titMFiltraci definujeme jako proces fyzické separace kontaminantů z filtrované látky prostřednictvím průtoku této látky filtračním médiem – svíčkovým filtrem. Tekutina filtrem proteče, zatímco pevné částice filtr zachytí.

 

 

Poréznost filtrů
Poréznost je základním parametrem každého filtru. Udává velikost částic, které mají být odstraněny. Velikost těchto částic se udává v mikronech μ nebo přesněji v mikrometrech μm Jeden mikrometr je 10-6 metru, neboli jedna milióntina metru (0,000001 m). Lidské oko je schopno vidět předmět o velikosti 40 μm – např. lidský vlas.
Vinuté svíčkové filtry Ekofil jsou optimálně určeny pro velikosti pevných částic 0,5 – 200 μm.

* * * * *
Účinky filtrace
• prodlužuje interval výměny galvanických lázní a oplachů
• zvyšuje životnost čerpadel, ložisek, nástrojů
• zvyšuje vizuální kvalitu povrchů
• odstraňuje shluky v barvách a lacích
• odstraňuje nebezpečné vedlejší produkty, např. těžké kovy
• účinně napomáhá procesu obnovy vzácných kovů
• je nutná při recyklaci kapalin, atd.
* * * * *

Provozní podmínky pro užití vinutých svíčkových filtrů
Aby filtrační systém fungoval, musí být splněno několik základních předpokladů:
1. Vinutý svíčkový filtr musí dovolit dostatečný průtok filtrované látky.
2. Pro dostatečný průtok musí být vytvořena tlaková diference.

tab
Tab.: Výkon filtrů Ekofil (pro délku 250 mm)

 

Tlakový spád Δp = P1 – P2 znamená tlakový rozdíl mezi tlakem filtrované látky před vstupem do filtru (P1) a tlakem filtrované látky za výstupem z filtru (P2). Tlakovou diferenci obvykle zajišťují čerpadla.

Vinuté svíčkové filtry Ekofil jsou velmi odolné vůči tlakové diferenci a běžně se používají až do 0,6 baru (lisované filtry se mohou používat pouze do 0,25 baru). Je nutno mít na paměti, že všechny údaje jsou stanoveny v laboratorních podmínkách. Provozní podmínky daného výrobního procesu se budou částečně lišit od laboratorních podmínek, proto je nutné testovat nový filtr přímo v provozu.
Životnost filtru je určena tzv. zachycovací kapacitou DHC – Dirt Holding Capacity. DHC je celková hmotnost příměsí zachycených filtrem, která způsobí konečnou maximální tlakovou diferenci, při které je nutno filtr vyměnit (obvykle = 5 – 6 bar). S narůstajícím DHC klesá průtočnost filtrů, takže je také limitujícím faktorem životnosti. Vinuté svíčkové filtry mají vysokou zachycovací schopnost, která je zabezpečena způsobem vinutí.

Způsoby vinutí
V oblasti textilních technologií se rozlišují 3 základní typy vinutí:
a) Paralelní vinutí, viz obr. 1
Jednotlivé oviny jsou vedeny těsně vedle sebe, nikde se nekříží a tím se jejich návin nedá zafixovat
následujícími oviny. Hmota paralelních ovinů na cívce nemá dostatečnou soudržnost, cívky musí mít krajová čela. Tento návin není vhodný pro použití na svíčkové filtry. Využívá se nejvíce ve vláknařském průmyslu a při navíjení drátů.

obr1
Obr. 1

 

b) Divoké vinutí, viz obr. 2
Úhel křížení ovinů je konstantní v průběhu celého návinu, tím se však jednotlivé oviny v průběhu navíjení neukládají paralelně vedle sebe s definovanou roztečí (je to „divočina“). Návin je sice soudržný a kompaktní v celé vrstvě, ale kvůli nedefinovatelné měnící se rozteči během tvorby návinu je nevhodný pro svíčkové filtry (nedá se definovaně nastavovat mikronáž v celém objemu návinu).

obr2
Obr. 2

 

Divoké vinutí je velice jednoduše realizovatelné na běžně používaných křížem soukacích strojích, ale na výrobu svíčkových filtrů se používá jen okrajově.

c) Přesné křížové vinutí, viz obr. 3 a 4

obr3
Obr. 3
obr4
Obr. 4

 

R označuje soukací poměr jako vztah mezi otáčkami vřetene (cívky) a rozvaděčem příze, přičemž platí:

rov1

Pro přesné křížové vinutí platí:

rov2

U PKV je konstantní také soukací poměr R = konst, přičemž R nemůže být celé číslo, protože by vznikalo pásmové vinutí a nitě by se navíjeli na sebe, nezávisle na průměru cívky.

obr5
tab2
Navíjecí stroj DS 10E

 

Např. pro svíčkový filtr Ekofil s porézností 1 mikron je digitálně nastaveno R = 7,78488, úhly alfa pak vychází 18,5 stupňů a 36 stupňů. Na rozdíl od divokého vinutí PKV mají soukací stroje složitější mechanizmus navíjení v tom, že pohon cívky musí být zabezpečen vřetenem, a ten musí být svázán mechanicky nebo elektronicky s rozváděcím mechanizmem.

* * * * *
Vinuté filtry – vložky
PP vložky jsou vyrobeny z perforované polypropylenové dutinky, na které je navinuto nekonečné polypropylenové hedvábí
S – polypropylenové hedvábí neprané… filtrace může zpočátku pěnit
O – polypropylenové hedvábí 1 x prané… počáteční pěnivost je nepatrná
O/L – polypropylenové hedvábí 2 x prané… nepění
SK – vložky jsou lacinější variantou z polypropylenových střižových vláken
Spíše teoretickou nevýhodou varianty SK je, že se při velkých tlacích může ve filtrátu zcela ojediněle objevit úlomek vlákna
SK – polypropylenová příze nepraná… může zpočátku pěnit
SK – O – polypropylenová příze praná… nepění
* * * * *

Např. pro svíčkový filtr Ekofil s porézností 1 mikron je digitálně nastaveno R = 7,78488, úhly alfa pak vychází 18,5 stupňů a 36 stupňů. Na rozdíl od divokého vinutí PKV mají soukací stroje složitější mechanizmus navíjení v tom, že pohon cívky musí být zabezpečen vřetenem, a ten musí být svázán mechanicky nebo elektronicky s rozváděcím mechanizmem.

Inovace strojního zařízení
V roce 2018 firma zakoupila počítačově řízený navíjecí stroj DS 10E s elektronickým rozváděcím mechanizmem. Digitální nastavování parametrů vinutí je velice přesné a ukládá se v paměti počítače. To znamená zcela přesnou repreodukovatelnost geometrických parametrů.
Stroj DS 10E umožňuje vyrábět náviny na cívky od 2“ do 12“. Tzn. již nebude problémem vyrábět délky svíčkových filtrů v anglických mírách, např. 9 ¾ palce. Velmi podstatným vylepšením je přesná, pneumaticky řízená regulace navíjecího napětí, což má dopad na přesnou reprodukovatelnost tvrdosti návinu.

Technická úskalí asijských vinutých svíček
Je zde viditelná snaha o vyšší průtočnost. Ta je realizována zvětšením perforačních okének na plastové dutince. Tím se však oslabí stěna dutinky a svíčkový filtr se deformuje (při vyšším tlakovém spádu), až dochází k jeho destrukci.
Volnější interpretací označené poréznosti (např. laboratorně ověřeno – deklarovaná poréznost asijského filtru 1 mikron odpovídá evropskému standardu 3 mikrony a p.)
Snaha o zlevnění je realizována ztenčením válcové stěny plastové dutinky, což ještě zesiluje tendenci k její destrukci použitím hrubých přízí s malým zákrutem (jsou lacinější). Důsledkem je větší rozptyl skutečné poréznosti a tendence k pouštění chlupů do filtrátu.

TEXT/FOTO Václav Polák, Sintex

Literatura
Prospekt zařízení DS 10E
Ing. Jozef Kaniok, PhD, Technická univerzita Liberec: Druhy návinů 2018