CN113102487B - 一种自吸式注入装置及其原位一体自吸式注入系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种自吸式注入装置及其原位一体自吸式注入系统，包括阀体、设置在所述阀体一侧的出水口以及设置在所述阀体另一侧的阀芯，所述阀芯包括自来水缩口段，所述自来水缩口段位于所述阀芯内部且与所述出水口同轴，所述自来水缩口段连通有自来水接头，所述自来水缩口段的外侧形成负压室，所述负压室连通有药剂接头；所述阀体的轴向与所述药剂接头的轴向垂直，且所述阀体与所述药剂接头可转动连接；本发明阀体与药剂接头转动连接，通过阀体的转动，能够调节药剂接头与阀体的连通口大小，从而能够直接调节自吸式注入装置来调节药剂通入的大小，以能够调节出口药剂的浓度，而不用再设置药剂混合装置和输送装置，整体结构简单、操作方便。

Description

一种自吸式注入装置及其原位一体自吸式注入系统

技术领域

本发明涉及原位注入修复技术领域，特别是涉及一种自吸式注入装置及其原位一体自吸式注入系统。

背景技术

原位注入技术是稳定去除土壤及地下水中污染物的有效技术之一，其原理是通过注入井向土壤或地下水中注入药剂从而达到稳定或去除污染物目的。目前，常规的注入方式有直接注入、注入—抽出循环、高压旋喷注入等方式，然而这些注入方式普遍存在耗能高、设备复杂等特点。

授权公告号为CN 205165340 U的中国专利公开了一种土壤地下水原位修复一体化注入装置，包括原位注入头和药剂输送系统，原位注入头包括中央部件及分别与中央部件连通的进药管路、排气管路、注入管路，进药管路与药剂输送系统连通，该方案中药剂完成配置后，关闭排气阀，打开进药阀，通过药剂输送系统将药剂输送进入原位注入头，然后通过流量计和进药阀调节药剂注入量，此时药剂就会通过原位注入头下部的注入管路进入注入井，并且实时监测系统上的显示屏开始显示数值，也就是说，该方案设置有药剂输送系统和进药调节阀，结构较为复杂，并且，药剂在输送之前需要先进行配置，操作步骤繁琐。在消防技术领域内，泡沫灭火系统中会应用一种比例混合器，比例混合器能够将泡沫和水混合后喷出进行灭火，授权公告号为CN 208871102 U的中国专利公开了一种自吸式消防泡沫灭火剂单向比例混合器，通过消防压力水进入带动泡沫喷出，具有结构简单、操作方便的效果，然而，泡沫比例只能通过水压的大小进行调节，不能通过比例混合器直接进行调节，应用上较为不便。

因此，如何在原位注入修复技术领域应用自吸式注入装置，以能够达到结构简单、使用方便的目的，是亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种自吸式注入装置及其原位一体自吸式注入系统，以解决上述现有技术存在的问题，自吸式注入装置中设置有阀体，阀体与药剂接头转动连接，通过阀体的转动，能够调节药剂接头与阀体的连通口的大小，从而能够直接通过调节自吸式注入装置来调节药剂通入的大小，以能够调节出口药剂的浓度大小，而不用再设置药剂混合装置和输送装置，自吸式注入装置整体结构简单、操作方便。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种自吸式注入装置，包括阀体、设置在所述阀体一侧的出水口以及设置在所述阀体另一侧的阀芯，所述阀芯包括自来水缩口段，所述自来水缩口段位于所述阀芯内部且与所述出水口同轴，所述自来水缩口段连通有自来水接头，所述自来水缩口段的外侧形成负压室，所述负压室连通有药剂接头；所述阀体的轴向与所述药剂接头的轴向垂直，且所述阀体与所述药剂接头可转动连接。

优选地，所述阀体内设置有可轴向移动的自来水阀块，所述自来水阀块能够轴向移动改变所述自来水缩口段与所述自来水接头的连通口的大小。

优选地，所述负压室与所述出水口之间设置有混合室，所述混合室通过喇叭口连通所述出水口。

优选地，所述自来水阀块伸出所述阀体的一侧连接有齿条，所述齿条啮合连接有不完全齿轮，所述不完全齿轮没有齿的一侧连接有控制手柄。

优选地，所述阀体可转动设置在壳体内，所述自来水接头和所述药剂接头分别固定在所述壳体上。

本发明还提供一种原位一体自吸式注入系统，包括前文所记载的自吸式注入装置，所述自来水接头连通供水管网，所述药剂接头连通药剂储存罐，在待修复场地上开设有井管，所述出水口通向所述井管内。

优选地，所述药剂接头与所述药剂储存罐之间设置有流量计，所述自来水接头与所述供水管网之间设置有水表。

优选地，所述出水口连通有注入管，所述注入管插入所述井管的底部，所述注入管管壁设置有梅花形开孔。

优选地，所述注入管的直径为2.5cm，所述梅花形开孔的孔径为0.5cm，间距为10cm。

优选地，所述井管从上至下依次设置有水泥柱段、粉质粘土段、粘土球段以及滤料段。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

(1)本发明在自吸式注入装置中设置有阀体，阀体与药剂接头转动连接，通过阀体的转动，能够调节药剂接头与阀体的连通口的大小，从而能够直接通过调节自吸式注入装置来调节药剂通入的大小，以能够调节出口药剂的浓度大小，而不用再设置药剂混合装置和输送装置，自吸式注入装置整体结构简单、操作方便；

(2)本发明阀体内设置有可轴向移动的自来水阀块，通过调节自来水阀块的轴向移动位置，能够调整自来水缩口段与自来水接头的连通口的大小，从而能够通过直接调节自吸式注入装置本身来调节自来水通入的大小和速度，以能够调节出口药剂的浓度大小和速度，自吸式注入装置整体结构简单、操作方便；

(3)本发明以自来水为动力媒介，在对药剂稀释的同时实现修复药剂连续注入，该系统设备紧凑、施工占地少，能够充分利用场地现有自来水管网系统，不增加新的设备及构筑物、操控简单，环保节能，而且，能够根据不同修复对象、场地条件的要求，调合出适宜的出水药剂浓度、药剂注入速度来达成修复药剂注入的目的。

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，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为自吸式注入装置结构示意图；

图2为原位一体自吸式注入系统示意图；

其中，1、自吸式注入装置；11、阀体；12、阀芯；13、自来水接头；14、药剂接头；15、出水口；16、壳体；17、自来水阀块；171、齿条；18、控制手柄；181、不完全齿轮；2、供水管网；3、药剂储存罐；4、水流量计；5、药剂流量计；6、第一水表；7、第二水表；8、注入管；81、梅花形开孔；9、井管；91、水泥柱段；92、粉质粘土段；93、粘土球段；94、滤料段。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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做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。

本发明的目的是提供一种自吸式注入装置及其原位一体自吸式注入系统，以解决现有技术存在的问题，自吸式注入装置中设置有阀体，阀体与药剂接头转动连接，通过阀体的转动，能够调节药剂接头与阀体的连通口的大小，从而能够直接通过调节自吸式注入装置来调节药剂通入的大小，以能够调节出口药剂的浓度大小，而不用再设置药剂混合装置和输送装置，自吸式注入装置整体结构简单、操作方便。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，本发明提供一种自吸式注入装置1，包括阀体11、设置在阀体11一侧的出水口15以及设置在阀体11另一侧的阀芯12，其中，阀芯12设置在阀体11的内部，阀芯12可以与阀体11一体成型，也可以分体设置后固定安装。阀体11可以为管状结构，阀芯12为设置在阀体11内的另一管状结构，需要说明的是，阀芯12的管状结构与阀体11并不相同，阀芯12包括自来水缩口段，自来水缩口段大口径一端与阀体11的内径连为一体。自来水缩口段位于阀芯12内部且与出水口15同轴，自来水缩口段连通有自来水接头13，此处所说的连通，可以是在阀体11上设置第一通口，通过第一通口连通阀芯12和自来水接头13。阀芯12出口朝向出水口15的方向，出口口径逐渐变小，自来水水流在流出自来水缩口段后流速加快，根据伯努利原理，在自来水缩口段的外侧形成负压室，负压室为阀体11与阀芯12之间的空间，负压室连通有药剂接头14，也就是说，阀体11上设置有第二通口，第二通口能够连通负压室和药剂接头14。需要说明的是，在药剂接头14上还可以设置有单向阀，只能实现药剂向负压室内单向流动，以能够防止水流通过药剂接头14反流入药剂储存罐3内。阀体11的轴向与药剂接头14的轴向垂直，且阀体11与药剂接头14可转动连接，此时，通过转动阀体11的位置，能够改变第二通口的大小。因此，阀体11与药剂接头14转动连接，通过阀体11的转动，能够调节药剂接头14与阀体11的第二通口的大小，从而能够直接通过调节自吸式注入装置1来调节药剂通入的大小，以能够调节出水口15的出口药剂的浓度大小，而不用再设置药剂混合装置和输送装置，本发明自吸式注入装置1整体结构简单、操作方便。

阀体11内可以设置有可轴向移动的自来水阀块17，自来水阀块17与阀芯12同轴设置在阀体11内部，自来水阀块17的外径等于阀体11的内径，自来水阀块17在阀体11内移动时可以保证密封性。由于自来水接头13与阀体11连通的第一通口位于阀体11的侧壁上，当自来水阀块17在阀体11内轴向移动时，可以阻挡或开启第一通口，并能够调整第一通口的大小。因此，本发明能够通过直接调节自吸式注入装置1本身来调节自来水通入的大小和速度，以能够调节出口药剂的浓度大小和速度，自吸式注入装置1整体结构简单、操作方便。

负压室与出水口15之间设置有混合室，混合室的管径要小于负压室的管径。由自来水缩口段流出的自来水以及由负压室负压吸入的药剂在混合室充分混合。混合室通过喇叭口连通出水口15，也就是说，混合后的自来水和药剂通过混合室后通过喇叭口向出水口15喷出，喇叭口能够降低流速，提高压力，保证药剂能够顺利注入到井管9内。

自来水阀块17伸出阀体11的一侧连接有齿条171，齿条171包括多个啮合齿，啮合齿可以直接在自来水阀块17上一体成型，也可以焊接固定在自来水阀块17上。齿条171啮合连接有齿轮，通过驱动齿轮的转动来驱动齿条171的直线移动。齿轮可以为不完全齿轮181，不完全齿轮181通过转轴旋转连接在阀体11上，通过不完全齿轮181的转动可以带动自来水阀块17轴向往复移动。进一步的，可以在不完全齿轮181没有齿的一侧连接有控制手柄18，控制手柄18能够提高转动不完全齿轮181的力矩，进而轻松控制不完全齿轮181的转动；同时，由于控制手柄18通过不完全齿轮181连接在阀体11上，因此，扳动控制手柄18也能够带动阀体11转动，从而控制手柄18既能控制阀体11的转动又能控制自来水阀块17的移动。

阀体11可转动设置在壳体16内，壳体16可以支撑阀体11的转动，自来水接头13和药剂接头14分别固定在壳体16上。需要说明的是，由于阀体11上既设置有连通自来水接头13的第一通口，又设置有连通药剂接头14的第二通口，当阀体11旋转时，第一通口和第二通口的位置都会转动。为保证阀体11在转动时只能调整第二通口的大小，可以在阀体11的外壁上，沿着第一通口的转动方向设置有环形凹槽(也可以为一段环形凹槽)，该环形凹槽能够与阀体11的第一通口连通也能够与自来水接头13连通，此时，在阀体11转动时不会造成第一通口的大小的改变。因此，第二通口能够通过阀体11的转动实现调整，而第一通口能够通过自来水阀块17的移动实现调整。

如图2所示，本发明还提供一种原位一体自吸式注入系统，可以包括前文所记载的自吸式注入装置1，自吸式注入装置1放置在待修复场地上，将自吸式注入装置1连接在系统内。自来水接头13连通供水管网2，供水管网2可以是已有的自来水管网，也可以是通过泵体抽取水源形成的自制供水管网2。药剂接头14连通药剂储存罐3，药剂储存罐3内储存有修复场地所需要的药剂，该药剂在注入前不需要进行稀释，在注入时通过自吸式注入装置1完成吸入并进行稀释使用。在注入药剂时，可以在待修复场地上开设有井管9，出水口15通向井管9内通过井管9扩散到待修复区域。

药剂接头14与药剂储存罐3之间设置有药剂流量计5，药剂流量计5可以显示药剂的注入速率。自来水接头13与供水管网2之间设置有第一水表6，第一水表6可以显示自来水的注水量。在调整自吸式注入装置1的控制手柄18时，能够根据药剂流量计5的显示和第一水表6的显示，精确的控制自来水的注水量和药剂的注入速率，最终在出水口15获得精确的药剂浓度。另外，还可以在第一水表6的前端设置水流量计4，在出水口15的后端设置第二水表7，通过水流量计4和第二水表7可以进一步的获得自来水的供给速度和注入量以及混合后的注入量，提供更丰富的监测数据，最终获得更精确的药剂混合精度。

出水口15可以连通有注入管8，通过注入管8将药剂注入到井管9内，在注入时，可以将注入管8插入井管9的底部，并且可以在注入管8的管壁设置有多个梅花形开孔81，此时，注入的药剂不仅通过注入管8的端口进入井管9内，还会通过梅花形开孔81流入井管9内，进一步的提高注入效果。

进一步的，注入管8的尺寸可以根据待修复场地的大小，井管9的大小，以及需求的注入速度和药剂浓度等参数进行合理设置，优选的，注入管8的直径可以为2.5cm，梅花形开孔81的孔径可以为0.5cm，间距可以为10cm设置有多个，注入管8的长度可以根据井管9的深度进行合理的设置。

井管9在待修复场地上钻取后进行后期处理，从上至下依次设置有水泥柱段91、粉质粘土段92、粘土球段93以及滤料段94，其中，某一具体实施例中，如图2所示，0.0m为地面水平线，2.0m为地下水位线，将注入管8深入到地下水位线以下的位置，对地下水进行修复。通过将井管9在深度方向上设置成不同密度、不同孔隙或材料的透水段，能够更好的保证药剂能够渗入到相应的待修复区域。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种自吸式注入装置，其特征在于：包括阀体、设置在所述阀体一侧的出水口以及设置在所述阀体另一侧的阀芯，所述阀芯包括自来水缩口段，所述自来水缩口段位于所述阀芯内部且与所述出水口同轴，所述自来水缩口段连通有自来水接头，所述自来水缩口段的外侧形成负压室，所述负压室连通有药剂接头；所述阀体的轴向与所述药剂接头的轴向垂直，且所述阀体与所述药剂接头可转动连接；所述阀体上设置有连通所述自来水接头的第一通口，所述阀体的外壁上，沿着所述第一通口的转动方向设置有环形凹槽，所述环形凹槽能够与所述第一通口连通也能够与所述自来水接头连通。

2.根据权利要求1所述的自吸式注入装置，其特征在于：所述阀体内设置有可轴向移动的自来水阀块，所述自来水阀块能够轴向移动改变所述自来水缩口段与所述自来水接头的连通口的大小。

3.根据权利要求2所述的自吸式注入装置，其特征在于：所述负压室与所述出水口之间设置有混合室，所述混合室通过喇叭口连通所述出水口。

4.根据权利要求2所述的自吸式注入装置，其特征在于：所述自来水阀块伸出所述阀体的一侧连接有齿条，所述齿条啮合连接有不完全齿轮，所述不完全齿轮没有齿的一侧连接有控制手柄。

5.根据权利要求1-4任一项所述的自吸式注入装置，其特征在于：所述阀体可转动设置在壳体内，所述自来水接头和所述药剂接头分别固定在所述壳体上。

6.一种原位一体自吸式注入系统，其特征在于：包括如权利要求1-3任一项所述的自吸式注入装置，所述自来水接头连通供水管网，所述药剂接头连通药剂储存罐，在待修复场地上开设有井管，所述出水口通向所述井管内。

7.根据权利要求6所述的原位一体自吸式注入系统，其特征在于：所述药剂接头与所述药剂储存罐之间设置有流量计，所述自来水接头与所述供水管网之间设置有水表。

8.根据权利要求7所述的原位一体自吸式注入系统，其特征在于：所述出水口连通有注入管，所述注入管插入所述井管的底部，所述注入管管壁设置有梅花形开孔。

9.根据权利要求8所述的原位一体自吸式注入系统，其特征在于：所述注入管的直径为2.5cm，所述梅花形开孔的孔径为0.5cm，间距为10cm。

10.根据权利要求8所述的原位一体自吸式注入系统，其特征在于：所述井管从上至下依次设置有水泥柱段、粉质粘土段、粘土球段以及滤料段。

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