Фильтроэлементы изготавливают на основании Технического задания выданного Заказчиком. Основной задачей является расчет фильтроэлемента, конструкция которого должна обеспечить два эксплуатационных параметра:
• тонкость фильтрации;
• допустимый перепад давления на чистом фильтроэлементе.
Тонкость фильтрации определяется основными (номинальными) размерами фильтрующей ячейки (поры) и толщиной волокна, которые обеспечивают заданную тонкость фильтрации.
Допустимый перепад давления на чистом фильтроэлементе зависит от толщины волокна и плотности упаковки волокон.
Анализ применения фильтров в газотурбинных установках показал, что тонкость фильтрации топливного газа должна быть на уровне 10 мкм. При этом будет обеспечиваться не только очистка от твердых частиц, но и удаление жидкой фазы потока(тумана), образование которой возможно при низких температурах газа или высоком давлении при наличии компонентов С3+.
При расчете фильтроэлемента учитываются: техническая информация, полученная от Заказчика и параметры технологического процесса формирования фильтроэлемента. На основании этих данных производится расчет:
— технологических параметров (поперечный размер волокна и плотность его укладки, для которых в свою очередь, задаются такие технологические параметры, как скорость вращения и линейного перемещения формующей оправки, давление и температурный режим экструзии расплава материала, температура и расход воздуха на аэродинамической экструзионной головке). Основным расчетным параметром при этом является тонкость фильтрации, определяемая условием, что частица с размером равным величине номинальной тонкости фильтрации, будет задержана объемной сеткой из элементарных ячеек, причем размер элементарной ячейки может быть больше, чем размер частицы;
— конструктивных параметров ФЭ, таких как, габаритные размеры фильтроэлемента (наружный и внутренний диаметры, длина рабочей части). Основным критерием в этих расчетах является допустимый перепад давления на чистом фильтроэлементе.
Для расчета параметров ФЭ разработано программное обеспечение, позволяющее производить модельный расчет ФЭ. Программа позволяет производить оптимизацию конструкции ФЭ для различных режимов и сред, а также решать обратную задачу: исходя из габаритных размеровфильтроэлемента анализировать возможность его применения в конкретных эксплуатационных условиях.
Конструкция и размеры посадочных мест (уплотнений) ФЭ выполняются с привязкой к корпусу конкретного фильтра, чтобы не допустить протечек фильтруемой среды. В качестве основного сырья для изготовления ФОНМ используется полипропилен волокнообразующих марок отечественного или импортного производства.
Металлические части фильтрующего элемента выполняются из оцинкованной или нержавеющей стали (например, 12Х18Н10Т или др.). В качестве материала для торцевых уплотнений используются полиуретан или резина, стойкая к воздействию углеводородов.

 

Технология изготовления фильтроэлементов

Технологический процесс традиционно включает операции пластикации гранулированного термопластичного полимера в экструдере, экструзию расплава через отверстия фильеры экструзионной головки, вытягивание образовавшегося волокна высокоскоростным воздушным потоком и осаждение волокон на вращающейся оправке с образованием трехмерной хаотичной сетчатой структуры. Схема процесса показана на рисунках.

Схема процесса АРР

Формирование воздушного потока в экструзионной головке

Структура из полипропилена

Установки для производства полотна фильтровального материала