CN114392592A - 一种基于地下水流系统的地热能利用装置 - Google Patents

一种基于地下水流系统的地热能利用装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于地下水流系统的地热能利用装置，驱动电机带动平摊扇旋转，平摊扇对滤板上的地热水进行摊平，有效的对地热水进行过滤，同时平摊扇对滤板上过滤的杂质进行刮除，将滤板上的杂质通过杂质引导口流入环形积液槽内，杂质沿积液槽流入排废管排出。过滤后的地热水流入分离套筒，分离套筒上的击打棒高速转动，对流下的地热水进行高速击打，从而分离地热水中的天然气等可燃气体，分离后的天然气等可燃气体在进气管通入的空气的带动下，自出气管排出，实现地热水中天然气等可燃气体的分离排出，消除地热利用过程中天然气可能爆炸的安全隐患。本发明能够很好的完成地热水除杂和去除天然气等可燃气体的操作，去除效率高，效果好。

Description

一种基于地下水流系统的地热能利用装置
技术领域
本发明属于中深层地热能利用装置，具体涉及一种基于地下水流系统的地热能利用装置。
背景技术
地下水流动系统是指由源到汇的流面群构成的、具有统一时空演化过程的地下水统一体。地下水流动系统的概念是以地下水渗流场的认识为基础的，除水文地质参数的空间差异外，不刻意区分含水层和隔水层。由边界围限的、具有统一水力联系的含水地质体，是地下水资源评价的基本单位。具有水量、水质输入、运移和输出的地下水基本单元及其组合。中深层地热能是当前技术经济条件下具备开发利用价值的地球内部的热能资源，中深层地热能中热水温度能达到25～150℃，现有技术取出的热水温度一般为50～60℃，此温度的热水中可能含有大量杂质和天然气等可燃气体，无法直接利用，需要去除内部的杂质和可燃气体后才能更好的利用。但是现有技术对地热水除杂和去除可燃气体较为繁琐，去除效率不高，为此提出了一种基于地下水流系统的地热能利用装置。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于地下水流系统的地热能利用装置，能够更好的除杂和去除天然气等可燃气体，实现地热水更好的利用。
本发明采用以下的技术方案：
一种基于地下水流系统的地热能利用装置，包括容积罐，容积罐的顶部通过铰轴活动铰接有密封盖；
所述密封盖内开设有容纳槽，容纳槽的底部设置有底板，底板上设置有联动结构，底板的中央底部开设有转接孔，所述转接孔内设置有平摊扇；
所述容积罐内部设置有分离套筒，分离套筒的顶部设置有滤板，分离套筒内设置有旋转击打结构，旋转击打结构的顶部转动连接在滤板的中央。
优选地，所述联动结构包括支撑架，支撑架固定在底板上，所述支撑架上部转动连接有第一主动齿轮和第一从动齿轮，支撑架的下部转动连接有第二主动齿轮和第二从动齿轮，第一主动齿轮和第一从动齿轮相啮合，第二主动齿轮和第二从动齿轮相啮合；
在所述密封盖顶部设置有驱动电机，驱动电机连接有第一转轴，所述第一转轴与第一主动齿轮和第二主动齿轮固定连接，驱动电机带动第一主动齿轮和第二主动齿轮转动；
所述第二从动齿轮通过第二转轴与平摊扇相连接，第二主动齿轮转动带动第二从动齿轮转动，进而带动平摊扇转动，所述平摊扇至于滤板上方，平摊扇能够旋转平摊滤板上的水；
所述第二转轴中空，所述第一从动齿轮的底部连接有内六角轴套，所述内六角轴套位于第二转轴内，内六角轴套能与旋转击打结构连接，第一从动齿轮能带动旋转击打结构转动。
优选地，所述滤板的中央设置有限位架，所述旋转击打结构包括第三转轴，所述第三转轴的顶部转动连接在限位架内，第三转轴的上部设置有伸缩槽，第三转轴的顶部开设有内六角槽，所述内六角槽和伸缩槽相通，在内六角槽和伸缩槽内设置有伸缩轴，所述伸缩轴的底部与伸缩槽的底部之间设置有弹簧，所述伸缩轴的上部为六角轴，所述六角轴能与内六角槽和内六角轴套相连接；
所述第三转轴上套接有固定套，固定套的外表面分布有许多击打棒；
所述内六角轴套与六角轴连接后，六角轴同时与内六角槽相连接，第一从动齿轮转动带动内六角轴和伸缩轴同步旋转，进而带动固定套和击打棒转动。
优选地，所述容积罐的顶部设置有环形支撑卡座，所述环形支撑卡座的内壁间隔的设置有多个弧形卡口，环形支撑卡座的顶部设置有多个弧形固定卡块，相邻的两个弧形固定卡块之间有空隙；
所述分离套筒顶部外壁周向上间隔的设置有多个弧形卡块，所述弧形卡块与弧形卡口能一一对接；所述分离套筒的顶部固定连接有环形卡套，所述环形卡套的外周向上设置有多个杂质引导口，所述杂质引导口位于弧形固定卡块之间的空隙处。
优选地，所述容积罐的顶部设置有环形积液槽，所述环形积液槽位于环形支撑卡座的外周，所述杂质引导口与环形积液槽相连通；
所述容积罐的上部设置有排废管，所述排废管与环形积液槽连通。
优选地，所述容积罐的顶部还设置有环形密封槽，环形密封槽位于环形积液槽的外周，所述环形密封槽内装有密封圈。
优选地，所述分离套筒顶部内壁周向上间隔的设置有多个弧形限位块，相邻的弧形限位块之间有间隙，所述滤板的底部外周向上设置有多个对接块，滤板底部的对接块插入弧形限位块之间的间隙处，从而将滤板连接在分离套筒顶部。
优选地，所述分离套筒的筒壁上开设有许多圆孔，分离套筒的内壁上竖向的设置有多个引流块，分离套筒的底部连接热水收集管，所述热水收集管伸到容积罐外。
优选地，所述容积罐的底部连接有热水二次收集管，所述容积罐的中部相对的设置有进气管和出气管，进气管和出气管均与容积罐内部连通。
优选地，所述密封盖的顶部设置有进液管，所述进液管穿过容纳槽延伸至密封盖的底部，并能与容积罐内部相通。
本发明具有的有益效果是：
本发明提供的基于地下水流系统的地热能利用装置，通过驱动电机带动第二主动齿轮转动，第二主动齿轮带动第二从动齿轮旋转，第二从动齿轮通过第二转轴带动平摊扇旋转，平摊扇对进液管处进入的地热水在滤板上进行摊平，更加有效的对地热水进行过滤，同时平摊扇对滤板上过滤的杂质进行刮除，将滤板上的杂质通过多个杂质引导口流入环形积液槽内，杂质沿积液槽流入排废管排出，实现对地热水的除杂，其中滤板为几μm的精密过滤板，能够很好的对地热水过滤。
过滤后的地热水流入分离套筒，分离套筒内的击打棒在第一从动齿轮带动下高速转动，对流下的地热水进行高速击打，从而分离地热水中的天然气等可燃气体，由于分离套筒上开设有许多圆孔，分离后的天然气等可燃气体在进气管通入的空气的带动下，自出气管排出，实现地热水中天然气等可燃气体的分离排出，消除地热利用过程中天然气可能爆炸的安全隐患。
击打后的地热水一部分沿着分离套筒的内壁上的引流块流下自热水收集管流出收集，还有部分地热水会随着击打或者击打棒的甩动通过分离套筒上的圆孔进入容积罐，进而从容积罐底部的热水二次收集管流出收集。
另外，本发明中分离套筒和滤板的可拆卸连接，方便后续维护程中的拆卸清洗或者更换滤板。本发明能够很好的完成地热水除杂和去除天然气等可燃气体的操作，该装置具有体积小，去除效率高，去除效果好，可同时去除地热水中杂质与天然气的优点，方便了人们对地热能的利用。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明一种基于地下水流系统的地热能利用装置的第一视角立体图；
图2为本发明一种基于地下水流系统的地热能利用装置的第二视角立体图；
图3为本发明一种基于地下水流系统的地热能利用装置中密封盖打开的示意图；
图4为本发明一种基于地下水流系统的地热能利用装置的第一半剖立体图；
图5为本发明一种基于地下水流系统的地热能利用装置图4的A处放大图；
图6为本发明一种基于地下水流系统的地热能利用装置的第二半剖立体图；
图7为本发明一种基于地下水流系统的地热能利用装置图6的B处放大图；
图8为本发明一种基于地下水流系统的地热能利用装置的盖体内示意图；
图9为本发明一种基于地下水流系统的地热能利用装置的盖体爆炸图；
图10为本发明一种基于地下水流系统的地热能利用装置的罐体爆炸图。
图中：1、容积罐；2、密封盖；3、进液管；4、支撑柱；5、热水二次收集管；6、热水收集管；7、进气管；8、出气管；9、排废管；10、驱动电机；11、支撑架；12、第一主动齿轮；13、第一从动齿轮；14、第二主动齿轮；15、第二从动齿轮；16、平摊扇；17、第一转轴；18、第二转轴；19、容纳槽；20、转接孔；21、环形支撑卡座；22、密封槽；23、密封圈；24、弧形固定卡块；25、分离套筒；26、弧形卡块；27、环形卡套；28、杂质引导口；29、环形积液槽；30、第三转轴；31、固定套；32、击打棒；33、滤板；34、分割块；35、对接块；36、弧形限位块；37、引流块；38、伸缩槽；39、弹簧；40、内六角轴套；41、限位架；42、伸缩轴；43、内六角槽；44、六角轴；45、底板；46、弧形卡口。
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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体的连接；可以是机械连接，也可以是电性连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
结合图1至图10，一种基于地下水流系统的地热能利用装置，包括容积罐1，容积罐的顶部通过铰轴活动铰接有密封盖2。
密封盖内开设有容纳槽19，容纳槽的底部设置有底板45，底板上设置有联动结构，底板的中央底部开设有转接孔20，转接孔内设置有平摊扇16。
容积罐内部设置有分离套筒25，分离套筒的顶部设置有滤板33。本实施例中，滤板为几μm的精密过滤板。
分离套筒内设置有旋转击打结构，旋转击打结构的顶部转动连接在滤板的中央。
容积罐1的底端固定连接有多个支撑柱4用以支撑容积罐1。容积罐1和密封盖2的内壁表面均镀有隔热材料降低温度的外溢。
密封盖的顶部设置有进液管3，进液管穿过容纳槽19延伸至密封盖2的底部，并能与容积罐1内部相通。
结合图8和图9，联动结构包括支撑架11，支撑架固定在底板上，所述支撑架上部转动连接有第一主动齿轮12和第一从动齿轮13，支撑架的下部转动连接有第二主动齿轮14和第二从动齿轮15，第一主动齿轮和第一从动齿轮相啮合，第二主动齿轮和第二从动齿轮相啮合。
在密封盖2顶部设置有驱动电机10，驱动电机连接有第一转轴17，第一转轴17与第一主动齿轮12和第二主动齿轮14固定连接，驱动电机带动第一主动齿轮和第二主动齿轮转动。
第二从动齿轮15通过第二转轴18与平摊扇16相连接，第二主动齿轮转动带动第二从动齿轮转动，进而带动平摊扇转动。
平摊扇至于滤板上方并与滤板贴近，平摊扇能够旋转平摊滤板上的地热水，并能对滤板上的杂质进行刮除。
第二转轴18中空，第一从动齿轮13的底部连接有内六角轴套40，内六角轴套位于第二转轴内。内六角轴套能与旋转击打结构连接，第一从动齿轮能带动旋转击打结构转动。
本实施例中，地热水自进热管3处进入容积罐内，驱动电机带动下，平摊扇16对滤板上的地热水进行摊平，驱动电机同时通过第一主动齿轮12带动第一从动齿轮转动，进而带动旋转击打结构转动。
通过第一主动齿轮12和第一从动齿轮13的配合以及第二主动齿轮14和第二从动齿轮15的配合，驱动电机能够同时带动平摊扇16的低速旋转和旋转击打结构的高速旋转。
结合图6和图7，滤板的中央设置有限位架41。
旋转击打结构包括第三转轴30，第三转轴30的顶部转动连接在限位架内，第三转轴的上部设置有伸缩槽38，第三转轴的顶部开设有内六角槽43，内六角槽和伸缩槽相通，在内六角槽和伸缩槽内设置有伸缩轴42，伸缩轴的底部与伸缩槽的底部之间设置有弹簧39，伸缩轴的上部为六角轴44，六角轴能与内六角槽43和内六角轴套40相连接。
第三转轴30上套接有固定套31，固定套的外表面分布有许多击打棒32。
内六角轴套40与六角轴连接后，六角轴同时与内六角槽43相连接，第一从动齿轮转动带动内六角轴和伸缩轴同步旋转，进而带动固定套和击打棒转动。
本实施例中，在内六角轴套40与六角轴装配过程中，由于弹簧39的作用力，内六角轴套40与六角轴能够更好的装配到一起，而且内六角轴套40向下压动伸缩轴42的时候，会将六角轴压入内六角槽43内。在第一从动齿轮转动下，带动伸缩轴转动，进而带动固定套和击打棒高速转动。
本发明通过驱动电机带动第二主动齿轮转动，第二主动齿轮带动第二从动齿轮旋转，第二从动齿轮通过第二转轴带动平摊扇旋转，平摊扇对进液管处进入的地热水在滤板上进行摊平，更加有效的对地热水进行过滤，同时平摊扇对滤板上过滤的杂质进行刮除。
容积罐的顶部设置有环形支撑卡座21，环形支撑卡座的内壁间隔的设置有多个弧形卡口46，环形支撑卡座的顶部设置有多个弧形固定卡块24，相邻的两个弧形固定卡块之间有空隙。
分离套筒顶部外壁周向上间隔的设置有多个弧形卡块26，弧形卡块26与弧形卡口能一一对接。
分离套筒的顶部固定连接有环形卡套27，所述环形卡套的外周向上设置有多个杂质引导口28，杂质引导口位于弧形固定卡块之间的空隙处。
分离套筒与容积罐装配时，弧形卡块26与弧形卡口一一对接，杂质引导口卡入弧形固定卡块之间的空隙处，完成分离套筒与容积罐装配。
容积罐的顶部设置有环形积液槽29，环形积液槽位于环形支撑卡座21的外周，杂质引导口28与环形积液槽29相连通。
容积罐的上部设置有排废管9，排废管与环形积液槽连通。
平摊扇对滤板上过滤的杂质进行刮除后，将滤板上的杂质通过多个杂质引导口28流入环形积液槽29内，杂质沿积液槽流入排废管排出，实现对地热水的除杂。
在滤板的上部外周向上间隔的设置有多个分割块34，分割块34能够起到引导杂质流入杂质引导口28的作用。
容积罐1的顶部还设置有环形密封槽22，环形密封槽位于环形积液槽的外周，环形密封槽内装有密封圈23。
密封槽22和密封圈23用以封堵容积罐1和密封盖2之间的间隙，防止热量的外溢。
分离套筒顶部内壁周向上间隔的设置有多个弧形限位块36，相邻的弧形限位块之间有间隙。滤板的底部外周向上设置有多个对接块35，滤板底部的对接块插入弧形限位块之间的间隙处，从而将滤板连接在分离套筒顶部，保证滤板的稳固。分离套筒和滤板的可拆卸连接，方便后续维护程中的拆卸清洗或者更换滤板。
分离套筒的筒壁上开设有许多圆孔，分离套筒的内壁上竖向的设置有多个引流块37，分离套筒的底部连接有热水收集管6，热水收集管伸到容积罐外。
容积罐的底部连接有热水二次收集管5，容积罐的中部相对的设置有进气管7和出气管8，进气管和出气管均与容积罐内部连通。
经滤板过滤后的地热水流入分离套筒，分离套筒内的击打棒在第一从动齿轮带动下高速转动，对流下的地热水进行高速击打，从而分离地热水中的天然气等可燃气体，由于分离套筒上开设有许多圆孔，分离后的天然气等可燃气体在进气管通入的空气的带动下，自出气管排出，实现地热水中天然气等可燃气体的分离排出。
击打后的地热水一部分沿着分离套筒的内壁上的引流块流下自热水收集管流出收集，还有部分地热水会随着击打或者击打棒的甩动通过分离套筒上的圆孔进入容积罐，进而从容积罐底部的热水二次收集管流出收集。
本发明能够很好的完成地热水除杂和去除天然气等可燃气体的操作，消除地热利用过程中天然气可能爆炸的安全隐患，该装置体积小，去除效率高，效果好，可同时去除地热水中杂质与天然气的优点，方便了人们对地热能的利用。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于地下水流系统的地热能利用装置，其特征在于，包括容积罐，容积罐的顶部通过铰轴活动铰接有密封盖；
所述密封盖内开设有容纳槽，容纳槽的底部设置有底板，底板上设置有联动结构，底板的中央底部开设有转接孔，所述转接孔内设置有平摊扇；
所述容积罐内部设置有分离套筒，分离套筒的顶部设置有滤板，分离套筒内设置有旋转击打结构，旋转击打结构的顶部转动连接在滤板的中央。
2.根据权利要求1所述的一种基于地下水流系统的地热能利用装置，其特征在于，所述联动结构包括支撑架，支撑架固定在底板上，所述支撑架上部转动连接有第一主动齿轮和第一从动齿轮，支撑架的下部转动连接有第二主动齿轮和第二从动齿轮，第一主动齿轮和第一从动齿轮相啮合，第二主动齿轮和第二从动齿轮相啮合；
在所述密封盖顶部设置有驱动电机，驱动电机连接有第一转轴，所述第一转轴与第一主动齿轮和第二主动齿轮固定连接，驱动电机带动第一主动齿轮和第二主动齿轮转动；
所述第二从动齿轮通过第二转轴与平摊扇相连接，第二主动齿轮转动带动第二从动齿轮转动，进而带动平摊扇转动，所述平摊扇至于滤板上方，平摊扇能够旋转平摊滤板上的水；
所述第二转轴中空，所述第一从动齿轮的底部连接有内六角轴套，所述内六角轴套位于第二转轴内，内六角轴套能与旋转击打结构连接，第一从动齿轮能带动旋转击打结构转动。
3.根据权利要求2所述的一种基于地下水流系统的地热能利用装置，其特征在于，所述滤板的中央设置有限位架，所述旋转击打结构包括第三转轴，所述第三转轴的顶部转动连接在限位架内，第三转轴的上部设置有伸缩槽，第三转轴的顶部开设有内六角槽，所述内六角槽和伸缩槽相通，在内六角槽和伸缩槽内设置有伸缩轴，所述伸缩轴的底部与伸缩槽的底部之间设置有弹簧，所述伸缩轴的上部为六角轴，所述六角轴能与内六角槽和内六角轴套相连接；
所述第三转轴上套接有固定套，固定套的外表面分布有许多击打棒；
所述内六角轴套与六角轴连接后，六角轴同时与内六角槽相连接，第一从动齿轮转动带动内六角轴和伸缩轴同步旋转，进而带动固定套和击打棒转动。
4.根据权利要求1所述的一种基于地下水流系统的地热能利用装置，其特征在于，所述容积罐的顶部设置有环形支撑卡座，所述环形支撑卡座的内壁间隔的设置有多个弧形卡口，环形支撑卡座的顶部设置有多个弧形固定卡块，相邻的两个弧形固定卡块之间有空隙；
所述分离套筒顶部外壁周向上间隔的设置有多个弧形卡块，所述弧形卡块与弧形卡口能一一对接；所述分离套筒的顶部固定连接有环形卡套，所述环形卡套的外周向上设置有多个杂质引导口，所述杂质引导口位于弧形固定卡块之间的空隙处。
5.根据权利要求4所述的一种基于地下水流系统的地热能利用装置，其特征在于，所述容积罐的顶部设置有环形积液槽，所述环形积液槽位于环形支撑卡座的外周，所述杂质引导口与环形积液槽相连通；
所述容积罐的上部设置有排废管，所述排废管与环形积液槽连通。
6.根据权利要求5所述的一种基于地下水流系统的地热能利用装置，其特征在于，所述容积罐的顶部还设置有环形密封槽，环形密封槽位于环形积液槽的外周，所述环形密封槽内装有密封圈。
7.根据权利要求1所述的一种基于地下水流系统的地热能利用装置，其特征在于，所述分离套筒顶部内壁周向上间隔的设置有多个弧形限位块，相邻的弧形限位块之间有间隙，所述滤板的底部外周向上设置有多个对接块，滤板底部的对接块插入弧形限位块之间的间隙处，从而将滤板连接在分离套筒顶部。
8.根据权利要求1所述的一种基于地下水流系统的地热能利用装置，其特征在于，所述分离套筒的筒壁上开设有许多圆孔，分离套筒的内壁上竖向的设置有多个引流块，分离套筒的底部连接热水收集管，所述热水收集管伸到容积罐外。
9.根据权利要求1所述的一种基于地下水流系统的地热能利用装置，其特征在于，所述容积罐的底部连接有热水二次收集管，所述容积罐的中部相对的设置有进气管和出气管，进气管和出气管均与容积罐内部连通。
10.根据权利要求1所述的一种基于地下水流系统的地热能利用装置，其特征在于，所述密封盖的顶部设置有进液管，所述进液管穿过容纳槽延伸至密封盖的底部，并能与容积罐内部相通。
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