CS216298B1 - Universal facility for determination of the coefficient of permeability of liquids through the filters in the longitudinal and transversal direction - Google Patents

Description

ČESKOSLOVENSKÁSOCIALISTICKÁREPUBLIKA( 19 ) POPIS VYNÁLEZU K AUTORSKÉMU OSVEDČENIU 216298 (11) (Bl) (22) Přihlášené 19 02 81(21) (PV 1196-81) (51) Int. Cl.á B 01 D 37/04 (40) Zverejnené 15 09 81 ÚŘAD PRO VYNÁLEZY A OBJEVY - (45) Vydané 15 05 84 (75)

Autor vynálezu STURC LADISLAV ing., CADCA (54) Univerzálně zariadenie na stanovenie koeficientu priepustnosti kva-palín filtrami v pozdlžnom a priečnom smere

Vynález sa týká univerzálneho zariadeniana stanovenie koeficientu priepustnosti kva-palín filtrami v pozdlžnom a priečnom sme-re, najma filtrami vyrobenými z prírodných,syntetických a sklených vlákien, alebo zozmesi týchto vlákien.

Jedným z parametrov hodnotenia kvalitya fyzikálnomechanických vlastností filtrov jestanovenie koeficientu priepustnosti kvapa-lín týmito filtrami. Táto vlastnosť je zvlášťdóležitá pre filtre, ktoré sú určené jednakna filtráciu v róznych priemyselných oblas-tiach, ale najma pre filtračně materiály, tzv.geofiltre, určené na odvodňovanie pódy napr.v poínohospodárstve, pri výstavbě ciest, v stavebníctve a p., kde pri určovaní koefi-cientu priepustnosti kvapalín v pozdlžnomi priečnom smere týmito filtrami je potřebnévyvodit i určitú prítlačnú silu na skúšaný fli-ter, ktorá modeluje skutočné pracovně pod-mienky, napr. tlak zeminy na geofiltre.

Zariadenia na stanovenie koeficientu prie-pustnosti kvapalín filtrami v priečnom sme-re pracujú na principe, že skúšaný filter jeuchýlený medzi dve došky s kruhovýmiotvormi. Do otvorov z oboch stráň filtra súnasýpané gufóčky, napr. skleněné, prostred-níctvom ktorých ďalšie dve došky vyvodzu-jú prítlačnú silu na skúšaný filter. Do kru-hového otvoru z jednej strany filtra sa pri- 21 6298

I 2 vádza tlaková kvapalina, prechádza cez fli-ter v priečnom smere a vystupuje cez kru-hový otvor na druhej straně filtra. Přete-čené množstvo kvapaliny cez filter, čas zaktorý toto množstvo natieklo a rozdiel tlakovkvapaliny před vstupom a na výstupe filtra,sú určujúcimi parametrami pre stanoveniekoeficientu priepustnosti kvapalín filtramiv priečnom smere.

Nevýhodou tohto zariadenia je dlhá dobapřípravy vzorky a zariadenia na samotnéprevádzanie skúsky, pretože vzorku je po-třebné najskór upnúť medzi dve došky, na-sypat guTóčky, zasunúť přítlačné došky. Ďal-šou nevýhodou je, že zariadenie je jednoúčel-né, teda zvyšuje nároky na pracovně plochya investičně náklady.

Zariadenie na stanovenie koeficientu prie-pustnosti kvapalín filtrami v pozdížnóm sme-re pracuje na principe, že vzorka skúšanéhofiltra obdlžnikového tvaru sa zovrie medzidve došky určitou přítlačnou silou a dve boč-né strany skúšaného filtra sa utesnia. Tlako-vá kvapalina sa privádza do vstupnej ko-mory, prechádza filtrom v pozdlžnom smerea odvádza sa cez výstupnú komoru do odmer-nej nádoby.

Nevýhodou tohto zariadenia je veTmi dlhádoba přípravy na samotné prevádzanie skúš-ky, sposobené najma časom potřebným nautesnenie oboch stráň vzorky filtra, pričomprakticky inie je možné zabezpečit, aby kva-palina vóbec nepřetékala medzi těsněním aokrajom vzorky filtra, čo má vplyv na přes-nost merania. Zariadenie je značné kompli-kované, jednoúčelové, čím zvyšuje nárokyna investičně náklady a pracovně plochy.

Dalším zariadením na stanovenie koefi-cientu priepustnosti kvapalín filtrami v po-zdlžnom smere je zariadenie, kde vzorkaskúšaného filtra stočená a spojená do tvarurúry natiahne sa na plný válec. Skúšanávzorka sa po celom povrchu pokryje pružnoufóliou, takže spolu s plným valcom vytvoriamedzikruhový prierez. Tlaková kvapalina saprivádza do tohto medzikrulhového prierezu,prechádza cez vzorku skúšaného filtra v po-zdlžnom smere a vystupuje medzikruhovýmprierezom do odmemej nádoby. Přítlačná si-la na vzorku skúšaného filtra sa vyvodzujepomooou stlačeného vzduchu, pretože plnýválec, vzorka filtra a pružná folia sú uloženév tlakovej nádobě.

Nevýhodou zariadenia je tak isto dlhá do-ba přípravy na prevádzanie skúšky jednakz dóvodu přípravy samotnej vzorky filtra atiež zložitej manipulácie so zariadením. Za-riadenie je velmi zložité, jednoúčelové, vy-žaduje připoj enie na zdroj stlačeného vzdu-chu, čím značné zvyšuje nároky na investič-ně náklady a pracovně plochy.

Nedostatky doteraz známých zariadení súodstraněné univerzálnym zariadením na sta-novenie koeficientu priepustnosti kvapalínfiltrami v pozdlžnom i priečnom smere podl’avynálezu, kterého podstata spočívá v tom, žepozostáva z nádoby, opatrenej otvorom pre přívod tlakovej kvapaliny v spodnej častitejto nádoby a otvorom pre odvod kvapaliny,ktorá pretiekla vzorkami filtra v pozdlžnomalebo priečnom smere, v hornej časti tejto ná-doby, pričom pri stanovení koeficientu prie-pustnosti kvapalín filtrami v pozdlžnom sme-re je v nádobě uložený aspoň jeden kruhovýdisk, určený na usmemenie prúdenia kvapa-liny v pozdlžnom smere vo vzorkách filtramedzikruhového prierezu aspoň jeden dalšíkruhový disk, ktorý je opatřený po obvodetěsněním, určený na usmemenie prúdeniakvapaliny v pozdlžnom smere vo vzorkáchfiltra, přívod kvapaliny do dalších vzoriekfiltra alebo obvod kvapaliny do priestoru nadtýmto kruhovým diskom cez otvory v tomtodisku k otvoru na odvod kvapaliny, ktorápretiekla vzorkami filtra a pomooou tyče,ktorá pósobí na tento kruhový disk sa vyvodípřítlačná sila na vzorky filtra, alebo pri sta-novení koeficientu priepustnosti kvapalínfiltrami v priečnom smere je v nádobě ulože-ný kruhový disk opatřený otvormi a na sebauloženými Bitkami pře přívod a usmemenieprúdenia kvapaliny v priečnom smere vovzorke filtra, ktorá je kruhového prierezu aje pevne uchytená medzi kruhovým diskoma piestom opatrenom na obvode těsněním.Piest je pritláčaný pružinou, ktorá sa opierao krúžok pevne uchytený na tyči. Táto tyčsúčasne vyvodzuje tlak na další kruhový disk,ktorý je posuvné uložený v pieste. Tento kru-hový disk je opatřený na seba uloženými síť-kami a otvormi a je určený na vyvodenie prí-tlačnej sily na vzorku filtra a odvod kvapa-liny zo vzorky filtra do priestoru nad piestomk otvoru na odvod kvapaliny, ktorá pretieklavzorkou filtra v priečnom smere. Výhodou tohto riešenia je, že na jednomzariadení je možné stanovit koeficient prie-pustnosti kvapalín filtrami v pozdlžnomi priečnom smere. PodTa druhu merania me-nia sa iba disky v nádobě, pričom ostatně čas-ti zariadenia ostávajú tie isté, ako vlastnánádoba, ústrojenstvo na vyvodenie prítlačnejsily, tlaku kvapaliny, nádoby na meraniemnožstva pretečenej kvapaliny a pod. Kon-štrukcia zariadenia je jednoduchá, zaručujeúplnú spolahlivosť pri meraní, jednoduchéa rýchle ovládanie. Vzorky filtra majú jed-noduchý tvar, takže zhotovenie týchto vzo-riek je 1’a'hké a trvá krátku dobu. Zariadenienevyžaduje žiadny zdroj energie, ako je napr.stlačený vzduch a zaberá velmi malý pra-covný priestor.

Prínosom zariadenia je zníženie investič-ných nákladov na výrobu zariadení pre sta-novenie koeficientu priepustnosti kvapalínfiltrami v pozdlžnom i priečnom smere, zní-ženie nárckov ná pracovný priestor, pretoženahradzuje dve zariadenia a konstrukčně jeriešené tak, že zaberá malý priestor. Skra-cuje dobu přípravy na samotné meranie, sú-časne móže byť skúšaných niekolko vzoriekfiltra a tým zvyšuje produktivitu práce. Za-riadením sa dosiahne zvýšenie přesnosti me-rania. 3 Příkladné zariadenie podl’a vynálezu jeschematicky nakreslené na. výkresech, ktoréznázorňujú: obr. 1: univerzálně zariadenie na stanoveniekoeficientu priepustnosti kvapalín fil-trami v usporiadaní na stanoveniekoeficientu priepustnosti kvapalín fil-trami obr. 2: univerzálně zariadenie na stanoveniekoeficientu priepustnosti kvapalín fil-trami v usporiadaní na stanoveniekoeficientu priepustnosti kvapalín fil-trami v priečnom smere obr. 3: schéma prúdenia kvapalín vzorkoufiltra v priečnom smere obr. 4: schéma prúdenia kvapalín vzorkamifiltra v pozdlžnom smere

obr. 5: schéma prúdenia kvapalín vzorkamifiltra v pozdlžnom smere, rez A—A

Univerzálně zariadenie na stanovenie koe-ficientu priepustnosti kvapalín filtrami v po-zdlžnom i priečnom smere podlá vynálezu(obr. 1 a 2) obsahuje nádobu 1, opatrenú otvo-rom 2 pre přívod ílakovej kvapaliny a otvo-rom 3 pre odvod kvapaliny, ktorá pretieklavzorkami filtra, do odmernej nádoby 24. Primeraní pre stanovenie koeficientu priepust-nosti kvapalín filtrami v pozdlžnom smereje v nádobě 1 na vzorke filtra 25 (oibr. 1) ulo-žený aspoň jeden kruhový disk 4, ktorý mávonkajší priemer menší ako je vnútomý prie-mer nádoby 1, čo umožňuje usmernenie prú-denia kvapaliny v pozdlžnom smere vo vzor-kách filtra 25, ktoré sú medzikruhového prie-rezu, ,áko to naznačuje obr. 4 a 5. V nádobě1 je uložený aspoň jeden další kruhový disk5, ktorý je opatřený na obvode těsněním 8,otvormi 6 a 7 a je určený na usmernenieprúdenia kvapaliny v smere pozdlžnom vovzorke filtra 25 a na přívod kvapaliny dodalších vzoriek filtra 25 cez otvory 6 a 7alébo na odvod kvapaliny, ktorá pretieklavzorkami filtra, cez otvory 6 do priestoru nadkruhovým diskom 5 k otvoru 3. Posobenímsily na tyč 9, ktorá zapadá svojím čapám 10do otvoru 7 kruhového disku 5, vyvodí sapřítlačná sila na vzorky filtra 25.

Pri meraní pre stanovenie koeficientu prie-pustnosti kvapalín filtrami v priečnom smě-re je v nádobě 1 (obr. 2) na těsnění 21 ulo-žený kruhový disk 12, ktorý je opatřenýotvormi 13 a na seba uloženými sitkami 14a je určený na přívod a usmernenie prúde-nia kvapaliny v priečnom smere vo vzorkefiltra 26, ktorá je kruhového prierezu, akoto naznačuje obr. 3. Vzorka filtra 26 je pev-ne uChytená medzi kruhovým diskom 12 apiestom 17 opatrenom těsněním 8 a otvormi18,-tlakom pružiny 19, ktorá sa opiera o krú-žok 20 pevne spojený s týčou 9. Tyč 9 vy-vodzuje tlak na kruhový disk 15, ktorý jeposuvné uložený v pieste 17 a je opatřenýotvormi 16 a na seba uloženými sitkami 14.Kruhový disk 15 je určený na vyvodenie prí-tlačnej sily na vzorku filtra 26 a odvod kva-paliny, tetorá pretiekla v priečnom smerevzorkou filtra 26 cez sitká 14, ďalej otvory 16 a 18 do priestoru nad piest 17 k otvoru 3.Tlaková kvapalina sa privádza do nádoby 1cez otvor 2 potrubím 22 zo zásobníka kva-paliny 23.

Univerzálně zariadenie na stanovenie koe-ficientu priepustnosti kvapalín filtrami v po-zdlžnom i priečnom smere (obr. 1 a 2) pra-cuje následovně: do nádoby 1 vložia sa vzorky filtra 25, kru-hové došky 4 a 5 ako to naznačuje obr. 1,alebo do nádoby 1 vloží sa tesnenie 21, kru-hový disk 12, vzorka filtra 26, piest 17 s kru-hovým diskom 15, ako to naznačuje obr. 2,vyvodí sa sila na tyč 9 napr. pomocou zá-važia alebo tlakom pružiny a privádza sakvapalina zo zásobníka 23, potrubím 22 donádoby 1 cez otvor 2, kde preteká v pozdlž-nom smere cez vzorky filtra 25, ako to na-značuje obr. 4, alebo preteká v priečnomsmere cez vzorku filtra 26, ako to naznačujeobr. 3 ia ďalej sa kvapalina cez otvor 3 pri-vádza do odmernej nádoby 24. Z množstva kvapaliny, ktoré natieklo doodmernej nádoby 24, času za ktorý totomnožstvo natieklo a rozdielu hladin kvapa-liny v nádobě 1 a zásobníku kvapaliny 23určí sa koeficient priepustnosti kvapalín fil-trami podlá známého vzťahu platného premalé rýchlosti. prúdenia kvapaliny: AH.t (m3)

R

pričom: kde 'značíQ (m3)ΑΉ (m)t (s) 1 (m) S (tm2)k (m. sH) pričom: množstvo kvapaliny, ktoré pretiek- lo vzorkami filtra rozdiel hladin kvapaliny v nádobě 1 a zásobníku kvapaliny 23 čals, za ktorý natieklo množstvo kvapaliny Q do odmernej nádoby 24 dlžka prúdenia kvapaliny cez fil-ter prierez filtra kolmý na směr prú-denia kvapaliny filtromkoeficient priepustnosti kvapalínfiltrom R (s . m'2) odpor filtra proti pretekaniu kva-paliny Pře stanovenie súčinitela priepustnostikvapalín filtrami v priečnom smere podláobr. 3, po dosadení za R a úpravě bude:

Q AH.t 1

’ S S = So - πΓ20 (m. s j)(m2) a 1 = h (m) kde značí: r0 (m) poloměr vzorky filtra kruhovéhoprierezu h (m) hrúbka vzorky filtra

So (m2) prierez filtra kolmý na směr prúde-nia kvapaliny,

Claims (1)

1. 4 takže výsledný vztah pre výpočet súčinitefapriepustnosti kvapalín filtrami v priečnomsmere pře univerzálně zariadenie podlá vy-nálezu bude: 1 Q hπ ' ÁH.t ' r02 (m . s"1) r2 (m) vonkajší poloměr vzorky filtra me-dzikruhového prierezu (h (m) hrúbba vzorky filtra Sr (m2) prierez filtra kolmý na směr prúde-nia kvapaliny Takže po úpravě a vypočítaní určitého in-tegrálu ibude činitel’ Pre stanovenie súčinitefa priepustnostikvapalín filtrami v pozdlžnom smere podláobr. 4 bude: ÁH.t (m3) r2 1 C dr2π.hj r n 2rc.h ln £2 q kde značí: n (-5-) počet súčasne t skúšanýchvzoriek v nádobě 1. Potom po dosadení za R a úpravě je: k== Q-n _1_ ÁH.t ' S pričom činitel’: r2 1 = f dr S J Sr q Sr = 2irr . h kde značí: (obr. 4 a 5) r (m) poloměr z intervalu (q, r2)q (m) vnútorný poloměr vzorky filtra me- dzikruhového prierezu Po dosadení za —-— a úpravě, výsledný (m . s a (m2) vzťah pre výpočet súčinitefa priepustnostikvapalín filtrami v pozdlžnom smere preuniverzálně zariadenie podlá vynálezu ibude:

   Q. nÁH . t. h ln r2 (m. s'1) Univerzálně zariadenie podl’a vynálezu jeurčené na stanovenie kvality filtrov z hfa-diska priepustnosti kvapalín týmito filtramipri výrobě vo výroibných závodoeh, ako za-riadenie na vykonáváme vstupnej kontrolykvality filtrov napr. pofnohospodárskych,stavebných a dopravných podnikoch a za-riadenie potřebné pri vývoji nových typovfiltrov a výskume faktorov, ovplyvňujúcichpriepustnosť kvapalín filtrami. PREDMET VYNÁLEZU Univerzálně zariadenie na stanovenie koefi-cientu priepustnosti kvapalín filtrami v po-zdlžnom a priečnom smere, najma filtramivyrobenými z prírodnýoh, syntetických asklených vlákien alebo zo zmesi týchto vlá-kien, vyznačuj úce sa tým, že pozostáva z ná-doby (1), opatrenej v spodnej časti otvorom (2) pre přívod tlakovej kvapaliny a v ihornejčasti otvorom (3) pre odvod kvapaliny z ná-doby (1), v kto-rej je uložený aspoň jedenkruhový disk (4) na usmernenie prúdeniakvapaliny v smere pozdlžnom vo vzorkáchfiltra medzikruhového prierezu a aspoň je-den další kruhový disk (5), opatřený těsně-ním (8) a otvormi (6) a (7), na usmernenie prúdenia a odvod kvapaliny zo vzoriek fil-tra alebo v nádobě (1) na těsnění (21) je ulo-žený kruhový disk (12), opatřený otvormi (13) a na seba uloženými sitkami (14), napřívod a usmernenie prúdenia kvapalinyv smere priečnom vo vzorke filtra kruho-vého prierezu, ktorá je pevne uchytená me-dzi kruhovým diskom (12) a piestom (17),v ktoirom je posuvné uložený kruhový disk (15), opatřený otvormi (16) a na selba ulože-nými sitkami (14), na usmernenie prúdeniaa odvod kvapaliny zo vzorky filtra, pričompomocou tyče (9), ktorá zapadá do kruhové-ho disku (5) alebo (15) je vy voděná přítlač-ná sila na vzorky filtra. 5 výkresov