Композиция для защитного экранафильтра
Патент 793638
Авторы
Композиция для защитного экранафильтра
Иллюстрации
Реферат
О П И С А Н И Е (п)793638
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Советских
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 10.03.78 (21) 2592153/23-26 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.01.81. Бюллетень № 1 (45) Дата опубликования описания 07.01.81 (51) М. К .
В OIJ 19/04
В 01 D 53/28
Государстееииый комитет (53) УДК 661.183.12 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения (71) Заявитель
А. Г. Юдин, В. И. Воронцов и Н. С. Болотских
Всесоюзный научно-исследовательский и проектноконструкторский институт по осушению месторождений полезных ископаемых, специальным горным работам, рудничной геологии и маркшейдерскому делу
3 тsр (т1г1 Я
1о «0 « з 1(- Д:.4 Я- 1 к з д (54) КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ЗАЩИТНОГО ЭКРАНА ФИЛЬТРА
Изобретение касается композиции для защитного экрана фильтра и может быть использовано в области осушительных идренажных работ.
Известна фильтрующая оболочка для защиты дренажного фильтра от заиления, выполненная в виде гибкой сетки или трехслойного материала, содержащего внутренний фильтрующий слой из стекловолокна и наружные слои из хлорина (1).
Однако указанная оболочка не защищает фильтр от заиления при заглублении фильтра в грунт и снижает условия фильтрации при эксплуатации фильтров.
Наиболее близкой к предложенной по технической сущности и достигаемому результату является композиция для защитного экрана, содержащая в качестве покрытия парафин, термопластичные смолы или сплавы, растворяющиеся при высоких температурах под воздействием вводимых растворителей (2).
Недостатком композиции является то, что она не обладает достаточными защитными свойствами при использовании в дренажных фильтрах для осушки грунтов с умеренной температурой, так как парафин и смолы плавятся при 60 С.
Целью изобретения является повышение защитных свойств и увеличение производительности дренажных фильтров.
Поставленная цель достигается композицией, включающей 30 — 50 вес. % водорастворимого поливинилового спирта и 50—
70 вес. % водонерастворимого гранулированного материала.
Отличительным признаком композиции является то, что она дополнительно содержит водонерастворимый гранулированный материал, а в качестве растворимого компонента — поливиниловый спирт при вышеуказанном соотношении исходных компо15
При получении предложенной композиции в емкости растворяют в воде водорастворимый поливиниловый спирт или смесь спиртов, содержащих водорастворимую фракцию, затем раствор отделяют от осадка. В полученный вязкий раствор засыпают водонерастворимый гранулированный материал в количестве 30 — 50% по отношению к сухой фракции водорастворимого поливинилового спирта. Смесь перемешивают и наносят на фильтр или цилиндрическую полиэтиленовую поверхность. После удаления воды из материала, последний вследствие усадки и адгезии поливинилового спирта к фильтру плотно обжимает его и удер793638
3 живается на нем. В случае формования экрана на полиэтиленовом цилиндре, после удаления влаги экран снимают с цилиндра и при помощи проволочных бандажей крепят на фильтре. Удаление влаги из сырого материала производится в естественных условиях или под влиянием температуры
60 — 80 C.
Гранулированный материал подбирают в зависимости от грансостава дренируемых пород из условия, чтобы диаметр гранул был в 7 — 15 раз больше, Выбранные соотношения исходных компонентов соответствуют наиболее оптимальным с точки зрения механической прочности экрана и расхода воды через фильтр после растворения водорастворимой части показателям.
Пример 1. Композиция для защитного экрана содержит 40О/о водорастворимого поливинилового спирта (ПВС) и 60О/О водонерастворимого гранулированного материала (отсортированный песок dip — — 1,о мм). Применение указанной композиции предохраняет фильтр от заиливания и после растворения ПВС обеспечивает повышение установившегося расхода при отборе воды через фильтр на 20,1 /о по сравнению с аналогичным расходом через фильтр, установленный с экраном из известной композиции.
Пример 2. Композиция для защитного экрана содер жит 30 о/о пол ивин илового спирта и 70/о гранулированного водонерастворимого материала (пенополистирол с диаметром гранул 2,0 мм). Применение экрана из данного состава предохраняет фильтр от заиливания и после растворения
ПВС обеспечивает повышение установившегося расхода при отборе воды через фильтр на 17,6О/о по сравнению с аналогичным расходом через фильтр, установленный 4О с экраном из известной композиции.
Пример 3. Композиция для защитного экрана содержит 30 /о поливиниловогоспирта и 70О/о гранулированного водонерастворимого материала (отсортированный песок 45
dgp=1,5 мм). Применение экрана из данного состава предохраняет фильтр от заиливания и после растворения ПВС обеспечивает повышение производительности дренажного устройства в среднем íà 14/о. 50
Таким образом, из примеров видно, что предложенная композиция повышает защитные свойства и производительность фильтра, оборудованного защитным экраном из ПВС и гранулированного материа- 55 ла. Это объясняется следующим образом.
Известно, что при посадке в грунт фильтра (например, при посадке в грунт иглофильтров) фильтрующая поверхность замазывается глинистыми частицами грунта и часть 60 фильтрующих отверстий фильтра кольматируется, т. е. забивается этими частицами.
Защитный экран из поливинилового спирта и гранулированного материала предохраняет фильтрующую поверхность и фильтрую- 65
4 щие отверстия от контакта с глинистой породой во время посадки фильтра и, таким образом, предохраняет фильтрующие отверстия от кольматации во время посадки. При этом необходимый эффект обеспечивается за счет высокой прочности и стойкости к истиранию поливинилового спирта; так, например, сопротивление истиранию у ПВС в 10 раз больше, чем у резины и в несколько десятков раз выше, чем у парафина.
После установки фильтра на водоносный горизонт под влиянием молекул воды поливиниловый спирт постепенно растворяется, при этом растворение полимерного матери5 ала происходит не только на его поверхности, но и во всем объеме, так как поливиниловый спирт характеризуется высокой диффузионной газо- и водопроницаемостью.
В результате постепенного растворения поО ливинилового спирта наступает момент, когда вода начинает проходить через фильтр. При этом скорость фильтрациивозрастает от нуля до некоторой максимальной скорости при установившемся режиме
5 фильтрации. В результате постепенного увеличения скорости фильтрации происходит вынос через фильтр мелких частиц породы и формирование естественного песчаного фильтра в прифильтровой зоне, обес0 печивающего эффективную работу дренажного устройства, Наличие в защитном экране, выполненном из ПВС, водонерастворимого гранулированного материала способствует быстро35 му образованию естественного песчаного фильтра в прифильтровой зоне и повышает эффективность работы дренажного устройства. По мере растворения ПВС гранулированный материал образует проницаемый каркас, скрепленный частицами ПВС в зоне контакта гранулированных частиц друг с другом. В этой зоне ПВС растворяется хуже, чем в межгранульном пространстве, так как доступ воды в зону контакта более затруднен, а поверхность реакции воды и
ПВС мала. По мере дальнейшего растворения ПВС между дренируемой породой и фильтром остается прослой из гранулированного материала, который исключает наложение глинистых частиц породы на фильтрующие отверстия фильтра. При этом песчаная порода постепенно обжимает гранулированный материал и тем самым сохраняет геометрию каркаса из песчаных частиц при полном растворении ПВС. Положительный эффект нерастворимого гранулированного материала в экране обеспечивается тем, что прилегающие к фильтру гранулированные частицы уже представляют собой начальный слой естественного песчаного фильтра, способствующего быстрому образованию всего естественного фильтра. Таким образом, применение защитного экрана из предложенной композиции позволяет защитить фильтр от кольма793638
Формула изобретения
Составитель В. Виноградова
Техред А. Камышникова Корректор О. Тюрина
Редактор П. Горькова
Заказ 210/13 Изд. № 167 Тираж 581 Подписное
НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, K-35, Раушская наб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2 тации и заиливания при его посадке и создать оптимальные условия для образования естественного фильтра в прифильтровой зоне.
Композиция для защитного экрана фильтра, включающая растворимый компонент, отличающи йся тем, что, с целью повышения защитных свойств и увеличения производительности фильтра, композиция дополнительно содержит водонерастворимый гранулированный материал, а в качестае растворимого компонента — поливиниловый спирт при следующем соотношении ингредиентов, вес. о/о.
Водонерастворимый гранулированный материал 50 — 70
Поливиниловый спирт 30 — 50
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Патент США № 3901320, кл. 166 — 311, опубл. 1976.
2. Патент Великобритании № 1473801, кл. Е 1F, 1977 (прототип).