Τα πορώδη εξαρτήματα διήθησης με πυροσυσσωματωμένο μέταλλο είναι λειτουργικά μέσα διήθησης που κατασκευάζονται μέσω διεργασιών πυροσυσσωμάτωσης μεταλλουργίας σκόνης ή συρματόπλεγμα. Χρησιμοποιούνται ευρέως σε βιομηχανίες χημικών, φαρμακευτικών, τροφίμων, περιβαλλοντικής προστασίας και νέας ενέργειας. Με βάση τις διαφορές στα υλικά του υποστρώματος και στα δομικά σχέδια, οι κοινές κατηγορίες προϊόντων περιλαμβάνουν φυσίγγια φίλτρου με πυροσυσσωματωμένη σκόνη τιτανίου, πλάκες φίλτρων με πυροσυσσωματωμένη σκόνη τιτανίου και φυσίγγια φίλτρου από συρμάτινο πλέγμα από ανοξείδωτο χάλυβα. Αν και και τα τρία εμπίπτουν στην κατηγορία των μέσων διήθησης συντηγμένου μετάλλου, το καθένα παίζει έναν ξεχωριστό τεχνικό ρόλο στην πράξη λόγω των διαφοροποιήσεων στις ιδιότητες του υλικού και στις διαδικασίες σχηματισμού. Μια σύντομη εισαγωγή σε κάθε τύπο από την TOPTITECH παρέχεται παρακάτω.
Φυσίγγια φίλτρου με πυροσυσσωματωμένη σκόνη τιτανίου
Τα φυσίγγια φίλτρου με πυροσυσσωματωμένη σκόνη τιτανίου κατασκευάζονται από σκόνη τιτανίου υψηλής-καθαρότητας μέσω ψυχρής ισοστατικής συμπίεσης και πυροσυσσωμάτωσης κενού υψηλής-θερμοκρασίας, με αποτέλεσμα ένα άκαμπτο πορώδες σώμα με τρισδιάστατη δομή διασυνδεδεμένων πόρων. Η αρχιτεκτονική των πόρων είναι ομοιόμορφη και επακριβώς ελεγχόμενη, με ακρίβεια φιλτραρίσματος ρυθμιζόμενη στην περιοχή από 0,1μm έως 100μm ανάλογα με τις απαιτήσεις της διαδικασίας. Αυτά τα φυσίγγια παρουσιάζουν επίσης εξαιρετική αντοχή στη διάβρωση και εξαιρετική βιοσυμβατότητα.
Το βασικό χαρακτηριστικό αυτών των φυσιγγίων φίλτρου έγκειται στην εξαιρετική χημική τους σταθερότητα. Είναι ικανά να αντέξουν τη μακροχρόνια-έκθεση σε ένα ευρύ φάσμα ισχυρών οξέων, ασθενών αλκαλίων και μέσων που περιέχουν-χλωρίδιο, γεγονός που τα καθιστά ιδιαίτερα κατάλληλα για εφαρμογές που περιλαμβάνουν κινδύνους διάβρωσης που προκαλούνται από χλωριούχα-. Η επιφάνεια του καθαρού τιτανίου σχηματίζει αυθόρμητα μια πυκνή μεμβράνη οξειδίου, η οποία αποτρέπει τη διάβρωση με κοιλότητες ή ρωγμές ακόμη και σε περιβάλλοντα υψηλού δυναμικού οξείδωσης. Επιπλέον, τα φυσίγγια φίλτρων τιτανίου προσφέρουν καλή αντοχή στη θλίψη και αντοχή σε θερμικές κρούσεις, διατηρώντας τη δομική ακεραιότητα κάτω από σημαντικές κλίσεις θερμοκρασίας χωρίς ρωγμές ή παραμόρφωση.
Όσον αφορά τις εφαρμογές, τα φυσίγγια φίλτρου με πυροσυσσωματωμένη σκόνη τιτανίου χρησιμοποιούνται ευρέως στην στείρα διήθηση στη φαρμακευτική βιομηχανία, στην επεξεργασία υπερκαθαρού νερού στην κατασκευή ημιαγωγών, στην ανάκτηση καταλύτη σε χημικές διεργασίες και ως πορώδη στρώματα μεταφοράς σε συστήματα ηλεκτρόλυσης νερού για παραγωγή υδρογόνου. Στον βιοϊατρικό τομέα, η βιοσυμβατότητά τους επιτρέπει τη χρήση τους ως συστατικά διήθησης σε εμφυτεύσιμες συσκευές ή ως στοιχεία αερισμού σε μέσα κυτταροκαλλιέργειας.
Πλάκες φίλτρου πυροσυσσωματωμένες σε σκόνη τιτανίου
Οι πλάκες φίλτρου με πυροσυσσωματωμένη σκόνη τιτανίου ανήκουν στην ίδια οικογένεια συντηγμένων πορωδών υλικών με βάση το τιτάνιο-με βάση τα φυσίγγια φίλτρου, αλλά διακρίνονται από τη γεωμετρία-τύπου πλακών τους, γεγονός που τις καθιστά κατάλληλες για εφαρμογές διήθησης μεγάλης-επιφανείας-υψηλού-ροής-επιφανείας-. Η διαδικασία κατασκευής βασίζεται ομοίως στην ισοστατική συμπίεση και στην πυροσυσσωμάτωση υπό κενό, αλλά μέσω διαφορετικών σχεδίων καλουπιών και μεθόδων στήριξης πυροσυσσωμάτωσης, μπορούν να παραχθούν πλάκες μεγάλων{{6} διαστάσεων με λεπτό πάχος τοιχώματος και καλή επιπεδότητα.
Το κύριο πλεονέκτημα των πλακών φίλτρου τιτανίου έγκειται στην υψηλή ροή φιλτραρίσματος ανά μονάδα επιφάνειας και στην εξαιρετική ακαμψία, η οποία αποτρέπει την κάμψη ή την παραμόρφωση υπό διαφορική πίεση. Το πάχος μπορεί να προσαρμοστεί στην περιοχή από 1 mm έως 10 mm για να εξισορροπηθεί η ακρίβεια φιλτραρίσματος και η δομική αντοχή. Επιπλέον, η επιφάνεια αυτών των πλακών μπορεί να υποβληθεί σε μηχανική κατεργασία για επακόλουθη διάταξη διάτρησης, σχισμής ή συγκόλλησης, διευκολύνοντας την ενσωμάτωση του συστήματος.
Σε πρακτικές εφαρμογές, οι πλάκες φίλτρου με πυροσυσσωματωμένη σκόνη τιτανίου χρησιμοποιούνται συνήθως σε-μεγάλης κλίμακας βιομηχανικά συστήματα φιλτραρίσματος για διανομή υγρών και στερεό-διαχωρισμό υγρών, όπως διήθηση στραγγισμάτων σε μεταλλουργικές διεργασίες, κατακράτηση ενεργού άνθρακα στη λεπτή χημική παραγωγή και προεπεξεργασία αφυδάτωσης λάσπης στην περιβαλλοντική επεξεργασία νερού. Στα συστήματα ηλεκτρολύτη, οι πλάκες φίλτρων τιτανίου χρησιμεύουν επίσης ως στηρίγματα ηλεκτροδίων ή ως εξαρτήματα φραγμού φυσαλίδων για τη βελτιστοποίηση της κατανομής του υγρού κατά την ηλεκτρόλυση.
Φυσίγγια φίλτρου από συρμάτινο πλέγμα από ανοξείδωτο χάλυβα
Τα φυσίγγια φίλτρου από συρμάτινο πλέγμα από ανοξείδωτο χάλυβα κατασκευάζονται με στοίβαξη πολλαπλών στρωμάτων συρμάτινου πλέγματος από ανοξείδωτο χάλυβα (συνήθως βαθμών 304 ή 316L) με ποικίλο αριθμό πλέγματος, ακολουθούμενο από πυροσυσσωμάτωση κενού υψηλής θερμοκρασίας για να σχηματιστεί ένα ενσωματωμένο άκαμπτο στοιχείο φιλτραρίσματος. Η δομή αποτελείται από προστατευτικά στρώματα, στρώματα διήθησης, στρώματα διασποράς και στρώματα στήριξης, τα οποία είναι όλα μεταλλουργικά συνδεδεμένα κατά τη διαδικασία πυροσυσσωμάτωσης χωρίς την εισαγωγή σημείων συγκόλλησης ή συνδετικών.
Τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά αυτού του τύπου φυσιγγίων φίλτρου είναι η υψηλή αναλογία ανοιχτής-επιφάνειας και η χαμηλή αντίσταση ροής. Επειδή το ίδιο το συρμάτινο πλέγμα παρέχει κανάλια κανονικής και συνεχούς ροής, το φυσίγγιο λειτουργεί με πολύ χαμηλή πτώση πίεσης, καθιστώντας το ιδιαίτερα κατάλληλο για συστήματα φιλτραρίσματος ανακυκλοφορίας υψηλής-ροής. Επιπλέον, το υλικό 316L παρουσιάζει καλή αντοχή σε όξινα μέσα και οργανικούς διαλύτες, επιτρέποντάς του να χειρίζεται τις περισσότερες εργασίες επεξεργασίας χημικών υγρών. Η άκαμπτη δομή του διευκολύνει επίσης το-πλύσιμο in situ, καθιστώντας τη συντήρηση απλή και αποτελεσματική.
Τα φυσίγγια φίλτρου από συρμάτινο πλέγμα από ανοξείδωτο χάλυβα εφαρμόζονται εκτενώς στη διήθηση τήγματος πολυμερών στην πετροχημική βιομηχανία, όπου η εξαιρετική θερμική σταθερότητα και η αντοχή τους στην κόπωση τους επιτρέπουν να αντέχουν σε συχνούς κύκλους εκκίνησης-διακοπής και θερμικού σοκ. Επιπλέον, διαδραματίζουν κρίσιμους ρόλους στη διήθηση του πολτού φρούτων στη βιομηχανία τροφίμων και ποτών, στη διύλιση λαδιού σε υδραυλικά συστήματα και στην επεξεργασία νερού με πλυντήριο καυσαερίων σε θαλάσσιες εφαρμογές.
