Способ предотвращения кольматации дренажного волокнистого фильтра

Способ предотвращения кольматации дренажного волокнистого фильтра

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области мелиорации земель и может быть использовано при строительстве закрытого дренажа. Цель изобретения - повышение эффективности защиты. Способ реализуется следующим образом. При укладке волокнистого дренажного фильтра в водонасыщенный грунт его пропитывают кремнийорганическими полиорганосилоксановыми жидкостями при их расходе 4-10 г на 1 м 2 фильтра. При этом на поверхности фильтра образуется гидрофобная пленка, которая обладает водоотталкивающими свойствами. При контакте фильтра, покрытого полимерной гидрофобной пленкой, с водонасыщенным грунтом под действием давления воды происходит и постепенное растяжение, что приводит к разрыву пленки на основных порах фильтра размером 0,1 мм, где пленка наиболее тонкая. На меньших порах разрыв пленки не происходит. В результате разрыва пленка стягивается к волокнам и остается на них в виде покрытия. На волокнах, покрытых гидрофобной пленкой, частицы гидрофильного грунта не адсорбируются. При этом на контакте фильтра с грунтом в результате дифференциального раскрытия пор за счет их разного диаметра, а также наличия полимерной гидрофобной пленки на волокнах фильтра создается поверхностная структура, препятствующая кольматации фильтра. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (gI)g E 02 B Il/00 инта- г е г:.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H д BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ фильтр с пропиткой ПЭС-5 (пульпа); фильтр с пропиткои ГКЖ-94 (пульпа);

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО.ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

1 (21) 4423301/30-15 (22) 13.05. 88 (46) 07.08.90. Бюл. М 29 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации им. А.Н.Костякова и Московская сельскохозяйственная академия им. К,А.Тимирязева (72) Л.В.Кирейчева, С.В.Крылов, И.B.Ãëàçóíoâà и В.II.Ïîïèëèí (53) 626.86(088.8) (56) Патент США N 4411555, кл.405-50, 1983.

Патент Франции И- 2123021 кл. Е 02 В 1I/00, 1972. (54) СПОСОБ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ КОЛЬИАТАЦИИ ДРЕНАЖНОГО ВОЛОКНИСТОГО ФИЛЬТРА (57) Изобретение относится к области мелиорации земель и может быть использовано при строительстве закрытого дренажа. Цель изобретения— повышение эффективности защиты Способ реализуется следующим образом.

При укладке волокнистого дренажного фильтра в водонасыщенный грунт его пропитывают кремнийорганическими поИзобретение относится к мелиорации земель и может быть использовано при строительстве закрытого горизонтального дренажа.

Цель изобретения — повышение эффективности защиты фильтра.

Фиг,1 и 2 приведены графики динамики расходов воды из фильтрационных приборов, построенных по результатам

2 лиорганосилоксановыми жидкостями при их расходе 4 — 10 r на 1 м фильтра. т

При этом на поверхности фильтра образуется гидрофобная пленка, которая обладает водоотталкивающими свойствами. При контакте фильтра, покрытого полимерной гидрофобной пленкой, с водонасыщенным грунтом под действием давления воды происходит и постепенное растяжение, что приводит к разрыву пленки на основных порах фильтра размером 0,1 мм, где пленка наиболее тонкая, На меньших порах разрыв пленки не происходит. В результате разрыва пленка стягивается к волокнам и остается на них в виде покрытия На волокнах, покрытых гидрофобной пленкой, частицы гидрофильного грунта не адсорбируются. При этом на контакте фильтра с грунтом в ре- ( зультате дифференциального раскрытия пор за счет их разного диаметра, а ф также наличия полимерной гидрофобной пленки на волокнах фильтра создается поверхностная структура, препятствующая кольматации фильтра. 2 ил. испытаний защитно-фильтрующего материала (ЗФМ) СОЖ с пропиткой ПЭС-5 и контрольного в приборах типа Дарси.

На фиг 1 приняты следующие обозначения:

1583536 фильтр без пропитки (сухой грунт); г °... фильтр беэ пропитки (пульпа) °

На фиг.2 приняты обозначения расхода ПЭС-5

У

4 г/м ЗФМ; — )О г/м" ЗФМ; — — 20 г/м ЗФМ;

40 г/м ЗФМ: — — ср.статист.

Сущность способа заключается в следующем

Жидкая гидрофобная пленка делает фильтр непроницаемым в первый момент ( времени (2-5 сут), когда грунт после устройства дрены находится в виде суспензии, За это время частицы грунта оседают в приконтактной с фильтром ( зоне. В дальнейшем с возрастанием гидростатического давления воды на пленку в порах фильтра происходит разрыв ее сначала на более крупных порах, затем на более мелких.. На 25 контакте грунта с раскрытыми порами происходит отрыв суффоэионных частиц и их вынос с водой через фильтр, при этом частицы грунта не адсорбируются на волокнах, покрытых геленкой, и не кольматируют ЗФМ, так как они меньше раскрытых пор фильтра На контакте с фильтром образуется устойчивая пористая структура грунта, не подверженная деформациям, и, следовательно, из грунта не. будет в дальнейшем происходит вынос частиц, которые могли бы закольматировать фильтр.

° Таким образом, гидрофобная пленка на ЗФМ.при контакте с грунтом обес- 40 печивает создание рациональной структуры контакта, так как раскрытие пор происходит в зависимости от размера основных фильтрационных пор грунта.

Пример» Испытания проводились на волокнистом фильтре СОЖ. ЗФМ с пропиткой и без нее помещался в фильтрационный прибор типа Дарси, где проверялась его работа на контакте с глинистым грунтом, который либо по„50 слойно насыпался сверху (сухой грунт) либо подавался в виде пульпы (водонасыщенное состояние — 50 мас.% воды на 50 мас.7. грунта)

Как видно на графике (фиг.1)„ кон55 трольный фильтр (без пропитки), уло- женный в пульпу, на третьи сутки работу прекратил из-за полной эакупорки его частицами грунта, Фильтр, обработанный кремныйорганическими полиорганосилоксановымы жидкостями ПЭС-5, Г10К-94, пропускает через себя расход воды на протяжении всего опыта(90.сут) при з том вр емя ст абилиэ ации r рунта приконтактной эоны 30 дн. Это доказывает, что предлагаемая пропитка предотвращает кольматацию фильтра при укладке в водонасыщенный грунт, Фильтр,. пропитанный предлагаемыми жидкостями, пропускает через себя расход воды, в 2-4 раза больший, чем контрольный фильтр, уложенный в сухой грунт, как в период до, так и после стабилизации грунта. Это доказывает, что предлагаемая пропитка повышает эффективность защиты фильтра от; кольматации

Дпя выяснения паиболее эффективной дозы расхода кремнийорганических полиорганосилоксаыовых ллдкостей на

1 м ЗФМ был испытан при следующих

2 вариантах расходов предлагаемой жидкости: 4,10,20,40 г/м (см.фиг.2,- где приведена динамика расхода воды через ЗФМ в зависимости от расхода

ПЭС-5), Из графика видно, что н дозы пропитки величин, больших 10 г/м

ЗФМ,не оказывает существенного влия" ния на работу фильтра на контакте с грунтом. Выводы о дозе пропитки были сделаны по графикам фиг.1 и 2 иэ сравнения величин расхода в последние 4 дня опытов, так как это время соответствует.стабилизации грунта на контакте с фильтрам. При расходе кремнийорганических жидкостей менее 4 г/м

ЗФМ не,обеспечивается полное покрытие гидрофобной пленкой всей поверхности ЗФМ, В этой связи предлагается пропитывать фильтр кремнийорганическими полиорганосилоксановыми жидкостями при расходе их 4-10 г/м ЗФМ.

Пропитку можно осуществлять в процессе укладки дрен с ЗФМ в грунт и заранее при производстве ЗФМ. Материал пропитки можно наносить на ЗФМ путем напыления, путем непосредственного контакта с ЗФМ с веществом пропитки как с.внесением растворителя„ так и при последующем отжатии на валках.

Вещество предлагаемой пропитки биологически нейтрально, устойчиво, обладает высокой мороэостойкостью, 5 1

Предложенный способ позволяет не только предотвратить кольматацию ЗФМ прн укладке его в водонасыщенный грунт, но и улучшит гидравлические свойства самого фильтра благодаря созданию на волокнах фильтра поверхностной структуры с гидрофобными свойствами иэ вещества пропитки, уменьшающей адгезию и гидравлическую шероховатость водотоков в пористой среде ЗФМ.

1 м/сую

IF

tD д

Ф

Р с

Фис

Редактор В.Данко Техред Л.Олийнык

Корректор М. Шароши

Заказ 2235 Тираж 537 Подписное

ВНЯИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101

6,0

ХХ

Дд

Q5

4,0

3$

Яд и

И

Ю5

583536 6

Формула изобретения

Способ предотвращения кольматации дренажного волокнистого фильтра путем создания на его поверхности эащитного покрытия, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности защиты, покрытие выполняют путем пропитки поверхности фильтра кремнийорганическими полиорганосилоксановыми жидкостями при расходе 4-ФО г/м фильтра.