ДРЕНАЖНО-РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ НА ОСНОВЕ ПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ, ПОЛУЧЕННЫХ МЕТОДОМ ПОРОШКОВОЙ МЕТАЛЛУРГИИ Александров В.М. 1, Лобачев В.А. 1, Бадыкин А.А. 2, Колодкин В.Ф. 3, Иневаткин Ю.Л. 4, Куденок И.В. 3, Оксинь А.В. 5, Хаютина Е.С. 6 1 Обособленное хозрасчётное структурное подразделение « Научно-исследовательский институт импульсных процессов с опытным производством », г. Минск, Республика Беларусь, телефон: ( ) , факс: ( ) , е -mail: 2 КУПП « Брестские тепловые сети » г. Брест 3 Лукомльская ГРЭС, г. Новолукомль 4 РУП « Витебскэнерго », г. Витебск 5 ЗАО ППТ « Факел », г. Витебск 6 ОАО « Белэнергоремналадка », г. Минск

Одним из важнейших направлений порошковой металлургии является разработка и производство пористых порошковых материалов (ППМ). Они применяются для фильтрации минеральных, растительных и синтетических масел и смол, расплавов полимеров и легкоплавких металлов, кислот, щелочей, других агрессивных и инертных жидких сред, сжиженных и сжатых газов и т.п. Их можно использовать для надежной стерильной очистки жидкостей и газов в пищевой и медицинской промышленности, в микроэлектронике и тонкой химической технологии, в случае, когда размеры пор и иные параметры структуры ППМ будут препятствовать прохождению бактерий, вирусов и других микроорганизмов [1]. Обработка воды с целью подготовки ее для питья, хозяйственных и производственных целей представляет собой комплекс физических, химических и биологических методов изменения ее первоначального состава. Под обработкой воды понимают не только очистку ее от ряда нежелательных и вредных примесей, но и улучшение природных свойств путем обогащения ее недостающими ингредиентами. При движении воды через сетки, ткани, пористые и щелевые материалы из нее извлекаются взвешенные вещества. Процесс происходит либо на поверхности (поверхностное фильтрование), либо в глубине (объемное фильтрование) фильтрующего материала. Поверхностное фильтрование происходит при движении воды через объемные элементы из пористых материалов значительной толщины (патронные фильтры и фильтры из тонкой керамики); сетчатые или тканевые перегородки (фильтрование под давлением или вакуумом, микрофильтрование); жесткие проницаемые каркасы с предварительно нанесенным фильтрующем слоем (намывные фильтры трубчатой, рамной или барабанной конструкции [2]. Для ППМ применяемых для очистки жидких и газовых сред характерно объемное фильтрование – отложение взвешенных веществ в порах фильтрующей основы. Оно происходит если размер пор больше размера взвешенных веществ и траектория движения частиц приводит их контакту с поверхностью поровых каналов. Этому способствуют: диффузия за счет броуновского движения; прямое столкновение; инерция частиц; прилипание за счет ван-дер-ваальсовых сил; осаждение за счет гравитационных сил; вращательное движение под действием гидродинамических сил. Фиксирование частиц примесей воды на поверхности и в порах фильтрующего элемента (ФЭ) обусловлено малыми скоростями движения жидкости, силами когезии и адсорбции.

В ОХП «НИИ ИП с ОП» разработаны различного рода конструкции фильтров из порошков титана в виде труб, устанавливаемых в металлический или пластмассовый корпус. Эти ФЭ применяются для фильтрования воды, топлива, воздуха и неагрессивных газов. Общий вид фильтров из порошка титана

Для повышения тонкости фильтрации до значений меньше 10 мкм используются комбинированные ФЭ, представляющие собой композицию из пористого титанового каркаса и нетканого материала с размерами пор, соответствующим требованиям тонкости очистки. Фильтроэлемент из композиционного проницаемого материала со слоем нетканого волокнового материала на наружной поверхности

Для использования в дренажно-распределительных системах (ДРС) в фильтрах водоподготовки разработаны и изготавливаются ФЭ из пористых сетчатых материалов (3-1, 3-3) и из пористых порошковых материалов (3-2). Разработанные ФЭ из КПМ изготавливаются из порошков различной дисперсности и могут применяться для тонкой и грубой фильтрации (3-5). 1, 3 – фильтроэлементы из пористых сетчатых материалов; 2 – фильтроэлемент из ППМ; 4 – фрагмент ДРС; 5 – фильтроэлемент из КПМ Фильтроэлементы и фрагмент ДРС разработанные в ОХП «НИИ ИП с ОП» ГНУ ИПМ

Влияние режимов формования на процесс формирования зоны контакта компактной и пористой составляющих ρr 0,r – ρr 5,r (г/см 3 ) – плотности прессовки, полученные при давлениях 40, 60, 80, 110, 120, 220 МПа соответственно, распределенные по радиусу r (мм) (ось абсцисс) от оправки наружу ρ(p,r 1 ) и ρ(p,r 2 ) (г/см 3 ) – плотности прессовки внутреннего (на оправке) и наружного слоев заготовки, p (МПа)– давление прессования Рисунок1 – Изменение плотности прессовки по радиусу заготовки при различных давлениях прессования Рисунок 2 – Изменение плотности прессовки внутреннего (на оправке) и наружного слоев заготовки в зависимости от давления прессования h – толщина стенки фильтрующего элемента; П – пористость Рисунок 3 – Изменение пористости по толщине пористой составляющей фильтрующего элемента из компактно-пористого материала

Топограммы материала фильтроэлемента из компактно- пористого материала

Топограмма фрагмента фильтроэлемента из КПМ, спеченного при температуре С Топограмма фрагмента фильтроэлемента из КПМ, спеченного при температуре С Топограммы фрагмента фильтроэлементов из компактно-пористого материала спеченных при различных температурах