196920. lajstromszámú szabadalom • Magas hőmérsékletű folyadékok, előnyösen olvadt fémek, szűrésére alkalmas műanyag formatestek és eljárás ezek előállítására
3 196 920 4 szűrő kialakítása kor és alkalmazásakor fellépő magasabb hőmérséklet elősegíti. Az említett ionok migrálása azt eredményezi, hogy az eredetileg a fenti ionokat tartalmazó viszonylag alacsony olvadáspontú üvegszál fokozatosan átalakul tiszta szilícium-dioxid szállá, melynek olvadáspontja 1400—1500 °C között van. További hatás, hogy az eltávozott ionok helye üresen marad, és ez atomi szinten porózus szálszerkezetet eredményez, amely hőszigetelési szempontból ideális. így a felhasznált olcsó üvegszál átalakul magas olvadáspontú, különleges hőszigetelő tulajdonsággal rendelkező kvarc üvegszállá. Az öntöttvas szűrése után a maradék szűrő anyagból ilyen kvarc üvegszálat húzhatunk ki. Az üvegszál teljesen ép, olvadásnak nyoma sem látszik rajta. Másik felismerésünk az, hogy az ismert természeti jelenséget, az ún. Leidenfrost jelenséget, a kompozícióba bevitt megfelelő adalékanyagok alkalmazása révén, fel tudjuk használni. Ennek az a lényege, hogy magas hőmérsékleten az anyagból góz, illetve gáz halmazállapotú anyagok lépnek ki, melyek molekuláris méretű gőzpámát biztosítanak az áramló magas hőmérsékletű folyékony fél és a szilárd szűrő felülete között. Ez a gőzpáma pedig alkalmas arra, hogy a szűrőnek védelmet, hőszigetelést biztosítson. A gőzpámát úgy tudjuk létrehozni, hogy a kompozícióba olyan adalékanyagot keverünk, melyek magasabb hőmérsékleten, 1000—1200 °C-on lépnek gáz állapotba és így kialakulhat az említett Leidenfrost jelenség. Adalékanyagként alumínium pelyhet használunk. A szűrő geometriai kialakítása révén szintén sikerült megnövelt hőállóságot elérni. A szűrő tönkremenetelét a hőhatás mellett intenzív eróziós hatás is elősegíti. Az áramló vas a vele érintkező felületekről fokozatosan lekoptatja az elszenesedett rétegeket. A találmány szerinti kialakításnál a szűrő nyílásainak keresztmetszete az öntöttvas folyási irányában állandóan növekszik. Ez gyakorlatilag annyit jelent, hogy a szűrőben lévő nyílások közötti bordarendszer biztosítja. Célszerűen a nyílások négyzethálóban helyezkednek el, ennek megfelelően ilyen alakot vesz fel a bordázat is. Előnyös, ha a nyílások prizmatikus, pl. gúla alakúak. Ebben az esetben lehet egy adott felületen a legnagyobb átömlési keresztmetszetet biztosítani. Ennek a kialakításnak az az előnye, hogy a teherviselő bordázat alsó élei és az átáramló vékony sugár (öntöttvas) gyakorlatilag nem kerülnek érintkezésbe. A szűrőn lévő borda az öntöttvas statikus és dinamikus nyomását felveszi, benne húzó feszültség alakul ki. A szűrő fokozatos lekopása legutoljára éri et a bordákat, akkor amikor már a szűrés befejeződött. A gyakorlatban igényelt szűrési idők 10—40 mp közötti értéket tesznek ki. A szűrő kialakítását a mellékelt ábrákon mutatjuk be. Az 1. ábrán a találmány szerinti szűrő egyik kialakítási módját mutatjuk be metszetben. A 2. ábra a találmány 1. ábrája szerinti szűrő felülnézeti képe. A 3. ábra a találmány szerinti szűrő egy másik változatának metszetét mutatja be. A 4. ábra, a 3. ábra szerinti szűrő felülnézeti képe. Az 5. ábra műanyagbártyával fedett szűrőt mutat be. A 6. ábra a szűrő nyílásain átáramló anyagfolyást szemlélteti. A találmány szerinti szűrő előnyösen sajtolással készül. Egy különösen előnyös kiviteli mód szerint a szűrő nyílásainak belépő oldalán vékony, a szűrő anyagával azonos anyagú, 3 hártyát hozzunk létre (5. ábra). Ennek a hártyának 5 vastagsága 0,2—0,5 mm. Öntöttvas szűrésénél a hagyományos kerámia szűrők használatakor általában vékony acél korongot helyeznek el a szűrő tetején, mely néhány másodpercig visszatartja az ömledékét, ezáltal felúsztatja a salakot és egyenletes átfolyást biztosít a megnövelt gravitációs nyomás következtében. Az 5. ábrán bemutatott megoldásnál kialakított műanyag hártya helyettesíti az említett acéllemezt, ugyanis ez a vékony hártya néhány másodpercig ellenáll az öntöttvas nyomásának az adott hőmérsékleten és átszakadva lehetővé teszi az öntöttvas szűrőn való átáramlását. Az 1. ábra olyan szűrőt mutat be, amelynél az 1 átömlő nyílás henger alakból csonka gúla alakba tágul. A csonka gúla és a henge r területaránya 20:1 és 2:1 közötti. A henger alapkörének 6 átmérője előnyösen l—2 mm, és csonka gúla alaplapjának 7, élmérete előnyösen 3—5 mm. A máanyagból készült szűrő teljes vastagsága előnyösen 5—20 mm közötti. A szűrő kellő merevségét speciális kialakítású 1 átömlő nyílások között elhelyezkedő 2 bordák biztosítják. A 2. ábra az 1. ábrán látható szűrő fclülnézcti képét mutatja. A 3. ábrán a szűrő egy másik kiviteli módját mutat - j uk be, oldalnézetben. A szűrő ebben a változatban 4 csonka gúla alakú átömlőnyílásokkal rendelkezik. A csonka gúlaalap- és fedőlapjának területaránya 20: 1 és 2:1 közötti. A csonka gúla fedőlapjának 8 élmcrete előnyösen 1-2 mm, alaplapjának 9 élméret pedig előnyösen 3—5 mm. A 4 átömlő nyílások között helyezkednek el a merevséget biztosító 2 bordák. A 4. ábra ugyanennek a szűrőnek a felülnézeti képét mutatja be. Az 5. ábra pedig azt a kivi teli módot ábrázolja, mikor az átömlő nyílások az 5 műanyag hártyával vannak befedve. Rendkívül fontos a szűréi nyílásainak jó kialakítása. A eél az, hogy nagy átömlő keresztmetszetek legyenek, és a szűrő lap a szűrés befejeztéig megfelelő mechanikai szilárdsággal rendelkezzen. Ehhez az szükséges, amint a 5. ábrán mutatjuk, hogy a 4 nyílásokon átfolyó „ö” öntöttvas, ne étjén hozzá a 2 bordákhoz, hanem az átfolyó „s” öntöttvas sugár és a 2 bordák között egy kis „r” rés keletkezzék. A leírásban már előbb ismerteit „Leidenfrost” jelenség révén ebben a résben vékony gőz fi lm alakul ki, mely védi a szűrő anyagát. A találmány szerinti szűrő kialakításánál abból a tényből indultunk ki, hogy a forró, áramló öntöttvas viszkozitása igen kicsi, felületi feszültsége viszont nagy. Ezt figyelembe véve az átömlő-nyílást úgy alakítjuk ki, hogy az egy szűk szakaszból egy folyamatosan bővülő szakaszba menjen át, így el tudjuk érni, hogy a forró öntöttvas az átömlő nyílással csupán a beömlési ponton érintkezzen és a nyílás falát az öntöttvas áramtól egy lefelé bővülő „r” rés válassza el. A találmány szerinti szűrőt egy speciális összetéte5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
