Устройство для определения коэффициента фильтрации дисперсных материалов

СООЗ СОВЕТСНИХШИ Л ШИСНИИРЕСПУБЛИН 1 й 15/О ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ СТВУ ВТОРСНОМ,К С госуаю ственный номитет сссРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ(56) 1, Чаповский Е.Г.Лабораторные работы по грунтоведению и механике грунтов. И., "Недра", 1966, с.100, 1 36.2. Ломтадэе В,Д. Иетоды лабораторных исследований физико-механических свойств горных пород, И "Не ра", 1972, с.171 (прототип). (5 Й)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ФИЛЬТРАЦИИ ДИСПЕРСНЫХ 80,11 3 71 А ИАТЕРИАЛОВ, содержащее корпус и размещенное в нем грунтовое кольцо сдренажными дисками, о т л и ч а ю -щ е е с я тем, что, с целью ускорения процесса определения, корпусустановлен на валу центрифуги посредством водила, снабжен крышкой ссигнальным датчиком и нацело заполнен испытуемой жидкостью, грунтовоекольцо размещено в корпусе с зазоромс возможностью перемещения в немв направлении, перпендикулярномоси вращения, а зазор между грунтовымкольцом и корпусом изолирован эластичной диафрагмой, прикрепленнойк крышке.Изобретение относится к исследова"нию физико-химических свойств материалов, к способам определения коэффициента фильтрации дисперсных систем, например, горных пород, и можетбыть применено при проектированиимелиоративных сооружений, прогнози"ровании потерь воды из водохранилищ,притока ее в строительные котлованы,проходке горна-разведочных выработок,оценке коллекторскнх свойств нефтеносных пластов и т.д.Известно устройство для определе-ния коэффициента Фильтрации, содержащее вкладыш, корпус и крышку Я .Недостатком этого устройства является большая длительность определения коэффициента фильтрации тонкодисперсных материалов.Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяустройство, содержащее корпус и размещенное в нем групповое кольцо сдренажньвчи дисками, Устройство снабжено также штампом и рычажным нриспособлеиием 2 .Однако в данном устройстве онределение напорного градиента по способу регистрации остаточного напорапосле фильтрации требует значительныхзатрат времени,Цель изобретения - ускорение процесса определения,Поставленная цель достигаетсятем, что в устройстве для определе ния коэффициента фильтрации дисперсных материалов, содержащем корпус н размещенное в нем грунтовоекольцо с дренажными дисками, корпусустановлен на валу центрифуги посредством водила, снабжен крышкойс сигнальным датчиком и нацело заполнен испытуемой жидкостью, грунтовое кольцо размещено в корпусе своэможностью перемещения в нем внаправлении, перпендикулярном осивращения, а зазор между грунтовымкольцом и корпусом изолирован элас.тичной диафрагмой, прикрепленнойк крышке. 5 1 а 30 35 40 4 На чертеже изображена схема устройства.Устройство состоит из корпуса 1 с герметичной крышкой 2 с сигналь ным датчиком Э и тремя эаливочиымн горловинами 4, водила 5, противовеса 6, грунтового кольца 7 с двумя дренажными дисками 8, штифта 9, эластичной диафрагмы 10.Необходимость использования в конструкции устройства противовеса определяется требованием равномерной нагрузки на вал центрифуги.Между грунтовым кольцом и корпусом имеется зазор, за счет которого грунтовое кольцо может скользить внутри корпуса, а длятого, чтобы избежать проникновения фильтруемой жидкости между кольцом н корпусом, кольцо соединяется с герметичной крышкой диафрагмой,отделяющей одну часть корпуса отдругой, ДиаФрагма препятствуетпроникновению жидкости и не влияетна точность измерений, так как онавесьма .эластична.Устройство работает следующимобразом.Испытуемый образец грунта переносят в грунтовое кольцо 7 изакрепляют двумя дренажными дисками, а затем соединяют эластичнойдиафрагмой с крышкой и помещаютв корпус 1 до упора, после чего,отвернув крышки верхней н боковойгорловин, заполняют фильтрующейсяжидкостью левую часть корпуса,затем, перевернув его, заполняютправую часть и закрывают . герметичной крышкой 2. Корпус навинчиваютна водило 5. Прибор помещают навал цинтрифуги и закрепляют штифтом 9,Включают центрифугу и, устанавливая необходимую скорость вращения,фиксируют время нпчала фильтрации.При вращении эа счет центробежнойсилы грунтовое кольцо с грунтоми дренажными дисками перемещаетсядо тех пор, пока правый дренажныйдиск не нажме на сигнальный датчик. В этот момент фиксируется времяокончания фильтрации.Поскольку перемещение грунтового кольца в корпусе постоянно, то и количество профильтровавшейся жидкости Ц всегда строго постоянно. Градиент фильтрации определяется числом оборотов центрифуги и находится по формулеюъЧггдев - масса грунтового кольца с грузом н дренажными дисками;,53 10 татов воляе Составитель А.Бровк. Копча Техред М.Пароцай Редакто орректор А,Тяс одписноеССР 499/37 Тираж 897ВНИИПИ Государственного комитетпо делам изобретений и открыти 3035, Москва, Ж, Раушская наб.,к Патент", г.ужгор.Проектная,311 - расстояние от оси вращениядо среднего сечения испытуемого образца;б - площадь внутреннего сечениякорпуса; 5 6 - длина пути фильтрации (толщина испытуемого образца). Коэффициент фильтрации определяют по формуле 10ОКе ч.9 ИПреимущество предлагаемого устройства состоит в скорости определения искомого коэффициента фильтрации 15 любых дисперсных систем за счет создания практически неограниченного значения градиента напора для данной мембраны. видно иэ приведенных резульпредлагаемое устройство поз-определить коэффициент 4П р и м е р. Исследуют коэффици" ент фильтрации глинистых грунтов: покровного суглинка, ленточной глины и тяжелой супеси, Используется центрифуга марки ЦВРс приставкой для регулирования числа оборотов, Параллельно проводят испытания тех же грунтов на приборе по прототипу. При этом градиент напора колеблется от 100 до 10000, масса образца с грунтовым кольцом и дисками составляет 0,5 кг, объем лрофильтровавшейся жидкости 10 см , площадь внутреннего сечения корпуса 40 см длина фильтрации 2 см, радиус вращения 10 см.В таблице приведены результаты испытаний устройства для определения К дисперсных материалов. фильтрации значительно быстрее приэталонной точности, увеличивая нанесколько порядков градиент напора.