CN105170625A - 一种用于多段式土壤原位曝气修复技术的密封装置 - Google Patents

一种用于多段式土壤原位曝气修复技术的密封装置 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供了一种用于多段式土壤原位曝气修复技术的密封装置，其包括：密封塞和支撑装置；密封塞包括：上底、下底和侧边；侧边的顶端连接于上底的边缘，侧边的底端连接于下底的边缘，上底和下底分别为圆形结构且下底的直径匹配于曝气井的内径；支撑装置包括多片弹簧钢片，多片弹簧钢片分别对称环绕贴设于侧边外侧，且多片弹簧钢片的上下两端分别连接于上底和下底，本发明实施例提供的用于多段式土壤原位曝气修复技术的密封装置，该装置气密性良好，承压能力强，而且易向上提升，采用圆台型的设计减小了密封装置在向上提升的过程中与曝气井壁的摩擦力及空气阻力，降低了提升装置的能耗。

Description

一种用于多段式土壤原位曝气修复技术的密封装置
技术领域
本发明实施例涉及土壤污染修复领域，尤其涉及一种用于多段式土壤原位曝气修复技术的密封装置。
背景技术
土壤曝气技术(AirSparging，AS)是一种处理土壤中挥发性有机污染物的原位修复技术，由于其成本低、效率高、可原位施工的优势使其广泛应用于土壤中分子量较小、易挥发有机污染物的修复。AS技术将压缩空气注入土壤，气体在向上运动的过程中引起挥发性有机污染物自土体进入气相，再通过气相抽提系统处理含有污染物的空气，从而达到去除污染物的目的。此外，注入的空气通过有氧生物降解可加快污染物的去除。
然而，通过实验室研究和场地工程应用发现，由于受到注入气体压力的影响，曝气井底部的曝气量远比顶部的曝气量低，而且，在曝气井内，密封装置主要起到密闭注入空气的作用，密封塞需要与曝气井壁形成密闭空间，如果使用现有的密封装置，因其密封性受限，将影响井内曝气程度，从而影响挥发性污染物从土壤中的挥发以及曝气过程对土壤中好氧微生物的供氧，大大限制了污染物的去除效率。
因此，需要一种新型的密封装置，以解决现有技术中存在的密封性差的问题，提供良好的密封性能。
发明内容
针对现有技术方案存在的问题，本发明实施例提供一种用于多段式土壤原位曝气修复技术的密封装置，该装置气密性良好，承压能力强，而且易向上提升。
本发明实施例提供一种用于多段式土壤原位曝气修复技术的密封装置，其包括：密封塞和支撑装置；所述密封塞包括：上底、下底和侧边；所述侧边的顶端连接于所述上底的边缘，所述侧边的底端连接于所述下底的边缘，所述上底和所述下底分别为圆形结构且所述下底的直径匹配于曝气井的内径；所述支撑装置包括多片弹簧钢片，所述多片弹簧钢片分别对称环绕贴设于所述侧边外侧，且所述多片弹簧钢片的上下两端分别连接于所述上底和所述下底。
优选地，所述下底的直径大于或等于所述上底的直径。
优选地，所述上底为圆柱形。
优选地，所述上底为圆柱环形。
优选地，所述下底为圆柱形。
优选地，所述下底为圆柱环形。
优选地，所述圆柱环形的所述下底的内径等于所述上底的外径。
优选地，其特征在于，所述弹簧钢片为等腰梯形，且靠近所述下底的底边大于远离所述下底的底边。
优选地，所述多片所述弹簧片等距离环绕贴设于所述侧边外侧。
另外，优选地，所述密封塞的制作材料包括聚氨酯橡胶制。
根据本发明实施例提供的一种用于多段式土壤原位曝气修复技术的密封装置，其一，该装置气密性良好。基于聚氨酯橡胶具有耐磨性好、强度高、弹性好、耐老化、气密性优良的特点，采用圆台型聚氨酯橡胶密封塞的设计，使得该密封装置具有良好的气密性，并且在具有一定压力的气流经过密封塞时，密封塞在压力作用下向井壁有一定程度的扩张，进一步增强其气密性。其二，该装置承压能力强。基于弹簧钢具有较高强度、塑性和韧性，采用弹簧钢片支撑装置的设计，增强了圆台型聚氨酯橡胶密封塞的承压能力。其三，该密封装置易向上提升。该密封装置用于多段式土壤原位曝气修复技术时，需要在提升装置的作用下逐渐向上提升至目标区域，采用圆台型的设计减小了密封装置在向上提升的过程中与曝气井壁的摩擦力及空气阻力，降低了提升装置的能耗。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明的一个实施例所述的用于多段式土壤原位曝气修复技术的密封装置的纵向截面图；
图2为图1所示的用于多段式土壤原位曝气修复技术的密封装置的俯视图；
图3为本发明的第二实施例所述的用于多段式土壤原位曝气修复技术的密封装置的纵向截面图；
图4为图3所示的用于多段式土壤原位曝气修复技术的密封装置的俯视图；
图5为本发明的第三实施例所述的用于多段式土壤原位曝气修复技术的密封装置的纵向截面图；
图6为本发明的圆柱环形的下底的内径等于上底的外径的示意图。
附图标记：
1：上底；2：侧边；3：下底；4：支撑装置。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例的主要思想在于，根据本发明实施例的技术方案，当压缩气体由上至下作用于密封塞时，首先作用于上底，进而对密封塞侧边产生压力使得密封塞向井壁扩张，增强了密封装置的气密性；当压缩气体由下至上作用于密封塞时，在弹簧钢片的支撑作用下保证了一定承压能力，密封塞侧边在压力作用下向井壁扩张，同样能增强密封装置的气密性。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图及具体实施例，对本发明作进一步地详细说明。
图1为本发明的一个实施例所述的用于多段式土壤原位曝气修复技术的密封装置的纵向截面图。图2为图1所示的用于多段式土壤原位曝气修复技术的密封装置的俯视图。如图1和2所示，根据本发明的实施例，该装置包括密封塞和支撑装置。
密封塞包括上底1、下底3和侧边2；侧边2的顶端连接于上底1的边缘，侧边2的底端连接于下底3的边缘，上底1和下底3分别为圆形结构，可以是圆柱形或圆柱环形或其他圆形结构，且下底3的直径匹配于曝气井的内径。优选地，下底3的直径大于或等于上底1的直径。
优选地，密封塞的制作材料包括聚氨酯橡胶制。密封塞设置于曝气井内，上下相对的两个密封塞与曝气井井壁形成一封闭空间。该封闭空间主要起到密闭注入空气，控制其在目标区域释放的作用。
密封塞的侧边2设置有支撑装置4；支撑装置4包括多片弹簧钢片，多片弹簧钢片分别对称环绕贴设于侧边2的外侧，且多片弹簧钢片的上、下两端分别连接于上底1和下底3。优选地，多片弹簧钢片等距离环绕贴设于侧边2的外侧。
支撑装置4包括6～10根弹簧钢片，弹簧钢片呈等腰梯形，且靠近下底的底边长度大于远离下底的底边长度。
在本实施例中，密封塞的上底1为圆柱形，下底3为圆柱环形，优选地，圆柱环形的下底3的内径等于上底1的外径。图6为本发明的圆柱环形的下底的内径等于上底的外径的示意图，对于工艺角度和节约材料的角度考虑，在制作下底3的时候，需要在其中心处截取一圆柱体，而这个圆柱的尺寸与上底2的尺寸一样，所以可以直接利用从上底3截取的圆柱体作为上底2，即使制作工艺变的简单又同时避免了材料的浪费。
密封塞的侧边2的顶端与上底1的边缘紧密连接，侧边2的底端与下底3的边缘紧密连接，下底3的外直径匹配于曝气井的内径。弹簧钢片的高度为3～5cm，上底宽度为0.5～1cm，下底宽度为1～2cm，弹簧钢片在密封塞的侧边2的外侧等距布设。
密封塞的上底1的半径为曝气井井管的半径的1/2～3/4，厚度为3～5cm；下底3的外环半径为曝气井井管的半径，下底3的内环半径为曝气井井管的半径的1/2～3/4，厚度为3～5cm；侧边2的顶部和底部分别上底1和下底3紧密连接，侧边2的厚度为上底1或下底3的厚度的3/4～4/5，宽度为3～5cm。
在本实施例中，上底1为聚氨酯橡胶圆柱，其半径为曝气井井管的半径的1/2，厚度为3cm；下底3为聚氨酯橡胶圆柱环，外环半径为曝气井井管半径，内环半径为曝气井井管半径1/2，厚度为3cm；侧边2为聚氨酯橡胶片，厚度为下底3的圆柱环厚度3/4，宽度为3cm，侧边2的顶端和底端分别与上底1和下底3紧密连接。弹簧钢片上底和下底分别与聚氨酯橡胶密封塞上底1和下底3紧密连接，并围绕聚氨酯橡胶密封塞侧边2等距布设在聚氨酯橡胶片的外侧。
下面进一步介绍用于多段式土壤原位曝气修复技术的密封装置的作用过程。上底1主要起到承压作用，当压缩气体由上至下经过密封塞时，压力首先作用于上底1，进而对密封塞的侧边2产生压力使得密封塞向井壁扩张。下底2与井壁紧密接触，主要起到密封作用。侧边2在气体压力的作用下向井壁膨胀，起到增加密封塞气密性的作用。支撑装置4主要起到支撑聚氨酯橡胶密封塞侧边2的作用，使得在压缩气体压力由下至上经过密封塞时，密封塞侧面能够承受更大的压力。
图3为本发明的第二实施例所述的用于多段式土壤原位曝气修复技术的密封装置的纵向截面图。图4为图3所示的用于多段式土壤原位曝气修复技术的密封装置的俯视图。如图3和图4所示，该装置包括密封塞和支撑装置。图3和图4所示的用于多段式土壤原位曝气修复技术的密封装置与图1和图2所示的用于多段式土壤原位曝气修复技术的密封装置的主要区别在于：密封塞的上底1为圆柱环形，下底3为圆柱环形，圆柱环形的下底3的内径等于上底1的外径，且下底3的内径大于上底1的内径。
密封塞的上底1的外环半径为曝气井井管的半径的1/2～3/4，上底1的内环半径小于下底3的内环半径，厚度为3～5cm；下底3的外环半径为曝气井井管的半径，下底3的内环半径为曝气井井管的半径的1/2～3/4，厚度为3～5cm；侧边2的顶部和底部分别上底1和下底3紧密连接，侧边2的厚度为上底1或下底3的厚度的3/4～4/5，宽度为3～5cm。
在本实施例中，上底1为聚氨酯橡胶圆柱环，其外环半径为曝气井井管的半径的1/2，内环半径小于曝气井井管1/2，厚度为4cm；下底3为聚氨酯橡胶圆柱环，外环半径为曝气井井管半径，内环半径为曝气井井管半径1/2，厚度为4cm；侧边2为聚氨酯橡胶片，厚度为下底3的圆柱环厚度3/4，宽度为4cm，侧边2的顶端和底端分别与上底1和下底3紧密连接。弹簧钢片上底和下底分别与聚氨酯橡胶密封塞上底1和下底3紧密连接，并围绕聚氨酯橡胶密封塞侧边2等距布设在聚氨酯橡胶片的外侧。
图5为本发明的第三实施例所述的用于多段式土壤原位曝气修复技术的密封装置的纵向截面图。如图5所示，该装置包括密封塞和支撑装置。图5所示的用于多段式土壤原位曝气修复技术的密封装置与图1和图2所示的用于多段式土壤原位曝气修复技术的密封装置的主要区别在于：密封塞的上底1为圆柱形，下底3为圆柱形。
密封塞的上底1的半径为曝气井井管的半径的1/2～3/4，厚度为3～5cm；下底3的半径为曝气井井管的半径，厚度为3～5cm；侧边2的顶部和底部分别上底1和下底3紧密连接，侧边2的厚度为上底1或下底3的厚度的3/4～4/5，宽度为3～5cm。
在本实施例中，上底1为聚氨酯橡胶圆柱，其半径为曝气井井管的半径的3/4，厚度为5cm；下底3为聚氨酯橡胶圆柱，其半径为曝气井井管半径，厚度为5cm；侧边2为聚氨酯橡胶片，厚度为下底3的圆柱厚度4/5，宽度为5cm，侧边2的顶端和底端分别与上底1和下底3紧密连接。弹簧钢片上底和下底分别与聚氨酯橡胶密封塞上底1和下底3紧密连接，并围绕聚氨酯橡胶密封塞侧边2等距布设在聚氨酯橡胶片的外侧。
综上所述，根据本发明的技术方案，其一，该装置气密性良好。基于聚氨酯橡胶具有耐磨性好、强度高、弹性好、耐老化、气密性优良的特点，采用圆台型聚氨酯橡胶密封塞的设计，使得该密封装置具有良好的气密性，并且在具有一定压力的气流经过密封塞时，密封塞在压力作用下向井壁有一定程度的扩张，进一步增强其气密性。其二，该装置承压能力强。基于弹簧钢具有较高强度、塑性和韧性，采用弹簧钢片支撑装置的设计，增强了圆台型聚氨酯橡胶密封塞的承压能力。其三，该密封装置易向上提升。该密封装置用于多段式土壤原位曝气修复技术时，需要在提升装置的作用下逐渐向上提升至目标区域，采用圆台型的设计减小了密封装置在向上提升的过程中与曝气井壁的摩擦力及空气阻力，降低了提升装置的能耗。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种用于多段式土壤原位曝气修复技术的密封装置，其特征在于，其包括：密封塞和支撑装置；
所述密封塞包括：上底、下底和侧边；
所述侧边的顶端连接于所述上底的边缘，所述侧边的底端连接于所述下底的边缘，所述上底和所述下底分别为圆形结构且所述下底的直径匹配于曝气井的内径；
所述支撑装置包括多片弹簧钢片，所述多片弹簧钢片分别对称环绕贴设于所述侧边外侧，且所述多片弹簧钢片的上下两端分别连接于所述上底和所述下底。
2.如权利要求1所述的用于多段式土壤原位曝气修复技术的密封装置，其特征在于，所述下底的直径大于或等于所述上底的直径。
3.如权利要求1所述的用于多段式土壤原位曝气修复技术的密封装置，其特征在于，所述上底为圆柱形。
4.如权利要求1所述的用于多段式土壤原位曝气修复技术的密封装置，其特征在于，所述上底为圆柱环形。
5.如权利要求1所述的用于多段式土壤原位曝气修复技术的密封装置，其特征在于，所述下底为圆柱形。
6.如权利要求1所述的用于多段式土壤原位曝气修复技术的密封装置，其特征在于，所述下底为圆柱环形。
7.如权利要求1所述的用于多段式土壤原位曝气修复技术的密封装置，其特征在于，所述圆柱环形的所述下底的内径等于所述上底的外径。
8.如权利要求1所述的用于多段式土壤原位曝气修复技术的密封装置，其特征在于，所述弹簧钢片为等腰梯形，且靠近所述下底的底边大于远离所述下底的底边。
9.如权利要求1所述的用于多段式土壤原位曝气修复技术的密封装置，其特征在于，所述多片所述弹簧片等距离环绕贴设于所述侧边外侧。
10.如权利要求1所述的用于多段式土壤原位曝气修复技术的密封装置，其特征在于，所述密封塞的制作材料包括聚氨酯橡胶制。
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