CN117109984A - 一种分层取水装置及分层取水方法 - Google Patents

一种分层取水装置及分层取水方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种分层取水装置,包括中心管,所述中心管通过螺栓与上支撑架的顶端固定连通,所述上支撑架的底端通过螺栓与过滤结构的顶端固定连通,所述过滤结构的底端通过螺栓与下支撑架的顶端固定连通,所述上支撑架和下支撑架上套设有气囊结构,所述气囊结构安装有压力传感器;本发明使装置仅通过一根管道就能实现充气以及抽水操作,简化了装置的结构,同时提高了工作效率;本发明使气囊结构的气体在泄气的同时能对过滤结构和过滤盘进行清理操作,防止过滤结构以及过滤盘堵塞;本发明实现了装置对水源实现多层过滤,保护了装置的运行安全;本发明实现了对水层的精准定位,进而使水层的检测更加精准,方便快速找到合适的水源,提升找水的效率。

Description

一种分层取水装置及分层取水方法
技术领域
本申请属于地下水勘查技术领域,具体涉及一种分层取水装置及分层取水方法。
背景技术
我国约有70%的人口以地下水为主要饮用水源,全国95%以上的农村人口饮用地下水,在我国北方干旱一半干旱地区的许多城市和乡村,地下水成为唯一饮用水源。在复杂的地貌、地质、气候等条件控制下,我国的地下水质量状况差异较大。在地下水径流缓慢、蒸发强的内陆干旱一半干旱地区,普遍存在高矿化度、高氟、高砷的地下水,长期饮用会对人体造成极大危害,在没有被城镇集中式饮用水水源地覆盖的农村地区尤为严重。因此在诸如高矿化度、高氟、高砷的多含水层结构的水质复杂地区找出适合饮用的淡水显得尤为重要。
在挖井找水的过程中,为了避免在成井前各含水层的水质状况不清,盲目成井容易造成“有量无质”的废井,现有技术提出了一种分层取水装置。传统的取水装置通常只能从水源的特定深度或位置进行取水,而无法分层获取水质较好的水层。因此,为了提高水质和满足不同的用水需求,开发分层取水装置成为一种重要技术需求。分层取水装置的原理主要基于水体中水质分层的特点。由于水体中存在密度和温度的差异,水质会因此而形成分层。分层取水装置通过设备或结构的设计,可以将不同深度的水分别取出,实现分层取水的效果。
申请号为201120069395.2的中国专利公开了一种井内分层气液两相流体保真取样装置,在钻孔或套管内壁装有取样装置由封隔器系统、液体进样系统、气体进样系统、自动多通阀门、取样系统、温控系统、外部压力/流量控制系统构成,整个取样装置外部包裹保温层或温控系统。该装置可以精确控制地下流体取样的层位,实现地层不同层位的气液流体的取样,同时保证取样过程中的温度、压力与地下流体的温压条件一致,提高取样过程中流体的保真程度。该装置原理简单,各个部件装配简单,适用钻井内多层取样和地下气液两相流体的取样。
但是该装置结构复杂,通过多层封隔器的结构设计使实际在施工过程中比较困难的同时,各层水位不一定能同时精准定位,从而造成水样检测不准;同时该结构造成过滤装置设置过多,加大了过滤成本。
发明内容
本发明的目的在于克服上述缺陷,本发明在于提供一种分层取水装置及分层取水方法,本发明使装置仅通过一根管道就能实现充气以及抽水操作,简化了装置的结构,同时提高了工作效率;本发明使气囊结构的气体在泄气的同时能对过滤结构和过滤盘进行清理操作,防止过滤结构以及过滤盘堵塞;本发明实现了装置对水源实现多层过滤,保护了装置的运行安全;本发明实现了对水层的精准定位,进而使水层的检测更加精准,方便快速找到合适的水源,提升找水的效率。
为了实现上述目的,提出一种分层取水装置及分层取水方法,技术方案如下:
一种分层取水装置,包括中心管,所述中心管通过螺栓与上支撑架的顶端固定连通,所述上支撑架的底端通过螺栓与过滤结构的顶端固定连通,所述过滤结构的底端通过螺栓与下支撑架的顶端固定连通,所述上支撑架和下支撑架上套设有气囊结构,所述气囊结构安装有压力传感器;
所述上支撑架包括上支撑管,所述上支撑管的侧壁上开设有上固定孔,所述气囊结构设置有单向进气阀,所述单向进气阀与上固定孔密封固定;所述上支撑管顶部外围设置有第一支撑座,上支撑管底部外围设置有第二支撑座,所述第一支撑座和第二支撑座均为环形结构;
所述下支撑架包括下支撑管,所述下支撑管的侧壁上开设有下固定孔,所述气囊结构设置有泄气阀,所述泄气阀与下固定孔密封固定;所述上支撑管顶部外围设置有第三支撑座,下支撑管底部外围设置有第四支撑座,所述第三支撑座和第四支撑座均为环形结构;所述下支撑管的底部为密封结构。
优选的,所述上支撑管的内部设有转换结构,所述转换结构包括伸缩波纹管,所述伸缩波纹管的顶部为开口,并且所述伸缩波纹管的顶部外围设置有环形盘,所述环形盘的底部设有卡环,所述第一支撑座的顶部设有转换结构安装槽,所述卡环卡接在转换结构安装槽上,并且所述中心管、卡环和转换结构安装槽通过螺栓一同固定连接;所述环形盘上均匀开设有环形盘孔,所述环形盘孔位于伸缩波纹管与卡环之间;所述伸缩波纹管的底部为封闭结构,并且所述伸缩波纹管的底部设有第一磁环。
更优选的,所述上支撑管的底部设有內边沿,所述内边沿形成的圆环内径大于第一磁环的外径;所述伸缩波纹管的底部外围设有向上倾斜的辅助挡环,所述辅助挡环的外径小于上支撑管的内径;所述第二支撑座与过滤结构的顶端之间设有过滤盘,所述第二支撑座、过滤盘和过滤结构通过螺栓一同固定连接,所述过滤盘包括过滤盘本体,所述过滤盘本体的顶部中间设有第二磁环,所述第二磁环与第一磁环尺寸相同,所述过滤盘本体上均匀开设有过滤盘孔,所述过滤盘孔位于第二磁环内。
更优选的,所述环形盘孔的孔径小于过滤盘孔的孔径。
优选的,所述过滤结构包括上过滤筒和下过滤筒,所述上过滤筒包括上过滤筒本体,所述上过滤筒本体上均匀开设有过滤孔,所述上过滤筒本体的顶部外围设置有上过滤筒安装座,所述上过滤筒安装座通过螺栓与过滤盘、第二支撑座一同固定连接;所述上过滤筒本体的侧壁上对称设有齿条,所述上过滤筒本体的底部外围设置有限位外边沿。
更优选的,所述下过滤筒包括下过滤筒本体,所述下过滤筒本体上均匀开设有过滤孔,所述下过滤筒本体的顶部设有向内延伸的限位内边沿,所述限位内边沿活动套设在上过滤筒本体上,所述限位内边沿的内径小于限位外边沿的外径;所述下过滤筒本体的顶部对称开设有槽口,位于所述槽口两侧的下过滤筒本体侧壁上均设有齿轮安装座,相邻所述齿轮安装座之间转动安装有齿轮轴,所述齿轮轴上固定连接有齿轮,所述齿轮与对应齿条啮合;所述下过滤筒本体一侧的齿轮安装座外侧固定连接有电机,所述电机的输出端与齿轮轴固定连接,所述电机的外部安装有电机防水箱,所述电机防水箱与齿轮安装座的外侧固定连接;所述下过滤筒本体的底部外围设置有下过滤桶安装座,所述下过滤桶安装座通过螺栓与第三支撑座固定连接。
优选的,所述下支撑管的底部密封结构为底盖,所述底盖与下支撑管的底部进行螺纹连接。
优选的,所述气囊结构包括上气囊和下气囊,所述上气囊和下气囊均为环形气囊结构,所述上气囊套设在上支撑管上,并且上气囊位于第一支撑座和第二支撑座之间,所述单向进气阀设于上气囊上;所述下气囊套设在下支撑管上,并且下气囊位于第三支撑座和第四支撑座之间,所述泄气阀设于下气囊上;所述上气囊和下气囊通过气囊通管进行连通,所述气囊通管为软管结构。
优选的,所述中心管通过连接装置可与水泵以及气瓶连接。
本发明还要求保护一种上述分层取水装置的分层取水方法,所述方法包括如下步骤:
S1、将分层取水装置放入试验井中,将装置的上支撑架放入水层的上层位置,然后通过远程控制电机运作,使过滤结构进行伸缩,伸缩后下支撑架到达水层的下层位置;
S2、将气瓶与中心管连接,通过控制气瓶对中心管充气,中心管的气体使转换结构的伸缩波纹管伸长,使伸缩波纹管底部的第一磁环与第二磁环进行磁性连接,然后气体通过单向进气阀对气囊结构进行充气,到达一定压力后实现上气囊和下气囊对水层的分隔密封止水;
S3、将气瓶取下,将水泵与中心管连接,启动水泵,使伸缩波纹管底部的第一磁环与第二磁环脱离,然后水层的水依次通过过滤孔、过滤盘孔和环形盘孔,经过多层过滤后的水从中心管中出水,完成取水操作;
S4、远程控制泄气阀进行泄气,泄气阀泄出的气体通过下支撑管往上冲击,对过滤结构和过滤盘进行清理;
S5、通过对中心管进行收放,使分层取水装置移动到另一个水层,然后循环操作对不同的水层进行取水。
与现有技术相比,本发明提供了一种分层取水装置,具备以下有益效果:
(1)本发明在进行充气操作时,对中心管充气,中心管的气体使转换结构的伸缩波纹管伸长,使伸缩波纹管底部的第一磁环与第二磁环进行磁性连接,然后气体通过单向进气阀对气囊结构进行充气,到达一定压力后实现对水层的分隔密封止水;在进行抽水操作时,将水泵与中心管连接,启动水泵,使伸缩波纹管底部的第一磁环与第二磁环脱离,然后水层的水依次通过过滤孔、过滤盘孔和环形盘孔,经过多层过滤后的水从中心管中出水,完成取水操作;同时伸缩波纹管上的辅助挡环的结构设计对装置的充气和抽水起到了辅助作用,在装置进行充气时,气流对辅助挡环的作用使伸缩波纹管快速伸长,从而使底部的第一磁环与第二磁环进行连接,实现密封操作,在节省气体损耗的同时实现高效充气;在装置进行抽水时,辅助挡环的结构设计使伸缩波纹管底部的第一磁环更容易与第二磁环脱离,使过滤结构与中心管连通,从而实现抽水操作;本发明装置仅通过一根管道就能实现充气以及抽水操作,简化了装置的结构,同时提高了工作效率。
(2)本发明通过上气囊和下气囊的环形结构设计方便了与上支撑架、下支撑架进行配合固定,并且提升了密封效果,同时通过在上气囊设置单向进气阀以及在下气囊设置泄气阀,实现了对气囊充气的同时,使气囊结构的气体在泄气的同时能对过滤结构和过滤盘进行清理操作,防止过滤结构以及过滤盘堵塞。
(3)本发明通过对环形盘孔和过滤盘孔的孔径结构设计,使水井的杂质不容易进入装置中,实现了装置对水源实现多层过滤,保护了装置的运行安全;同时过滤盘的安装方式使工作人员在过滤盘堵塞时能快速对过滤盘进行更换和维护。
(4)本发明通过上过滤筒和下过滤筒的结构设计,通过远程控制电机运作,电机转动带动齿轮轴进行转动,齿轮轴上固定有齿轮,通过齿轮与上过滤筒上的齿条啮合作用,使上过滤筒和下过滤筒可以进行伸缩,从而控制过滤结构的长度,实现了对水层的精准定位,进而使水层的检测更加精准,方便快速找到合适的水源,提升了找水的效率。
附图说明
图1是本发明一种分层取水装置的整体结构示意图;
图2是本发明一种分层取水装置的分散结构示意图;
图3是本发明一种分层取水装置的局部分散结构示意图;
图4是本发明一种分层取水装置的转换结构示意图;
图5是本发明一种分层取水装置的转换结构另一角度示意图;
图6是本发明一种分层取水装置的过滤盘结构示意图;
图7是本发明一种分层取水装置的过滤结构示意图;
图8是本发明一种分层取水装置的上过滤筒结构示意图;
图9是本发明一种分层取水装置的下过滤筒结构示意图;
图10是本发明一种分层取水装置的上支撑架结构示意图;
图11是本发明一种分层取水装置的上支撑架截面结构示意图;
图12是本发明一种分层取水装置的下支撑架结构示意图;
图13是本发明一种分层取水装置的气囊结构示意图。
图中:其中:100、中心管;200、上支撑架;201、上支撑管;202、上固定孔;203、第一支撑座;204、第二支撑座;205、转换结构安装槽;206、内边沿;300、气囊结构;310、上气囊;311、单向进气阀;320、下气囊;321、泄气阀;330、气囊通管;400、过滤结构;410、上过滤筒;411、上过滤筒本体;412、上过滤筒安装座;413、限位外边沿;414、齿条;420、下过滤筒;421、下过滤筒本体;422、限位内边沿;423、槽口;424、齿轮安装座;425、齿轮轴;426、电机防水箱;427、下过滤桶安装座;500、下支撑架;501、下支撑管;502、下固定孔;503、第三支撑座;504、第四支撑座;505、底盖;600、转换结构;611、伸缩波纹管;612、环形盘;613、辅助挡环;614、第一磁环;615、卡环;700、过滤盘;710、过滤盘本体;720、第二磁环。
具体实施方式
以下结合说明书附图对本发明的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明,并且在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例1:
一种分层取水装置,包括中心管100,所述中心管100通过螺栓与上支撑架200的顶端固定连通,所述上支撑架200的底端通过螺栓与过滤结构400的顶端固定连通,所述过滤结构400的底端通过螺栓与下支撑架500的顶端固定连通,所述上支撑架200和下支撑架500上套设有气囊结构300,所述气囊结构300安装有压力传感器;压力传感器能更好的确定气囊结构300内部的压力,更方便监控气囊结构300内部的压力。
所述上支撑架200包括上支撑管201,所述上支撑管201的侧壁上开设有上固定孔202,所述气囊结构300设置有单向进气阀311,所述单向进气阀311与上固定孔202密封固定;所述上支撑管201顶部外围设置有第一支撑座203,上支撑管201底部外围设置有第二支撑座204,所述第一支撑座203和第二支撑座204均为环形结构;
所述下支撑架500包括下支撑管501,所述下支撑管501的侧壁上开设有下固定孔502,所述气囊结构300设置有泄气阀321,所述泄气阀321与下固定孔502密封固定;所述上支撑管201顶部外围设置有第三支撑座503,下支撑管501底部外围设置有第四支撑座504,所述第三支撑座503和第四支撑座504均为环形结构;所述下支撑管501的底部为密封结构。
在本实施例中,所述上支撑管201的内部设有转换结构600,所述转换结构600包括伸缩波纹管611,所述伸缩波纹管611的顶部为开口,并且所述伸缩波纹管611的顶部外围设置有环形盘612,所述环形盘612的底部设有卡环615,所述第一支撑座203的顶部设有转换结构安装槽205,所述卡环615卡接在转换结构安装槽205上,并且所述中心管100、卡环615和转换结构安装槽205通过螺栓一同固定连接;所述环形盘612上均匀开设有环形盘孔,所述环形盘孔位于伸缩波纹管611与卡环615之间;所述伸缩波纹管611的底部为封闭结构,并且所述伸缩波纹管611的底部设有第一磁环614。
在本实施例中,所述上支撑管201的底部设有內边沿206,所述内边沿206形成的圆环内径大于第一磁环614的外径;所述伸缩波纹管611的底部外围设有向上倾斜的辅助挡环613,所述辅助挡环613的外径小于上支撑管201的内径;所述第二支撑座204与过滤结构400的顶端之间设有过滤盘700,所述第二支撑座204、过滤盘700和过滤结构400通过螺栓一同固定连接,所述过滤盘700包括过滤盘本体710,所述过滤盘本体710的顶部中间设有第二磁环720,所述第二磁环720与第一磁环614尺寸相同,所述过滤盘本体710上均匀开设有过滤盘孔,所述过滤盘孔位于第二磁环720内。
在进行充气操作时,对中心管100充气,中心管的气体使转换结构600的伸缩波纹管611伸长,使伸缩波纹管611底部的第一磁环614与第二磁环720进行磁性连接,然后气体通过单向进气阀311对气囊结构300进行充气,到达一定压力后实现对水层的分隔密封止水;
在进行抽水操作时,将水泵与中心管100连接,启动水泵,使伸缩波纹管611底部的第一磁环614与第二磁环720脱离,然后水层的水依次通过过滤孔、过滤盘孔和环形盘孔,经过多层过滤后的水从中心管100中出水,完成取水操作;
同时伸缩波纹管611上的辅助挡环613的结构设计对装置的充气和抽水起到了辅助作用,在装置进行充气时,气流对辅助挡环613的作用使伸缩波纹管611快速伸长,从而使底部的第一磁环614与第二磁环720进行连接,实现密封操作,在节省气体损耗的同时实现高效充气;在装置进行抽水时,辅助挡环613的结构设计使伸缩波纹管611底部的第一磁环614更容易与第二磁环720脱离,使过滤结构400与中心管100连通,从而实现抽水操作。
在本实施例中,所述环形盘孔的孔径小于过滤盘孔的孔径。
通过对环形盘孔和过滤盘孔的孔径结构设计,使水井的杂质不容易进入装置中,实现了装置对水源实现多层过滤,保护了装置的运行安全;同时过滤盘700的安装方式使工作人员在过滤盘700堵塞时能快速对过滤盘700进行更换和维护。
在本实施例中,所述过滤结构400包括上过滤筒410和下过滤筒420,所述上过滤筒410包括上过滤筒本体411,所述上过滤筒本体411上均匀开设有过滤孔,所述上过滤筒本体411的顶部外围设置有上过滤筒安装座412,所述上过滤筒安装座412通过螺栓与过滤盘700、第二支撑座204一同固定连接;所述上过滤筒本体411的侧壁上对称设有齿条414,所述上过滤筒本体411的底部外围设置有限位外边沿413。
在本实施例中,所述下过滤筒420包括下过滤筒本体421,所述下过滤筒本体421上均匀开设有过滤孔,所述下过滤筒本体421的顶部设有向内延伸的限位内边沿422,所述限位内边沿422活动套设在上过滤筒本体411上,所述限位内边沿422的内径小于限位外边沿413的外径;所述下过滤筒本体421的顶部对称开设有槽口423,位于所述槽口423两侧的下过滤筒本体421侧壁上均设有齿轮安装座424,相邻所述齿轮安装座424之间转动安装有齿轮轴425,所述齿轮轴425上固定连接有齿轮,所述齿轮与对应齿条414啮合;所述下过滤筒本体421一侧的齿轮安装座424外侧固定连接有电机,所述电机的输出端与齿轮轴425固定连接,所述电机的外部安装有电机防水箱426,所述电机防水箱426与齿轮安装座424的外侧固定连接;所述下过滤筒本体421的底部外围设置有下过滤桶安装座427,所述下过滤桶安装座427通过螺栓与第三支撑座503固定连接。
通过上过滤筒410和下过滤筒420的结构设计,通过远程控制电机运作,电机转动带动齿轮轴425进行转动,齿轮轴425上固定有齿轮,通过齿轮与上过滤筒410上的齿条啮合作用,使过滤筒410和下过滤筒420可以进行伸缩,从而控制过滤结构400的长度,实现了对水层的精准定位,进而使水层的检测更加精准,方便快速找到合适的水源,提升了找水的效率。
在本实施例中,所述下支撑管501的底部密封结构为底盖505,所述底盖505与下支撑管501的底部进行螺纹连接。
通过底盖505的设计能够配合过滤结构400以及过滤盘700,在分层取水装置运行了一段时间后,一些杂质就会存留在过滤结构400的内部,底盖505的结构设计就可以方便的存储一些大颗粒杂质,通过螺纹连接可以快速清除杂质。
在本实施例中,所述气囊结构300包括上气囊310和下气囊320,所述上气囊310和下气囊320均为环形气囊结构,所述上气囊310套设在上支撑管201上,并且上气囊310位于第一支撑座203和第二支撑座204之间,所述单向进气阀311设于上气囊310上;所述下气囊320套设在下支撑管501上,并且下气囊320位于第三支撑座503和第四支撑座504之间,所述泄气阀321设于下气囊320上;所述上气囊310和下气囊320通过气囊通管330进行连通,所述气囊通管330为软管结构。
通过上气囊310和下气囊320的环形结构设计方便了与上支撑架200、下支撑架500的固定,并且提升了密封效果,同时通过在上气囊310设置单向进气阀311以及在下气囊320设置泄气阀321,实现了对气囊充气的同时,使气囊结构300的气体在泄气的同时能对过滤结构400和过滤盘700进行清理操作,防止过滤结构400以及过滤盘700堵塞。
在本实施例中,所述中心管100通过连接装置可与水泵以及气瓶连接。
通过中心管100的一体化设计,使装置仅通过一根管道就能实现充气以及抽水操作,简化了装置的结构,同时提高了工作效率。
一种上述分层取水装置的分层取水方法,所述方法包括如下步骤:
S1、将分层取水装置放入试验井中,将装置的上支撑架200放入水层的上层位置,然后通过远程控制电机运作,使过滤结构400进行伸缩,伸缩后下支撑架500到达水层的下层位置;
S2、将气瓶与中心管100连接,通过控制气瓶对中心管100充气,中心管的气体使转换结构600的伸缩波纹管611伸长,使伸缩波纹管611底部的第一磁环614与第二磁环720进行磁性连接,然后气体通过单向进气阀311对气囊结构300进行充气,到达一定压力后实现上气囊310和下气囊320对水层的分隔密封止水;
S3、将气瓶取下,将水泵与中心管100连接,启动水泵,使伸缩波纹管611底部的第一磁环614与第二磁环720脱离,然后水层的水依次通过过滤孔、过滤盘孔和环形盘孔,经过多层过滤后的水从中心管100中出水,完成取水操作;
S4、远程控制泄气阀321进行泄气,泄气阀泄出的气体通过下支撑管501往上冲击,对过滤结构400和过滤盘700进行清理;
S5、通过对中心管100进行收放,使分层取水装置移动到另一个水层,然后循环操作对不同的水层进行取水。
上文已对基本概念做了描述,显然,对于本领域技术人员来说,上述详细披露仅仅作为示例,而并不构成对本说明书的限定。虽然此处并没有明确说明,本领域技术人员可能会对本说明书进行各种修改、改进和偏移处理。该类修改、改进和偏移处理在本说明书中被建议,所以该类修改、改进、偏移处理仍属于本说明书示范实施例的精神和范围。
此外,本领域技术人员可以理解,本说明书的各方面可以通过若干具有可专利性的种类或情况进行说明和描述,包括任何新的和有用的工序、机器、产品或物质的组合,或对它们的任何新的和有用的改进。相应地,本说明书的各个方面可以完全由硬件执行、可以完全由软件包括固件、常驻软件、微码等执行、也可以由硬件和软件组合执行。以上硬件或软件均可被称为“数据块”、“模块”、“引擎”、“单元”、“组件”或“系统”。此外,本说明书的各方面可能表现为位于一个或多个计算机可读介质中的计算机产品,该产品包括计算机可读程序编码。
需要说明的是,如果本说明书附属材料中的描述、定义、和/或术语的使用与本说明书所述内容有不一致或冲突的地方,以本说明书的描述、定义和/或术语的使用为准。
最后,应当理解的是,本说明书中所述实施例仅用以说明本说明书实施例的原则。其它的变形也可能属于本说明书的范围。因此,作为示例而非限制,本说明书实施例的替代配置可视为与本说明书的教导一致。相应地,本说明书的实施例不仅限于本说明书明确介绍和描述的实施。

Claims (10)

1.一种分层取水装置,其特征在于:包括中心管(100),所述中心管(100)通过螺栓与上支撑架(200)的顶端固定连通,所述上支撑架(200)的底端通过螺栓与过滤结构(400)的顶端固定连通,所述过滤结构(400)的底端通过螺栓与下支撑架(500)的顶端固定连通,所述上支撑架(200)和下支撑架(500)上套设有气囊结构(300),所述气囊结构(300)安装有压力传感器;
所述上支撑架(200)包括上支撑管(201),所述上支撑管(201)的侧壁上开设有上固定孔(202),所述气囊结构(300)设置有单向进气阀(311),所述单向进气阀(311)与上固定孔(202)密封固定;所述上支撑管(201)顶部外围设置有第一支撑座(203),上支撑管(201)底部外围设置有第二支撑座(204),所述第一支撑座(203)和第二支撑座(204)均为环形结构;
所述下支撑架(500)包括下支撑管(501),所述下支撑管(501)的侧壁上开设有下固定孔(502),所述气囊结构(300)设置有泄气阀(321),所述泄气阀(321)与下固定孔(502)密封固定;所述上支撑管(201)顶部外围设置有第三支撑座(503),下支撑管(501)底部外围设置有第四支撑座(504),所述第三支撑座(503)和第四支撑座(504)均为环形结构;所述下支撑管(501)的底部为密封结构。
2.根据权利要求1所述一种分层取水装置,其特征在于:所述上支撑管(201)的内部设有转换结构(600),所述转换结构(600)包括伸缩波纹管(611),所述伸缩波纹管(611)的顶部为开口,并且所述伸缩波纹管(611)的顶部外围设置有环形盘(612),所述环形盘(612)的底部设有卡环(615),所述第一支撑座(203)的顶部设有转换结构安装槽(205),所述卡环(615)卡接在转换结构安装槽(205)上,并且所述中心管(100)、卡环(615)和转换结构安装槽(205)通过螺栓一同固定连接;所述环形盘(612)上均匀开设有环形盘孔,所述环形盘孔位于伸缩波纹管(611)与卡环(615)之间;所述伸缩波纹管(611)的底部为封闭结构,并且所述伸缩波纹管(611)的底部设有第一磁环(614)。
3.根据权利要求2所述一种分层取水装置,其特征在于:所述上支撑管(201)的底部设有內边沿(206),所述内边沿(206)形成的圆环内径大于第一磁环(614)的外径;所述伸缩波纹管(611)的底部外围设有向上倾斜的辅助挡环(613),所述辅助挡环(613)的外径小于上支撑管(201)的内径;所述第二支撑座(204)与过滤结构(400)的顶端之间设有过滤盘(700),所述第二支撑座(204)、过滤盘(700)和过滤结构(400)通过螺栓一同固定连接,所述过滤盘(700)包括过滤盘本体(710),所述过滤盘本体(710)的顶部中间设有第二磁环(720),所述第二磁环(720)与第一磁环(614)尺寸相同,所述过滤盘本体(710)上均匀开设有过滤盘孔,所述过滤盘孔位于第二磁环(720)内。
4.根据权利要求3所述一种分层取水装置,其特征在于:所述环形盘孔的孔径小于过滤盘孔的孔径。
5.根据权利要求1所述一种分层取水装置,其特征在于:所述过滤结构(400)包括上过滤筒(410)和下过滤筒(420),所述上过滤筒(410)包括上过滤筒本体(411),所述上过滤筒本体(411)上均匀开设有过滤孔,所述上过滤筒本体(411)的顶部外围设置有上过滤筒安装座(412),所述上过滤筒安装座(412)通过螺栓与过滤盘(700)、第二支撑座(204)一同固定连接;所述上过滤筒本体(411)的侧壁上对称设有齿条(414),所述上过滤筒本体(411)的底部外围设置有限位外边沿(413)。
6.根据权利要求5所述一种分层取水装置,其特征在于:所述下过滤筒(420)包括下过滤筒本体(421),所述下过滤筒本体(421)上均匀开设有过滤孔,所述下过滤筒本体(421)的顶部设有向内延伸的限位内边沿(422),所述限位内边沿(422)活动套设在上过滤筒本体(411)上,所述限位内边沿(422)的内径小于限位外边沿(413)的外径;所述下过滤筒本体(421)的顶部对称开设有槽口(423),位于所述槽口(423)两侧的下过滤筒本体(421)侧壁上均设有齿轮安装座(424),相邻所述齿轮安装座(424)之间转动安装有齿轮轴(425),所述齿轮轴(425)上固定连接有齿轮,所述齿轮与对应齿条(414)啮合;所述下过滤筒本体(421)一侧的齿轮安装座(424)外侧固定连接有电机,所述电机的输出端与齿轮轴(425)固定连接,所述电机的外部安装有电机防水箱(426),所述电机防水箱(426)与齿轮安装座(424)的外侧固定连接;所述下过滤筒本体(421)的底部外围设置有下过滤桶安装座(427),所述下过滤桶安装座(427)通过螺栓与第三支撑座(503)固定连接。
7.根据权利要求1所述一种分层取水装置,其特征在于:所述下支撑管(501)的底部密封结构为底盖(505),所述底盖(505)与下支撑管(501)的底部进行螺纹连接。
8.根据权利要求1所述一种分层取水装置,其特征在于:所述气囊结构(300)包括上气囊(310)和下气囊(320),所述上气囊(310)和下气囊(320)均为环形气囊结构,所述上气囊(310)套设在上支撑管(201)上,并且上气囊(310)位于第一支撑座(203)和第二支撑座(204)之间,所述单向进气阀(311)设于上气囊(310)上;所述下气囊(320)套设在下支撑管(501)上,并且下气囊(320)位于第三支撑座(503)和第四支撑座(504)之间,所述泄气阀(321)设于下气囊(320)上;所述上气囊(310)和下气囊(320)通过气囊通管(330)进行连通,所述气囊通管(330)为软管结构。
9.根据权利要求1所述一种分层取水装置,其特征在于:所述中心管(100)通过连接装置可与水泵以及气瓶连接。
10.一种如权利要求1~9任一项所述分层取水装置的分层取水方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:
S1、将分层取水装置放入试验井中,将装置的上支撑架(200)放入水层的上层位置,然后通过远程控制电机运作,使过滤结构(400)进行伸缩,伸缩后下支撑架(500)到达水层的下层位置;
S2、将气瓶与中心管(100)连接,通过控制气瓶对中心管(100)充气,中心管的气体使转换结构(600)的伸缩波纹管(611)伸长,使伸缩波纹管(611)底部的第一磁环(614)与第二磁环(720)进行磁性连接,然后气体通过单向进气阀(311)对气囊结构(300)进行充气,到达一定压力后实现上气囊(310)和下气囊(320)对水层的分隔密封止水;
S3、将气瓶取下,将水泵与中心管(100)连接,启动水泵,使伸缩波纹管(611)底部的第一磁环(614)与第二磁环(720)脱离,然后水层的水依次通过过滤孔、过滤盘孔和环形盘孔,经过多层过滤后的水从中心管(100)中出水,完成取水操作;
S4、远程控制泄气阀(321)进行泄气,泄气阀泄出的气体通过下支撑管(501)往上冲击,对过滤结构(400)和过滤盘(700)进行清理;
S5、通过对中心管(100)进行收放,使分层取水装置移动到另一个水层,然后循环操作对不同的水层进行取水。
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