185280. lajstromszámú szabadalom • Eljárás szűrőgyertyák előállítására
1 185 280 2 A találmány tárgya eljárás szűrőgyertya előállítására szálbunda tekercselése útján, mely főleg folyadékok, gázok, szuszpenziók, portartalmú gázok vagy hasonlók szűrésére alkalmas. Az ipari technológiákban, a mezőgazdasági és élelmiszeripari feldolgozások során egyre szélesebb körben alkalmazzák a különféle folyadékok, gázok, zagyok stb. szűrését, miután a szűrés, mint technológiai intézkedés, nemcsak a gyártásban, vagy a feldolgozásban, hanem például a környezetvédelemben is növekvő súllyal kap szerepet. A szűrési technológia két alapvető formája az úgynevezett felületszűrcs és mélységi szűrés. A fenti alapelvnek megfelelően a szűrők alakjukat, formájukat tekintve szintén kétfélék. Lapszűrőről beszélünk abban az esetben, amikor a szűrendő közeget egy vagy több, keretbe foglalt, lapformájú szürőfelületen vezetjük keresztül. Szűrőgyertyáról van szó abban az esetben, amikor a szürőtest csőszerűén van kiképezve, és a szűrendő anyag vagy kívülről befelé, vagy belülről kifelé a szűrőcsövön halad át, és így valósul meg a szűrés. Felületszűrésnél, lapszűrők alkalmazásakor a szűrőt alkotó szálak vagy elemi szálak úgy kötődnek mechanikailag egymáshoz, hogy a kötéspontok között meghatározott nyitott felület marad. A nyitott részeken átáramló folyadék vagy gáz bizonyos szemcsenagyságú részei fennakadnak. A felületszűrőket általában rétegelve hajtogatják, és ebben a formában gyártják a felületnövelés és a szűrőhatás fokozása érdekében. Ugyancsak meghatározója ennek a szűrőnek, hogy a szűrőtestet alkotó szálrendszerek stabilizálása vagy egyéb cél érdekében a szálakat vegyileg kötik vagy impregnálják. Ebben az esetben azonban az áteresztő lyukméretek csökkennek. A felületszűrőknél az áteresztő résméretek előre meghatározhatók a gyártás során, és pontosan beállíthatók. Miután ez a gyártás csak rendkívül precíz technológiával, kitűnő műszaki feltételek mellett és kvalifikált szakemberekkel valósítható meg, költségesek, és ennek következtében a felületszürők ára magas. A gyakorlatban ezért törekvések vannak a felületszűrőknek más megoldásokkal való helyettesítésére. Mélységszűrő vagy szűrőgyertya alatt tulajdonképpen olyan szűrőt értünk, amely a felületszűrő hatását megsokszorozza. Ezen túlmenően az az előny is jelentkezik, hogy ezeknek a szűrőknek az élettartama (részecskevisszatartó képessége) megjavul, azonban a szemcse visszatartó méretértékei nem határozhatók meg olyan pontosan, mint a felületi szűrőknél. A szűrőgyertyáknál ugyanis - textilszálféleségekből való gyártás esetén - lényegében kártolt fátyolrétegek egymásra való szoros feltekercseléséről van szó, meghatározott szélességekben. Az így kialakított tömlőszerű szűrőtest anyagát hőkezeléssel vagy vegyi kezeléssel rögzítik. Ilyen megoldást ismertet például a 2 512 781 sz. német szövetségi köztársaságbeli közrebocsálási irat, amelynél a kártolt fátyolrétegeket acélhuzalokból kialakított tartóvázra tekercselik fel. A 4 187 181 sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban ismertetett szűrőgyertya szűrőanyagában kis csatornákat alakítanak ki hálószerűén. A 3 937 662 sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás szerinti megoldásnál aktív szénnel, alumínium-oxiddal vagy kovaföldzaggyal telített szürőgyertyát alkalmaznak nyomás alatti finomszűrésre. Az 1 389 748 sz. nagy-britanniai szabadalmi leírásból olyan szűrőgyertya ismerhető meg, amelynél acélhuzalból kialakított vázt és mikronvastagságú acélszál erősítést is alkalmaznak. Az ismert szűrőgyertyák -, miután az alkalmazott elemi szálak finomsága és a fátyolrétegek száma meghatározható -, rekonstruálhatók, ezzel szemben azonban a kiszűrhető szemcsék mérete teljes biztonsággal nem határozható meg. A feltekercselés során ugyanis az átmérő növekedésének függvényében fennáll egy bizonytalansági tényező, és a biztonsági érték a gyakorlat szerint mintegy 80%-os. Ez azt jelenti, hogy a szűrőgyertya mintegy 80%-ban kiszűri a meghatározott méretnek, például 1 mikronnak megfelelő szemcsenagyságú vagy annál nagyobb részecskéket, azonban a gyakorlat szerint ennél jobb tapasztalati értékek nem biztosíthatók. A mélységszűrők az esetek legnagyobb részében önállóan alkalmazhatók, mert például a 80%-os biztonsági tényezővel való szűrés az igényeket általában kielégíti. Különleges esetekben, amikor meghatározott szemcseméretü anyagok teljes kiszűrése szükséges, a rétegszürőket előszűrőként alkalmazzák. Ekkor az értékesebb és érzékenyebb felületszűrőket csalt a fennmaradó hányad kiszűréséhez veszik igénybe, így azok élettartama megnövelhető. A találmány célja olyan mélységszűrők előállítása, amelyek kedvezően egyesítik a felületszűrők és a mélységszűrők tulajdonságait. Az ismert megoldások szerint a mélységszürőként alkalmazott szürőgyertyákat kártolt fátyolból, vagy bundából állítják elő, úgy, hogy a fátylaknak vagy bundáknak egymásra való rétegezésével meghatározott falvastagságú szűrőtestet alakítalak ki. A rétegezés után hőkezeléssel, vagy vegyszeres kezeléssel szilárdítják, egymáshoz kötik a rétegeket. Az így előállított szűrőgyertyákban a szűrőgyertya palástja mentén a szűrő hossztengelyére elrendezett, egymás melletti párhuzamos szálak keletkeznek. Az ily módon kialakított szerkezet azzal a hátrányos tulajdonsággal rendelkezik, hogy a szűrőgyertyának az a része, amely irányából a beáramlás végbemegy -, miután az egymást követő rétegek elemi szálai zárják a közbenső részeket -, viszonylag hamar eltömődik és a teljes szűrőmélység kihasználatlan marad. Ugyancsak problémát jelent, hogy az áramoltató nyomást az eltömődés mértéke szerint folyamatosan növelni kell a leadott teljesítmény szinten-tartása érdekében. Azt találtuk, hogy az ismert szürőgyertyákkal kapcsolatos nehézségek elkerülhetők, ha az önmagában ismert módon előállított szálbundát csíkokra vágjuk, és a csíkokat folyamatosan, vagy szakaszban végzett tűnemezelés közben vagy után, előnyösen spirálalakban feltekercseljük. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
