EP1101873A2 - Filter tube for placing in a borehole and method for manufacturing the filter tube - Google Patents

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EP1101873A2
EP1101873A2 EP00124128A EP00124128A EP1101873A2 EP 1101873 A2 EP1101873 A2 EP 1101873A2 EP 00124128 A EP00124128 A EP 00124128A EP 00124128 A EP00124128 A EP 00124128A EP 1101873 A2 EP1101873 A2 EP 1101873A2
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EP
European Patent Office
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plastic material
filter
tube
filter tube
filter layer
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP00124128A
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EP1101873A3 (en
Inventor
Antonio Giangrasso
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Pfleiderer Water Systems GmbH
Original Assignee
Pfleiderer Infrastrukturtechnick GmbH and Co KG
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Publication of EP1101873A2 publication Critical patent/EP1101873A2/en
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/02—Subsoil filtering
    • E21B43/08—Screens or liners
    • E21B43/082—Screens comprising porous materials, e.g. prepacked screens
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03B—INSTALLATIONS OR METHODS FOR OBTAINING, COLLECTING, OR DISTRIBUTING WATER
    • E03B3/00—Methods or installations for obtaining or collecting drinking water or tap water
    • E03B3/06—Methods or installations for obtaining or collecting drinking water or tap water from underground
    • E03B3/08—Obtaining and confining water by means of wells
    • E03B3/16—Component parts of wells
    • E03B3/18—Well filters
    • E03B3/20—Well filters of elements of special shape

Definitions

  • the invention relates to a filter tube for insertion into a bottom borehole for filtering a liquid stored in the soil.
  • Such filter tubes are used wherever there is a stored in the ground Liquid is to be removed by pumping. As examples are Water wells to name that are in very sandy areas or in desert areas be drilled. Via filter pipes inserted in the ground borehole the water stored in a layer of sand can be pumped out. Another one The area of application is the removal of leachate in the area below landfills and the same. There is stored or seeping in the ground Water absorbed and pumped out through the filter tubes.
  • Known filter tubes consist of a support tube, which either itself with appropriate, the actual filtering slits or openings is provided, or which is covered with a filter layer, on the support tube Openings are provided that prevent the filter layer from penetrating Allow water into the pipe interior.
  • the invention is therefore based on the problem of specifying a filter tube which can be produced in a simple and inexpensive manner and has good filter properties owns.
  • a filter tube to be placed in a ground borehole provided for filtering a liquid stored in the soil, comprising a carrier tube with liquid passage openings and one on the outside arranged porous filter layer made of a sintered plastic material.
  • the filter tube according to the invention has a porous filter layer which consists of a Plastic material exists, which is sintered on in a simple sintering process has been.
  • the plastic material is over Heated melting temperature so that there is a melting or sintered composite, which leads to a firmly adhering and stable filter layer that is still porous is.
  • Plastic material in granular or powder form is preferably used.
  • the pore size easily by choosing the size of the granular or powdered plastic material possible, on the other hand by the duration of the Temperature treatment and the heating temperature itself, as a result of which Networking or the degree of bonding can be varied. This allows you to easily Way filter tubes of different porosity are manufactured, each for different uses or locations and soil conditions are suitable. Another advantage is that there is no additional to produce the filter layer Aids such as resins, adhesives or the like are required.
  • the plastic material should be preferred be a high or ultra high molecular material.
  • Polyethylene is preferred here (with high molar mass (approx. 200,000 - 5 million g / mol), short name: HD-HMW-PE, or ultra high molecular weight (3 million - 6 million g / mol), short name: UHMW-HD-PE) or polypropylene.
  • high molar mass approximately 200,000 - 5 million g / mol
  • HD-HMW-PE high molecular weight
  • UHMW-HD-PE ultra high molecular weight
  • the average grain size of the granules or powder should be in the range between 1 ⁇ m and 5 mm.
  • the average pore diameter is preferably in the range between 0.5 ⁇ m and 4 mm, in particular between 1 ⁇ m and 3 mm.
  • the temperature treatment should preferably be carried out such that the pore diameter smaller on the outside of the filter layer than on that on the carrier tube adjacent inside is. According to this embodiment of the invention given a larger pore diameter inside the filter layer, the one allows faster passage of the water through the filter layer to the support tube.
  • the thickness of the filter layer itself should be between 5 mm and 20 mm. It should be ensured that they preferred at least double corresponds to at least three times the granule or powder diameter.
  • the filter tube placed in the borehole - usually a variety of individual filter tubes connected in series, these can either be put together or screwed together - is due to the radially opposing surrounding soil material under high pressure.
  • This bias serves to stabilize the filter tube and to withstand the considerable external pressure.
  • several pipes connected in series are connected in series.
  • the individual filter tubes which preferably has a length between 0.5 m and 4 m, in particular of 2 m have, either after completion at the ends of external or internal thread sections attached in a welding process, or already on the support tube educated.
  • the carrier tube itself can be made from Plastic, especially PVC or PE or a metal, especially stainless steel consist.
  • the invention also relates to a method of manufacture a filter tube, which is characterized in that the carrier tube surrounding loose bed of sinterable granular or powdered Plastic material to form a filter layer sintered onto the carrier tube melted in a heating device by supplying temperature and cools down after reaching a porous fusion or sintered composite.
  • the carrier tube is preferably standing vertically in the heater, which is cylindrical is formed, set between the support tube and the heating walls of the Heating device remaining annulus is made with the granular or powdered Plastic material filled.
  • the plastic material is here based on the inner support tube is heated from the outside. The temperature is supplied until the desired degree of crosslinking or bonding with the desired Porosity.
  • a plastic material high or ultra high molecular plastic material are used, preferred Polyethylene or polypropylene with an average grain size of 1 ⁇ m to 5 mm.
  • the heating should continue until the melting or Sintered composite has an average pore diameter in the range between 0.5pm and 4 mm, in particular between 1 ⁇ m and 3 mm.
  • the sintering temperature is in the range between 150 ° C and 220 ° C, depending on the material used and what degree of bonding or sintering or what porosity can be achieved should.
  • the duration of the temperature treatment also plays a role here, which is preferred in the range between 15 minutes to 120 minutes, especially 30 minutes up to 75 minutes, also depending on the material used or the desired degree of porosity to be set.
  • the length of the heat treatment must of course be so long that a complete warming and Melting of the surfaces of the granules of the plastic granulate or powder down to the plastic grains on the carrier tube.
  • Fig. 1 shows in the form of a schematic diagram the use of an inventive Filter tube 1.
  • the filter tube according to the invention or several, connected in series pipes of this type are used in a borehole 2.
  • Hole 2 was placed in a desert floor in the example shown. This exists from an upper layer 3 of sand, an essentially waterproof Layer 4 of clay, layer 5 of sand, in which water is stored, and a lower layer 6 of clay.
  • the filter tube 1 in the Layer 5 stored water can be filtered and subtracted. That or the filter tubes are only arranged in the lower region of borehole 2, that is in Area of the water-bearing layer.
  • the filter tube 1 consists of a carrier tube 10, on which a filter layer 11 is sintered. That the gravel layer penetrating water reaches the filter layer 11. There the water is let through, carried soil or sand is retained. The water enters the carrier tube 10 through corresponding openings 12 and is pumped out by means of a pump 13, see arrow A. Due to the Filter property of the filter layer 11, the pumped water is very pure and not loaded with sand.
  • the filter layer 11 consists of sintered plastic material, preferably high molecular or ultra high molecular weight polyethylene. This is in the form of individual plastic granules 14. These granules 14 were melted on the outside by thermal treatment and were able to to connect. In this way the granules were sintered together, so that a solid filter layer forms. Because the plastic material is not completely melts, but only on the outside, it is guaranteed that the Filter layer 11 is sufficiently porous.
  • the grain size of the plastic granules used can be in the range between 1 ⁇ m and 5 mm.
  • the porosity can be adjusted to the selected size of the granules.
  • the sintering temperature is between 150 ° C and 220 ° C, the duration preferably in the range between 30 minutes to 75 minutes. The more fine-grained the material is, the shorter the sintering time, because the complete soak and melting on the edge due to the better heat transfer done faster.
  • the specific heating temperature time depends on the material, the radial thickness of the filter layer as well as the granulate size and the desired Pore diameter selected.
  • the pores 15 can be seen in the edge region of the Filter layer 11 slightly smaller than in the inner area, which results from that the outer layer is exposed to the high temperature for a little longer. Can too For this purpose, a targeted, brief temperature increase at the end of the heating period done in pipe manufacturing. The grains on the edge melt a little stronger and connect more extensively. The water that passes through it through openings 12 into the interior of the carrier tube 10.
  • FIG. 3 shows another possible application of the invention Filter tube 1.
  • Several filter tubes are here in an essentially horizontally guided Borehole used. The borehole runs below one, for example Landfill. Any leachate from the landfill can be removed via the filter pipes are recorded and pumped out by means of the pumps 16.

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Abstract

A filter pipe for inserting into a borehole comprises a support pipe (10) with liquid openings (12) and a porous filter layer (11) arranged on the outer side. The filter layer is made of a sintered plastic material whose pore diameter is smaller on the outer side of the filter layer than on the inner side bordering the support pipe. An Independent claim is also included for the production of the filter pipe comprising melting a lose charge of a sinterable granulate-like or powder-like plastic material to form a filter layer sintered to the support tube in a heating device and cooling after reaching a porous melt or sinter composite. Short term temperature elevation occurs at the end of the heat treatment to heat the outer surface layer of the plastic material.

Description

Die Erfindung betrifft ein Filterrohr zum Einbringen in ein Bodenbohrloch zum Filtern einer im Boden gespeicherten Flüssigkeit.The invention relates to a filter tube for insertion into a bottom borehole for filtering a liquid stored in the soil.

Derartige Filterrohre kommen überall dort zum Einsatz, wo eine im Boden gespeicherte Flüssigkeit durch Abpumpen entzogen werden soll. Als Beispiele sind Wasserbrunnen zu nennen, die in sehr sandigen Gebieten oder in Wüstengebieten gebohrt werden. Über in das Bodenbohrloch eingebrachte Filterrohre kann das in einer Sandschicht gespeicherte Wasser abgepumpt werden. Ein weiteres Einsatzgebiet ist die Entfernung von Sickerwasser im Bereich unterhalb von Mülldeponien und dergleichen. Dort wird im Boden gespeichertes bzw. durchsickerndes Wasser mittels der Filterrohre aufgenommen und abgepumpt. Bekannte Filterrohre bestehen aus einem Trägerrohr, welches entweder selbst mit entsprechenden, der eigentlichen Filterung dienenden Schlitzen oder Durchbrechungen versehen ist, oder welches mit einer Filterschicht belegt ist, wobei am Trägerrohr Durchbrechungen vorgesehen sind, die ein Eintreten des die Filterschicht durchdringenden Wassers in das Rohrinnere ermöglichen. Bekannt sind in diesem Zusammenhang Kunststoffrohre, die mit einem losen Filtervlies umwickelt sind, oder aber Trägerrohre, auf welche eine Harzschicht aufgegossen ist, in die Sand eingebunden ist. Die Herstellung der bekannten Filterrohre ist entweder sehr aufwendig und teuer, oder aber im Falle des mit einem Filtervlies umwickelten Kunststoffrohres sehr umständlich, die Filterwirkung ist häufig unzureichend.Such filter tubes are used wherever there is a stored in the ground Liquid is to be removed by pumping. As examples are Water wells to name that are in very sandy areas or in desert areas be drilled. Via filter pipes inserted in the ground borehole the water stored in a layer of sand can be pumped out. Another one The area of application is the removal of leachate in the area below landfills and the same. There is stored or seeping in the ground Water absorbed and pumped out through the filter tubes. Known filter tubes consist of a support tube, which either itself with appropriate, the actual filtering slits or openings is provided, or which is covered with a filter layer, on the support tube Openings are provided that prevent the filter layer from penetrating Allow water into the pipe interior. Are known in this context Plastic pipes, which are wrapped with a loose filter fleece, or but carrier pipes, on which a resin layer is poured, are embedded in the sand is. The production of the known filter tubes is either very complex and expensive, or in the case of the plastic tube wrapped with a filter fleece very cumbersome, the filter effect is often insufficient.

Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, ein Filterrohr anzugeben, das auf einfache und kostengünstige Weise hergestellt werden kann und gute Filtereigenschaften besitzt.The invention is therefore based on the problem of specifying a filter tube which can be produced in a simple and inexpensive manner and has good filter properties owns.

Zur Lösung dieses Problems ist ein Filterrohr zum Einbringen in ein Bodenbohrloch zum Filtern einer im Boden gespeicherten Flüssigkeit vorgesehen, umfassend ein Trägerrohr mit Flüssigkeitsdurchtrittsöffnungen und einer außenseitig angeordneten porösen Filterschicht aus einem aufgesinterten Kunststoffmaterial.To solve this problem is a filter tube to be placed in a ground borehole provided for filtering a liquid stored in the soil, comprising a carrier tube with liquid passage openings and one on the outside arranged porous filter layer made of a sintered plastic material.

Das erfindungsgemäße Filterrohr besitzt eine poröse Filterschicht, die aus einem Kunststoffmaterial besteht, welches in einem einfachen Sinterprozess aufgesintert wurde. Im Rahmen des Sinterns wird das Kunststoffmaterial bis über die Schmelztemperatur erwärmt, so dass sich ein Schmelz- oder Sinterverbund ergibt, welcher zu einer fest haftenden und stabilen Filterschicht führt, die dennoch porös ist. Bevorzugt wird Kunststoffmaterial in granularer oder pulverförmiger Form verwendet. Neben der äußerst einfachen Herstellung ist mit besonderem Vorteil auch die Porengröße auf einfache Weise durch Wahl der Größe des granularen oder pulverförmigen Kunststoffmaterials möglich, zum anderen durch die Dauer der Temperaturbehandlung und die Erwärmungstemperatur selbst, da hierdurch der Vernetzungs- bzw. der Verbundgrad variiert werden kann. Damit können auf einfache Weise Filterrohre verschiedener Porigkeit hergestellt werden, die jeweils für unterschiedliche Einsatzzwecke bzw. -orte und Bodenverhältnisse geeignet sind. Ein weiterer Vorteil ist, dass zur Herstellung der Filterschicht keinerlei zusätzliches Hilfsmittel wie Harze, Kleber oder dergleichen erforderlich sind.The filter tube according to the invention has a porous filter layer which consists of a Plastic material exists, which is sintered on in a simple sintering process has been. In the course of sintering, the plastic material is over Heated melting temperature so that there is a melting or sintered composite, which leads to a firmly adhering and stable filter layer that is still porous is. Plastic material in granular or powder form is preferably used. In addition to being extremely simple to manufacture, it is also particularly advantageous the pore size easily by choosing the size of the granular or powdered plastic material possible, on the other hand by the duration of the Temperature treatment and the heating temperature itself, as a result of which Networking or the degree of bonding can be varied. This allows you to easily Way filter tubes of different porosity are manufactured, each for different uses or locations and soil conditions are suitable. Another advantage is that there is no additional to produce the filter layer Aids such as resins, adhesives or the like are required.

Um zu vermeiden, dass das Kunststoffmaterial zu sehr zusammenschmilzt, so dass die Porenbildung minderwertig ist, sollte das Kunststoffmaterial bevorzugt ein hoch- oder ultrahochmolekulares Material sein. Bevorzugt wird hier Polyethylen (mit hoher Molmasse (ca. 200.000 - 5 Mio. g/mol), Kurzbezeichnung: HD-HMW-PE, oder ultrahoher Molmasse (3 Mio. - 6 Mio. g/mol), Kurzbezeichnung: UHMW-HD-PE) oder aber Polypropylen verwendet. Mitunter ist auch Polyethylen mittlerer Dichte verwendbar, sofern die Temperaturbehandlung zur Vermeidung eines vollständigen Aufschmelzens vorsichtig durchgeführt wird. Bevorzugt jedoch werden die höhermolekularen Materialien verwendet, die lediglich außen aufschmelzen, jedoch nicht vollkommen durchschmelzen. To avoid that the plastic material melts too much, so that the pore formation is inferior, the plastic material should be preferred be a high or ultra high molecular material. Polyethylene is preferred here (with high molar mass (approx. 200,000 - 5 million g / mol), short name: HD-HMW-PE, or ultra high molecular weight (3 million - 6 million g / mol), short name: UHMW-HD-PE) or polypropylene. Sometimes there is also polyethylene medium density can be used, provided the temperature treatment to avoid a complete melting is carried out carefully. However preferred the higher molecular materials are used, which only melt on the outside, but do not melt completely.

Die mittlere Korngröße des Granulats oder Pulvers sollte im Bereich zwischen 1µm und 5 mm liegen. Der mittlere Porendurchmesser liegt bevorzugt im Bereich zwischen 0,5µm und 4 mm, insbesondere zwischen 1 µm und 3 mm. Die Temperaturbehandlung sollte bevorzugt derart durchgeführt werden, dass der Porendurchmesser an der Außenseite der Filterschicht kleiner als an der an das Trägerrohr angrenzenden Innenseite ist. Gemäß dieser Erfindungsausgestaltung ist also im Inneren der Filterschicht ein größerer Porendurchmesser gegeben, der einen schnelleren Durchtritt des Wassers durch die Filterschicht hin zum Trägerrohr ermöglicht. Die Dicke der Filterschicht selbst sollte zwischen 5 mm und 20 mm liegen. Es sollte sichergestellt sein, dass sie wenigstens dem Doppelten, bevorzugt wenigstens dem Dreifachen des Granulat- oder Pulverdurchmessers entspricht.The average grain size of the granules or powder should be in the range between 1µm and 5 mm. The average pore diameter is preferably in the range between 0.5 µm and 4 mm, in particular between 1 µm and 3 mm. The temperature treatment should preferably be carried out such that the pore diameter smaller on the outside of the filter layer than on that on the carrier tube adjacent inside is. According to this embodiment of the invention given a larger pore diameter inside the filter layer, the one allows faster passage of the water through the filter layer to the support tube. The thickness of the filter layer itself should be between 5 mm and 20 mm. It should be ensured that they preferred at least double corresponds to at least three times the granule or powder diameter.

Das in das Bohrloch eingebrachte Filterrohr - normalerweise werden eine Vielzahl von einzelnen Filterrohren hintereinander geschaltet, diese können entweder zusammengesteckt oder aber zusammengeschraubt werden - steht aufgrund des radial dagegendrückenden umgebenden Bodenmaterials unter hohem Druck. Um diesem Stand zu halten hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Trägerrohr aufgrund des Schrumpfverhaltens der Filterschicht beim Abkühlen unter einer Vorspannung steht. Diese Vorspannung dient zur Stabilisierung des Filterrohrs und dazu, dem beachtlichen Außendruck Stand zu halten. Wie beschrieben werden mehrere Rohre hintereinander geschaltet. Hierzu sind an den einzelnen Filterrohren, die bevorzugt eine Länge zwischen 0,5 m und 4 m, insbesondere von 2 m aufweisen, entweder nach Fertigstellung an den Enden Außen- bzw. Innengewindeabschnitte in einem Schweißvorgang angebracht, oder aber bereits am Trägerrohr ausgebildet. Alternativ dazu besteht auch die Möglichkeit, die einzelnen Gewinderohre direkt miteinander zu verschweißen. Das Trägerrohr selbst kann aus Kunststoff, insbesondere PVC oder PE oder einem Metall, insbesondere Edelstahl bestehen.The filter tube placed in the borehole - usually a variety of individual filter tubes connected in series, these can either be put together or screwed together - is due to the radially opposing surrounding soil material under high pressure. Around To maintain this level, it has proven to be advantageous if the support tube due to the shrinking behavior of the filter layer when cooling under a Preload is there. This bias serves to stabilize the filter tube and to withstand the considerable external pressure. As described several pipes connected in series. For this purpose, on the individual filter tubes, which preferably has a length between 0.5 m and 4 m, in particular of 2 m have, either after completion at the ends of external or internal thread sections attached in a welding process, or already on the support tube educated. Alternatively, there is also the option of the individual threaded pipes to be welded directly to one another. The carrier tube itself can be made from Plastic, especially PVC or PE or a metal, especially stainless steel consist.

Neben dem Filterrohr selbst betrifft die Erfindung ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Filterrohrs, welches sich dadurch auszeichnet, dass eine das Trägerrohr umgebende lose Schüttung eines sinterbaren granulat- oder pulverförmigen Kunststoffmaterials zur Bildung einer auf das Trägerrohr aufgesinterten Filterschicht in einer Heizvorrichtung durch Temperaturzufuhr angeschmolzen und nach Erreichen eines porösen Schmelz- oder Sinterverbunds abkühlt. Das Trägerrohr wird bevorzugt vertikal stehend in die Heizvorrichtung, die zylinderförmig ausgebildet ist, eingestellt, der zwischen dem Trägerrohr und den Heizwänden der Heizvorrichtung verbleibende Ringraum wird mit dem granulat- oder pulverförmigen Kunststoffmaterial gefüllt. Das Kunststoffmaterial wird hier also bezogen auf das innenliegende Trägerrohr von außen erwärmt. Die Temperaturzufuhr erfolgt solange, bis sich der gewünschte Vernetzungs- oder Verbundgrad mit der gewünschten Porosität einstellt. Erfindungsgemäß kann als Kunststoffmaterial ein hoch- oder ultrahochmolekulares Kunststoffmaterial verwendet werden, bevorzugt Polyethylen oder Polypropylen mit einer mittleren Korngröße von 1µm bis 5 mm. Die Erwärmung sollte solange erfolgen, bis der sich einstellende Schmelz- oder Sinterverbund einen mittleren Porendurchmesser im Bereich zwischen 0,5pm und 4 mm, insbesondere zwischen 1µm und 3 mm aufweist. Die Sintertemperatur liegt im Bereich zwischen 150°C und 220°C, je nachdem, welches Material verwendet wird, und welcher Verbund- bzw. Sintergrad bzw. welche Porosität erzielt werden soll. Hier spielt auch die Dauer der Temperaturbehandlung eine Rolle, die bevorzugt im Bereich zwischen 15 Minuten bis 120 Minuten, insbesondere 30 Minuten bis 75 Minuten liegt, ebenfalls jeweils abhängig vom verwendeten Material bzw. dem gewünschten, einzustellenden Porositätsgrad. Die Länge der Temperaturbehandlung muss natürlich solange sein, dass eine vollständige Durchwärmung und Aufschmelzung der Oberflächen der Körner des Kunststoffgranulats oder -pulvers bis hin zu den am Trägerrohr anliegenden Kunststoffkörnern gewährleistet ist.In addition to the filter tube itself, the invention also relates to a method of manufacture a filter tube, which is characterized in that the carrier tube surrounding loose bed of sinterable granular or powdered Plastic material to form a filter layer sintered onto the carrier tube melted in a heating device by supplying temperature and cools down after reaching a porous fusion or sintered composite. The carrier tube is preferably standing vertically in the heater, which is cylindrical is formed, set between the support tube and the heating walls of the Heating device remaining annulus is made with the granular or powdered Plastic material filled. The plastic material is here based on the inner support tube is heated from the outside. The temperature is supplied until the desired degree of crosslinking or bonding with the desired Porosity. According to the invention, a plastic material high or ultra high molecular plastic material are used, preferred Polyethylene or polypropylene with an average grain size of 1 µm to 5 mm. The heating should continue until the melting or Sintered composite has an average pore diameter in the range between 0.5pm and 4 mm, in particular between 1 µm and 3 mm. The sintering temperature is in the range between 150 ° C and 220 ° C, depending on the material used and what degree of bonding or sintering or what porosity can be achieved should. The duration of the temperature treatment also plays a role here, which is preferred in the range between 15 minutes to 120 minutes, especially 30 minutes up to 75 minutes, also depending on the material used or the desired degree of porosity to be set. The length of the heat treatment must of course be so long that a complete warming and Melting of the surfaces of the granules of the plastic granulate or powder down to the plastic grains on the carrier tube.

Als besonders zweckmäßig hat es sich erwiesen, wenn am Ende der Temperaturbehandlung eine kurzzeitige Temperaturerhöhung zur gezielten Erwärmung der äußeren Oberflächenschicht des Kunststoffmaterials erfolgt. Hierdurch wird die Außenschicht des Kunststoffmaterials kurzzeitig stärker erwärmt, so dass das Kunststoffmaterial dort etwas stärker auf- und zusammenschmilzt und sich dort ein kleinerer Porendurchmesser ergibt. Da die äußere Schicht maßgeblich für die Zurückhaltung des umgebenden Erdreichs, also beispielsweise des Sandes ist, kann hierdurch die Rückhalteeigenschaft nochmals eingestellt werden. Zum anderen ist der Porendurchmesser im Inneren der Filterschicht deutlich größer, so dass die Durchtrittsgeschwindigkeit der Flüssigkeit durch das Filtermaterial relativ groß ist.It has proven particularly expedient if at the end of the temperature treatment a brief increase in temperature for targeted heating of the outer surface layer of the plastic material takes place. This will make the The outer layer of the plastic material briefly warms up so that the Plastic material there melts and coalesces a little more and there a smaller pore diameter results. Since the outer layer is essential for the Restraint of the surrounding soil, e.g. the sand, the retention property can be adjusted again. On the other hand the pore diameter inside the filter layer is significantly larger, so that the flow rate of the liquid through the filter material is relatively high is.

Aus Stabilitätsgründen und zur Vermeidung einer Verformung hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn während der Temperaturbehandlung das oder beide freien, nicht mit Kunststoffmaterial umgebenen Enden des Trägerrohrs gekühlt werden. Im Bereich dieser Enden werden hintereinander zu schaltende Filterrohre verbunden. Diese müssen also frei bleiben. Um zu vermeiden, dass diese während der Temperaturbehandlung sich verformen oder zusammenfallen (im Falle eines aus Kunststoff bestehenden Trägerrohrs) werden diese Abschnitte beispielsweise mittels Kühlwassers gekühlt. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass vor oder nach Beendigung der Temperaturbehandlung das Trägerrohr innenseitig gekühlt wird. Das Trägerrohr, das während der Temperaturbehandlung ebenfalls etwas erwärmt wird, wird hierdurch quasi abgeschreckt, um zu vermeiden, dass es aufgrund des einsetzenden Schrumpfens des Kunststoffmaterials beim Abkühlen zusammengedrückt wird.It has proven to be advantageous for reasons of stability and to avoid deformation proven if during the heat treatment one or both of the free ends of the carrier tube which are not surrounded by plastic material. In the area of these ends there are filter tubes to be connected in series connected. So these must remain free. To avoid this during the temperature treatment deforms or collapses (in the case of a plastic support tube) these sections are, for example cooled by cooling water. It can also be provided that before or after the end of the temperature treatment, the inside of the carrier tube is cooled. The carrier tube, which also during the heat treatment something is warmed up, quasi quenched to avoid that it due to the onset of shrinkage of the plastic material when cooling is squeezed.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus dem im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:

Fig. 1
eine Prinzipskizze des Einsatzes eines erfindungsgemäßen Filterrohrs in einem Bohrloch,
Fig. 2
eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Filterrohrs im Schnitt, und
Fig. 3
eine weitere Einsatzmöglichkeit des erfindungsgemäßen Filterrohrs.
Further advantages, features and details of the invention result from the exemplary embodiment described below and from the drawings. Show:
Fig. 1
1 shows a basic sketch of the use of a filter tube according to the invention in a borehole,
Fig. 2
a view of a filter tube according to the invention in section, and
Fig. 3
a further possible application of the filter tube according to the invention.

Fig. 1 zeigt in Form einer Prinzipskizze den Einsatz eines erfindungsgemäßen Filterrohrs 1. Das erfindungsgemäße Filterrohr bzw. mehrere, hintereinander geschaltete derartige Rohre sind in einem Bohrloch 2 eingesetzt. Das Bohrloch 2 wurde im gezeigten Beispiel in einem Wüstenboden eingebracht. Dieser besteht aus einer oberen Schicht 3 aus Sand, einer im Wesentlichen wasserdichten Schicht 4 aus Lehm, einer Schicht 5 aus Sand, in dem Wasser gespeichert ist, und einer unteren Schicht 6 aus Lehm. Mittels des Filterrohrs 1 soll das in der Schicht 5 gespeicherte Wasser gefiltert und abgezogen werden. Das oder die Filterrohre sind lediglich im unteren Bereich des Bohrlochs 2 angeordnet, also im Bereich der wasserführenden Schicht. Oberseitig ist ein dichtes Kunststoffrohr 7 aufgesetzt, welches das Trägerrohr nach oben verlängert und durch welches das Wasser nach oben abgeführt wird. Der zwischen dem Stützrohr 7 und der Bohrlochwand 8 gegebene Ringraum ist mit einer Kiesschüttung, die ihrerseits bereits eine Filterwirkung besitzt, ausgefüllt. Das Filterrohr 1 besteht aus einem Trägerrohr 10, auf welches eine Filterschicht 11 aufgesintert ist. Das die Kiesschicht durchdringende Wasser gelangt zur Filterschicht 11. Dort wird das Wasser hindurchgelassen, mitgeführtes Erdreich bzw. mitgeführter Sand wird zurückgehalten. Das Wasser tritt in das Trägerrohr 10 über entsprechende Durchbrechungen 12 ein und wird mittels einer Pumpe 13 abgepumpt, siehe Pfeil A. Aufgrund der Filtereigenschaft der Filterschicht 11 ist das abgepumpte Wasser sehr rein und nicht mit Sand beladen.Fig. 1 shows in the form of a schematic diagram the use of an inventive Filter tube 1. The filter tube according to the invention or several, connected in series pipes of this type are used in a borehole 2. Hole 2 was placed in a desert floor in the example shown. This exists from an upper layer 3 of sand, an essentially waterproof Layer 4 of clay, layer 5 of sand, in which water is stored, and a lower layer 6 of clay. By means of the filter tube 1 in the Layer 5 stored water can be filtered and subtracted. That or the filter tubes are only arranged in the lower region of borehole 2, that is in Area of the water-bearing layer. There is a tight plastic tube 7 on the top put on, which extends the support tube upwards and through which the Water is drained upwards. The between the support tube 7 and the borehole wall 8 given annulus is with a bed of gravel, which in turn already has a filtering effect. The filter tube 1 consists of a carrier tube 10, on which a filter layer 11 is sintered. That the gravel layer penetrating water reaches the filter layer 11. There the water is let through, carried soil or sand is retained. The water enters the carrier tube 10 through corresponding openings 12 and is pumped out by means of a pump 13, see arrow A. Due to the Filter property of the filter layer 11, the pumped water is very pure and not loaded with sand.

Fig. 2 zeigt in Form einer Schnittansicht das erfindungsgemäße Filterrohr 1 in vergrößerter Darstellung. Die Filterschicht 11 besteht aus aufgesintertem Kunststoffmaterial, bevorzugt hochmolekulares oder ultrahochmolekulares Polyethylen. Dieses liegt in Form einzelner Kunststoffgranulatkörner 14 vor. Diese Granulatkörner 14 wurden durch Temperaturbehandlung außenseitig aufgeschmolzen und konnten sich verbinden. Auf diese Weise wurden die Granulatkörner zusammengesintert, so dass sich eine feste Filterschicht ausbildet. Da das Kunststoffmaterial nicht vollständig aufschmilzt, sondern lediglich außenseitig, ist gewährleistet, dass die Filterschicht 11 hinreichend porös ist. Die Korngröße der verwendeten Kunststoffgranulatkörner kann im Bereich zwischen 1µm und 5 mm liegen. Abhängig von der gewählten Größe der Granulatkörner kann die Porosität eingestellt werden. Je größer die Körner sind, desto größer ist der Porendurchmesser der Filterschicht und umgekehrt. Die Sintertemperatur liegt im Bereich zwischen 150°C und 220°C, die Dauer bevorzugt im Bereich zwischen 30 Minuten bis 75 Minuten. Je feinkörniger das Material ist, desto kürzer ist die Sinterzeit, da das vollständige Durchwärmen und randseitige Aufschmelzen aufgrund des besseren Wärmetransports schneller erfolgt. Die konkrete Heiztemperaturenzeit wird abhängig vom Material, der radialen Dicke der Filterschicht sowie der Granulatgröße und dem gewünschten Porendurchmesser gewählt. Ersichtlich sind die Poren 15 im Randbereich der Filterschicht 11 etwas kleiner als im inneren Bereich, was daraus resultiert, dass die Außenschicht etwas länger der hohen Temperatur ausgesetzt ist. Auch kann hierfür eine gezielte kurzzeitige Temperaturerhöhung am Ende der Erwärmungsdauer bei der Rohrherstellung erfolgen. Die randseitigen Körner schmelzen etwas stärker auf und verbinden sich großflächiger. Das hindurchtretende Wasser gelangt über Durchbrechungen 12 in das Innere des Trägerrohrs 10.2 shows, in the form of a sectional view, the filter tube 1 according to the invention in an enlarged view Presentation. The filter layer 11 consists of sintered plastic material, preferably high molecular or ultra high molecular weight polyethylene. This is in the form of individual plastic granules 14. These granules 14 were melted on the outside by thermal treatment and were able to to connect. In this way the granules were sintered together, so that a solid filter layer forms. Because the plastic material is not completely melts, but only on the outside, it is guaranteed that the Filter layer 11 is sufficiently porous. The grain size of the plastic granules used can be in the range between 1 µm and 5 mm. Depending on The porosity can be adjusted to the selected size of the granules. Each the larger the grains, the larger the pore diameter of the filter layer and vice versa. The sintering temperature is between 150 ° C and 220 ° C, the duration preferably in the range between 30 minutes to 75 minutes. The more fine-grained the material is, the shorter the sintering time, because the complete soak and melting on the edge due to the better heat transfer done faster. The specific heating temperature time depends on the material, the radial thickness of the filter layer as well as the granulate size and the desired Pore diameter selected. The pores 15 can be seen in the edge region of the Filter layer 11 slightly smaller than in the inner area, which results from that the outer layer is exposed to the high temperature for a little longer. Can too For this purpose, a targeted, brief temperature increase at the end of the heating period done in pipe manufacturing. The grains on the edge melt a little stronger and connect more extensively. The water that passes through it through openings 12 into the interior of the carrier tube 10.

Schließlich zeigt Fig. 3 eine weitere Einsatzmöglichkeit des erfindungsgemäßen Filterrohrs 1. Mehrere Filterrohre sind hier in ein im Wesentlichen horizontal geführtes Bohrloch eingesetzt. Das Bohrloch verläuft beispielsweise unterhalb einer Mülldeponie. Über die Filterrohre kann etwaiges Sickerwasser aus der Deponie aufgenommen und mittels der Pumpen 16 abgepumpt werden.Finally, Fig. 3 shows another possible application of the invention Filter tube 1. Several filter tubes are here in an essentially horizontally guided Borehole used. The borehole runs below one, for example Landfill. Any leachate from the landfill can be removed via the filter pipes are recorded and pumped out by means of the pumps 16.

Claims (20)

Filterrohr zum Einbringen in ein Bodenbohrloch zum Filtern einer im Boden gespeicherten Flüssigkeit, umfassend ein Trägerrohr (10) mit Flüssigkeitsdurchtrittsöffnungen (12) und einer außenseitig angeordneten porösen Filterschicht (11) aus einem aufgesinterten Kunststoffmaterial, deren Porendurchmesser an der Außenseite der Filterschicht (11) kleiner als an der an das Trägerrohr (10) angrenzenden Innenseite ist.Filter tube for insertion in a ground borehole for filtering one in the ground stored liquid, comprising a carrier tube (10) with liquid passage openings (12) and an outside porous filter layer (11) from a sintered plastic material, the pore diameter on the outside of the filter layer (11) smaller than on the the support tube (10) is adjacent to the inside. Filterrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffmaterial ein hoch- oder ultrahochmolekulares Kunststoffmaterial ist.Filter tube according to claim 1, characterized in that the plastic material is a high or ultra high molecular plastic material. Filterrohr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffmaterial Polyethylen oder Polypropylen ist.Filter tube according to claim 1 or 2, characterized in that the Plastic material is polyethylene or polypropylene. Filterrohr nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das die Filterschicht (11) aus einem Kunststoffgranulat (14) oder -pulver gebildet ist.Filter tube according to one of the preceding claims, characterized in that that the filter layer (11) from a plastic granulate (14) or powder is formed. Filterrohr nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mittlere Korngröße des Granulats (14) oder Pulvers im Bereich zwischen 1µm und 5mm liegt.Filter tube according to claim 4, characterized in that the middle Grain size of the granulate (14) or powder in the range between 1 µm and 5mm lies. Filterrohr nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Porendurchmesser zwischen 0,5µm und 4mm, insbesondere zwischen 1µm und 3mm liegt.Filter tube according to one of the preceding claims, characterized in that that the average pore diameter between 0.5µm and 4mm, is in particular between 1 µm and 3 mm. Filterrohr nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Filterschicht (11) zwischen 5mm und 20mm liegt. Filter tube according to one of the preceding claims, characterized in that that the thickness of the filter layer (11) is between 5mm and 20mm lies. Filterrohr nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerrohr (10) aufgrund des Schrumpfverhaltens der Filterschicht (11) beim Abkühlen unter einer Vorspannung steht.Filter tube according to one of the preceding claims, characterized in that that the carrier tube (10) due to the shrinkage behavior of the Filter layer (11) is under a prestress when cooling. Filterrohr nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Länge zwischen 0,5m und 4m, insbesondere von 2m aufweist.Filter tube according to one of the preceding claims, characterized in that that it is a length between 0.5m and 4m, especially from 2m. Filterrohr nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerrohr (10) aus Kunststoff, insbesondere PVC oder PE oder einem Metall, insbesondere Edelstahl besteht.Filter tube according to one of the preceding claims, characterized in that that the carrier tube (10) made of plastic, in particular PVC or PE or a metal, especially stainless steel. Verfahren zur Herstellung eines Filterrohrs nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine das Trägerrohr umgebende lose Schüttung eines sinterbaren granulat- oder pulverförmigen Kunststoffmaterials zur Bildung einer auf das Trägerrohr aufgesinterten Filterschicht in einer Heizvorrichtung durch Temperaturzufuhr angeschmolzen wird und nach Erreichen eines porösen Schmelz- oder Sinterverbunds abkühlt, wobei am Ende der Temperaturbehandlung eine kurzzeitige Temperaturerhöhung zur gezielten Erwärmung der äußeren Oberflächenschicht des Kunststoffmaterials erfolgt.A method of manufacturing a filter tube according to any one of claims 1 to 10, characterized in that a loose surrounding the support tube Filling a sinterable granular or powdered plastic material to form a filter layer sintered onto the carrier tube in a Heater is melted by supplying temperature and after Reaching a porous fusion or sintered composite cools, where am At the end of the temperature treatment, a short temperature increase for targeted heating of the outer surface layer of the plastic material he follows. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffmaterial bezogen auf das innenliegende Trägerrohr von außen erwärmt wird.A method according to claim 11, characterized in that the plastic material heated from the outside in relation to the inner carrier tube becomes. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass als Kunststoffmaterial ein hoch- oder ultrahochmolekulares Kunststoffmaterial verwendet wird. A method according to claim 11 or 12, characterized in that as Plastic material is a high or ultra high molecular plastic material is used. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass als Kunststoffmaterial Polyethylen oder Polypropylen verwendet wird.Method according to one of claims 11 to 13, characterized in that that polyethylene or polypropylene is used as the plastic material. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kunststoffmaterial mit einer mittleren Korngröße von 1µm und 5mm verwendet wird.Method according to one of claims 11 to 14, characterized in that that a plastic material with an average grain size of 1 µm and 5mm is used. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffmaterial solange erwärmt wird, bis der sich einstellende Schmelz- oder Sinterverbund einen mittleren Porendurchmesser im Bereich zwischen zwischen 0,5µm und 4mm, insbesondere zwischen 1µm und 3mm aufweist.Method according to one of claims 11 to 15, characterized in that that the plastic material is heated until the Melt or sintered composite has an average pore diameter in the range between between 0.5µm and 4mm, especially between 1µm and 3mm. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Sintertemperatur im Bereich zwischen 150°C und 220°C liegt.Method according to one of claims 11 to 16, characterized in that that the sintering temperature is between 150 ° C and 220 ° C. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauer der Temperaturbehandlung 15 min bis 120 min, insbesondere 30 min bis 75 min beträgt.Method according to one of claims 11 to 17, characterized in that that the duration of the temperature treatment 15 min to 120 min, in particular 30 minutes to 75 minutes. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass während der Temperaturbehandlung das oder beide freien, nicht mit Kunststoffmaterial umgebenen Enden des Trägerrohrs gekühlt werden.Method according to one of claims 11 to 18, characterized in that that during the heat treatment the or both free, not with Plastic material surrounding the ends of the carrier tube are cooled. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass vor oder nach Beendigung der Temperaturbehandlung das Trägerrohr innenseitig gekühlt wird.Method according to one of claims 11 to 19, characterized in that that the carrier tube before or after the end of the temperature treatment is cooled on the inside.
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