Фильтрующие материалы для воды: виды и критерии выбора

Плюсы и минусы

У каждой разновидности имеются свои особенности, но в целом фильтровальная ткань обладает следующими достоинствами:

• не мнется;
• имеет долгий срок службы;
• задерживает пыль, газ и прочие частицы;
• не вступают в химическую реакцию с кислотами и щелочами;
• не разлагается под воздействием вредных микроорганизмов.

К недостаткам относятся следующие свойства:

• нет универсального типа ткани, каждый вид имеет свою фильтрующую способность;
• существует температурное ограничение по использованию материала;
• натуральные материалы имеют низкую прочность.

Несмотря на указанные недостатки, выбрать подходящую ткань все-таки возможно, подобрав материал по необходимым параметрам. Это может быть необходимая степень и скорость очистки, максимальная температура использования и давление.

Тканый материал

Процесс получения тканых фильтровальных материалов практически идентичен изготовлению обычных тканей. Производство проводится на ткацких фабриках или предприятиях и состоит из двух этапов: ткачество и отделка. Ткань изготавливают на ткацких станках путем переплетения продольных и поперечных нитей определенным образом. В результате получается суровая фильтровальная ткань, которая является основой для дальнейшей обработки. В качестве продольных (основа) и поперечных (уток) нитей используется натуральные волокна хлопка, шерсти, льна, вискозы или синтетические полиамид, полипропилен, полиэфир. Полученная решетчатая структура имеет небольшие ячейки, которые перекрываются дополнительными волокнами, из которых состоят нити. Через ячейки свободно проходит газ или жидкость, а твердые включения задерживаются и оседают на ткани.

Отделка ткани включает в себя комплекс химических, физических и механических процессов, применяемых к полотну, для придания готовому изделию необходимых характеристик и эксплуатационных свойств. В результате воздействия полотно приобретает повышенные теплозащитные свойства, снижается риск усадки и изменения геометрических размеров во время использования, повышается срок эксплуатации, придаются водоотталкивающие свойства. Наиболее часто к суровой фильтровальной ткани применяются:

• ворсование — придает пористость и улучшает защиту от высокой температуры;
• термофиксация – проводится для синтетических тканей в виде нагрева и быстрого охлаждения, исключает дальнейшую усадку, смятие, образование заломов и складок;
• каландирование – разглаживание и уплотнение полотна.

Коэффициент очистки и гидравлическое сопротивление ткани фильтровальной из полимерных волокон или натурального сырья зависит от плотности полотна, размера ячеек, способа переплетения нитей. Существует множество типов переплетения, которые делятся на простые, мелкоузорчатые, сложные и крупноузорчатые. При производстве фильтровальной ткани, купить которую можно для очистки газа или жидкости, применяется простое или сложное плетение, при этом сложный вид используется для получения полотна с увеличенной толщиной. Для получения дополнительных характеристик или придания ткани определенных свойств в состав фильтровальной ткани вводят волокна различных материалов. Искусственные нити увеличивают прочность полотна, придают изделию стойкость к химическому или физическому воздействию, повышают сопротивляемость высокой температуре и значительно продлевают срок эксплуатации. Фильтр-ткани из натуральных волокон применяются в основном для очищения продуктов в пищевой промышленности, медицине, на предприятиях химической и фармацевтической промышленности.

Принцип действия фильтрующего материала

Фильтрующая способность материалов для производства фильтров обеспечивается за счет задержания загрязняющих частиц на поверхности полотна при прохождении через него пылевого потока. Пыль застревает между нитями и нитяным ворсом, а очищенный воздух свободно проходит через материал. На степень очистки материала для фильтров влияет несколько факторов, которые учитываются при его подборе для эксплуатации на конкретном объекте:

• плотность полотна;
• способ переплетения продольных и поперечных нитей;
• толщина нитей;
• вид и состав материала, из которого изготавливается полотно;
• структура нитей (гладкая или ворсистая);
• способ производства материала.

Огромное значение для фильтровального материала имеет определенный баланс между фильтрующей способностью и гидравлическим сопротивлением. С увеличением плотности полотна, которое достигается повышением количества нитей, возрастает фильтрующая способность. Но вместе с этим увеличивается гидравлическое сопротивление в системе аспирации и вентиляции, что приводит к снижению производительности, уменьшению скорости потока и риску оседания пыли в воздуховодах, повышению нагрузки на электродвигатель вентилятора. Поэтому материалы для фильтрации подбираются специалистами на стадии разработки проекта, которые учитывают множество факторов, влияющих на эффективность системы в целом. Например, ткань Петрянова вы можете заказать на нажем сайте с доставкой по России.

Как правильно выбрать качественный фильтр для вентиляции?

Можно растеряться, столкнувшись впервые с разнообразием моделей, типов и торговых марок фильтров, представленных на рынке. Мы предлагаем вам простые правила подбора, которые помогут не ошибиться с выбором:

Фильтр должен соответствовать системе, в которой предполагается его использовать.
Изделие должно обеспечивать качество очистки воздуха соответственно экологической ситуации в районе использования.
Оценивается необходимость частоты замены фильтрующего материала. Он может быть одноразовый, многоразовый, обладать возможностью регенерации.
Весомым критерием выбора является цена изделия

Именно она заставляет покупателей обращать внимание на недорогие отечественные аналоги импортных фильтров.
Конфигурация фильтров должна зависеть от сечения воздушных каналов. В случае цилиндрических каналов необходимо выбирать круглые воздушные фильтры для вентиляции, прямоугольные каналы потребуют установки таких же фильтрующих устройств.
Выбор торговой марки производителя — решающий критерий, которому придают значение большинство покупателей

Выбирая изделие по бренду, читайте отзывы, оставленные покупателями.

Виды и производство материалов для фильтра

Фильтрующий материал от пыли изготавливают из натуральных или синтетических волокон, диаметр которых составляет 10-30 мкм. В дальнейшем из них получают нить толщиной до 0,5 мм, из которой получают полотно в виде сетки путем переплетения продольных и поперечных нитей с расстоянием между ними от 100 до 200 мкм. Для достижения повышенного эффекта фильтрации нить производят с наличием ворсинок, являющихся дополнительным препятствием для прохождения частиц загрязнений. Очищенный воздух свободно проходит через образующиеся ячейки материала фильтрующего элемента, а пыль задерживается на нитях и ворсинках и оседает на полотне. Для увеличения срока службы и исключения деформации материала большое значение имеет  структура плетения нитей, способ и материал для их изготовления.

В настоящее время можно купить фильтрующий материал, изготовленный из различных видов натурального и синтетического сырья:

• бельтинг, фильтромиткаль — производятся из хлопка, отличаются способом плетения, имеют плотность 900 г/м2 и 490 г/м2, соответственно;
• серпянка — изготавливается из хлопка или льна, имеет повышенные размеры ячеек, внешний вид напоминает марлю;
• полиамидное полотно — изготавливается из нитей капрона, имеет диагональное направление рядов;
• полипропиленовый материал — имеет повышенную стойкость к химическим веществам и механическому воздействию, повышенный срок использования, при дополнительной термической обработке сохраняет размеры в процессе использования;
• полиэфирное полотно — суровое, высокая стойкость к ультрафиолетовому излучению, микроорганизмам, отличается наличием начеса, что повышает фильтрующую способность;
• стеклоткань — разработана для использования в среде с наличием агрессивных химических веществ и высокой температуры, имеет повышенную прочность, стойкость к истиранию;
• полиэстер — изготавливается способом термического крепления синтетических нитей при температуре 100°C, отличается оригинальной структурой нитей, которая предполагает увеличения плотности и уменьшения диаметра волокон по направлению движения воздуха;
• мета-арамид (Номекс) — имеет повышенную стойкость к высокой температуре очищаемого потока газов (200°C);

Наибольшее распространение получил полипропиленовый рулонный фильтрующий материал, который обладает универсальностью применения и высокими эксплуатационными свойствами:

• высокая степень очистки (99,99%);
• стойкость к химическим веществам;
• повышенная износостойкость;
• высокая воздухопроницаемость (160-220 л/дм2 в минуту);
• превосходная гидрофобность.

Испытания в области фильтрации воздуха

Специализирующиеся на производстве фильтров компании должны иметь специальное оборудование для тестирования фильтров, например:

• счетчик частиц,
• измерители давления,
• измерители потока воздуха,
• устройства регистрации данных по энергопотреблению,
• газовые анализаторы и устройства для мониторинга коррозии и т. д.

Все это оборудование необходимо для анализа эффективности фильтрации в системах вентиляции. Помимо этого, некоторые зарубежные компании для оценки работы фильтров в реальных условиях используют мобильные лаборатории. Эти лаборатории оснащены сложным аналитическим оборудованием, которое используется для оценки работы фильтрующих систем, а также и для разработки новых решений очистки воздуха. Конечно, окончательным оценщиком эффективности работы фильтров является непосредственный их потребитель, то есть именно те люди, которые используют вентиляционные установки и дышат тем воздухом, который они поставляют в наши помещения через системы фильтрации.

Сотрудники компании «ТРИА Комплекс» имеют собственный опыт эксплуатации систем вентиляции Swegon и воздушных фильтров к ним в собственном офисе и в домашних условиях.

Также наша компания проводит испытания новых фильтров на вентиляционных установках Swegon Gold, оборудованных достаточно точной встроенной системой измерения давления.

Взвешивание фильтров

Установка испытательного образца фильтра

Подготовка заглушки на 2-е место

Установка заглушки

Съем показаний давления и загрузки вентиляторов после установки испытательных образцов в Swegon Gold

Фиксация результатов испытаний фильтров в таблице измерений

Измерение и отображение перепада давления на образце фильтра 1 (не оригинал)

Измерение и отображение перепада давления на образце фильтра 2 (оригинал)

Встроенная диагностика системы фильтрации Swegon Gold производит постоянные замеры качества фильтров, а специальное оборудование фиксирует полученные результаты.

Из каких материалов могут быть изготовлены воздушные фильтры?

Воздушный фильтр – простой по своей конструкции элемент, который жизненно важен для «здоровой» эксплуатации вашего автомобиля. Есть ли различия между фильтрами? Может быть у них разная конструкция или они сделаны из разных материалов? Да, различия есть и вот в чем разница:

Для того, чтобы запустить процесс сгорания топлива, ваш двигатель нуждается в воздухе. И это проблема, поскольку кислород, которым «дышит» ваша машина поступает из атмосферы, где, скажем откровенно, не очень-то и чисто. Рано или поздно внутрь двигателя попадут пыль, грязь, остатки органики, мусор и другие вещи, которые обильно встречаются на дороге. Весь этот ненужный хлам может не только попасть в камеру сгорания, но также загрязнить масло и значительно сократить срок службы вашего двигателя.

Чтобы избавиться от такой напасти, конструкторы и придумали некий заслон для разнокалиберной грязи – назвав его «воздушным автомобильным фильтром». Давайте посмотрим на основные различные типы воздушных фильтров, с которыми вы, вероятнее всего, столкнетесь в автомобильном мире. Из чего они сделаны:

Классификация фильтров

Все фильтры классифицируются по назначению и по эффективности (в соответствии с ГОСТ Р 51251-99), что определяет их класс фильтрации:

• так существуют фильтры общего назначения, которые делятся на:
  • фильтры грубой очистки (G–класс фильтрации)
  • и фильтры тонкой очистки (F–класс фильтрации),
• и фильтры специального назначения, которые делятся на:
  • фильтры высокой эффективности (H–класс фильтрации)
  • и фильтры сверхвысокой эффективности (U-класс фильтрации).

Фильтры общего назначения применяют практически в любых системах вентиляции и кондиционирования воздуха.

Фильтры высокой и сверхвысокой эффективности используют там, где предъявляются специальные требования к чистоте воздуха.

Класс фильтрации определяется по разности массовой концентрации частиц до и после фильтра, то есть фактически этот параметр определяет, какая часть частиц задерживается фильтром.

Классы фильтров: буквенные и цифровые значения

Помимо этого, в каждом классе применяется не только буквенное, но еще и цифровое значение, например, G1, F7, H10, U17. Чем выше это цифровое значение, тем эффективнее фильтр. Так например фильтр класса F7, задерживает до 90% атмосферной пыли, U17 — около 99%.

Методика прочистки традиционных элементов

В настоящее время в системе впуска тяжелых машин устанавливают, как правило, два воздушных фильтра – основной и вторичный, который правильнее называть предохранительным. Многие ошибочно считают, что первичный фильтр с бумажным фильтрующим элементом является фильтром грубой очистки, тогда как вторичный (войлочный) – основным.

Причиной повышенного расхода топлива также является не правильное соотношение топливно воздушной смеси. Топлива сгорает больше чем нужно из-за недостаточной подачи воздуха. Поскольку загрязненный фильтр неспособен пропустить достаточное его кол-во.

Барьером, препятствующим попаданию загрязнений, внутрь двигателя есть воздушный фильтр. В зависимости от конструктивных особенностей указанные элементы фильтрации разделяют таким образом:

• сухие инерционные;
• масляные инерционные;
• нулевого сопротивления.

Забитый пылью элемент создает на пути воздушного потока сопротивление, отчего количество поступающего в двигатель воздуха сокращается. Датчик ДМРВ сигнализирует об этом контроллеру, а тот старается соответственно уменьшить количество топлива.

В крайне запущенных случаях возможно и такое, что двигатель может выйти из строя. Причиной этого является попадание абразивных частиц пыли и грязи. Которые со временем беспощадно изнашивают детали двигателя.

Многие знают о том, что своевременное техническое обслуживание хорошая профилактика которая способна продлить жизнь автомобилю. Тем не менее находятся те кто легкомысленно относится к замене воздушного фильтра полагая, что он незначителен и если его не менять, то все будет в порядке.

Внешне, фильтр может иметь различную форму. Он может быть выполнен в виде прямоугольника, круга или напоминать консервную банку. Но специальный фильтрующий материал напоминает сложенную гармошку, это сделано для увеличения фильтрующей поверхности и повышения производительности.

Итак, при достижении сопротивления в 25 дюймов вод. ст. фильтр надо заменить, но и у нового фильтра начальное сопротивление около 8 дюймов, или 200 мм вод. ст. А рабочий диапазон составляет соответственно 17 дюймов, или 430 мм вод. ст.

Но стоит учитывать несколько факторов. Данные фильтры применяются в комплексе форсирования двигателя, и в том случае, когда была перенастроена система подачи топлива таким образом, что штатный фильтр не способен пропускать необходимое количество воздуха. Именно тогда, имеет смысл устанавливать воздушный фильтр нулевого сопротивления.

Теоретически недорогие фильтры приемлемого качества время от времени появляться в продаже могут, ведь при вхождении в рынок некоторые компании, особенно малоизвестные, основное внимание уделяют снижению конечной цены своей продукции. Однако подобное случается не часто, да и длится недолго, так что низкой цене обычно сопутствует невысокое качество

Но стоит учитывать несколько факторов. Данные фильтры применяются в комплексе форсирования двигателя, и в том случае, когда была перенастроена система подачи топлива таким образом, что штатный фильтр не способен пропускать необходимое количество воздуха. Именно тогда, имеет смысл устанавливать воздушный фильтр нулевого сопротивления.

Между тем салонный фильтровальный элемент играет существенную роль в функционировании климатической системы автомобиля, компонентами которой является система вентиляции (вместе с обогревателём) и автокондиционер. И для работы печки, и для системы кондиционирования требуется приток свежего воздуха, желательно – чистого.

Так можно ли мыть салонный фильтр? И если да, то какой? Проще всего чистке поддаются стандартные бумажные пылесборники.

Особый интерес из них представляют воздушные элементы. Все как один автовладельцы утверждают, что их нужно менять сразу после отработки ресурса.

Желая очистить фильтрующий элемент от загрязнений, сначала взвесьте все преимущества и недостатки от процедуры восстановления. Учтите стоимость нового фильтрующего устройства и возможные риски, если вы некачественно проведете очистку и нарушите изначальные характеристики фильтрующего материала.

Как почистить воздушный фильтр автомобиля? После нескольких лет пользования личным автомобилем четко складывается список расходных элементов, подлежащих периодической замене. Внушительную часть списка занимают всевозможные фильтры. Особый интерес из них представляют воздушные элементы. Все как один автовладельцы утверждают, что их нужно менять сразу после отработки ресурса.

Виды воздушных фильтров

В процессе развития автомобилестроения воздушные фильтры для автомобилей имели следующие разновидности:

1. Инерционные. Пыль осаждалась на днище объемного корпуса (в простонародье «кастрюли») под действием инерционных сил. Такое устройство было многоразового действия.

2. Инерционно-масляные. Отличие от предыдущей конструкции заключалось в помещении на дно «кастрюли» моторного масла, которое способствовало поглощению более мелких частиц. Разновидности инерционных устройств в легковых автомобилях сейчас не применяются.

3. Бумажные. Самые распространенные в настоящее время. Фильтрующий материал для воздушных фильтров этого типа выполнен из микропористой бумажной структуры.

Волокнистая структура бумажного фильтра пропитана специальной смолой, которая укрепляет ее поверхность, предотвращает разрушение.

Поглощение микрочастиц пыли (до 1 микрона) происходит на всей поверхности устройства.

Для увеличения площади фильтрования, следовательно, производительности фильтра бумажную структуру изготавливают в виде гармошки. Бумажный фильтр необслуживаемый, по мере загрязнения или разрушения подлежит замене.

4. С нулевым сопротивлением. Применяются для увеличения входного воздушного потока в мощных двигателях, форсируя подачу воздуха. В качестве рабочего элемента используется хлопчатобумажная ткань или поролон специальной микроструктуры.

В некоторых случаях допускается производить чистку таких средств специальными средствами-шампунями. После произведения очистки требуется обязательная пропитка укрепляющими составами.

Конструктивно бумажные фильтры обычно изготавливаются:

• панельные;
• цилиндрические;
• кольцевые.

Могут иметь каркасную и бескаркасную (за исключением кольцевого) конструкцию. По краям конструкции установлены специальные резиновые либо поролоновые уплотнители для предотвращения проникновения воздуха в обход фильтровальной зоны.

Какой воздушный фильтр лучше? Однозначно родной. Конструкторы тщательно производят расчет устройства исходя из необходимой производительности, степени очистки, конструктивных особенностей.

Если, например, на место обычного бумажного фильтра поместить устройство с нулевым сопротивлением, повысятся холостые обороты двигателя, увеличится потребление топлива.

Область применения

Фильтровальные ткани получили широкое применение в системах очистки сточных вод и водоподготовки, в пищевой, металлургической, химической, деревообрабатывающей, горнорудной, сельскохозяйственной промышленности, в области производства сыпучих строительных материалов, в энергетическом секторе, в медицине, в оборудовании для вентиляции, аспирации, кондиционирования. Ткань для фильтрации воды, эмульсий и смазочно-охлаждающих жидкостей используется в машиностроительной и металлообрабатывающей отрасли, осуществляя очистку технических жидкостей и повышая уровень качества готовой продукции. Большое использование ткань для фильтрации получила в автомобильной промышленности, самолетостроении, при производстве морских и речных судов, специальной техники.

Небольшая стоимость, высокая степень очистки, стойкость к физическим и химическим внешним воздействиям обеспечили популярность очистным системам на основе ткани технической фильтровальной для улавливания твердых частиц в газовой и жидкой среде. Фильтровальные ткани для пищевой промышленности применяются для очистки вина, овощных и фруктовых соков, сиропов, патоки, молока и молочных продуктов, рассола, воды для производства пищевой продукции. Очищенные жидкости и уловленные составляющие значительно повышают качество готовой продукции, позволяют соблюдать технологию производства, снижать расходы на энергию, приобретение и утилизацию побочных продуктов, заботиться об окружающей среде.

Фильтрующие ткани для воздуха являются основным материалом для очистки в аспирационных системах и в системах вентиляции, где используются рукавные и кассетные фильтры, входящего потока в приточных вентиляционных установках, оборудовании для бытового и промышленного кондиционирования. В системах промышленной очистки воздуха или отходящих газов тканевые фильтры устанавливаются в качестве вторичной или основной ступени очистки. Высокий коэффициент очистки фильтров с применением ткани фильтрующейпозволяет предприятиям различных отраслей производства и переработки обеспечивать разрешенный уровень предельно-допустимой концентрации (ПДК) в выбрасываемых в атмосферу потоках и избежать крупных штрафов со стороны Росприроднадзора и других контролирующих органов. Одна из разновидностей фильтрующей такни — фильтрующий угольный материал (угольная ткань) хорошо очищает воздух от разных примесей.

Очищение воздуха в рабочей зоне существенно снижает уровень заболеваемости и получение профессиональных болезней у производственного персонала. Применение фильтровального полотна в очищающих элементах приточных систем повышает уровень комфорта в жилых и офисных помещениях, способствует снижению риска заболеваемости и возникновения аллергических реакций. В медицине, фармацевтической промышленности, на предприятиях по изготовлению компьютерных элементов и электронных компонентов, в центрах обработки данных (ЦОД), лабораториях тканевые фильтры используются для получения стерильного воздуха.

Типы фильтров по качеству очистки

При выборе фильтра необходимо точно знать, от каких именно веществ требуется очищать воздух. Имеет значение размер частиц, которые оседают внутри фильтра (в случае с фотокаталитическими фильтрами грязь не накапливается, а разлагается за счет физико-химической реакции). По процентному соотношению эффективности очистки и размерам осаждаемых частиц различают следующие классы фильтров для вентиляции:

• Грубая очистка — эффективность не ниже 40%, минимальный размер частиц от 10 мкм, класс фильтров G1-G4.
• Тонкая очистка — эффективность от 65%, размер частиц от 1 мкм, класс фильтров F5-F9.
• Эффективная очистка — эффективность от 85%, размер частиц от 0,3 мкм, класс фильтров H10-H14.
• Сверхэффективная очистка — эффективность 99%, размер частиц от 0,1 мкм, класс фильтров U15-U17.

Грубая очистка подходит там, где достаточно удалить из поступающего воздуха пыль. Тонкая очистка позволяет обеспечить намного более тонкую очистку. Чтобы меньше средств тратить на замену фильтрующих элементов, специалисты рекомендуют устанавливать сперва фильтр грубой очистки, а затем тонкой очистки. Это даст оптимальный результат при минимальных затратах, особенно когда в наружном воздухе много пыли и грязи. Эффективная и сверхэффективная фильтрация необходима для обеспечения стерильной атмосферы в помещении.

Хлопок

Вероятно, первым тюнинг элементом массово пришедшим на замену стандартного бумажного фильтра стал хлопковый аналог. Технологически фильтрующий элемент выполнен из плотной хлопковой марлевой ткани, зажатой между алюминиевой сеткой, что дает воздуху больше свободы для попадания внутрь по сравнению с бумажным плотным фильтром.

Поскольку он не такой плотный, теоретически он должен создавать меньше сопротивление, позволяя большему объему воздуха поступать внутрь, увеличивая мощность. Ощутимой прибавки ждать не стоит, максимальные цифры – плюс 5% (в лучшем случае) от общей мощности или 15- 20 лошадей. Единственным дельным из возможных изменений станет уменьшение индукционного шума во время эксплуатации. Автомобиль будет работать несколько тише.

Зазор между материалом больше, а это означает, что внутрь может пройти больше грязи. Многие изготовители пропитывают или кладут в набор специальную маслянистую пропитку, которую время от времени нужно наносить на фильтрующий элемент. То есть это обслуживаемый фильтр. Специальное масло помогает улавливать мелкие частицы пыли. Увы, не все остаются на поверхности, некоторые пылинки удачно пролетают внутрь мотора.

Это так называемый фильтр «нулевого сопротивления». Мечта доморощенных тюнеров, которому воспеты дифирамбы до небес. Возможно в них действительно есть свои преимущества, но ожидать чудес от такого тюнинга, по крайней мере глупо.

Кстати, не нанесите слишком много смазки на фильтр, иначе зальете датчик массового расхода воздуха…