CN102713091B - 钻孔抽水系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种钻孔抽水系统，其具有潜水泵（20）和容纳于钻孔中的立管（15），其中，在立管（15）中设有水处理系统，用于清洁所输送的水。

Description

钻孔抽水系统
技术领域
本发明涉及一种如权利要求1前序部分所述的钻孔抽水系统。
背景技术
在钻孔抽水系统中根据现有技术设置水处理系统，以使输送的水免于杂质。但是在寒冷的天气条件下，水处理系统中的水会有结冰的危险。因此为了防止水结冰，公知的是为水处理系统配备热绝缘外壳。但是这额外增加了钻孔抽水系统的成本。
此外，还公知溶解的杂质（例如铁）会从待抽取的水中沉淀出，因为特别是铁化合物会在水容器的底部引起明显的变色。为了使铁化合物沉淀，对水进行通风。但是在不利的情况下，沉淀出的杂质可能会堵塞钻孔，从而影响到钻孔抽水系统的运行。
发明内容
因此，本发明的目的在于提出一种钻孔抽水系统，通过该系统可以使水处理成本低廉，并且不会影响钻孔抽水系统运行的可靠性。
本发明的目的通过一种具有如权利要求1所述特征的钻孔抽水系统得以实现。本发明优选的扩展方案由从属权利要求、下面的说明以及附图给出。
根据本发明的钻孔抽水系统具有潜水泵和容纳于钻孔中的立管。根据本发明，在立管中设置水处理系统，用以清洁所输送的水。由于因此使得水处理系统也同样设置在钻孔中或容纳于钻孔中，因此在这种设置中，可以简单的方式防止水处理系统冻冰。诸如热绝缘外壳或覆盖物这样的附加的装置在根据本发明的钻孔抽水系统中不是必要的。
在根据本发明的钻孔抽水系统中，优选将水处理系统设置在潜水泵的上方。在此优选将杂质与水一起在钻孔中向上输送，从而使杂质不会沉积在钻孔的底部上。由此可以有效地避免沉积的杂质堵塞钻孔。因此，根据本发明的钻孔抽水系统能够可靠、安全地运行。
在根据本发明的钻孔抽水系统中，水处理系统理想地具有通风器。因此，通过使用通风器对水通风，可以将例如溶解的铁和/或铁化合物容易地从水中析出。根据本发明，由于通风器被设置在立管中，并特别是设置在潜水泵的上方，因此析出的杂质将向上流动，从而使析出的杂质不会形成沉淀物，因此不会导致钻孔堵塞。因此在对所抽取的水进行通风时钻孔抽水系统也能够可靠、安全地运行。
在根据本发明的钻孔抽水系统中，水处理系统适宜地具有通风管线（Belüftungsstrecke），该通风管线构成用于输送水的立管的一部分。优选该通风管线的长度大于立管在钻孔中垂直延伸的三分之一，特别是大于三分之二。本发明的这种扩展方案使得钻孔抽水系统具有特别紧凑的结构，因为立管同时构成钻孔抽水系统的输送管线和通风管线。
在根据本发明的钻孔抽水系统中，优选水处理系统包括至少一个水过滤器。根据本发明，在此水过滤器设置于立管中，并特别是设置在潜水泵的上方（即潜水泵的下游）。因此在根据本发明的潜水泵中，水过滤器在立管中且在钻孔底部的上方从输送的水中过滤出杂质。水过滤器因此使得在钻孔的底部上没有过滤出的杂质的沉淀物，故而就此而言根据本发明也能够防止钻孔堵塞，并确保钻孔抽水系统的运行可靠性。
在根据本发明的钻孔抽水系统中，相宜地将水过滤器设置在钻孔内，特别是接近或直接设置在钻孔的上端部上。一方面，将水过滤器接近于钻孔的上端部设置可以使通风管线尽可能地长，并由此实现对输送的水的彻底清洁。另一方面，能够例如为了进行清洁而简单地更换水过滤器，因为为了移除或安装水过滤器，仅需将水过滤器沿着立管总长度的较短的一部分从钻孔中拿出或插入钻孔中。
在根据本发明的钻孔抽水系统中，优选水过滤器是金属过滤器。替代地或附加地，优选水过滤器是矿物过滤器和/或烛形过滤器。
优选水过滤器是可冲洗的，特别是可反冲洗的。
在根据本发明的钻孔抽水系统中，有利地设置冲洗装置，用以利用压缩空气和/或高压水冲洗水过滤器。
在根据本发明的钻孔抽水系统中，特别优选冲洗装置和通风器具有共同的压缩空气源。
在本发明的一种优选的扩展方案中，至少在水过滤器上游的立管是至少部分柔性的。在本发明的这种扩展方案中，优选立管的部分可以相对运动，从而避免杂质堵塞立管。特别是在立管在水过滤器的上游是柔性或部分柔性的实施方案中，可以对水过滤器可靠地进行反冲洗，在此不会有保留在水过滤器中的杂质堵塞立管的危险。更确切地说，在本发明的这种扩展方案中，通过在正常运行时以及在对过滤器进行反冲洗时总是发生的穿流，立管已经与水一起同时被清洁。
合适地，钻孔抽水系统具有出口，该出口设置用于排出保留在水过滤器中的残留物。该出口被适当地设置在立管的上端部上。优选钻孔抽水系统具有从位于水过滤器上游的区域向上通向出口的流动路径。在反冲洗过滤器时，保留在水过滤器中的杂质可以与水一起通过该流动路径被推向出口，从而就是在反冲洗水过滤器时，也不会在钻孔的底部形成析出杂质的沉淀物。由此在反冲洗水过滤器时也不会出现保留在水过滤器中的杂质堵塞钻孔的危险。
在钻孔抽水系统的一种优选的扩展方案中，在水过滤器的上游和/或下游设置压力表。通过这种方式可以连续、自动地监测水过滤器的透水性。例如，在水过滤器的上游占主导的较高的压力，或与此相对应的在水过滤器的下游占主导的较低的压力都表明水过滤器被堵塞。如果在水过滤器的上游和/或下游设置压力表，则可以适宜地借助于分析单元对所测量到的压力进行相互比较，该分析单元为此与压力表信号连接。替代地或附加地，分析单元还可以将在水过滤器的上游和/或下游测得的压力与标准压力值或标准压力值范围进行比较，在此，当所检测到的一个或多个压力偏离标准压力值或标准压力值范围时，则通知水过滤器堵塞。
在根据本发明的钻孔抽水系统中，例如设置控制装置，用于检测由一个或多个压力表测得的一个或多个压力，并根据该一个或多个压力来控制/引导对水过滤器的冲洗。在此，优选该控制装置具有如上所述的分析单元。在这种扩展方案中，可以在一定程度上将钻孔抽水系统构成为自动等待的。如果通过分析单元对利用压力表测得的一个或多个压力所进行的分析产生水过滤器透水性下降的信号，则控制装置可以引导或控制对水过滤器进行冲洗。
附图说明
下面根据如图所示的实施例对本发明进行详细说明。
图1以原理示意图（非按比例的）示出了钻孔抽水系统的示意结构，
图2以简化的纵切面图示出了钻孔抽水系统。
具体实施方式
如图1和图2所示的钻孔抽水系统5设置在垂直延伸，即垂直于地面7延伸的钻孔10中，并构成地下水抽取系统，在此为取水管。
钻孔抽水系统5具有设置在钻孔10中的立管15。在立管15的底端连接有潜水泵20，潜水泵20通过立管15将地下水从地下水层向上抽取到取水管头部55中。在潜水泵20的上方设置通风器30，其将空气输送到立管15中。所输送的空气在上升的水中形成气泡35，气泡35沿通风管线40与已输送的水交互。在此通风管线40总计为大于立管15的垂直延伸的三分之二（图2）。通过使用通风器30进行通风，溶于水中的铁和/或铁化合物首先形成胶状体颗粒，接着这些胶状体颗粒不断增大并最终不再溶于水中，并由此形成可从水中过滤出的颗粒。
为了将这种颗粒从输送的水中过滤掉，在通风管线40的上方、钻孔10的上端部上设有水过滤器45。在该实施例中，水过滤器45是烛形过滤器形式的金属过滤器，其具有滤芯（Filterkerze）50并被设计为可反冲洗的。
水过滤器45具有压力表52、53，它们被设置在水过滤器45的滤芯50的上游和下游。在此压力表52、53与控制装置54信号连接，控制装置54监控水过滤器45的滤芯50的上游和下游的压力值，并在该压力值偏离标准压力值范围或超过特定的压力值的压差或压力比时推断出水过滤器45被堵塞，然后如下所述地引导对水过滤器45的反冲洗。在钻孔抽水系统5中立管15被设计为柔性软管，从而在对水过滤器45进行反冲洗时，不可能有颗粒持久地附着在立管15中。软管壁的运动防止了颗粒和污染物的附着。
在钻孔10的上边缘的上方，钻孔抽水系统由取水管头部55封闭。取水管头部55具有空气压缩机60形式的压缩空气源，其向通风器30输送压缩空气。另外，空气压缩机60通过输送管道62以及设置在输送管道62中的阀门64与位于水过滤器45的下游和上方的区域65相连接。向位于水过滤器45下游的区域65中供应压缩空气使得能够对水过滤器45进行反冲洗。为了对水过滤器45进行反冲洗，向位于水过滤器45的下游的区域65供应压缩空气，并朝向水过滤器45的面对上游的面80冲洗掉保留在水过滤器45中的杂质。被冲掉的杂质与水一起沿着在水过滤器45的滤芯50的外侧面上垂直向上延伸的流动路径75被冲到取水管头部55中，杂质与水可以通过取水管头部55的输出管道70从取水管头部55中排出。为此，输出管道70具有与空气压缩机60相连接的压缩空气输送装置85，压缩空气输送装置85具有阀门90，当阀门90打开时，压缩空气输送装置85将压缩空气从空气压缩机60输送到输出管道70中。输出管道70还具有阀门72，其可以为通过输出管道70排出杂质而被控制打开。通过利用压缩空气输送装置86输送的压缩空气，可以使在取水管头部55中被泡软的残留物通过输出管道70排出。在此通过控制装置54引导和控制对水过滤器45的反冲洗，为此，控制装置54为了控制阀门64、72和90而与它们信号连接。
附图标记列表
5钻孔抽水系统
7地面
10钻孔
15立管
20潜水泵
30通风器
35气泡
40通风管线
45水过滤器
50滤芯
52压力表
53压力表
54控制装置
55取水管头部
60空气压缩机
62供应管道
64阀门
65区域
70输出管道
72阀门
75流动路径
80面
85压缩空气输送装置
90阀门

Claims (15)

1.一种钻孔抽水系统，其具有潜水泵(20)和容纳于钻孔(10)中的立管(15)以及设置在所述钻孔(10)的上边缘上方的取水管头部(55)，其特征在于，在所述立管中设置水处理系统，用于清洁所输送的水，所述水处理系统具有通风器(30)和通风管线(40)，该通风管线构成用于输送水的立管(15)的一部分，并且它的长度大于所述立管(15)在所述钻孔(10)中的垂直延伸的三分之一。
2.如权利要求1所述的钻孔抽水系统，其特征在于，所述水处理系统设置在所述潜水泵(20)的上方。
3.如权利要求1所述的钻孔抽水系统，其特征在于，所述通风管线的长度大于所述立管(15)在所述钻孔(10)中的垂直延伸的三分之二。
4.如权利要求1所述的钻孔抽水系统，其特征在于，所述水处理系统包括至少一个水过滤器(45)。
5.如权利要求4所述的钻孔抽水系统，其特征在于，所述水过滤器(45)设置在所述钻孔(10)内。
6.如权利要求5所述的钻孔抽水系统，其特征在于，所述水过滤器(45)接近或直接设置在所述钻孔(10)的上端部上。
7.如权利要求4所述的钻孔抽水系统，其特征在于，所述水过滤器(45)是金属过滤器和/或矿物过滤器和/或烛形过滤器。
8.如权利要求4到7中任一项所述的钻孔抽水系统，其特征在于，所述水过滤器(45)是可冲洗的。
9.如权利要求4到7中任一项所述的钻孔抽水系统，其特征在于，所述水过滤器(45)是可反冲洗的。
10.如权利要求8所述的钻孔抽水系统，其特征在于，具有冲洗装置，用以利用压缩空气和/或高压水冲洗所述水过滤器(45)。
11.如权利要求10所述的钻孔抽水系统，其特征在于，所述冲洗装置和所述通风器(30)具有共同的压缩空气源(60)。
12.如权利要求4到7中任一项所述的钻孔抽水系统，其特征在于，至少在所述水过滤器(45)的上游所述立管(15)至少部分是柔性的。
13.如权利要求4到7中任一项所述的钻孔抽水系统，其特征在于，具有出口(70)，该出口用于排出保留在所述水过滤器(45)中的残留物。
14.如权利要求4到7中任一项所述的钻孔抽水系统，其特征在于，在所述水过滤器(45)的上游和/或下游设置压力表(52，53)。
15.如权利要求14所述的钻孔抽水系统，其特征在于，设有控制装置(54)，用于检测由所述压力表(52，53)测得的压力，并根据所检测的压力控制/引导对所述水过滤器(45)的冲洗。
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