CN101055127A - 防堵塞自动排污回灌装置 - Google Patents

Abstract

一种水源热泵集热井用的防堵塞自动排污回灌装置，包括井管和组装其内的与水源热泵连通的回水阀控制的回灌水管，其技术要点是：所述井管内的回灌水层底部设置自动控制强力排污泵，所述排污泵的泵体内集成由主、副叶轮构成的双流道无堵塞叶轮，组装有主、副叶轮的电机轴的末端固定搅拌器，所述搅拌器置于排污泵基座进水腔内的隔板下方的通道内，泵体出口端通过浑浊水吸管连接井管外的沉降池。它结构设计合理，操作简便，能从根本上解决现有技术中存在的井管堵塞的问题，其运行稳定、安全可靠，显著提高了集热井的除淤防堵和充分提取热量的能力，在有效地减少回灌井的数量、使废井复用的同时，还节约运行成本和维护费用，延长集热井使用寿命。

Description

防堵塞自动排污回灌装置

技术领域

本发明涉及一种水源热泵集热井用的回灌装置，特别是一种水源热泵机组的集热井为单管井回灌或多管井回灌用的防止沉积细砂、悬浮物堵塞井管的防堵塞自动排污回灌装置。

背景技术

目前，地热资源的开发利用已在供暖、养殖、种殖等行业得到广泛推广应用，水源热泵机组就是利用集热井对地下水进行热交换的集能装置。水源热泵机组的集热井按其回灌的设置分布，可分为单管井(即在同一口管井中完成抽水、回灌任务)和多管井(即一口管井抽水、多口管井回灌)。单管井主要是在受地形、地质条件的限制不能另设回灌井的情况下设置的，这虽然可节省打回灌井的费用，但是其打井深度和回灌条件的要求较高，井管内抽水、回灌水之间需要设置隔离条件较高的密封装置，密封不好会影响对地下水的热量提取，造成水资源热量的浪费。在有条件的地方设置多管井，多管井的回灌井设置的多，回水效率高，可是打井的费用也高。现有水源热泵各种集热井的回灌部分因井管中的沉砂、悬浮污物的堵塞，不仅会导致回水不能及时回灌，或根本无法回灌，而且影响集热井的正常运行，同时不可避免地会造成移砂、地面塌陷、污染环境、水资源热源的浪费等后果。国内、外曾针对上述问题提出一些解决堵塞的技术方案，如公告号为CN2606868Y的“一种地热水开采及回灌系统”，采用对井回灌开采，即抽水管井、回灌管井的双管井模式，但其回灌水系统较为复杂，不能解决井管堵塞的问题。公告号为2646629Y的“自控式地热水回灌装置”，在单管井的筒体壁上径向分布3～12个内置出水轴杆的圆孔，这些出水轴杆上有与阀门连动的连接杆。阀门控制抽水和回灌，通过增加出水轴孔的出水孔和筒壁上的圆孔的数量及层数来提高回灌效率，其出水轴杆的结构复杂，加工比较困难，仍然解决不了井管堵塞的问题。公告号为CN2742349Y的“对井模式开采地下水使用能量后的尾水回灌过滤系统”，包括在开采井与回灌井之间安装多级过滤组，每级过滤组由三～七个过滤器组成。公告号为CN1306226C的“用于地热第三系砂岩回灌的井口系统”，主要采用两级以并联方式构成的粗过滤器组和精过滤器组与加压回灌泵和强制排气罐串接组成回灌系统。公开号为CN1844796A的“双井轮换抽灌的换能装置”，包括双井和安装在双井中的井管、潜水泵以及与潜水泵连通的换能器，井管安装在双井内。工作时，抽水井内形成低压室，回灌井内形成高压室，地下水在双井高、低压力差的作用下，于双井之间及周边的各层地下砂层中作回转循环运动。上述公开的对井回灌、阀门控制回灌、尾水回灌过滤系统、双井压力差回灌等措施，因对回灌水层底部沉积的细砂和附在管壁上的悬浮物无法彻底清除，且结构设计比较复杂，故不仅增加了运行成本和维护费用，而且防堵效果不好，井管堵塞还会造成单管井或回灌井的报废，因此，限制了其推广应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种防堵塞自动排污回灌装置，它能从根本上解决现有技术中存在的井管堵塞的问题，结构设计合理，操作简便，运行稳定可靠，显著提高集热井的彻底清淤作用和回灌效果、充分提取热量的能力，在有效地减少回灌井的数量、使废井复用的同时，还达到了节约集热井运行成本和维护费用、延长其使用寿命的目的。

本发明的目的是这样实现的：该装置包括井管和组装其内的与水源热泵机组连通的回水阀及其控制的回灌水管，其技术要点是：所述井管内的回灌水层底部设置自动控制强力排污泵，所述排污泵的泵体内集成由主、副叶轮构成的双流道无堵塞叶轮，组装主、副叶轮的电机轴的末端固定搅拌器，所述搅拌器置于排污泵基座进水腔内的隔板下方的通道内，泵体出口端通过浑浊水吸管连接井管外的沉降池。

由于本发明是在现有集热井的结构基础上，仅对其单管井或多管井的回灌井的井管内的回灌水层底部进行改造，它运行稳定、安全可靠，安装、维护操作简便，所以很容易实现。该装置采用集成在泵体内的由主、副叶轮构成的双流道无堵塞叶轮和泵基座内的搅拌器的自动控制强力排污泵，并利用排污泵基座进水腔内的隔板将基座一分为二，使搅拌与排水互不影响，结构设计合理，所以其独特的防堵塞排污结构，有利于提高浑浊水的过流能力和排污能力。该装置能从根本上解决现有技术中存在的井管堵塞的问题，可在不影响水源热泵机组正常运转的条件下，利用排污泵的搅拌器产生极强的搅拌力，将单管井或多管井的回灌井的井管内的回灌水层底部的沉积泥砂和附着在管壁上的悬浮物，使底层的回灌水连同沉积泥砂和悬浮物被搅拌成浑浊水，然后将其通过与泵体出口端连接的浑浊水吸管排入沉降池，其显著提高了集热井的彻底清淤作用和及时回灌、充分提取热量的能力。对于单管井来说，可使废集热井复用或延长集热井的使用寿命；对于多管井来说，这可有效地减少回灌井的数量或使废回灌井复用。因此，该装置与对井回灌、阀门控制回灌、尾水回灌过滤系统、双井压力差回灌等技术方案相比，既解决了现有集水井回灌措施不力存在的移砂、地面塌陷、水资源热量浪费、污染环境等问题，又延长了集热井的使用寿命，节约了其运行成本和维护费用。

附图说明

以下结合附图对本发明作进一步描述。

图1是本发明的一种I型结构示意图。

图2是本发明的一种II型结构示意图。

图3是图1和图2中的自动控制强力排污泵的一种结构示意图。

图中序号说明：1自动控制强力排污泵、2滤网、3沉降池、4浑浊水吸管、5自动控制柜、6电源线、7回灌水阀、8回灌水管、9井管、10回灌水面、11换热器、12潜水泵、13隔离密封、14抽水管、15主电缆、16电机、17电机轴、18油室、19副叶轮、20主叶轮、21泵体、22基座、23隔板、24搅拌器、25双端面机械密封、26油水探头、27控制电缆。

具体实施方式

根据图1～3详细说明本发明的具体结构。该防堵塞自动排污回灌装置可以根据现有水源热泵机组集热井的规格和使用需要，设计成I型结构和II型结构。图1所示的是I型结构示意图，将该装置安装在集热井为多管井的回灌井的回灌水层底部。图2所示的是II型结构示意图，将该装置安装在集热井为单管井的井管内的回灌水层底部。该装置主要包括井管9和组装其内的与水源热泵机组换热器连通的回水阀7及其控制的回灌水管8。井管9采用现有单管井的井管或多管井的回灌井的井管，在井管9内的回灌水层底部设置自动控制强力排污泵1。该排污泵1是在普通排污泵的结构基础上进行改进的，它主要包括主电缆15、控制电缆27、电机16、油室18、叶轮、泵体21、基座22等件。其中在泵体21内集成有由主、副叶轮20、19构成的双流道无堵塞叶轮，主、副叶轮20、19组装在电机轴17上，电机轴17的轴承支撑端采用双端面机械密封25，机械密封25长期处于油室18中，能保证泵安全可靠地运行。副叶轮19的流体动力密封结构，既有辅助密封作用，进而保护机械密封，又能平衡轴向力，以延长轴承的使用寿命，在泵上端的主电缆15、控制电缆27的接线腔内，设置常用的漏水检测探头，当出现漏水时，探头发出信号，通过自动控制柜5内的控制系统对泵实施保护。电机16定子采用B级和F级绝缘，内设自动控制柜5控制的常用的热保护器(图中未示出)，当电机16过载发热时，保护器及时作出动作，对电机16实施保护。油室18内装有油水探头26，当机械密封25损坏后，水进入油室18，探头26发出信号，控制系统对泵实施保护。泵内可设置循环冷却系统，以保证装置在井最低水位仍能正常工作。在电机轴17的末端固定有搅拌器24，这是现有普通排污泵的结构中所不具备的。在排污泵1的基座22进水腔内，利用隔板23将进水腔一分为二，搅拌器24置于该进水腔内的隔板23下方的通道内，以使搅拌与进水互不影响。主电缆15、控制电缆27通过电源线6与自动控制柜5连接后，将电机16及其热保护器、油水探头26等组成常用自动控制回路。泵体21出口端通过浑浊水吸管4连接井管9外的底部设置滤网2的沉降池3。

本发明的防堵塞自动排污回灌装置，适用范围比较广泛，其既可以用于新建单管井，也可以使废集热井中的单管井复用或延长该类集热井的使用寿命，如图2所示；还可以用于新建多管井的回灌井和使废回灌井复用，因其可以有效地防止回灌井堵塞，故不仅可以延长该类集热井的使用寿命，而且能明显减少多管井所用的回灌井的数量，进一步节约集热井的运行成本和维护费用，如图1所示。

该装置的使用操作步骤与现有集热井相同，操作时，接通电源启动自动控制回路工作。电机16转动后，搅拌器24随电机轴17旋转，产生极强的搅拌力，将井管9内的回灌水层底部的沉积泥砂逐渐被搅动，连同附着在管壁上的悬浮物在旋涡作用下，被搅拌到回灌水中形成浑浊水，通过与泵体21出口端连接的浑浊水吸管4排入沉降池3。这对井管不仅可以起到彻底清污、除淤作用，而且显著提高集热井的防堵能力和增强回灌水的渗透能力，从而达到充分提取和发挥集热井地下水资源热量的目的，节约运行成本和维护费用，延长集热井使用寿命。

Claims (1)

1、一种防堵塞自动排污回灌装置，包括井管和组装其内的与水源热泵连通的回水阀控制的回灌水管，其特征在于：所述井管内的回灌水层底部设置自动控制强力排污泵，所述排污泵的泵体内集成由主、副叶轮构成的双流道无堵塞叶轮，组装有主、副叶轮的电机轴的末端固定搅拌器，所述搅拌器置于排污泵基座进水腔内的隔板下方的通道内，泵体出口端通过浑浊水吸管连接井管外的沉降池。

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