CN113319094A - 一种用于垃圾填埋场的多功能监测井的防泄漏装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于垃圾填埋场的多功能监测井的防泄漏装置，有效解决现有封堵装置不能在漏气初期进行有效封堵和不能有效延长密封时效的问题；其解决的技术方案是包括井管，井管内有监测管，端盖下方有隔板，监测管上有上挡板和下挡板，上、下挡板之间有加料装置，上挡板向下挤压橡胶颗粒形成封堵；还包括上方腔体、中间腔体和下方腔体，隔板上有活塞管，活塞管内有第一活塞，下方腔体内的气体泄漏至中间腔体，推动第一活塞和连杆向上移动，橡胶颗粒之间的挤压力进一步减小，直至触发加料装置对上挡板和下挡板之间装填橡胶颗粒；本发明解决了现有封堵装置不能在漏气初期进行有效封堵和不能有效延长密封时效的问题，有效延长密封时效。
Description
技术领域
本发明涉及井口封堵领域，特别是一种用于垃圾填埋场的多功能监测井的防泄漏装置。
背景技术
在垃圾填埋场等场所，在将垃圾填埋在地下后，会产生一些沼气等气体，一般会设置有用于环境监测的多功能监测井，井管直插地下，环境监测装置安装在井帽组件上并用于对井管内采样，以便对井下环境进行监测；为了防止井内气体从井口泄漏，需要在井口上安装密封装置；一般会采用密封圈或密封垫进行密封，但这些密封结构存在密封效果差，密封周期短的问题，同时需要工作人员定时进行检修，监测井数量多时频繁检修工作量很大；由于密封圈或密封垫失效过程是缓慢的，在漏气初期不容易被发现，而且，非检修期如果出现泄漏无法及时采取措施造成污染环境。
发明内容
针对上述情况，为解决现有技术中存在的问题，本发明之目的就是提供一种用于垃圾填埋场的多功能监测井的防泄漏装置，可有效解决现有封堵装置不能在漏气初期进行有效封堵和不能有效延长密封时效的问题。
其解决的技术方案是包括竖向的井管，井管内同轴设有监测管，井管上端通过端盖进行封堵，端盖上设有用于泄压的单向阀，端盖下方设有固定在井管内壁上的隔板，隔板下方的监测管上套装有上挡板，上挡板能上下移动，上挡板下方设有固定在井管内壁上的下挡板，上挡板和下挡板之间设有加料装置，加料装置将橡胶颗粒充入上挡板和下挡板之间，上挡板向下移动挤压橡胶颗粒，使上挡板和下挡板之间的井管和监测管之间形成封堵；端盖和隔板之间为上方腔体，隔板和上挡板之间为中间腔体，下挡板下方为下方腔体，隔板上插装有连接上方腔体和中间腔体的活塞管，活塞管内有一个第一活塞，第一活塞通过一个连杆与上挡板固定在一起；上挡板和下挡板之间的橡胶颗粒失效初期导致下方腔体内的气体泄漏至中间腔体，并推动第一活塞向上移动，经连杆带动上挡板向上移动，橡胶颗粒之间的挤压力进一步减小，直至触发加料装置对上挡板和下挡板之间装填橡胶颗粒；第一活塞向上移动到某一高度时触发中间腔体内的气体泄漏至上方腔体，使井管内各处气压相等，上挡板向下移动挤压橡胶颗粒使井管和监测管之间再次形成封堵。
优选的，所述端盖与井管之间设有密封垫，端盖上置于井管外侧的端面中间插装有套装在监测管外缘的封堵螺帽，封堵螺帽与端盖之间设有套装在监测管上的密封圈。
优选的，所述加料装置包括加料管、第二活塞和推杆；加料管插装在上挡板和下挡板之间的井管上并与井管连通，加料管内装有一个第二活塞，第二活塞左端连接有推杆，第二活塞右端的加料管内装有橡胶颗粒。
优选的，所述上挡板和下挡板均开有透气孔，透气孔的直径小于橡胶颗粒。
优选的，所述上挡板与隔板之间装有弹簧。
优选的，所述活塞管上开有漏气槽。
优选的，所述第一活塞上开有漏气孔；漏气孔不影响中间腔体内的高压气体推动第一活塞向上移动。
优选的，所述连杆为倒U形杆，连杆一端固定在活塞上端，另一端向下穿过隔板，并固定在上挡板上端面上。
优选的，所述端盖上开有一个通孔，单向阀置于通孔的上方，端盖上方固定有一个泄压管，泄压管一端固定在端盖上方将通孔包裹在内，泄压管另一端固定在井管外部的监测管上，并与监测管连通。
本发明能够在漏气初期即能自动发现漏气，并自动对井管进行有效的封堵，无需工作人员定时进行检修，无需手动进行压力补偿；在橡胶颗粒再次失效导致漏气后，能重复多次添加新的橡胶颗粒，有效延长密封时效；同时气体经通气管进入监测管内回收，避免污染环境。
附图说明
图1为本发明的主视剖视图，装置处于密封状态。
图2为图1中A局部放大图。
图3为图1中B局部放大图。
图4为图1中C局部放大图。
图5为图1中D局部放大图。
图6为本发明的主视剖视图，装置处于漏气状态。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式做进一步详细说明。
由图1至图6给出，本发明包括竖向的井管1，井管1内同轴设有监测管2，井管1上端通过端盖3进行封堵，端盖3上设有用于泄压的单向阀4，端盖3下方设有固定在井管1内壁上的隔板5，隔板5下方的监测管2上套装有上挡板6，上挡板6能上下移动，上挡板6下方设有固定在井管1内壁上的下挡板7，上挡板6和下挡板7之间设有加料装置，加料装置将橡胶颗粒8充入上挡板6和下挡板7之间，上挡板6向下移动挤压橡胶颗粒8，使上挡板6和下挡板7之间的井管1和监测管2之间形成封堵；
端盖3和隔板5之间为上方腔体9，隔板5和上挡板6之间为中间腔体10，下挡板7下方为下方腔体11，隔板5上插装有连接上方腔体9和中间腔体10的活塞管12，活塞管12内有一个第一活塞13，第一活塞13通过一个连杆14与上挡板6固定在一起；
上挡板6和下挡板7之间的橡胶颗粒8失效初期导致下方腔体11内的气体泄漏至中间腔体10，并推动第一活塞13向上移动，经连杆14带动上挡板6向上移动，橡胶颗粒8之间的挤压力进一步减小，直至触发加料装置对上挡板6和下挡板7之间装填橡胶颗粒8；第一活塞13向上移动到某一高度时触发中间腔体10内的气体泄漏至上方腔体9，使井管1内各处气压相等，上挡板6向下移动挤压橡胶颗粒8使井管1和监测管2之间再次形成封堵。
所述的端盖3与井管1之间设有密封垫，端盖3上置于井管1外侧的端面中间插装有套装在监测管2外缘的封堵螺帽15，封堵螺帽15与端盖3之间设有套装在监测管2上的密封圈16；通过拧紧封堵螺帽15并挤压密封圈16，实现端盖3与监测管2之间的密封，通过密封垫实现端盖3与井管1之间的密封。
所述的加料装置包括加料管17、第二活塞18和推杆19；加料管17插装在上挡板6和下挡板7之间的井管1上并与井管1连通，加料管17内装有一个第二活塞18，第二活塞18左端连接有推杆19，第二活塞18右端的加料管17内装有橡胶颗粒8；推杆19向右移动通过第二活塞18挤压橡胶颗粒8，使橡胶颗粒8进入上挡板6和下挡板7之间的井管1内。
所述的上挡板6和下挡板7均开有透气孔20，透气孔20的直径小于橡胶颗粒8；当橡胶颗粒8慢慢失效导致下方腔体11泄漏至中间腔体10时，为了避免高压气体直接向上推动上挡板6向上移动，在上挡板6和下挡板7上开透气孔20，能使高压气体直接进入中间腔体10，并直接推动活塞向上移动。
所述的上挡板6与隔板5之间装有弹簧；弹簧提供足够的下压力使上挡板6向下移动挤压橡胶颗粒8。
所述的活塞管12上开有漏气槽21；活塞向上移动至漏气槽21位置时，中间腔体10内的气体经漏气槽21快速进入上方腔体9，使中间腔体10和上方腔体9的气压相等，上挡板6能向下移动。
所述的第一活塞13上开有漏气孔22；漏气孔22不影响中间腔体10内的高压气体推动第一活塞13向上移动；当第一活塞13向下移动时，中间腔体10内的气体经漏气孔22进入上方腔体9，使上挡板6向下移动。
所述的连杆14为倒U形杆，连杆14一端固定在活塞上端，另一端向下穿过隔板5，并固定在上挡板6上端面上。
所述的端盖3上开有一个通孔23，单向阀4置于通孔23的上方，端盖3上方固定有一个泄压管24，泄压管24一端固定在端盖3上方将通孔23包裹在内，泄压管24另一端固定在井管1外部的监测管2上，并与监测管2连通；端盖3下方的腔体通过单向阀4泄压，将气体经泄压管24进入监测管2内回收，单向阀4能阻止监测管2内气体进入上方腔体9内。
本发明使用时，通过加料装置将橡胶颗粒8充入上挡板6和下挡板7之间，弹簧提供足够的下压力使上挡板6向下移动挤压橡胶颗粒8，通过橡胶颗粒8之间相互挤压，使上挡板6和下挡板7之间的井管1和监测管2之间形成封堵；此时装置处于密封状态。
随着时间的推移，橡胶颗粒8慢慢失效，橡胶颗粒8之间相互挤压力逐渐减小，直至橡胶颗粒8失效，导致下方腔体11内的气体泄漏至上挡板6和下挡板7之间，由于上挡板6和下挡板7上均设置有透气孔20，从下方腔体11内泄漏的气体能经透气孔20直接迅速进入中间腔体10内，而不会直接推动上挡板6向上移动；由于密封状态时弹簧的下压力和橡胶颗粒8的反作用力处于平衡，上方腔体9内为低压气体，在漏气初期漏气不是很严重，中间腔体10内气压开始上升时，气体进入活塞管12并通过连杆14带动上挡板6克服弹簧的作用力向上移动；由于漏气初期只有较少的气体泄漏，上挡板6开始向上移动时是比较缓慢的，上挡板6向上移动会导致橡胶颗粒8之间的挤压力减小，导致漏气更严重，形成一个正反馈的效应，一旦开始漏气就会导致橡胶颗粒8之间的挤压力快速减小，泄漏的气体能快速带动上挡板6向上移动；当橡胶颗粒8之间的挤压力比推杆19的推力小时，推杆19向右移动通过第二活塞18挤压橡胶颗粒8，使新的橡胶颗粒8进入上挡板6和下挡板7之间的井管1内；
然后第一活塞13在活塞管12内向上移动到漏气槽21位置，中间腔体10内的气体经漏气槽21进入上方腔体9；漏气时，由于中间腔体10内均为高压气体且漏气槽21漏气非常快，中间腔体10内的气体很快充满上方腔体9，使上方腔体9、中间腔体10和橡胶颗粒8之间的气压相同，在弹簧的作用下，上挡板6向下移动对橡胶颗粒8施加压力，使橡胶颗粒8之间的压力逐渐增大，使上挡板6和下挡板7之间的井管1和监测管2再次形成封堵；由于添加新的橡胶颗粒8，弹簧推动上挡板6向下移动时，并不能使上挡板6恢复原位，而是在封堵后，随着橡胶颗粒8的缓慢老化，弹簧逐渐伸长，在上挡板6恢复原位之前一直提供向下的压力，对井管1进行封堵；
在上挡板6向下过程中当第一活塞13移动到漏气槽21下方时，中间腔体10内的气体经漏气孔22进入上方腔体9上方腔体9，使上挡板6顺利向下移动；上方腔体9内存留的高压气体经单向阀4缓慢泄压，气体经通气管进入监测管2内回收，单向阀4能阻止监测管2内内气体进入端盖3下方的腔体内；
在上挡板6向下过程中当连杆14移动到与活塞管12上端接触时，上挡板6不能再向下移动，而此时橡胶颗粒8持续老化，会导致橡胶颗粒8之间的挤压力减小，使橡胶颗粒8在还未老化至失效状态时提前漏气；一方面能防止漏气初期，气体经漏气孔22和单向阀4泄压，导致装置不能自动检测出初期的漏气，另一方面在橡胶颗粒8在还未老化至失效状态时提前加入新的橡胶颗粒8，有效延长密封时效，还能避免因失效的橡胶颗粒8过多、加入新的橡胶颗粒8较少，导致封堵效果不好的问题。
经过在上下挡板7之间添加了新的橡胶颗粒8，弹簧也处于压缩状态，有效的在漏气初期即能自动发现漏气，并自动对井管1进行有效的封堵，同时有效延长密封时效；在橡胶颗粒8再次失效导致漏气后，能重复添加新的橡胶颗粒8，有效延长密封时效。
本发明设置了能上下移动的上挡板6，在漏气初期上挡板6向上移动时形成正反馈效应，导致上挡板6快速向上移动，再通过添加新的橡胶颗粒8，上挡板6向下移动形成封堵；在漏气初期即能自动发现漏气，并自动对井管1进行有效的封堵，同时有效延长密封时效。
本发明在上挡板6和下挡板7之间设置了加料装置，在橡胶颗粒8再次失效导致漏气后，能重复多次添加新的橡胶颗粒8，有效延长密封时效。
本发明在漏气后能自动发现，并自动恢复封堵状态；无需工作人员定时进行检修，无需手动进行压力补偿。
本发明设置了通气管，单向阀4缓慢泄压，气体经通气管进入监测管2内回收，避免污染环境。
Claims (9)
1.一种用于垃圾填埋场的多功能监测井的防泄漏装置，包括竖向的井管（1），其特征在于，所述的井管（1）内同轴设有监测管（2），井管（1）上端通过端盖（3）进行封堵，端盖（3）上设有用于泄压的单向阀（4），端盖（3）下方设有固定在井管（1）内壁上的隔板（5），隔板（5）下方的监测管（2）上套装有上挡板（6），上挡板（6）能上下移动，上挡板（6）下方设有固定在井管（1）内壁上的下挡板（7），上挡板（6）和下挡板（7）之间设有加料装置，加料装置将橡胶颗粒（8）充入上挡板（6）和下挡板（7）之间，上挡板（6）向下移动挤压橡胶颗粒（8），使上挡板（6）和下挡板（7）之间的井管（1）和监测管（2）之间形成封堵；端盖（3）和隔板（5）之间为上方腔体（9），隔板（5）和上挡板（6）之间为中间腔体（10），下挡板（7）下方为下方腔体（11），隔板（5）上插装有连接上方腔体（9）和中间腔体（10）的活塞管（12），活塞管（12）内有一个第一活塞（13），第一活塞（13）通过一个连杆（14）与上挡板（6）固定在一起；上挡板（6）和下挡板（7）之间的橡胶颗粒（8）失效初期导致下方腔体（11）内的气体泄漏至中间腔体（10），并推动第一活塞（13）向上移动，经连杆（14）带动上挡板（6）向上移动，橡胶颗粒（8）之间的挤压力进一步减小，直至触发加料装置对上挡板（6）和下挡板（7）之间装填橡胶颗粒（8）；第一活塞（13）向上移动到某一高度时触发中间腔体（10）内的气体泄漏至上方腔体（9），使井管（1）内各处气压相等，上挡板（6）向下移动挤压橡胶颗粒（8）使井管（1）和监测管（2）之间再次形成封堵。
2.根据权利要求1所述的一种用于垃圾填埋场的多功能监测井的防泄漏装置，其特征在于，所述的端盖（3）与井管（1）之间设有密封垫，端盖（3）上置于井管（1）外侧的端面中间插装有套装在监测管（2）外缘的封堵螺帽（15），封堵螺帽（15）与端盖（3）之间设有套装在监测管（2）上的密封圈（16）。
3.根据权利要求1所述的一种用于垃圾填埋场的多功能监测井的防泄漏装置，其特征在于，所述的加料装置包括加料管（17）、第二活塞（18）和推杆（19）；加料管（17）插装在上挡板（6）和下挡板（7）之间的井管（1）上并与井管（1）连通，加料管（17）内装有一个第二活塞（18），第二活塞（18）左端连接有推杆（19），第二活塞（18）右端的加料管（17）内装有橡胶颗粒（8）。
4.根据权利要求1所述的一种用于垃圾填埋场的多功能监测井的防泄漏装置，其特征在于，所述的上挡板（6）和下挡板（7）均开有透气孔（20），透气孔（20）的直径小于橡胶颗粒（8）。
5.根据权利要求1所述的一种用于垃圾填埋场的多功能监测井的防泄漏装置，其特征在于，所述的上挡板（6）与隔板（5）之间装有弹簧；弹簧提供足够的下压力使上挡板（6）向下移动挤压橡胶颗粒（8）。
6.根据权利要求1所述的一种用于垃圾填埋场的多功能监测井的防泄漏装置，其特征在于，所述的活塞管（12）上开有漏气槽（21）。
7.根据权利要求1所述的一种用于垃圾填埋场的多功能监测井的防泄漏装置，其特征在于，所述的第一活塞（13）上开有漏气孔（22）。
8.根据权利要求1所述的一种用于垃圾填埋场的多功能监测井的防泄漏装置，其特征在于，所述的连杆（14）为倒U形杆，连杆（14）一端固定在活塞上端，另一端向下穿过隔板（6），并固定在上挡板（5）上端面上。
9.根据权利要求1所述的一种用于垃圾填埋场的多功能监测井的防泄漏装置，其特征在于，所述的端盖（3）上开有一个通孔（24），单向阀（4）置于通孔（23）的上方，端盖（3）上方固定有一个泄压管（23），泄压管（24）一端固定在端盖（3）上方将通孔（23）包裹在内，泄压管（24）另一端固定在井管（1）外部的监测管（2）上，并与监测管（2）连通。
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