Устройство для определения фильтрационных характеристик волокнисто-пористых материалов

 

Изобретение применяется для исследования фильтрации в пористых, в частности дренажных, материалах. Цель изобретения - определение фильтрации вдоль и поперек волокон материала за один технологический цикл. Устройство содержит цилиндрический корпус, разделенный опорной пластиной 4 на верхнюю 1 и нижнюю 2 части. Опорная пластина 4 снабжена пьезометрами П 3...П 8, в ней выполнены осевое отверстие и перфорация средней части. В верхней части корпуса 1 расположена заглушка 10, соединенная посредством стержня и втулки 11 с нагрузочной плитой 12. Плита 12 насажена на опорные стержни 14, на которых закреплена прижимная пластина 15, коаксиально которой расположено уплотнительное кольцо 16. В нижней части корпуса 2 размещены цилиндрический патрубок 8, оборудованный накидной гайкой 21 с сальниковой набивкой 22, заглушка 6, закрепленная на штоке 7, хвостовик которого соединен с винтовым приводом в патрубке 8, штуцер 9 для подвода воды. 1 ил.

СО103 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„, 1578593

Щ) 5 G 01 N 15/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 4394572 (31-25 (22) 21 .03. 88 (46) 15.07.90 ° Бил. Р 26 (71) Институт гидромеханики АН УССР (72) Н.Г. Бугай, A.И. Кривоног, В.В. Кривоног, H.Ã. Пивовар и В.Л. Фридрихсон (53) 663.63.067 (088.8) .(56) Ткач В.В. Результаты исследова|ний фильтрационных свойств и деформаций комбинированных за цитно — фильтрую— щих материалов. Сб. Теория и расчеты фильтрации. Киев: Наукова думка, 1980, с ° 164-169.

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИЛЬТРАЦИОНН61Х ХАРАКТЕРИСТИК ВОЛОКНИСТОПОРИСТЫХ Г1АТЕРИАЛОВ (57) Изобретение применяется для исследования фильтрации в пористых, в частности дренажных материалах. Цель изобретения — определение фильтрации. вдоль и поперек волокон материала за адин технопогический цикл. Устройство содержит цилиндрический корпус, разделенный опорной пластиной 4 на верхнюю l и нижнюю 2 части. Опорная пластина 4 снабжена пьезометрами

П,...,П8, в ней выполнены осевое от1578593.В нижней части корпуса 2 размещены цилиндрический патрубок 8, оборудованный накидной гайкой 21 с сальниковой набивкой 22, заглушка 6, закреп5 ленная на штоке 7, хвостовик которого соединен с винтовым приводом в патрубке 8, штуцер 9 для подвода воды.

1 ил.

Изобретение может. быть использовано при исследовании фильтрации, в частности дренажных, материалах.

Целью изобретения является повышение информативности пуФем определения фильтрационных свойств материалов дополнительно вдоль волокон эа один технический цикл на одном образце.

kIa чертеже изображена схема предлагаемого устройства.

Устройство выполнено из нержавеющего металла. Между верхней 1 и ниж- 25 ней 2 частями корпуса, соединенными .при помощи фланцевого соединения, проложено уплотнительное резиновое кольцо 3. В периферийной части опорной пластины 4, жестко соединенной с верхней частью корпуса 1, установлены пьезометры, которые гибким шлангом соединены со штуцерами 5, закрепленными в верхней части корпуса l.

В нижней части корпуса 2 расположена заглушка 6, закрепленная на што35 ке 7,, хвостовик которого соединен с винтовым приводом в патрубке 8 и расположен в последнем с образованием кольцевой щели, которая соединена со штуцером 9 для подвода воды.

Верхняя заглушка 10 соединена посредством стержня и втулки 11 с грузовой плитой 12, на которую посредством рычажной системы 13 передается давление от нагрузки. Плита 12 наса45 жена на опорные стержни 14 на которых закреплена прижимная пластина 15, коаксиально которой расположено уплотнительное кольцо 16, закрепленное на поддерживающих стержнях 17, верхние концы которых свободно расположены в направляющих отверстиях в плите 12.

Устройство снабжено индикаторными головками 18, штуцерами 19 для подсоединения пьезометров и штуцером 20 55 для сбора воды. Цилиндрический патрубок 8 оборудован накидной гайкой 21 .с сальниковой набивкой 22..верстие и перфорация средней части.

В верхней части корпуса 1 расположена заглушка IO,ñîåäèíåííàÿ посредством

f стержня и втулки 1! с нагрузочкой плитой

12.Плита 12 насажена на опорные стержни.

14, на которых закреплена прижимная пластина 15, коаксиально которой рас-. .положено уплотнительное кольцо 16.

Устройство работает следующим образом.

При определении коэффициента фильтрации материала поперек волокон исследуемый образец в смоченном виде укладывают под воду на опорную пластину 4. Затем на образец посредством поддерживающих стержней 17 устанавливают уплотнительное кольцо 16, после чего устанавливают при помощи опорных стержней 14 верхнюю прижимную пластину 15. На опорные 14 и поддерживающие

I7 стержни насаживают грузовую плиту

l2. Верхнюю заглушку 10 фиксируют при помощи стержня и направляющей втулки

11 в верхнем крайнем положении, а нижнюю заглушку б при помощи штока 7 посредством винтового привода фиксируют в крайнем нижнем положении. Устанавливают в рабочее положение индикаторную головку IS. После этого к грузовой плите 12 прикладывают нагрузку посредством рычажной системы 13 и подсоединяют к штуцеру 9 систему для подвода воды. Устройство подготовлено к работе. Затем регулировкой кранов на штуцерах 9 и 20 на входе и выходе создают необходимый градиент напора, Вода из водопроводящей системы под напором поступает через штуцер 9, соединенный с кольцевой щелью в патрубке 8, в нижнюю часть 2 устройства.

Далее движение воды при заданном градиенте напора происходит через центральную перфорированную часть пластин 4 и 5 по перфорационным канаt лам, фильтруясь поперек волокон исследуемого образца.

Гидравлические потери напора Д Н

= H, — Н в образце определяют по пьеэометрам П и П, объем профильтровавшейся воды — объемным способом на выходе иэ штуцера 9, а толщину обраэца — по индикаторной головке 18.

Определив объем профильтровавшейся

И 1nR /rc

К см/с . (2)

2 Г,р 1Н 3 Н,2 + OIW«2 + 1н.гН в2 + 1Н9-Нто) где R и r — расстояние от центра образца до пьезометров

II 4 H П GOOTBeTCTBPHHO формула изобретения

Составитель Л.Павлов

Редактор А.Лежнина - Техред М.Дидык . Корректор Э.Лончакова

Заказ 1911 Тираж.504. Подписное.

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям пр. ГКНТ СССР

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

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

5 воды 11, вычисляют коэффициент фильтрации образца поперек волокон.

После определения коэффициентов фильтрации поперек волокон к рабочим пластинам прижимают сверху и снизу пластины 6 и поднимают уплотнительное кольцо 16. В этом случае вода к об" разцу подводится при помощи штока 7, принимающего воду перфорированной рабочей частью, через отверстие, выпол-, ненное в центре опорной пластины 4, и фильтрует вдоль волокон материала в радиальном направлении от центра образца.

Объем воды, профиль трова вшейся через образец, измеряют объемным способом, по показаниям пьезометров П

° ° ° !Imp опредсляют напоры

Затем к образцу прикладывают при помощи рычажной системы 13 новую нагрузку и производят определение коэффициентов фильтрации вдоль и поперек волокон при новом давлении на обраУстройство для определения фильтрационных характеристик волокнисто— пористых материалов, содержащее ци— линдрический корпус, внутренняя полость которого разделена поперечной опорной пластиной на две полости: верхнюю, которая снабжена съемной прижимной пластиной, соединенной с грузовой плйтой механизма-пригруза, и нижнюю, соединенную с источником жидкости и снабженную пьезометрами, 1 отличающееся тем,что,с целью снижения трудоемкости, цент— ральная часть пластин выполнена перфорированной, в опорной пластине вы78593 6 зец по той же схеме, но в обратном порядке.

По результатам измерени давления

5 в пьезометрах П„ и П Н и Н, объема воды М, профильтровавшейся через образец за время t, и толщины образца д определяют коэффициент фильтрации поперек волокон по формуле!

О w д

К вЂ” — — —, см/с, (1)

r- иу(н, — Ц2) ь гдЕ М вЂ” рабочая площадь образца, рав— ная площади центральной пер15 форированной части рабочей пластины; С вЂ” температурный коэффициент. . Определив коэффициент фильтрации образца поперек волокон, при той же

20 нагрузке на образец определяют коэффициент фильтрации вдоль волокон. По результатам измерения давления Н»

Н в пьезометрах.и объема воды

1о

Ы1, профиль тров авшейся за время t, оп25 ределяют коэффициент фильтрации материала вдоль волокон по. формуле полнено осевое отверстие, при этом пьезометры размещены в периферийной части опорной пластины и установлены на различном расстоянии от ее оси, верхняя полость снабжена дисковой заглушкой, перекрывающей перфорированную часть пластин и закрепленной на грузовой плите с возможностью осевого перемещения и фиксации, а также уплотнительным кольцом, закрепленным вокруг прижимной пластины с возможностью осевого перемещения, нижняя полость снабжена дисковой заглушкой, 45 перекрывающей перфорированную часть пластины и расположенной на конце до;полнительно введенного полого перфорированного штока с внутренним диа метром, равным диаметру отверстия в опорной пластине, соединенного по оси корпуса с винтовым приводом.