Перейти к содержанию 
Пористый металлический диск (часто называемый пористым металлическим фильтрующим диском или спеченным фильтром) представляет собой круглую металлическую деталь с системой взаимосвязанных микропор внутри. Он в основном используется для прецизионной фильтрации, распределения газа и жидкости, катализа и отвода тепла
I. Основные материалы
– Нержавеющая сталь (наиболее широко используемые марки): 304, 316L (устойчивая к воздействию кислот и щелочей, термостойкая, общего назначения)
– Специальные сплавы: Хастеллой, Инконел, Монель (условия сильной коррозии/сверхвысоких температур)
– Чистые металлы: никель, титан, медь (коррозионно-стойкие, обладающие высокой электро- и теплопроводностью)
II. Два основных типа
1. Тип порошкового спекания (прецизионно-пористый)
– Процесс: высокотемпературное спекание металлического порошка с образованием взаимосвязанных пор размером в микроны (0,1–120 мкм)
– Характеристики: однородный размер пор, стабильная воздухопроницаемость, высокая прочность и возможность регенерации посредством обратной промывки
– Термостойкость: от -20 °C до 600 °C, давление до 40 МПа
2. Тип с механической перфорацией (макроскопическое сквозное отверстие)
– Технология: штамповка/лазерное сверление, отверстия стандартной формы (круглые, квадратные, нестандартные)
– Диаметр отверстия: от 0,5 мм до десятков мм
– Особенности: чрезвычайно высокая прочность, отличная вентиляция и отвод тепла, высокая декоративность
III. Основные преимущества в плане производительности
– Устойчивость к высоким температурам и высокому давлению: значительно превосходит пластиковые и волокнистые фильтрующие материалы
– Коррозионная стойкость: устойчивость к воздействию кислот, щелочей, органических растворителей и высокотемпературного пара
– Можно стирать и использовать повторно: длительный срок службы, низкая стоимость
– Стабильная структура: отсутствие отслоения, отсутствие миграции частиц
– Гибкие возможности настройки: размер пор, толщина, материал и форма могут быть подобраны индивидуально
IIII. Типичные области применения
Области применения пористых металлических дисков (в основном — фильтрующих дисков из спеченной нержавеющей стали) весьма узконаправлены и в основном связаны с условиями высокой температуры, высокого давления, сильной коррозии и необходимости периодической очистки. Ниже приведены наиболее распространенные и практические сценарии:
1. Фильтрация химических веществ и жидкостей
– Фильтрация высокотемпературного масла, смазочного масла и гидравлического масла
– Фильтрация растворов кислот и щелочей, органических растворителей и расплавов полимеров
– Извлечение частиц катализатора и разделение твердой и жидкой фаз в суспензии
Характеристики: Устойчивость к воздействию высоких температур и давления, отсутствие образования шлака, возможность очистки паром и регенерации.
2. Фильтрация и распределение газа
– Удаление масла и воды из сжатого воздуха, фильтрация стерильного воздуха
– Паровая фильтрация, удаление пыли из высокотемпературных дымовых газов
– Равномерное распределение газа в реакторах, аэрационных дисках и распределителях. Это диск для распределения газа, расположенный на дне многих ферментеров и псевдоожиженных слоев.
3. Пищевая и фармацевтическая промышленность
– Точная фильтрация напитков, соков, сиропов и пищевых масел
– Фильтрация стерилизационного уровня для фармацевтических растворов и воды для инъекций
– Воздухопроницаемые, огнестойкие и взрывозащищенные компоненты фармацевтического оборудования
Требования: соответствие санитарным нормам, термостойкость при стерилизации и отсутствие выщелачивания.
4. Вакуумное и напорное оборудование
– Вакуумные присоски, пористые опорные пластины для вакуумных сушилок
– Демпфирование, стабилизация расхода и подавление шума в датчиках давления и расходомерах
– Узлы, ограничивающие расход и снижающие уровень шума, для клапанов и приборов
5. Охрана окружающей среды и очистка воды
– Глубокая фильтрация сточных вод, опорные пластины для мембранных модулей MBR
– Озоновая аэрация, распределительные пластины для флотационного оборудования
– Обезвоживание осадка, фильтрующие пластины для разделения твердой и жидкой фаз
6. Энергетика и металлургия
– Фильтрация суспензии для литий-ионных аккумуляторов
– Фильтрация расплава при выплавке металлов
– Пористые направляющие потока/фильтры для топливных элементов и водородного оборудования
7. Оборудование и огнестойкость
– Основные компоненты пламегасителя (предотвращают прохождение пламени, обеспечивают прохождение газа)
– Глушители, шумопоглощающая сетка
– Гидравлические системы, фильтрация контура моторного масла
Пористые металлические диски, как правило, используются в системах, где требуется фильтрация, распределение воздуха, разделение потока или опора, особенно в суровых условиях эксплуатации (высокая температура, высокое давление, коррозия и необходимость очистки).
V. Принцип фильтрации с помощью пористых металлических дисков:
Благодаря равномерно распределенным, взаимосвязанным микропорам в металле твердые частицы в жидкости “задерживаются”, что позволяет чистой жидкости проходить сквозь него.
1. Основной принцип: просеивание + глубокий перехват
Пористые металлические диски, как правило, изготавливаются из спечённого порошка и имеют внутреннюю структуру, состоящую из плотной сети взаимосвязанных микропор.
Во время фильтрации:
1. Просеивание на поверхности (крупные частицы): частицы, размер которых превышает размер пор, непосредственно задерживаются на поверхности диска и не могут пройти через него.
2. Глубокое улавливание (мелкие частицы): частицы, размер которых немного меньше размера пор, после попадания во внутренние извилистые каналы подвергаются: – столкновениям
– Адсорбция
– Застревание в узких проходах
В конечном итоге они тоже оказываются запертыми внутри металла.
3. Прохождение жидкости: Молекулы жидкости или газа имеют очень малые размеры и могут беспрепятственно проходить через микропористую структуру, вытекая с другой стороны.
2. Почему он лучше обычных фильтров?
– Обычные фильтры: имеют только поверхностный слой, легко забиваются и ломаются.
– Пористый металл: весь слой по толщине представляет собой фильтрующий слой, обладающий высокой грязеудерживающей способностью, высокой стойкостью к давлению и высокой термостойкостью.
