CN108405596B - 一种用于污染场地修复的原位注射井系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于污染场地修复的原位注射井系统，包括溶液箱，溶液箱的出液管通过导管与电动球阀进液口连通，电动球阀出液口通过导管与注浆泵进液口连通，注浆泵出液口与电子流量计进液口连通，电子流量计出液口与注射管一端连通，注射管另一端与密封井管连通；密封井管顶部与电子压力计探测端连通以探测密封井管内部的压力；密封井管的管体四周密封；密封井管顶部通过混凝土浇筑，且密封井管外部由上至下依次填充有膨润土、石英砂，密封井管底部设有筛管。本发明可通过控制箱将污染场地修复现场的原位注射系统实现自动化控制，可精准控制药剂注射流量及总量的变化。

Description

一种用于污染场地修复的原位注射井系统

技术领域

本发明涉及一种土壤修复技术，特别是涉及一种用于污染场地修复的原位注射井系统。

背景技术

2014年公布的《全国土壤污染状况调查公报》显示，我国土壤总超标率为16.1%，其中六六六、滴滴涕、多环芳烃点位超标率分别为0.5%、1.9%、1.4%，有机污染已成为我国土壤污染的重要类型之一。同时，由于异位修复需要将污染土壤开挖和外运，期间会有少量有机物散发到周围环境，为避免二次污染产生，原位修复技术在有机物污染场地修复中应用愈加广泛。

原位化学氧化/还原技术通过向土壤或地下水污染区域注入氧化剂或还原剂，通过氧化或还原作用将污染物转化为无毒或毒性相对较小的物质，从而实现修复的目的。氧化剂/还原剂的投加方式主要为注射井注射和原位钻头直压式注射，其中原位钻头直压式注射为一次性注射，不能对污染区域持续注药，每个注射点的修复范围有限，具有一定的局限性；注射井注射通过在污染区域建立的一系列注射井而将修复药剂注射到污染区域，可根据修复需要持续或分阶段注射，修复效果较佳。目前，修复工程现场原位注射过程多采用手动控制，药剂注射流量及注射量无法精准控制，修复作业效率较低且影响整体修复效果。

因此，申请人提出一种用于污染场地修复的原位注射井系统，其能够准确控制注射量，从而提高修复效果和效率。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种用于污染场地修复的原位注射井系统。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于污染场地修复的原位注射井系统，包括用于存放药液的溶液箱，所述的溶液箱的出液管通过导管与电动球阀进液口连通，电动球阀出液口通过导管与注浆泵进液口连通，注浆泵出液口与电子流量计进液口连通，电子流量计出液口与注射管一端连通，注射管另一端与密封井管连通；

所述的密封井管顶部与电子压力计探测端连通以探测密封井管内部的压力；密封井管的管体四周密封；

所述的密封井管顶部通过混凝土浇筑，且密封井管外部由上至下依次填充有膨润土、石英砂，所述的密封井管底部设有筛管。

进一步地，电子球阀、注浆泵、电子流量计、电子压力计进电端通过导线与控制箱出电端连接导电，控制箱进电端通过导电与进电端连接导电；

电子球阀、注浆泵、电子流量计、电子压力计、继电器开关信号输出端与控制箱信号输入端连接并进行数据传输。

进一步地，所述的控制箱内安装有用于控制电流通断的继电器开关，用于控制各个继电器开关开闭和收发、解析指令的单片机，用于与外部设备无线连接的无线模块，以及用于稳压、连接各个电子元器件的电路；

电子球阀、注浆泵、电子流量计、电子压力计进电端与每个继电器开关出电端连接导电，每个继电器开关进电端分别与控制箱出电端连接导电。

进一步地，所述的无线模块为WIFI模块或4G模块。

进一步地，所述的无线模块与远程控制装置连接并进行数据传输。

进一步地，所述石英砂填充层自密封井管底端至高于筛管顶端50 cm处，所述混凝土层高度约50 cm，所述膨润土填充层自石英砂填充层顶端至混凝土层底端；所述石英砂和膨润土填充层的直径相同，均为密封井管直径的1-2倍，所述混凝土填充层的直径为密封井管直径的2-3倍。

进一步地，所述溶液箱、电动球阀、电子注浆泵、电子流量计、密封井管与药剂溶液接触的部位均采用防腐蚀材料制造或涂抹防腐蚀涂料。

进一步地，所述的溶液箱，包括，箱盖、进液管、出液管，所述的溶液箱内部中空且用于存放药液，且溶液箱底部设置有托板、顶部侧面设置有铰接块，两块铰接块之间形成铰接槽；

所述的箱盖一端设有装配块，所述的装配块装入铰接槽中，第二铰接轴穿过装配块、铰接块，使铰接块与装配块可转动装配；

所述的溶液箱外壁上还固定有第一导向块、第二导向块，齿条装入第一导向块、第二导向块中且齿条可在其长度方向上移动；

所述的齿条顶部通过第二交接轴与箱盖铰接，且齿条上设有齿条部分，所述的齿条部分与第一齿轮啮合并形成齿轮齿条传动结构，所述的第一齿轮固定在第一轴体上，第一轴体与溶液箱侧壁可转动装配且第一轴体上还固定有第一带轮；

所述的第一带轮通过皮带与第二带轮连接并形成带传动结构，所述的第二带轮固定在第二轴体上，所述的第二轴体与溶液箱侧壁可转动装配，所述的第二轴体上还固定有第二齿轮，所述的第二齿轮可与第四齿轮啮合传动，所述的第四齿轮固定在第四轴体上，第四轴体一端装入溶液箱上的第一导向槽、另一端装入立板上的第二导向槽且与之可滑动装配；

所述的第四齿轮卡装在装载壳的装载槽中，所述的装载槽两侧为支撑板，两块支撑板通过连接板连接，所述的连接板外壁与伸缩轴一端装配固定，所述的伸缩轴另一端装入电磁铁中；所述的电磁铁固定在溶液箱外壁上；

所述的第四齿轮可与第三齿轮啮合传动，所述的第三齿轮固定在第三轴体上，所述的第三轴体位于溶液箱内的部分上固定有搅动刷；

所述的第三齿轮与第五齿轮啮合传动，所述的第五齿轮固定在输出轴上，所述的输出轴装入电机内；

初始状态时，第四齿轮与第三齿轮、第二齿轮分离。

本发明的有益效果是：

1、本发明可通过控制箱将污染场地修复现场的原位注射系统实现自动化控制，可精准控制药剂注射流量及总量的变化。

2、本发明可通过远程控制装置实现对修复现场数据监控及注射过程远程控制。

3、本发明可通过电子压力计实时观测井内压力变化，且压力值与注浆泵的启停实现联动，在确保井体安全的前提下提高了药剂注射效率及修复效率。

附图说明

图1是本发明一种用于污染场地修复的原位注射井系统具体实施方式的结构示意图。

图2是本发明一种用于污染场地修复的原位注射井系统具体实施方式的溶液箱结构示意图。

图3是本发明一种用于污染场地修复的原位注射井系统具体实施方式的溶液箱结构示意图。

图4是本发明一种用于污染场地修复的原位注射井系统具体实施方式的溶液箱结构示意图。

图5是本发明一种用于污染场地修复的原位注射井系统具体实施方式的溶液箱局部结构示意图。

图6是本发明一种用于污染场地修复的原位注射井系统具体实施方式的溶液箱局部结构示意图。

图7是本发明一种用于污染场地修复的原位注射井系统具体实施方式的溶液箱局部结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

参见图1，一种用于污染场地修复的原位注射井系统，包括用于存放药液的溶液箱210，所述的溶液箱210的出液管通过导管300与电动球阀220进液口连通，电动球阀220出液口通过导管与注浆泵230进液口连通，注浆泵出液口与电子流量计240进液口连通，电子流量计出液口与注射管310一端连通，注射管另一端与密封井管120连通，电子球阀220、注浆泵230、电子流量计240、电子压力计250进电端通过导线320与控制箱出电端260连接导电，控制箱进电端通过导电与进电端连接导电；

电子球阀220、注浆泵230、电子流量计240、电子压力计250、继电器开关信号输出端与控制箱信号输入端连接并进行数据传输；

所述的控制箱内安装有用于控制电流通断的继电器开关，用于控制各个继电器开关开闭和收发、解析指令的单片机，用于与外部设备无线连接的无线模块，以及用于稳压、连接各个电子元器件的电路，可以直接采用现有有类似功能的控制箱，如公开号为CN103230933A中的“电动力控制装置”；

电子球阀220、注浆泵230、电子流量计240、电子压力计250进电端与每个继电器开关出电端连接导电，每个继电器开关进电端分别与控制箱出电端连接导电。使用时，可通过单片机控制每个继电器开关以控制每个用电设备的启停；

所述的无线模块可以采用WIFI模块、4G模块等；

所述的无线模块与远程控制装置270连接并进行数据传输，所述的远程控制装置270可以是电脑或笔记本电脑；

所述的密封井管120顶部与电子压力计（可以是电子气压计）250探测端连通以探测密封井管内部的压力；密封井管120的管体四周密封；

所述的密封井管120顶部通过混凝土110浇筑，且密封井管120外部由上至下依次填充有膨润土130、石英砂140，所述的密封井管120底部设有筛管150；

当密封井管120内充满液体时，液体会从筛管流出至土层中并浸入石英砂，并通过石英砂扩散至土层中。

所述的膨润土具有较强吸夜能力，可以有效保证附近土层中药剂溶液的含量。

使用时，电动球阀打开，注浆泵230启动将溶液箱内的液体抽送至电子流量计240，然后通过电子流量计注入密封井管内，电子压力计始终检测密封井管内部压力，一旦压力达到预设值则关闭电子球阀、注浆泵，停止注射药液；反之则继续注射药液。

进一步地，所述溶液箱体积为1000L-5000L或更大；

进一步地，所述石英砂填充层自密封井管底端至高于筛管顶端50 cm处，所述混凝土层高度约50 cm，所述膨润土填充层自石英砂填充层顶端至混凝土层底端；所述石英砂和膨润土填充层的直径相同，均为密封井管直径的1-2倍，所述混凝土填充层的直径为密封井管直径的2-3倍。

进一步地，所述控制箱通过线缆与电动球阀、注浆泵、电子流量计和电子压力计连接，可实时采集和显示电子流量计和电子压力计读数，控制电动球阀开口大笑和注浆泵的启停；所述电动球阀和电子流量计实行联动，当电子流量计读数达到设定流量时可反馈信号使电动球阀停止转动并以保持流量固定，所述电子压力计和注浆泵实行联动，当电子压力计读数超过设定上限时，反馈信号关闭注浆泵，当电子压力计度数小于设定下限时，反馈信号启动注浆泵；所述远程控制装置可通过无线方式与控制箱连接并进行数据传输，实现对整个系统的远程控制。

进一步地，所述溶液箱、电动球阀、电子注浆泵、电子流量计、密封井管等与修复药剂溶液接触的部位均采用防腐蚀材料制造或涂抹防腐蚀涂料。

参见图2至图7，所述的溶液箱210，包括，箱盖211、进液管340、出液管330，所述的溶液箱210内部中空且用于存放药液，且溶液箱底部设置有托板212、顶部侧面设置有铰接块510，两块铰接块510之间形成铰接槽511；

所述的箱盖一端设有装配块2111，所述的装配块装入铰接槽511中，第二铰接轴620穿过装配块2111、铰接块510，使铰接块510与装配块2111可转动装配；

所述的溶液箱210外壁上还固定有第一导向块520、第二导向块530，齿条550装入第一导向块520、第二导向块530中且齿条可在其长度方向上移动；

所述的齿条顶部通过第二交接轴610与箱盖211铰接，且齿条550上设有齿条部分551，所述的齿条部分551与第一齿轮712啮合并形成齿轮齿条传动结构，所述的第一齿轮712固定在第一轴体710上，第一轴体710与溶液箱侧壁可转动装配且第一轴体710上还固定有第一带轮711；

所述的第一带轮711通过皮带810与第二带轮721连接并形成带传动结构，所述的第二带轮721固定在第二轴体720上，所述的第二轴体720与溶液箱侧壁可转动装配，所述的第二轴体720上还固定有第二齿轮722，所述的第二齿轮722可与第四齿轮741啮合传动，所述的第四齿轮741固定在第四轴体740上，第四轴体一端装入溶液箱上的第一导向槽214、另一端装入立板540上的第二导向槽541且与之可滑动装配；

所述的第四齿轮741卡装在装载壳820的装载槽822中，所述的装载槽822两侧为支撑板821，两块支撑板821通过连接板823连接，所述的连接板823外壁与伸缩轴431一端装配固定，所述的伸缩轴431另一端装入电磁铁430中，所述的电磁铁430可以驱动伸缩轴在其轴向上移动；

所述的电磁铁430固定在溶液箱外壁上；

所述的第四齿轮741可与第三齿轮731啮合传动，所述的第三齿轮731固定在第三轴体730上，所述的第三轴体位于溶液箱内的部分上固定有搅动刷420，所述的搅动刷420在转动时可以驱动溶液箱内部液体流动，防止溶液沉淀；

所述的第三齿轮731与第五齿轮412啮合传动，所述的第五齿轮固定在输出轴420上，所述的输出轴420装入电机410内，电机410可以驱动输出轴转动；

初始状态时，第四齿轮与第三齿轮731、第二齿轮722分离（不能啮合）。

电机和电磁铁进电端分别与一个继电器开关出电端连接导电，继电器开关进电端分别与控制箱出电端连接导电。

使用时，可通过进液管注入药液，通过出液管排出药液，同时电机启动，通过第五齿轮驱动第三轴体转动，第三轴体带动搅动刷420转动以使药液流动防止沉淀；

当需要打开箱盖211检修溶液箱内部时，电磁铁410将第四齿轮推向第三齿轮731、第二齿轮722使其与第三齿轮731、第二齿轮722分别啮合，然后电机驱动第二轴体转动，第二轴体上的第二带轮721通过皮带带动第一轴体转动，第一轴体带动第一齿轮转动，第一齿轮与齿条部分啮合驱动齿条550向上移动以打开箱盖。完成检修后，电机反转，直到箱盖恢复关闭后，电磁铁回缩将第四齿轮与第三齿轮731、第二齿轮722分离。

通过这种设计可以实现箱盖的自动开闭，同时还可以防止他人在未授权时打开箱盖。

本发明未详述之处，均为本领域技术人员的公知技术。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种用于污染场地修复的原位注射井系统，包括用于存放药液的溶液箱，其特征是：所述的溶液箱的出液管通过导管与电动球阀进液口连通，电动球阀出液口通过导管与注浆泵进液口连通，注浆泵出液口与电子流量计进液口连通，电子流量计出液口与注射管一端连通，注射管另一端与密封井管连通；

所述的密封井管顶部与电子压力计探测端连通以探测密封井管内部的压力；密封井管的管体四周密封；

所述的密封井管顶部通过混凝土浇筑，且密封井管外部由上至下依次填充有膨润土、石英砂，所述的密封井管底部设有筛管；

电子球阀、注浆泵、电子流量计、电子压力计进电端通过导线与控制箱出电端连接导电，控制箱进电端通过导电与进电端连接导电；

电子球阀、注浆泵、电子流量计、电子压力计、继电器开关信号输出端与控制箱信号输入端连接并进行数据传输；

所述的溶液箱，包括，箱盖、进液管、出液管，所述的溶液箱内部中空且用于存放药液，且溶液箱底部设置有托板、顶部侧面设置有铰接块，两块铰接块之间形成铰接槽；

所述的箱盖一端设有装配块，所述的装配块装入铰接槽中，第二铰接轴穿过装配块、铰接块，使铰接块与装配块可转动装配；

所述的溶液箱外壁上还固定有第一导向块、第二导向块，齿条装入第一导向块、第二导向块中且齿条可在其长度方向上移动；

所述的齿条顶部通过第二交接轴与箱盖铰接，且齿条上设有齿条部分，所述的齿条部分与第一齿轮啮合并形成齿轮齿条传动结构，所述的第一齿轮固定在第一轴体上，第一轴体与溶液箱侧壁可转动装配且第一轴体上还固定有第一带轮；

所述的第一带轮通过皮带与第二带轮连接并形成带传动结构，所述的第二带轮固定在第二轴体上，所述的第二轴体与溶液箱侧壁可转动装配，所述的第二轴体上还固定有第二齿轮，所述的第二齿轮可与第四齿轮啮合传动，所述的第四齿轮固定在第四轴体上，第四轴体一端装入溶液箱上的第一导向槽、另一端装入立板上的第二导向槽且与之可滑动装配；

所述的第四齿轮卡装在装载壳的装载槽中，所述的装载槽两侧为支撑板，两块支撑板通过连接板连接，所述的连接板外壁与伸缩轴一端装配固定，所述的伸缩轴另一端装入电磁铁中；所述的电磁铁固定在溶液箱外壁上；

所述的第四齿轮可与第三齿轮啮合传动，所述的第三齿轮固定在第三轴体上，所述的第三轴体位于溶液箱内的部分上固定有搅动刷；

所述的第三齿轮与第五齿轮啮合传动，所述的第五齿轮固定在输出轴上，所述的输出轴装入电机内；

初始状态时，第四齿轮与第三齿轮、第二齿轮分离。

2.如权利要求1所述的用于污染场地修复的原位注射井系统，其特征是：所述的控制箱内安装有用于控制电流通断的继电器开关，用于控制各个继电器开关开闭和收发、解析指令的单片机，用于与外部设备无线连接的无线模块，以及用于稳压、连接各个电子元器件的电路；

电子球阀、注浆泵、电子流量计、电子压力计进电端与每个继电器开关出电端连接导电，每个继电器开关进电端分别与控制箱出电端连接导电。

3.如权利要求2所述的用于污染场地修复的原位注射井系统，其特征是：所述的无线模块为WIFI模块或4G模块。

4.如权利要求2所述的用于污染场地修复的原位注射井系统，其特征是：所述的无线模块与远程控制装置连接并进行数据传输。

5. 如权利要求1所述的用于污染场地修复的原位注射井系统，其特征是：所述石英砂填充层自密封井管底端至高于筛管顶端50 cm处，所述混凝土层高度约50 cm，所述膨润土填充层自石英砂填充层顶端至混凝土层底端；所述石英砂和膨润土填充层的直径相同，均为密封井管直径的1-2倍，所述混凝土填充层的直径为密封井管直径的2-3倍。

6.如权利要求1所述的用于污染场地修复的原位注射井系统，其特征是：所述溶液箱、电动球阀、电子注浆泵、电子流量计、密封井管与药剂溶液接触的部位均采用防腐蚀材料制造或涂抹防腐蚀涂料。

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