Ievads
Filtru maisi ir būtiskas sastāvdaļas modernās filtrēšanas sistēmās, kas sastopamas dažādās nozarēs - no termiskās-apstrādes krāsnīm un cementa rūpnīcām līdz notekūdeņu attīrīšanai un farmaceitisko produktu ražošanai. Tomēr bieži uzdotie jautājumi, piemēram,"No kā īsti ir izgatavoti filtru maisiņi?"un"Kā materiāla izvēle ietekmē veiktspēju?"ārpus filtrēšanas inženieru aprindām bieži tiek pārprasti.
Vienkārši izsakoties, filtru maisiņi ir izgatavoti no konstruētiem audumiem, kas paredzēti daļiņu aizturēšanai, vienlaikus ļaujot šķidrumam (gāzei vai šķidrumam) iziet cauri. Tomēr realitāte ir daudz sarežģītāka: materiāliem ir jāiztur galējās temperatūras, ķīmiskā iedarbība, abrazīvie putekļi, mitrums un mehāniskā slodze -, vienlaikus saglabājot filtrēšanas efektivitāti un kalpošanas laiku.
Šis raksts aptver:
Thepamatmateriāliizmanto filtru maisos
Materiāla īpašībasun kāpēc tie ir svarīgi
Tabulu pārskativeiktspējas raksturlielumus
Lietojumprogrammas{0}}norādījumiun atlases stratēģijas
Priekšrocības un ierobežojumino katra materiāla
Jaunākās tendencesfiltrēšanas vidē


1. Kāpēc materiāls ir svarīgsFiltru maisiņi
Filtra maisa materiāla izvēle neapšaubāmi ir svarīgāka par maisiņa formu vai izmēru, kad runa ir par veiktspēju. Materiāls nosaka:
Filtrēšanas efektivitāte
Darba temperatūras ierobežojumi
Ķīmiskā un korozijas izturība
Putekļu kūkas atbrīvošanās un tīrīšanas darbība
Ilgmūžības un dzīves cikla izmaksas
Dažādas rūpnieciskās vides prasa dažādas materiāla īpašības. Piemēram, maiss, ko izmanto dūmgāzu atsērošanai ogļu spēkstacijā, ir pakļauts pavisam citam spriegumam nekā maiss, kas tiek izmantots pārtikas šķidruma filtrācijā.
Materiāla izvēlei jābūt līdzsvarotai:
Mehāniskā izturība un nodilumizturība
Izturība pret karstumuun termiskā stabilitāte
Ķīmiskā saderībaar mediju
Filtrācijas struktūra (austs pret filcu pret membrānu)
Virsmas īpašības(piem., hidrofobs, anti-statisks)
Tālāk mēs detalizēti izpētīsim visizplatītākos materiālus.
2. VisizplatītākāFiltra maisiņšMateriāli
2.1. Polipropilēns (PP)
Polipropilēnsir viens no visplašāk izmantotajiem filtru maisiņu materiāliem gan šķidrumu, gan gāzu filtrēšanas lietojumos.
Raksturlielumi
|
Īpašums |
Tipisks sniegums |
|
Ķīmiskā izturība |
Lieliski (skābes, sārmi, daudzi šķīdinātāji) |
|
Temperatūras ierobežojums |
Līdz ~ 80 grādiem (176 grādi F) |
|
Mehāniskā izturība |
Mērens |
|
Nodilumizturība |
Godīgi |
|
Izmaksas |
Zema līdz mērena |
|
Hidrofobitāte |
Raksturīgs |
Kāpēc izmantot polipropilēnu?
PP ķīmiskā izturība un vieglais raksturs padara to ideāli piemērotu ķīmiskai apstrādei, notekūdeņu attīrīšanai un vides attīrīšanas sistēmām. Tā hidrofobiskais raksturs palīdz arī šķidruma filtrēšanā, īpaši, ja ūdens atgrūdināšana ir izdevīga.
Priekšrocības
Izcila ķīmiskā izturība
Viegls un viegli apstrādājams
Izmaksu-efektīva{1}}masveidā ražotām somām
Ierobežojumi
Ierobežota augstas{0}}temperatūras tolerance
Mazāk izturīgs ārkārtējas mehāniskās slodzes apstākļos
Tipiski pielietojumi
Skābju/sārmu notekūdeņu filtrēšana
Vides attīrīšanas sistēmas
Ķīmiskās apstrādes notekūdeņi
2.2. Poliesteris (polietilēntereftalāts - PET)
Poliesters ir viens nodaudzpusīgākie un plaši izmantotie rūpniecisko filtru maisiņu materiālipateicoties tā izturībai un stabilitātei.
Raksturlielumi
|
Īpašums |
Tipisks sniegums |
|
Ķīmiskā izturība |
Labi |
|
Temperatūras ierobežojums |
Līdz ~135 grādiem (275 grādiem F) |
|
Mehāniskā izturība |
Augsts |
|
Nodilumizturība |
Augsts |
|
Izmaksas |
Mērens |
Kāpēc poliesters?
Poliesters apvieno mehānisko izturību ar labu ķīmisko un UV izturību. Tas ir ķīmiski mazāk inerts nekā polipropilēns, taču kopumā tas ir izturīgāks un izturīgāks pret nodilumu, tāpēc tas ir piemērots smagas{2} slodzes darbiem.
Priekšrocības
Augsta stiepes un plīsuma izturība
Izturīgs zem mehāniskās slodzes
Laba izmaksu un veiktspējas kombinācija
Ierobežojumi
Ķīmiskā izturība nav tik augsta kā PTFE vai PP
Temperatūras ierobežojums ir zemāks par specializētajām augstas temperatūras{0}}šķiedrām
Tipiski pielietojumi
Cementa un celtniecības putekļu filtri
Pārtikas un dzērienu filtrēšana
Vispārējās rūpniecības un ražošanas iekārtas
2.3 neilons (poliamīds)
Neilons(bieži izmanto monopavedienu sietu vai austu maisiņu formās) tiek novērtēts tā izturības un stabilitātes dēļ.
Raksturlielumi
|
Īpašums |
Tipisks sniegums |
|
Ķīmiskā izturība |
Mērens |
|
Temperatūras ierobežojums |
~77 grādi (170 grādi F) |
|
Spēks |
Augsta stiepes izturība |
|
Nodilumizturība |
Lieliski |
|
Virsma |
Gluda, viegla tīrīšana |
Neilona filtru maisiņi ir īpaši noderīgi, janodilumizturība un atkārtoti tīrīšanas cikliir nepieciešami. To gludā virsma arī palīdz ātri atbrīvot putekļus. Neilons ir izplatīts šķidruma filtrēšanas filtru maisiņos, kur nepieciešams dažāda izmēra poru un atkārtoti lietojamu veiktspēju.
Priekšrocības
Izcila izturība un izturība
Laba nodilumizturība
Gluda virsma, kas pretojas aizsērēšanai
Ierobežojumi
Zemāka ķīmiskā izturība nekā PTFE vai PP
Mēreni temperatūras ierobežojumi
Tipiski pielietojumi
Smalka un rupja šķidruma filtrēšana
Ūdens apstrādes priekš{0}}filtrēšana
Rūpnieciskās ražošanas filtrēšana


2,4 PTFE (politetrafluoretilēns)
PTFEbieži tiek uzskatīts par augstākās kvalitātes filtru maisiņu materiālu tā dēļizcila ķīmiskā un termiskā izturība.
Raksturlielumi
|
Īpašums |
Tipisks sniegums |
|
Ķīmiskā izturība |
Izņēmuma |
|
Temperatūras ierobežojums |
Līdz ~260 grādiem (500 grādiem F) |
|
Nodilumizturība |
Labi |
|
Virsmas enerģija |
Ļoti zems (nes{0}}nepiedegums) |
|
Izmaksas |
Augsts |
PTFE praktiski inertā ķīmija padara to ideāli piemērotuskarba ķīmiskā vide, agresīvas gāzes, dūmgāzu atsērošana un smalkas daļiņas augstas{0}}korozijas apstākļos.
Priekšrocības
Nepārspējama ķīmiskā izturība
Ļoti augstas temperatūras spēja
Zema berzes virsma ir izturīga pret putekļiem
Ierobežojumi
Augstākās izmaksas starp parastajiem materiāliem
Nepieciešama rūpīga apstrāde stinguma dēļ
Tipiski pielietojumi
Ķīmiskā un naftas ķīmijas filtrēšana
Augstas{0}}temperatūras rūpnieciskie procesi
Kodīga dūmgāzu filtrēšana
2,5 aramīds
Aramīda šķiedras, piemēramNomexapvienot augstas temperatūras toleranci ar spēcīgām mehāniskām īpašībām.
Raksturlielumi
|
Īpašums |
Tipisks sniegums |
|
Temperatūras ierobežojums |
~200–230 grādi |
|
Mehāniskā izturība |
Ļoti augsts |
|
Ugunsizturība |
Lieliski |
|
Ķīmiskā izturība |
Mērens līdz labs |
Aramīda materiālus izmanto lietojumos, kurtermiskā stabilitāte un liesmas izturībair kritiski svarīgi -, piemēram, asfalta rūpnīcas, metalurģija un augstas{1}}temperatūras rūpnieciskā filtrēšana.
Priekšrocības
Lieliska siltuma un liesmas izturība
Augsta izturība un izturība pret plīsumiem
Ierobežojumi
Nav tik ķīmiski izturīgs kā PTFE
Dārgāks par pamata sintētiku
Tipiski pielietojumi
Augstas{0}}temperatūras putekļu savākšana
Metālapstrādes vide
Asfalta un cementa gen līnijas
2.6 Stikla šķiedra
Stikla šķiedras materiāli nav-bioloģiski un var izturētļoti augstas temperatūrasbez degradācijas.
Raksturlielumi
|
Īpašums |
Tipisks sniegums |
|
Temperatūras ierobežojums |
~260 grādi un vairāk |
|
Ķīmiskā izturība |
Labi |
|
Nodilumizturība |
Labi |
|
Izmaksas |
Mērens |
Stikla šķiedras filtru maisiņi ir izplatīti tērauda rūpnīcās, spēkstacijās un lietuvēs, kur ir augsta dūmgāzu temperatūra un daļiņu slodze.
Priekšrocības
Ļoti augsta temperatūras tolerance
Laba ķīmiskā stabilitāte
Ierobežojumi
Trausls salīdzinājumā ar polimēru audumiem
Var būt nepieciešama virsmas apstrāde mitruma izturībai
2.7 Uzlaboti polimēri (PVDF, PPS, PEEK)
Papildus PTFE un poliesteram, citi inženiertehniskie termoplasti, piemēram,PVDF (polivinilidēna fluorīds), PPS (polifenilēnsulfīds), unPEEK (poliētera ētera ketons)tiek izmantoti īpašām filtrēšanas vajadzībām.
Materiālu salīdzinājums
|
Materiāls |
Maksimālā temp |
Ķīmiskā izturība |
Īpašas iezīmes |
|
PVDF |
~150–175 grādi |
Lieliski |
Labs spēka un pretestības līdzsvars |
|
PPS |
~200 grādi |
Labi |
Lieliska oksidācijas izturība |
|
PEEK |
~250 grādi |
Lieliski |
Augstas izmaksas, izcila veiktspēja |
PVDFbieži izmanto, ja nepieciešama gan ķīmiskā izturība, gan izturība.PPSpalielina oksidācijas izturību, kas ir ideāli piemērota dūmgāzu tīrīšanai.PEEKir ļoti augstas veiktspējas{0}}bet dārga iespēja ekstrēmām vidēm.
LASĪT VAIRĀK:Izpratne par filtru maisiņu materiāliem: pilnīgs ceļvedis par šķiedrām, audumiem un filtrēšanas veiktspēju
3. Filtra maisa struktūra: austi un ne{2}}austi un filcs
Materiāls vien nenosaka veiktspēju -struktūraaudumam arī ir nozīme.
|
Struktūra |
Tipiski materiāli |
Galvenās priekšrocības |
|
Austi |
Poliesters, neilons, PVDF |
Augsta mehāniskā stabilitāte, noteikts poru izmērs |
|
Skuju filcs |
Poliesters, aramīds, PPS |
Dziļuma filtrēšana, augsta putekļu noturība |
|
Pārklāts ar membrānu- |
PTFE uz pamata auduma |
Augsta efektivitāte, smalku daļiņu uztveršana |
Austi auduminodrošina precīzu plūsmas kontroli un ir izplatīta šķidruma filtrēšanā.
Adatu filcs (ne{0}}austs)ir dziļuma līdzeklis, kas aiztur putekļus visā materiāla biezumā, ideāli piemērots rūpnieciskai putekļu savākšanai.
Membrānas pārklājumi (piemēram, PTFE membrānas)uzlabo smalko daļiņu uztveršanas efektivitāti un samazina virsmas apžilbināšanu.

4. Materiālu veiktspējas salīdzinājums
Zemāk ir apkopots galveno filtru maisiņu materiālu salīdzinājums rūpnieciskai gaisa un gāzes filtrēšanai:
|
Materiāls |
Maksimālā temp |
Chem. Pretestība |
Nobrāzums |
Putekļu atbrīvošana |
Izmaksas |
|
Poliesters |
~135 grādi |
Labi |
Augsts |
Mērens |
Zems |
|
Polipropilēns |
~80 grādi |
Lieliski |
Mērens |
Labi |
Zems |
|
Neilons |
~77 grādi |
Mērens |
Lieliski |
Ļoti labi |
Mērens |
|
PTFE |
~260 grādi |
Izņēmuma |
Labi |
Lieliski |
Augsts |
|
Aramīds |
~200–230 grādi |
Labi |
Ļoti labi |
Labi |
Augsts |
|
Stikla šķiedra |
~260 grādi + |
Labi |
Labi |
Mērens |
Mērens |
|
PVDF / PPS |
150-200 grādi |
Lieliski |
Ļoti labi |
Labi |
Augsts |
Šī tabula atspoguļo tipiskus veiktspējas gradientus rūpnieciskā vidē. Faktiskā veiktspēja var atšķirties atkarībā no aušanas, apdares apstrādes un pārklājumiem.
5. Kā praktiski tiek izvēlēti materiāli
Materiālu izvēli nosaka vairāki galvenie faktori:
Darba temperatūra:Augstākām temperatūrām nepieciešams PTFE, stikla šķiedra vai aramīds.
Ķīmiskā iedarbība:Agresīvā vidē bieži nepieciešams PTFE vai PVDF.
Putekļu īpašības:Lipīgiem vai higroskopiskiem putekļiem var būt noderīga gluda virsma vai ar membrānu{0}}pārklāts materiāls.
Abrazivitāte:Abrazīvie putekļi dod priekšroku materiāliem ar augstu nodilumizturību (piemēram, neilonu, poliesteru).
Spiediena un plūsmas prasības:Dziļuma materiāls, piemēram, filcs, uzlabo putekļu ietilpību.
6. Materiālu apstrāde un papildinājumi
Lai uzlabotu veiktspēju, materiāliem var veikt papildu apstrādi:
|
Ārstēšana |
Mērķis |
|
PTFE membrānas pārklājums |
Uzlabo smalko putekļu efektivitāti |
|
Silikona eļļas apdare |
Izlīdzina šķiedras, samazina aklumu |
|
Antistatiskā apdare |
Samazina statisko elektrību- |
|
Hidrofobiskā apstrāde |
Atgrūž mitrumu mitros apstākļos |
Šīs procedūras paplašina lietošanas diapazonu vai uzlabo tīrīšanas darbību.
7. Pielietojuma piemēri
Enerģijas ražošana
Augsta dūmgāzu temperatūra un skābie komponenti - bieži tiek izmantots PTFE vai stikla šķiedra.
Ķīmiskā apstrāde
Korozīvā vidē ir nepieciešams PTFE vai PVDF materiāls.
Pārtika un dzērieni
Sanitārās prasības un mērena temperatūra dod priekšroku poliesteram vai neilonam.
Notekūdeņu attīrīšana
Šķidruma filtrēšanai bieži izmanto PP, poliestera vai neilona monopavedienu maisiņus.
8. Nākotne un inovācijas
Jaunākie sasniegumi filtrēšanas jomā ietver:
Nanošķiedras pārklājumiīpaši{0}}smalko daļiņu uztveršanai
Kompozītmateriāliapvienojot augstu izturību ar funkcionālām virsmām
Viedie sensoriiegults filtra vidē veiktspējas uzraudzībai
Šo tendenču mērķis ir uzlabot efektivitāti, samazināt apkopi un pagarināt kalpošanas laiku.
Secinājums
Filtru maisiņi ir izstrādāti izstrādājumi un kādi tie irizgatavots noir liela ietekme uz filtrēšanas veiktspēju, izturību un izmaksām. Visizplatītākie materiāli - poliesteris, polipropilēns, neilons, PTFE, aramīds, stikla šķiedra un uzlaboti polimēri, piemēram, PVDF un PPS -, katrs kalpo noteiktām nišām atkarībā no termiskām, ķīmiskām un mehāniskām prasībām.
Pareiza materiāla izvēle var nozīmēt atšķirību starp biežu nomaiņu un sistēmas uzticamību, starp enerģijas izšķērdēšanu un efektivitāti, un galu galā starp augstām dzīves cikla izmaksām un ilgtermiņa{0}}veiksmēm.
