Использование фильтров из волокнистых материалов в мелиоративном и гидротехническом строительстве

Abstract

При строительстве первых дренажных трубчатых систем столкнулись с проблемой защиты их от заиления частицами грунта, проникающими через входные отверстия. Поиски и исследования привели к использованию различных волокнистых материалов, играющих роль фильтров. Вначале широко применялись стеклохолсты. Однако они, обладая хорошими фильтрационными свойствами, имели ряд существенных недостатков. Большую роль в использовании пластмасс сыграли работы, выполненные в Институте механики металлополимерных систем (г. Гомель, Республика Беларусь). Разработана технология получения термоскрепленных волокон из термопластов, названных полиэтилен-холстами. Исследование свойств последних под нагрузкой показало, что при определенных давлениях их поперечная и продольная проницаемости становятся равными, т. е. материал делается изотропным. Рассмотренные взаимодействия фильтрующего материала и опорного каркаса выявили, что основная фильтрация воды происходит непосредственно над перфорационными отверстиями, в то время как материал над глухими участками каркаса в работе не участвует. В связи с этим разработана новая конструкция фильтрующего элемента, который может использоваться в водозаборах поверхностных и подземных вод. Фильтрующий элемент состоит из опорного каркаса с отверстиями и установленного на нем фильтрационного покрытия. Между ними на опорном каркасе выполнены водоподводящие полости – канавки, расходящиеся в виде лучей от перфорационных отверстий. Эти канавки могут иметь боковые ответвления второго, третьего и т. д. порядков. Поскольку лучеобразное расположение канавок создает кратчайшие пути потоку профильтровавшейся воды от периферии к отверстиям каркаса, а площадь поперечного сечение канавок в сотни раз превосходит площадь поровых ходов в водоприемном покрытии, обеспечивается свободное движение воды к отверстиям, а тем самым высокая производительность элемента, так как в работу вовлекается почти вся поверхность водоприемного покрытия. Такие фильтрующие элементы могут использоваться в различных конструкциях фильтрования жидкостей и газов.