CN116177653B - 一种基于地热水供应的地热水除气除砂装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于地热水供应的地热水除气除砂装置,包括：壳体顶面中心位置处设置有进液口，壳体顶面一侧开设有除气口，壳体内腔上方设置有分流机构；除砂机构一侧贯穿壳体侧壁连接有驱动部，除砂机构的另一侧贯穿壳体侧壁连接有导向部，除砂机构底面设置有集水槽，除砂机构下方设置有引流部；除气机构包括连接管，连接管一端连通有集水槽的底面，连接管的另一端连通有搅拌部，搅拌部底面连通设置有缓流部，缓流部底面设置有曝气部，壳体侧壁连通设置有出水口，出水口与曝气部相连通。本发明实现了：对地热水进行除气和除砂，过滤后的地热水可直接被利用，并且装置可自动将过滤后的固态杂质排出装置内，无需定期更换过滤机构。
Description
技术领域
本发明属于地热水开发设备技术领域，尤其涉及一种基于地热水供应的地热水除气除砂装置。
背景技术
地热是唯一的来自地球内部的能力，并以热力形式存在，是引致火山爆发及地震的能力，相对于太阳能和风能的不稳定性，地热能是较为可靠的可再生能源，这让人们相信地热能可以作为煤炭、天然气和核能的最佳替代能源。另外地热能确实是较为理想的清洁能源，能源蕴藏丰富并且在使用过程中不会产生温室气体，对地球环境不产生危害。目前地热能的利用主要集中在利用地热水发电，地热水采暖等领域。
但是自地下开采的地热水中存在较多杂质和气体，不经除气除砂直接利用的话容易造成换热器的堵塞或是换热器中气体增多导致换热器换热效率降低，因此在利用地热水之前需对其进行除气除砂的步骤，而现有的地热水除气除砂装置工艺较为复杂，对杂质去除效率较低，并且现有技术中的除砂机构容易发生堵塞，并且需要定期更换。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于地热水供应的地热水除气除砂装置，以解决上述问题，本发明实现了对地热水进行除气和除砂，过滤后的地热水可直接被利用，并且装置可自动将过滤后的固态杂质排出装置内，无需定期更换过滤机构。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案，包括：壳体，所述壳体为圆筒形设置，所述壳体顶面中心位置处设置有进液口，所述壳体顶面一侧开设有除气口，所述壳体内腔上方设置有分流机构；
除砂机构，所述除砂机构设置在所述分流机构下方，所述除砂机构一侧贯穿所述壳体侧壁连接有驱动部，所述除砂机构的另一侧贯穿所述壳体侧壁连接有导向部，所述除砂机构底面设置有集水槽，所述壳体侧壁连通设置有排砂口，所述排砂口与所述除砂机构相连通，所述除砂机构下方设置有引流部；
除气机构，所述除气机构包括连接管，所述连接管一端连通有集水槽的底面，所述连接管的另一端连通有搅拌部，所述连接管直径小于所述集水槽直径，所述搅拌部底面连通设置有缓流部，所述缓流部底面设置有曝气部，所述壳体侧壁连通设置有出水口，所述出水口与所述曝气部相连通。
优选的，所述分流机构包括锥形板，所述锥形板顶面通过两连接杆和所述壳体内腔顶面固接，所述锥形板与所述进液口同轴设置。
优选的，所述除砂机构包括第一锥形筒，所述第一锥形筒周向侧壁和所述壳体内壁固接，所述第一锥形筒上设置有若干通孔，若干所述通孔底面连通设置有集砂管，若干所述集砂管底面设置有第二锥形筒，所述第二锥形筒顶面和若干所述集砂管底面平齐，所述第一锥形筒底面与所述集水槽开口处相连通，所述第二锥形筒底面开口处内壁与所述集水槽周向侧壁底部滑动接触。
优选的，所述驱动部包括伸缩气缸，所述伸缩气缸输出端固接有伸缩块，所述壳体侧壁开设有第一滑槽，所述伸缩块和所述第一滑槽内壁滑动接触，所述伸缩块的侧壁和所述第二锥形筒侧壁顶面固接。
优选的，所述导向部包括导向块，所述导向块和所述壳体侧壁开设的第二滑槽滑动接触，所述导向块侧壁贯穿所述第二滑槽和所述第二锥形筒固接，所述导向块顶面开设有导向孔，所述导向孔内壁滑动接触有限位杆，所述限位杆侧壁通过连接块和所述壳体侧壁固接。
优选的，所述搅拌部包括搅拌箱，所述搅拌箱侧壁通过连接管与所述集水槽底面相连通，所述壳体内壁固接有转动电机，所述转动电机输出端固接有转杆，所述转杆延伸进入所述搅拌箱内腔，所述转杆的周向侧壁固接有若干二级转杆，所述搅拌箱底面连通有所述缓流部。
优选的，所述缓流部包括缓流连接管，所述缓流连接管顶面和所述搅拌箱底面相连通，所述缓流连接管底面连通有弧形管，所述弧形管与所述壳体内壁弧度一致，所述弧形管底面开设有若干出水孔。
优选的，所述引流部包括引流斜板，所述引流斜板设置在所述第二锥形筒底面开口处下方，所述引流斜板两相对侧壁和所述壳体内腔固接，所述引流斜板底面最低处固接有引流直板，所述引流直板的两相对侧壁分别和所述壳体内壁固接。
优选的，所述曝气部包括第一曝气板，所述第一曝气板设置在所述引流斜板下方，且所述第一曝气板与所述引流斜板倾角相同，所述第一曝气板三个相邻侧边分别和所述壳体内壁固接，所述第一曝气板顶面固接有若干曝气块，所述第一曝气板下方设置有第二曝气板，所述第二曝气板倾斜设置，所述第二曝气板的一侧边和所述引流直板固接，所述第二曝气板另外三侧边和所述壳体内腔固接，所述第二曝气板顶面固接有若干曝气块。
优选的，所述转动电机和所述伸缩气缸分别和外接电源电性连接。
与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：
1、本发明实现了对地热水进行除气和除砂，过滤后的地热水可直接被利用。
2、排砂机构可自动将过滤后的固态杂质排出装置，无需定期更换过滤机构。
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为本发明一种基于地热水供应的地热水除气除砂装置的整体结构示意图；
图2为图1中A的局部放大图；
图3为本发明中缓流部的结构示意图；
图4为本发明中曝气块的结构示意图；
图5为本发明中弧形管的结构示意图；
图6为本发明实施例二中清水进口的结构示意图；
其中，1、壳体；2、进液口；3、除气口；4、集水槽；5、排砂口；6、连接管；7、出水口；8、锥形板；9、连接杆；10、第一锥形筒；11、通孔；12、集砂管；13、第二锥形筒；14、伸缩气缸；15、伸缩块；16、第一滑槽；17、导向块；18、第二滑槽；19、导向孔；20、限位杆；21、连接块；22、搅拌箱；23、转动电机；24、转杆；25、二级转杆；26、缓流连接管；27、弧形管；28、出水孔；29、引流斜板；30、引流直板；31、第一曝气板；32、曝气块；33、第二曝气板；34、清水进口。
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。
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。
实施例一：
参照图1-5所示，本发明提供了一种基于地热水供应的地热水除气除砂装置，包括：壳体1，壳体1为圆筒形设置，壳体1顶面中心位置处设置有进液口2，壳体1顶面一侧开设有除气口3，壳体1内腔上方设置有分流机构；
除砂机构，除砂机构设置在分流机构下方，除砂机构一侧贯穿壳体1侧壁连接有驱动部，除砂机构的另一侧贯穿壳体1侧壁连接有导向部，除砂机构底面设置有集水槽4，壳体1侧壁连通设置有排砂口5，排砂口5与除砂机构相连通，除砂机构下方设置有引流部；
除气机构，除气机构包括连接管6，连接管6一端连通有集水槽4的底面，连接管6的另一端连通有搅拌部，连接管6直径小于集水槽4直径，搅拌部底面连通设置有缓流部，缓流部底面设置有曝气部，壳体1侧壁连通设置有出水口7，出水口7与曝气部相连通。
设置在壳体1顶面的进液口2用于将自地下抽出的地热水注入装置内部，在进液口2下方设置的分流机构能够实现将灌注进入装置内部的地热水均匀的流入除砂机构中，设置的除砂机构用于将地热水中的固态杂质去除，并且将去除固态杂质的地热水通入集水槽4内，设置的驱动部能够驱动除砂机构将收集到的固态杂质自动排出，设置的导向部是为了配合驱动部控制控制除砂机构排砂时的移动，由于地热水在除砂过程中为流动的状态，溶解在地热水中的部分气体会自地热水中溢出，这部分气体可通过设置在壳体1顶面的除气口3排出，而去除固态杂质后的地热水通过连接管6的连通自集水槽4流入搅拌部，在搅拌的作用下，地热水中溶解的气体进一步溢出，之后地热水通过缓流部均匀的倾撒在曝气部顶面，曝气部的设置增大了地热水与空气的接触面积，气体进一步溢出，位于搅拌部和曝气部中的地热水溢出的气体可通过限位部以及驱动部处排出装置内，设置的出水口7用于将除气除砂后的地热水排出装置。本发明实现了对地热水进行除气和除砂，过滤后的地热水可直接被利用，并且装置可自动将过滤后的固态杂质排出装置内，无需定期更换过滤机构。
进一步优化方案，分流机构包括锥形板8，锥形板8顶面通过两连接杆9和壳体1内腔顶面固接，锥形板8与进液口2同轴设置。
设置的锥形板8和进液口2同轴设置，这样的设置保证了锥形板8能够将进入装置内部的进液口2均匀的通过锥形板8分散开来流入除砂机构内。
进一步优化方案，除砂机构包括第一锥形筒10，第一锥形筒10周向侧壁和壳体1内壁固接，第一锥形筒10上设置有若干通孔11，若干通孔11底面连通设置有集砂管12，若干集砂管12底面设置有第二锥形筒13，第二锥形筒13顶面和若干集砂管12底面平齐，第一锥形筒10底面与集水槽4开口处相连通，第二锥形筒13底面开口处内壁与集水槽4周向侧壁底部滑动接触。
被锥形板8均匀分散的地热水流入第一锥形筒10的内壁上方，使得地热水自上而下流到设置在第一锥形筒10底面的集水槽4内，在重力的作用下，地热水中的固态杂质有着竖直向下的运动趋势，因此在地热水流动的过程中，地热水中的固态物质可流入与第一锥形筒10上设置的若干通孔11相连通的集砂管12内，由于第二锥形筒13顶面和若干集砂管12底面平齐，因此在第二锥形筒13和集砂管12接触时，能够保证集砂管12内部的固态杂质不会流至第二锥形筒13顶面，因此在集砂管12收集固态杂质时，不会使得大量的地热水自集砂管12排出，从而节省了大量的地热水资源。
进一步优化方案，驱动部包括伸缩气缸14，伸缩气缸14输出端固接有伸缩块15，壳体1侧壁开设有第一滑槽16，伸缩块15和第一滑槽16内壁滑动接触，伸缩块15的侧壁和第二锥形筒13侧壁顶面固接。
设置的伸缩气缸14可带动伸缩块15在第一滑槽16的限定范围内进行上下移动，由于伸缩块15和第二锥形筒13侧壁固接，那么在伸缩块15上下移动的过程中，第二锥形筒13随之进行纵向移动，当第二锥形筒13位于最上方时，第二锥形筒13顶面能够将若干集砂管12的底面密封，当第二锥形筒13位于最下方时，第二锥形筒13顶面失去对集砂管12的密封作用，集砂管12内的固态杂质能够流入第二锥形筒13内，由于第二锥形筒13向下移动的过程中，第二锥形筒13底面开口处脱离集水槽4限定范围内，并且第二锥形筒13和连接管6之间存在缝隙，使得流入第二锥形筒13顶面的固态杂质自该缝隙处流出。
进一步优化方案，导向部包括导向块17，导向块17和壳体1侧壁开设的第二滑槽18滑动接触，导向块17侧壁贯穿第二滑槽18和第二锥形筒13固接，导向块17顶面开设有导向孔19，导向孔19内壁滑动接触有限位杆20，限位杆20侧壁通过连接块21和壳体1侧壁固接。
设置的导向块17能且仅能在限位杆20的位置限定的范围内上下移动，限定了在伸缩气缸14带动第二锥形筒13进行纵向移动的过程中，第二锥形筒13不会发生倾斜，并且由于导向块17和第二滑槽18滑动接触，第二锥形筒13在移动的过程中同样不会发生转动。
进一步优化方案，搅拌部包括搅拌箱22，搅拌箱22侧壁通过连接管6与集水槽4底面相连通，壳体1内壁固接有转动电机23，转动电机23输出端固接有转杆24，转杆24延伸进入搅拌箱22内腔，转杆24的周向侧壁固接有若干二级转杆25，搅拌箱22底面连通有缓流部。
经过除砂后的地热水通过连接管6自集水槽4流入搅拌箱22内，搅拌箱22内设置的转杆24在转动电机23的驱动下发生转动，并进一步带动二级转杆25对地热水搅拌，由于地热水被扰动，内部的气体会自水中溢出，经搅拌机构搅拌除气的地热水自缓流部流出搅拌箱22。
进一步优化方案，缓流部包括缓流连接管26，缓流连接管26顶面和搅拌箱22底面相连通，缓流连接管26底面连通有弧形管27，弧形管27与壳体1内壁弧度一致，弧形管27底面开设有若干出水孔28。
连接管6连通了搅拌箱22底面，因此，经搅拌除气后的地热水可通过连接管6流入弧形管27内，由于弧形管27底面开设了若干出水孔28，地热水可经过出水孔28均匀的流质下方设置的曝气部。
进一步优化方案，引流部包括引流斜板29，引流斜板29设置在第二锥形筒13底面开口处下方，引流斜板29两相对侧壁和壳体1内腔固接，引流斜板29底面最低处固接有引流直板30，引流直板30的两相对侧壁分别和壳体1内壁固接。
设置的引流斜板29位于第二锥形筒13底面开口处的下方，因此自第二锥形筒13底面开口处排出的固态杂质会流入引流斜板29的限定范围内，并且自引流斜板29和引流直板30的引流作用下流至壳体1内腔最下方，经过设置的排砂口5排出壳体1外。
进一步优化方案，曝气部包括第一曝气板31，第一曝气板31设置在引流斜板29下方，且第一曝气板31与引流斜板29倾角相同，第一曝气板31三个相邻侧边分别和壳体1内壁固接，第一曝气板31顶面固接有若干曝气块32，第一曝气板31下方设置有第二曝气板33，第二曝气板33倾斜设置，第二曝气板33的一侧边和引流直板30固接，第二曝气板33另外三侧边和壳体1内腔固接，第二曝气板33顶面固接有若干曝气块32。
经过弧形管27的均匀分散，经搅拌除气的地热水均匀的流至第一曝气板31上，在第一曝气板31上设置的曝气块32具体为圆形凸起，这些曝气块32可使得地热水在第一曝气板31上流动时，在圆形凸起上形成具有一定厚度的水模，增大了地热水和空气的接触面积，使得地热水内部气体进一步扩散，同样的，经过第一曝气板31除气后的地热水流至第二曝气板33处，同样增加了除气效果，上述的搅拌除气、第一曝气板31除气、第二曝气板33除气所溢出的气体均可自第一滑槽16以及第二环槽排出壳体1外；经过第二曝气板33除气的地热水自壳体1侧壁开设的出水口7排出壳体1。
进一步优化方案，转动电机23和伸缩气缸14分别和外接电源电性连接。
实施例二：本实施例与实施例一唯一区别在于，本实施例中第一曝气板31和第二曝气板33的数量可增加，并且在壳体1侧壁位于最下方的第二曝气板33上方开设有出水口7，壳体1侧壁位于最下方的第二曝气板33下方开设有排砂口5。
实施例三：如图6所示，本实施例与实施例一唯一区别在于，本实施例中在位于第一锥形筒10和第二锥形筒13的壳体1侧壁处开设有若干清水进口34，当伸缩气缸14带动第二锥形筒13下移排砂时，通过清水进口34向第二锥形筒13顶面通入清水，使得固态杂质完全被排出。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，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。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (6)
1.一种基于地热水供应的地热水除气除砂装置，其特征在于，包括：
壳体(1)，所述壳体(1)为圆筒形设置，所述壳体(1)顶面中心位置处设置有进液口(2)，所述壳体(1)顶面一侧开设有除气口(3)，所述壳体(1)内腔上方设置有分流机构；
除砂机构，所述除砂机构设置在所述分流机构下方，所述除砂机构一侧贯穿所述壳体(1)侧壁连接有驱动部，所述除砂机构的另一侧贯穿所述壳体(1)侧壁连接有导向部，所述除砂机构底面设置有集水槽(4)，所述壳体(1)侧壁连通设置有排砂口(5)，所述排砂口(5)与所述除砂机构相连通，所述除砂机构下方设置有引流部；
所述除砂机构包括第一锥形筒(10)，所述第一锥形筒(10)周向侧壁和所述壳体(1)内壁固接，所述第一锥形筒(10)上设置有若干通孔(11)，若干所述通孔(11)底面连通设置有集砂管(12)，若干所述集砂管(12)底面设置有第二锥形筒(13)，所述第二锥形筒(13)顶面和若干所述集砂管(12)底面平齐，所述第一锥形筒(10)底面与所述集水槽(4)开口处相连通，所述第二锥形筒(13)底面开口处内壁与所述集水槽(4)周向侧壁底部滑动接触；
除气机构，所述除气机构包括连接管(6)，所述连接管(6)一端连通有集水槽(4)的底面，所述连接管(6)的另一端连通有搅拌部，所述连接管(6)直径小于所述集水槽(4)直径，所述搅拌部底面连通设置有缓流部，所述缓流部底面设置有曝气部，所述壳体(1)侧壁连通设置有出水口(7)，所述出水口(7)与所述曝气部相连通；
所述分流机构包括锥形板(8)，所述锥形板(8)顶面通过两连接杆(9)和所述壳体(1)内腔顶面固接，所述锥形板(8)与所述进液口(2)同轴设置；
所述驱动部包括伸缩气缸(14)，所述伸缩气缸(14)输出端固接有伸缩块(15)，所述壳体(1)侧壁开设有第一滑槽(16)，所述伸缩块(15)和所述第一滑槽(16)内壁滑动接触，所述伸缩块(15)的侧壁和所述第二锥形筒(13)侧壁顶面固接；
所述导向部包括导向块(17)，所述导向块(17)和所述壳体(1)侧壁开设的第二滑槽(18)滑动接触，所述导向块(17)侧壁贯穿所述第二滑槽(18)和所述第二锥形筒(13)固接，所述导向块(17)顶面开设有导向孔(19)，所述导向孔(19)内壁滑动接触有限位杆(20)，所述限位杆(20)侧壁通过连接块(21)和所述壳体(1)侧壁固接。
2.根据权利要求1所述的一种基于地热水供应的地热水除气除砂装置，其特征在于：所述搅拌部包括搅拌箱(22)，所述搅拌箱(22)侧壁通过连接管(6)与所述集水槽(4)底面相连通，所述壳体(1)内壁固接有转动电机(23)，所述转动电机(23)输出端固接有转杆(24)，所述转杆(24)延伸进入所述搅拌箱(22)内腔，所述转杆(24)的周向侧壁固接有若干二级转杆(25)，所述搅拌箱(22)底面连通有所述缓流部。
3.根据权利要求2所述的一种基于地热水供应的地热水除气除砂装置，其特征在于：所述缓流部包括缓流连接管(26)，所述缓流连接管(26)顶面和所述搅拌箱(22)底面相连通，所述缓流连接管(26)底面连通有弧形管(27)，所述弧形管(27)与所述壳体(1)内壁弧度一致，所述弧形管(27)底面开设有若干出水孔(28)。
4.根据权利要求1所述的一种基于地热水供应的地热水除气除砂装置，其特征在于：所述引流部包括引流斜板(29)，所述引流斜板(29)设置在所述第二锥形筒(13)底面开口处下方，所述引流斜板(29)两相对侧壁和所述壳体(1)内腔固接，所述引流斜板(29)底面最低处固接有引流直板(30)，所述引流直板(30)的两相对侧壁分别和所述壳体(1)内壁固接。
5.根据权利要求4所述的一种基于地热水供应的地热水除气除砂装置，其特征在于：所述曝气部包括第一曝气板(31)，所述第一曝气板(31)设置在所述引流斜板(29)下方，且所述第一曝气板(31)与所述引流斜板(29)倾角相同，所述第一曝气板(31)三个相邻侧边分别和所述壳体(1)内壁固接，所述第一曝气板(31)顶面固接有若干曝气块(32)，所述第一曝气板(31)下方设置有第二曝气板(33)，所述第二曝气板(33)倾斜设置，所述第二曝气板(33)的一侧边和所述引流直板(30)固接，所述第二曝气板(33)另外三侧边和所述壳体(1)内腔固接，所述第二曝气板(33)顶面固接有若干所述曝气块(32)。
6.根据权利要求2所述的一种基于地热水供应的地热水除气除砂装置，其特征在于：所述转动电机(23)和所述伸缩气缸(14)分别和外接电源电性连接。
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