RU2166352C1 - Multi-layer nonwoven filter material for suspensions and conveyer belt for press-filter made from this material - Google Patents

Abstract

FIELD: filter materials used for suspensions. SUBSTANCE: multi-layer nonwoven material consists of three fibrous layers of synthetic cloth. Each reinforcing layer is laid between two fibrous layers. Layers are fastened together by needle piercing; bundless formed at this pass from outer fibrous layers to intermediate fibrous layer through reinforcing layers at depth equal to thickness of this layer. Material is thermally stable. EFFECT: possibility of performing filtering and transportation functions; enhanced strength, stability and filtering properties. 3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к фильтрующим материалам, используемым для суспензий, в частности в процессах фильтрации на фильтр-прессах. The invention relates to filtering materials used for suspensions, in particular in filtration processes on filter presses.

Уровень техники. The prior art.

Известен многослойный иглопробивной нетканый материал, используемый для фильтрации и для изготовления транспортерных лент (выложенная заявка ФРГ N 4339709 по кл. МПК D 04 H 3/00, 3/10, 3/12, B 32 B 5/24, B 01 D 39/08, опубл. 24.05.95 г.). Known multi-layer needle-punched non-woven material used for filtering and for the manufacture of conveyor belts (laid out application Germany N 4339709 according to class IPC D 04 H 3/00, 3/10, 3/12, B 32 B 5/24, B 01 D 39 / 08, published on 05.24.95).

Этот материал включает два волокнистых слоя из штапельных синтетических волокон и расположенный между ними армирующий слой из бикомпонентных штапельных волокон, скрепленные между собой посредством иглопрокалывания. Армирующий слой перед иглопрокалыванием подвергнут вытяжке, а после иглопрокалывания подвергнут термообработке с одновременным уплотнением. Этот материал по большинству сходных существенных признаков взят в качестве прототипа. Обладая более высокими гибкостью и пористостью, в сравнении с известными многослойными иглопробивными материалами, указанный материал не может одновременно выполнять фильтрующую и транспортирующую функции. Как указано в описании изобретения к этой заявке (см. колонка 3, последний абзац описания), при использовании известного материала для изготовления транспортерной ленты осуществляют дополнительную пропитку связующим волокнистых слоев из штапельных синтетических волокон, скрепленных с армирующим слоем. Дополнительная пропитка связующим приводит к повышению прочности материала, но одновременно и к снижению его пористости. Это, в свою очередь, ухудшает его фильтрующие свойства за счет повышения сопротивления фильтруемому потоку. Кроме того, в результате старения связующего, в особенности при использовании материала для фильтрации в агрессивных средах, возможно его выкрашивание и попадание в фильтр. С другой стороны, отсутствие дополнительного скрепления связующим волокнистых слоев даже при увеличении числа уложенных друг к другу армирующих слоев бикомпонентных волокон, как это предлагается в указанной заявке, не обеспечивает необходимые прочность и стабильность для его использования в качестве фильтрующей транспортерной ленты, испытывающей высокие нагрузки. This material includes two fibrous layers of staple synthetic fibers and a reinforcing layer of bicomponent staple fibers located between them, bonded to each other by needle piercing. The reinforcing layer is subjected to drawing before needle-piercing, and after needle-piercing, it is subjected to heat treatment with simultaneous compaction. This material is taken as a prototype for most of the similar essential features. Having higher flexibility and porosity, in comparison with the known multilayer needle-punched materials, this material cannot simultaneously perform filtering and conveying functions. As indicated in the description of the invention to this application (see column 3, the last paragraph of the description), when using known material for the manufacture of conveyor belts, the binder is further impregnated with fiber layers of staple synthetic fibers bonded to a reinforcing layer. Additional impregnation with a binder leads to an increase in the strength of the material, but at the same time to a decrease in its porosity. This, in turn, worsens its filtering properties due to increased resistance to the filtered stream. In addition, as a result of the aging of the binder, especially when using a material for filtration in aggressive environments, it is possible to spall and get into the filter. On the other hand, the absence of additional bonding of the fibrous layers by a binder even with an increase in the number of reinforcing layers of bicomponent fibers laid to each other, as proposed in this application, does not provide the necessary strength and stability for its use as a filter conveyor belt experiencing high loads.

Между тем, при фильтрации суспензий на фильтр-прессах используются транспортерные ленты непрерывной длины, выполняющие одновременно транспортирующую и фильтрующую функции. Meanwhile, when filtering suspensions on filter presses, conveyor belts of continuous length are used, performing both transporting and filtering functions.

Известна транспортерная лента, выполненная в виде перемещаемого бесконечного текстильного полотна, используемая в качестве фильтрующего элемента в автоматическом камерном фильтр-прессе (см. книгу: А.Н. Плановский и др. "Процессы и аппараты химической технологии", издание пятое, изд-во "Химия", Москва, 1968 г. , стр. 262 - 264). Выполняя роль транспортерной ленты для загрузки фильтруемой суспензии и отвода из пресса осадка, образующегося в процессе фильтрации, такая лента, однако, имеет низкие фильтрующие характеристики из-за плоскостной структуры ткани. В связи с этим на тканую транспортерную ленту приходится укладывать пакет в виде нетканых фильтрующих салфеток, обладающих необходимой фильтрующей эффективностью, как это, например, описано в патенте РФ N2118557, по кл. МПК B 01 D 39/16, опубл. 10.09.98 г. В процессе фильтрации возникает необходимость относительно частой замены фильтрующих салфеток, что связано с дополнительными, непроизводительными затратами труда и материалов и обуславливает низкую производительность фильтр-пресса. Known conveyor belt made in the form of a movable endless textile web, used as a filter element in an automatic chamber filter press (see book: A.N. Planovsky and others. "Processes and devices of chemical technology", fifth edition, publishing house Chemistry, Moscow, 1968, pp. 262 - 264). Acting as a conveyor belt for loading the filtered suspension and removing sediment from the press formed during the filtration process, such a belt, however, has low filtering characteristics due to the planar structure of the fabric. In this regard, it is necessary to lay the bag on a woven conveyor belt in the form of non-woven filtering napkins having the necessary filtering efficiency, as is, for example, described in RF patent N2118557, class. IPC B 01 D 39/16, publ. 09/10/98. During the filtration process, the need arises for a relatively frequent replacement of filtering napkins, which is associated with additional, unproductive labor and material costs and causes a low productivity of the filter press.

Сущность изобретения
Задача изобретения состоит в создании такого многослойного нетканого фильтрующего материала для суспензий, который, обладая сочетанием высоких прочности, стабильности и фильтрующих свойств, мог бы одновременно выполнять фильтрующую и транспортирующую функции при его использовании в качестве фильтрующей транспортерной ленты фильтр-пресса.SUMMARY OF THE INVENTION
The objective of the invention is to create such a multilayer non-woven filter material for suspensions, which, having a combination of high strength, stability and filtering properties, could simultaneously perform filtering and conveying functions when used as a filtering conveyor belt of a filter press.

Эта задача решается за счет того, что многослойный нетканый фильтрующий материал, включающий волокнистые слои из штапельных синтетических волокон и расположенный между двумя волокнистыми слоями армирующий слой, скрепленные между собой пучками волокон волокнистых слоев, сформированными посредством иглопрокалывания, содержит дополнительный армирующий слой, расположенный аналогично указанному, оба армирующих слоя выполнены в виде ткани из синтетических нитей, а пучки волокон проходят из наружных волокнистых слоев материала сквозь армирующие слои в разделяющий их промежуточный волокнистый слой на глубину, равную толщине этого слоя, причем материал в целом термофиксирован. This problem is solved due to the fact that the multilayer non-woven filter material, including fibrous layers of staple synthetic fibers and a reinforcing layer located between two fibrous layers, fastened together by bundles of fibers of the fibrous layers formed by needle piercing, contains an additional reinforcing layer located similar to the specified both reinforcing layers are made in the form of fabric from synthetic threads, and bundles of fibers pass from the outer fibrous layers of the material through ar iruyuschie layers separating them in the intermediate fibrous layer to a depth equal to the thickness of this layer, the material is generally heat set.

Следующей задачей изобретения является создание транспортерной ленты фильтр-пресса, которая, обладая высокой прочностью и стабильностью, имела бы высокие фильтрующие характеристики без необходимости дополнительного использования пакета фильтрующих салфеток. The next objective of the invention is the creation of a conveyor belt of a filter press, which, having high strength and stability, would have high filtering characteristics without the need for additional use of a package of filter cloths.

Эта задача решается за счет того, что транспортерная лента фильтр-пресса, выполненная в виде перемещаемого бесконечного текстильного полотна, изготовлена из многослойного нетканого фильтрующего материала, включающего три волокнистых слоя из штапельных синтетических волокон и два армирующих слоя, выполненных в виде ткани из синтетических нитей, скрепленные между собой посредством иглопрокалывания, при этом каждый из армирующих слоев расположен между двумя волокнистыми слоями из штапельных синтетических волокон, пучки волокон этих слоев, сформированные при скреплении иглопрокалыванием, проходят сквозь армирующие слои в разделяющий их промежуточный волокнистый слой на глубину, равную толщине этого слоя, причем материал в целом термофиксирован. This problem is solved due to the fact that the conveyor belt of the filter press, made in the form of a movable endless textile web, is made of a multilayer non-woven filter material, which includes three fibrous layers of staple synthetic fibers and two reinforcing layers made in the form of fabric from synthetic threads, bonded together by needle piercing, with each of the reinforcing layers located between two fibrous layers of staple synthetic fibers, bundles of fibers of these layers The yarns formed by bonding by needle piercing pass through the reinforcing layers into an intermediate fibrous layer separating them to a depth equal to the thickness of this layer, and the material as a whole is thermofixed.

На чертеже схематически представлено поперечное сечение материала согласно изобретению. The drawing schematically shows a cross section of a material according to the invention.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
Как показано на чертеже, многослойный нетканый фильтрующий материал включает волокнистые слои 1, 2, 3 из штапельных синтетических волокон и расположенные между ними армирующие слои 4 и 5 в виде ткани из синтетических нитей. Волокнистые слои 1, 2, 3 и армирующие ткани 4 и 5 скреплены между собой волокнистыми пучками 6, сформированными в процессе иглопрокалывания волокнистых слоев.Information confirming the possibility of carrying out the invention
As shown in the drawing, the multilayer non-woven filter material includes fibrous layers 1, 2, 3 of staple synthetic fibers and the reinforcing layers 4 and 5 located between them in the form of a fabric of synthetic yarns. The fibrous layers 1, 2, 3 and the reinforcing fabrics 4 and 5 are bonded to each other by fibrous bundles 6 formed during needle-piercing of the fibrous layers.

При этом пучки 6 проходят из наружных волокнистых слоев 1 и 3 сквозь армирующие ткани 4 и 5 в разделяющий их волокнистый слой 2 на глубину, равную толщине этого слоя. In this case, the bundles 6 pass from the outer fibrous layers 1 and 3 through the reinforcing fabrics 4 and 5 into the fibrous layer 2 separating them to a depth equal to the thickness of this layer.

Описанный материал подвергают термофиксации за счет обработки в среде горячего воздуха и последующего каландрирования. The described material is subjected to heat setting by processing in a hot air environment and subsequent calendering.

Описанный материал сшивают в непрерывную транспортерную ленту, которую заправляют в фильтр-пресс периодического действия. При этом транспортерная лента огибает плиты фильтр-пресса, и наружные поверхности наружных волокнистых слоев 1 и 3 материала поочередно оказываются обращенными к потоку суспензии, подаваемой в фильтр-пресс. После полной загрузки фильтр-пресса фильтрующая транспортерная лента зажимается между плитами, в результате чего осуществляется процесс фильтрации суспензии. При этом крупные частицы суспензии осаждаются поочередно на наружных волокнистых слоях 1 и 3, образуя на них шламовый слой, который в дальнейшем способствует удержанию и более мелких частиц. Самые мелкие частицы проникают через наружные волокнистые слои 1 и 3 и армирующие ткани 4 и 5 в разделяющий их промежуточный волокнистый слой 2 и удерживаются в нем благодаря тому, что его плотность выше плотности наружных волокнистых слоев 1 и 3 за счет большего количества волокнистых пучков 6, содержащихся в промежуточном волокнистом слое 2. После фильтрации плиты фильтр-пресса разжимаются и осуществляется промывка неподвижной фильтрующей транспортерной ленты противотоком воды, т.е. в направлении, обратном направлению загрузки суспензии и фильтрации. При этом мелкие частицы, удерживаемые в промежуточном волокнистом слое 2, захватываются потоком промывной воды и через армирующие ткани 4 и 5 и менее плотные наружные волокнистые слои 1 и 2 проходят в сформированный шламовый слой, удерживаясь в нем. Фильтрующая транспортерная лента с расположенным на ней шламовым слоем подвергается отжиму и перемещается под скребок, снимающий с нее шламовый слой. Затем циклы работы фильтр-пресса повторяются. Благодаря наличию в предложенном материале двух армирующих слоев ткани, разнесенных между собой по толщине материала, и термофиксации последнего, обеспечивается высокая прочность и стабильность размеров фильтрующей транспортерной ленты. The described material is sewn into a continuous conveyor belt, which is tucked into a batch filter press. In this case, the conveyor belt goes around the filter press plates, and the outer surfaces of the outer fibrous layers 1 and 3 of the material alternately turn out to be facing the flow of the suspension supplied to the filter press. After the filter press is fully loaded, the filter conveyor belt is clamped between the plates, as a result of which the suspension is filtered. While large particles of the suspension are deposited alternately on the outer fibrous layers 1 and 3, forming a slurry layer on them, which further contributes to the retention of smaller particles. The smallest particles penetrate through the outer fibrous layers 1 and 3 and the reinforcing fabrics 4 and 5 into the intermediate fibrous layer 2 separating them and are held in it due to the fact that its density is higher than the density of the outer fibrous layers 1 and 3 due to the larger number of fiber bundles 6, contained in the intermediate fibrous layer 2. After filtering, the filter press plates are unclenched and the stationary filter conveyor belt is washed with countercurrent water, i.e. in the opposite direction to the suspension loading and filtration. In this case, small particles held in the intermediate fibrous layer 2 are captured by the wash water stream and through the reinforcing fabrics 4 and 5 and less dense outer fibrous layers 1 and 2 pass into the formed slurry layer, being held therein. The filtering conveyor belt with the slurry layer located on it is subjected to extraction and moves under the scraper, which removes the slurry layer from it. Then the cycles of the filter press are repeated. Due to the presence in the proposed material of two reinforcing layers of fabric spaced apart by the thickness of the material, and thermal fixation of the latter, high strength and dimensional stability of the filtering conveyor belt are ensured.

Материал выдерживает разрывную нагрузку не менее 300 - 350 даН. The material can withstand a breaking load of at least 300 - 350 daN.

Стабильность линейных размеров транспортерной ленты сохраняется в течение не менее 250 ч его эксплуатации. The stability of the linear dimensions of the conveyor belt is maintained for at least 250 hours of its operation.

В качестве армирующей ткани 4 и 5 используется, например, ткань из комплексной полиэфирной нити по ТУ 17-04-15-236-89. As the reinforcing fabric 4 and 5 is used, for example, fabric from a complex polyester yarn according to TU 17-04-15-236-89.

Волокнистые слои 1, 2 и 3 изготавливаются преимущественно из полипропиленовых и/или полиэфирных волокон, в зависимости от условий эксплуатации. The fibrous layers 1, 2 and 3 are made predominantly of polypropylene and / or polyester fibers, depending on the operating conditions.

Claims (2)

1. Многослойный нетканый фильтрующий материал для суспензий, включающий волокнистые слои из штапельных синтетических волокон и расположенный между двумя волокнистыми слоями армирующий слой, скрепленные между собой пучками волокон волокнистых слоев, сформированными посредством иглопрокалывания, отличающийся тем, что он содержит дополнительный армирующий слой, расположенный аналогично указанному, оба армирующих слоя выполнены в виде ткани из синтетических нитей, а пучки волокон проходят из наружных волокнистых слоев материала сквозь армирующие слои в разделяющий их промежуточный волокнистый слой на глубину, равную толщине этого слоя, причем материал в целом термофиксирован. 1. A multilayer non-woven filter material for suspensions, including fibrous layers of staple synthetic fibers and a reinforcing layer located between two fibrous layers, fastened together by bundles of fibers of the fibrous layers formed by needle piercing, characterized in that it contains an additional reinforcing layer located similar to the specified , both reinforcing layers are made in the form of fabric from synthetic threads, and bundles of fibers pass from the outer fibrous layers of the material through reinforcing layers in the intermediate fibrous layer separating them to a depth equal to the thickness of this layer, the material as a whole being thermofixed. 2. Транспортерная лента фильтр-пресса, выполненная в виде перемещаемого бесконечного текстильного полотна, отличающаяся тем, что она изготовлена из многослойного нетканого фильтрующего материала, включающего три волокнистых слоя из штапельных синтетических волокон и два армирующих слоя в виде ткани из синтетических нитей, скрепленные между собой пучками волокон волокнистых слоев, сформированными посредством иглопрокалывания, каждый из армирующих слоев расположен между двумя волокнистыми слоями, пучки волокон из наружных волокнистых слоев материала проходят сквозь армирующие слои в разделяющий их промежуточный волокнистый слой на глубину, равную толщине этого слоя, причем материал в целом термофиксирован. 2. The conveyor belt of the filter press, made in the form of a movable endless textile fabric, characterized in that it is made of a multilayer non-woven filter material, including three fibrous layers of staple synthetic fibers and two reinforcing layers in the form of a fabric of synthetic fibers, bonded to each other fiber bundles of fibrous layers formed by needle-piercing, each of the reinforcing layers is located between two fiber layers, fiber bundles from the outer fibers material layers extend through the reinforcing layers separating them intermediate fibrous layer to a depth equal to the thickness of this layer, wherein the material is generally heat set.