Характеристики сжатия выдувного фильтрующего картриджа в основном делятся на рабочее давление, сопротивление прямому давлению и сопротивление обратному давлению. В то же время на него влияют температура окружающей среды и структура продукта. Использование избыточного давления приведет к необратимому повреждению полипропиленового фильтрующего картриджа, полученного методом выдувания из расплава.
1. Основные параметры давления (нормальная температура окружающей среды 25 ℃)
Для обычного нового фильтрующего элемента с каркасом из ПП рекомендуемое долговременное безопасное рабочее давление должно контролироваться в пределах 0,6 МПа; мгновенное максимальное сопротивление давления оборудования может достигать 1,6 МПа, и это значение подходит только для мгновенных колебаний давления. Категорически запрещается работать под таким давлением в течение длительного времени, особенно для фильтрующих картриджей из полипропилена без рамки со слабой устойчивостью к давлению.
Разница давления в прямом направлении является основным индикатором определения того, находится ли фильтрующий элемент под избыточным давлением, а также является общей красной линией в отрасли: сопротивление предельному давлению переднего предела для картриджа фильтра, выдутого из расплава, составляет 0,4 МПа. Как только разница рабочего давления превысит это значение, волокнистый слой внутри фильтрующего элемента будет сжиматься и уплотняться, и фильтрующая способность будет сразу потеряна. Характеристики сопротивления обратному давлению крайне низкие: максимальное сопротивление давлению составляет всего 0,1 МПа. Обратный поток воды под высоким давлением приведет к отделению фильтрующего элемента, падению фильтрующего материала и отслоению торцевой крышки. Таким образом, этот тип картриджа глубинного фильтра запрещено подвергать обратной промывке под высоким давлением.
При этом важным основанием для замены фильтрующего элемента также является перепад давления: начальный рабочий перепад давления нового фильтрующего патрона из расплава поддерживается на уровне 0,02 – 0,05 МПа; когда разница давлений возрастает до 0,1 – 0,15 МПа, это состояние раннего предупреждения и необходима замена; когда разница давления достигает 0,2 МПа, его необходимо немедленно заменить для всех спецификаций полипропиленового фильтрующего картриджа, выдутого из расплава.
2. Влияние температуры на характеристики сжатия.
Полипропиленовые материалы обладают типичными термопластичными свойствами. Повышение температуры окружающей среды приведет к снижению жесткости фильтрующего материала, а также снизится общая способность выдерживать давление центрированного картриджа глубинного фильтра. Конкретные стандарты параметров следующие: при рабочей температуре ≤ 40 ℃ физическая структура фильтрующего материала стабильна и может выдерживать положительный перепад давления 0,4 МПа в течение длительного времени; при рабочей температуре от 40℃ до 60℃ волокна фильтрующего материала постепенно размягчаются, а максимально допустимая разница положительного давления снижается до 0,25–0,3 МПа; при рабочей температуре от 60 ℃ до 90 ℃ явление размягчения фильтрующего материала является значительным, а несущая способность составляет всего 0,15–0,2 МПа, что позволяет использовать его только в кратковременных аварийных ситуациях; Когда температура превышает 90 ℃, этот полипропиленовый фильтрующий картридж, выдувной из расплава, выдерживает только кратковременную паровую стерилизацию при температуре 126 ℃, и ему запрещено непрерывно работать с водой в течение длительного времени.
3. Влияние конструктивных характеристик на характеристики сжатия.
Основные фильтрующие элементы, представленные на рынке, имеют внешнюю рыхлую и внутреннюю плотную градиентную структуру фильтрации. Внешний слой имеет рыхлые волокна для улавливания крупных частиц примесей, а внутренний слой имеет плотные волокна для выполнения тонкой фильтрации. Эта структура не только обладает более сильным эффектом поглощения загрязняющих веществ, но также имеет лучшие характеристики сжатия, чем обычный фильтрующий элемент с одинаковым размером пор и традиционный фильтрующий картридж из полипропилена. Ключом к эффективности сжатия является наличие центральной опорной рамы: фильтрующий элемент с внутренней опорной колонной из полипропилена выдерживает сжатие под высоким давлением и не деформируется в пределах номинального перепада давления на протяжении всего процесса; Простой бескаркасный фильтрующий картридж, выдутый из расплава, имеет пониженную сжимающую способность примерно на 30% и склонен к разрушению в условиях высокого давления по сравнению с полипропиленовым фильтрующим картриджем, выдутым из расплава, в рамке.
4. Распространенные формы отказов из-за избыточного давления
Сначала волокна сжимаются и разрушаются. После того, как разница давлений превышает предел, материал глубокого фильтра сжимается и уплотняется, производительность оборудования резко падает, а качество воды становится мутным; во-вторых, выходит из строя уплотнительная торцевая крышка. Воздействие потока воды под высоким давлением разорвет связующий слой на обоих концах картриджа глубинного фильтра, что приведет к короткому замыканию потока воды, и фильтрация полностью выйдет из строя; в-третьих, повреждение гидроударом. Давление гидроудара, возникающее во время запуска и остановки оборудования, может достигать 1–2 МПа, что значительно превышает предел несущей способности полипропиленового фильтрующего картриджа, выдуваемого из расплава, и непосредственно разрывает фильтрующий материал. Рекомендуется установить буферный клапан на трубопроводе, чтобы избежать рисков и продлить срок службы полипропиленового фильтрующего картриджа и других расходных материалов для фильтрации из расплава.