02, 1992. 4. Авторское свидетельство СССР N 1738298, кл. B 01 D 67/00, 1988. 5. Авторское свидетельство СССР N 528020, кл. B 01 D 69/12, 1973. 6. Авторское свидетельство СССР N 576015, кл. B 01 D 69/12, 1970. 7. Авторское свидетельство СССР N 1695970, кл. B 01 D 61/00, 1989. 8. Авторское свидетельство СССР N 1775146, кл. B 01 D 67/00, 1989. 9. Заявка Франции N 2560526, кл. B 01 D 13/00, 1985. 10. Патент РФ N 2088318, кл. B 01 D 69/00, 71/02, 67/00, B 28 B 3/00, 1995. 11. Авторское свидетельство СССР N 619272, кл. B 22 C 1/22, 9/04, 1978. Формула изобретения
Электрокорунд – Основа Кварц пылевидный – 0,5 – 2,0 Карбонат кальция – 0,1 – 0,5 Карбид кремния – 0,5 – 2,0 Графит – 0,5 – 2,0 Алюминий – 1,0 – 4,0 Титанат алюминия – 1,0 – 5,0 Пластификатор – 16,0 – 20,0 РИСУНКИ
RH4A – Выдача дубликата патента Российской Федерации на изобретение
Дата выдачи дубликата: 17.04.2006
Наименование лица, которому выдан дубликат:
Извещение опубликовано: 20.06.2006 БИ: 17/2006
|
||||||||||||||||||||||||||
