Для чего нужна перфорированная пластина?

Перфорированная пластина представляет собой металлический лист с отверстиями, пробитыми или просверленными по регулярному рисунку. В системах фильтрации и транспортировки жидкостей она выполняет четыре функции: отфильтровывает крупные частицы, удерживает более мелкие фильтрующие материалы под давлением, равномерно распределяет поток и защищает фильтрующие материалы от механических повреждений. Обычно она не является компонентом, обеспечивающим удержание частиц размером в несколько микрон. Это деталь, которая сохраняет остальные элементы фильтра в целости и позволяет использовать их в реальных эксплуатационных условиях.

Это различие имеет большое значение в сфере закупок. Если в чертеже указана перфорированная пластина, а заказчик ожидает, что она будет работать как фильтр с размером пор 20 микрон, то технические требования уже не соответствуют действительности. Понимание того, для чего предназначена пластина и как меняется геометрия отверстий, поможет вам задавать поставщикам более точные вопросы.

Какую роль играет перфорированная пластина в системе фильтрации

Грубое фильтрование

Самый простой способ использования — это прямая фильтрация. Институт управления жидкостями (Fluid Controls Institute) описывает трубопроводный фильтр как устройство, которое механическим способом удаляет твердые частицы из протекающей жидкости с помощью перфорированный металл, сетка или элемент из клиновидной проволоки. Согласно руководству компании, наиболее распространённый диапазон удерживания фильтрующих элементов составляет от 1 дюйма до 40 микрон. Перфорированная пластина относится к более крупной части этого диапазона, где основная задача заключается в защите насосов, измерительных приборов, распылительных форсунок, клапанов и теплообменников от накипи, ржавчины и других загрязнений.

В данном случае диаметр отверстия фактически является границей пропускания. Частицы, размер которых превышает диаметр отверстия, задерживаются, а более мелкие проходят. Речь идет о поверхностном задержании, а не о глубинной фильтрации, и здесь отсутствует извилистый путь, позволяющий улавливать более мелкие частицы.

Поддержка фильтрующих материалов с более мелкой структурой

Слои тонкоячеистых фильтров часто бывают тонкими и механически нестойкими. Тканая проволочная сетка с мелкими ячейками может обладать превосходной удерживающей способностью, но при этом иметь низкую жесткость. Под действием перепада давления она может деформироваться, смещаться или разрываться.

Перфорированная пластина, установленная на стороне выхода, обеспечивает тонкому слою жесткую опору. В некоторых конструкциях пластина также устанавливается на стороне входа в качестве защитной решетки. Пластина принимает на себя конструктивную нагрузку, в то время как тонкий слой выполняет функцию удержания. Это является основной причиной использования перфорированных пластин в конструкциях композитных металлических фильтров.

Распределение потока и защита рабочих сред

Перфорированная пластина также выполняет функцию диффузора или перегородки. Равномерно распределенные отверстия рассеивают сконцентрированные входные струи и распределяют поток по большей площади фильтрующего материала, расположенного за ними. Это позволяет снизить локальную нагрузку и эрозию фильтрующего слоя.

С верхней стороны пластина также защищает наполнитель от ударов крупных твердых частиц, повреждений при эксплуатации, а также от нагрузок, возникающих при монтаже или очистке.

Геометрия отверстий: что определяет шаблон

Поведение перфорированной пластины определяется тремя параметрами: размером отверстий, шагом (расстоянием между центрами отверстий) и толщиной пластины. В совокупности они определяют площадь просвета, прочность и перепад давления.

Открытая площадь и перепад давления

«Открытая площадь» — это доля площади пластины, которая фактически представляет собой пустоту. Для круглых отверстий, расположенных в шахматном порядке под углом 60 градусов, поставщик техническая страница, посвящённая промышленным пластинчатым грохотам соотношение составляет примерно 0,9 × (размер отверстия ÷ шаг)². При соотношении шага к размеру отверстия, равном 2, площадь открытого пространства составляет около 231 TP3T, а при соотношении 1,25 — около 581 TP3T.

Чем больше открытая площадь, тем меньше сопротивление потоку, но тем меньше металла для восприятия нагрузки. В этом и заключается основной компромисс. Пластина, которая выглядит отлично по результатам расчёта расхода, может не сохранить свою форму при перепаде давления, который может возникнуть в системе в результате загрязнения, гидравлических ударов насоса или закупорки выпускного отверстия.

Почему преобладает схема с 60-градусным смещением

В «Справочнике по перфорированным металлам» отмечается, что круглые отверстия в стандартная схема расположения с шагом 60 градусов составляют более половины объема производства перфорационной промышленности и обеспечивают наибольшую прочность. В документе также содержится предупреждение о том, что достоверные данные о прочности и жесткости перфорированных материалов, необходимые для проектирования, носят ограниченный характер. Это предупреждение является практическим напоминанием: не следует предполагать, что перфорированная пластина выдерживает такую же нагрузку, как и сплошной лист той же толщины. Давление сжатия для конкретной пластины и геометрии следует подтверждать, а не выводить на основе предположений.

Существуют квадратные отверстия и линейные схемы расположения, но они выбираются по конкретным причинам, таким как определенные задачи по обеспечению открытой площади или ограничения, связанные с инструментами и внешним видом, а не в качестве универсальных стандартных решений.

Толщина, заусенцы и состояние кромок

Толщина влияет не только на жесткость, но и на качество отверстий. В листе большей толщины с мелкими отверстиями сложнее пробить чистые отверстия, поэтому его можно просверлить или вырезать лазером. Заусенцы, неровные края отверстий и отклонения в размерах могут иметь значение, если лист укладывается непосредственно на мелкоячеистую сетку или если требуется предсказуемое растяжение. Укажите допуски и требования к краям на чертеже, а не полагайтесь на стандартные настройки поставщика.

Перфорированный лист, металлическая сетка и спеченные материалы

Эти три компонента часто путают. Они решают разные задачи.

Характеристики материалов и конструкции могут различаться в зависимости от производителя, поэтому рассматривайте эту информацию как общее сравнение, а не как технические характеристики конкретного изделия.

Перфорированная пластина в картриджах из композитной спеченной сетки

Фильтры из спеченной сетки состоят из нескольких слоев тканой проволочной сетки, соединенных под воздействием высокой температуры и давления. Если в условиях эксплуатации возникает высокий перепад давления, пульсации или неаккуратное обращение, для усиления конструкции можно добавить слой перфорированной пластины. Пластина обеспечивает жесткость, а слои спеченной сетки определяют степень фильтрации.

Компания CFC Filtration предлагает картриджи из композитной сетки с перфорированной пластиной как одну из конструкций в рамках его Ассортимент фильтрующих картриджей из спеченного металла, а также изделия из спеченного порошка, спеченной сетки, войлока и гофрированные варианты. Вы также можете просмотреть Категория продукции «композитные сетки из перфорированных листов» чтобы увидеть, как сгруппированы эти картриджи.

Если площадь поверхности является более значимым ограничивающим фактором, чем прочность конструкции, стоит рассмотреть вариант гофрированной конструкции. A фильтрующий картридж из гофрированной спеченной сетки из нержавеющей стали обеспечивает большее рабочее пространство для фильтрующего материала при тех же габаритах, хотя оптимальный выбор по-прежнему зависит от типа жидкости, степени загрязнения и метода очистки.

Что необходимо указать перед запросом предложения

Нельзя выбирать перфорированную пластину или перфорированный композитный картридж, ориентируясь исключительно на значение в микронах. Соберите следующие сведения:

• Жидкость и загрязняющие вещества: жидкость, газ или пар; вязкость; тип частиц и диапазон их размеров.
• Целевой показатель удержания: наименьшая частица, которую необходимо улавливать, а также то, является ли номинальным или абсолютным показатель эффективности.
• Расход и допустимый перепад давления: в чистом состоянии и после завершения работы.
• Максимальный перепад давления: в том числе в нештатных режимах, а не только при нормальной работе.
• Температура и химическая среда: что влияет на выбор сплава. Не следует считать, что тот или иной сорт сплава подходит, не проверив фактические характеристики технологической жидкости.
• Способ очистки: обратная промывка, ультразвуковая или химическая очистка, а также направление потока во время очистки.
• Геометрия и герметизация: наружный диаметр, длина, концевые фитинги и корпус, в который он должен входить.
• Расположение отверстий и открытая площадь: Если у вас есть готовый макет таблички, предоставьте чертеж или образец.

Распространенные ошибки в технических заданиях

Рассматриваем пластину как тонкий фильтр. Размер отверстий определяет точку отсева, однако через более крупные отверстия проходят более крупные частицы, а сама по себе сетка не обеспечивает глубинной фильтрации.

Максимальное увеличение открытой площади без проверки прочности. Меньший перепад давления является преимуществом до тех пор, пока пластина не деформируется под действием перепада давления.

Без учета направления потока. В композитном картридже то, какая сторона обращена в сторону входа потока, влияет на загрузку, защиту и очистку. Уточните это у поставщика.

Указание размера отверстия без допусков и требований к качеству краев. В результате вопросы удержания и соответствия остаются на волю случая.

Если предположить, что все марки нержавеющей стали ведут себя одинаково. Характеристики коррозии зависят от химического состава и температуры конкретного технологического процесса.

Часто задаваемые вопросы

Является ли перфорированная пластина фильтром?

Он может выполнять функцию грубого фильтра, но не является тонким фильтром. Его удерживающая способность ограничивается размером отверстий, и он практически не обеспечивает удержание загрязнений на глубине. При более тонкой фильтрации он обычно служит в качестве конструктивной опоры или защиты для фильтрующего материала.

Как открытая площадь влияет на эффективность фильтра?

Увеличение открытой площади снижает сопротивление потоку, но при этом уменьшается объем материала, способного противостоять давлению. Прочность, жесткость и перепад давления должны быть сбалансированы с учетом максимального перепада давления, который может возникнуть в системе.

Почему отверстия часто располагаются в шахматном порядке под углом 60 градусов?

Данная схема допускает широкий диапазон открытых участков и широко считается наиболее прочной из всех распространенных схем, поэтому она так часто используется при производстве перфорированного металла.

Можно ли очистить перфорированную пластину и использовать её повторно?

Металлическую пластину, как правило, можно очистить, однако результаты зависят от вида загрязнения, материала и метода очистки. В композитном картридже эффективность очистки зависит от всего узла в целом, поэтому уточните у производителя рекомендуемый метод очистки для вашей конкретной задачи.

В чём заключается разница между перфорированной пластиной и фильтром из спеченной сетки?

Перфорированная пластина представляет собой лист с отверстиями, используемый для фильтрации и опоры. Фильтр из спеченной сетки представляет собой соединение нескольких слоев проволочной сетки в единую пористую структуру с заданной степенью фильтрации. Оба элемента часто объединяются в одном картридже.

Заключение

Перфорированная пластина выполняет в основном несущую и защитную функции: она задерживает крупные частицы, служит опорой для более мелких фильтрующих элементов и распределяет поток. Она не заменяет фильтрующий слой, рассчитанный на соответствующие рабочие параметры. Правильно подобранная пластина обеспечивает оптимальный баланс между размером отверстий, шагом, толщиной и площадью просвета с учетом давления, температуры и требований к очистке системы. Уточните эти требования на раннем этапе и рассматривайте пластину как часть общей конструкции фильтра.

Если вы рассматриваете возможность использования картриджа с композитной сеткой из перфорированной пластины или вам нужна помощь в разработке металлического фильтрующего элемента по индивидуальному заказу, пришлите в компанию CFC Filtration информацию о условиях эксплуатации, чертежи или данные о имеющихся у вас картриджах. Наша команда рассмотрит ваши требования и обсудит с вами подходящие материалы и конфигурации.