CN205636766U - 气动式嵌套抽水装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及工程降水领域和岩土工程测试领域，尤其涉及一种气动式嵌套抽水装置，其特征在于：所述装置至少包括套管、伸缩装置、排水管、气动装置和单向阀，其中所述伸缩装置固定设置在所述套管的内部并通过所述气动装置的连接驱动在所述套管内部上、下移动，所述排水管设置在所述套管内部且其顶端穿过所述套管的管顶表面，所述单向阀固定设置在所述套管的管底表面。本实用新型的优点是：不使用抽水泵和真空泵，节省用电，避免烧泵、检修等问题；利用嵌套井管扩大进水容量，利用伸缩装置产生负压，提高降水效率；利用气管并联同时进行多井降水，设备需求简单，施工管理方便。
Description
技术领域
本实用新型涉及工程降水领域和岩土工程测试领域，尤其涉及一种气动式嵌套抽水装置。
背景技术
在基坑工程施工过程中，地下水要满足支护结构和挖土施工的要求，基坑降水不当将对周围环境和设施带来巨大的危害。目前基坑降水的主要方法有明沟排水、轻型井点降水、电渗井点降水、管井降水等，其中管井直径较大，出水量大，适用于中、强透水含水层，可满足大降深、大面积降水要求。
管井降水的原理是在所需降水的区域打设一定数量的降水井，地下水进入降水井后再将水不断抽出。目前主要的抽水方式是潜水泵抽水和真空井管抽水，潜水泵伸入井中水面以下，由电力驱动将水抽至地面排出，抽水泵作为主要的降水设备，主要有三大问题：1、每个降水井需要配置一台抽水泵，设备需求高；2、当深井降水时，抽水泵所需扬尘高，耗电量大；3、容易发生烧泵，且检修繁琐。真空井管抽水是通过真空泵将井管内抽真空，形成负压后将水排出地面，真空泵优点在于一台机器可以多组井管同时工作，缺点在于抽水能力受真空度所限，抽水深度有限，并且吸气管和各个管路接头一旦发生漏气，将无法进行降水工作。
现有技术中也有采用气动式自动控制多井降水（专利号为201020263273.2），该降水系统由空压机、气管、自动控制器、水管、三通、气水混合器组成，利用自动控制器改变气水混合器内气压，在常压下井内水体流入气水混合器，在高压下气水混合器内水体由水管排出，通过气压转换达到循环抽水的目的，其优点在于：依靠高压气体“吹”水，改变以往依靠真空泵“吸”水或依靠潜水泵“扬”水的做法，避免了潜水泵或真空泵存在的问题，其缺点在于：该技术依靠常压进水，进水量有限，气水混合器仅置于降水井底部，容量不足，这两个因素限制了抽水效率。
发明内容
本实用新型的目的是根据上述现有技术的不足，提供了气动式嵌套抽水装置，采用气压转换实现循环抽水，利用负压和嵌套装置提高抽水效率，在负压-高压循环下实现快速降水。
本实用新型目的实现由以下技术方案完成：
一种气动式嵌套抽水装置，其特征在于：所述装置至少包括套管、伸缩装置、排水管、气动装置和单向阀，其中所述伸缩装置固定设置在所述套管的内部并通过所述气动装置的连接驱动在所述套管内部上、下移动，所述排水管设置在所述套管内部且其顶端穿过所述套管的管顶表面，所述单向阀固定设置在所述套管的管底表面。
所述伸缩装置至少由堵头、拉伸构件、挤压构件组成，其中所述拉伸构件的两端分别连接固定所述堵头和所述挤压构件，所述堵头封堵于所述排水管穿过所述套管的位置，所述挤压构件通过所述气动装置的连接驱动在所述套管内部上、下移动。
所述挤压构件的外围固定设置有密封构件，所述密封构件的外侧表面与所述套管的内壁紧密贴合形成密闭。
所述气动装置由空压机和气管组成，所述气管的一端与所述空压机连接固定，另一端贯穿所述套管的管顶表面且位于所述套管内部。
在所述套管的底部设置有进水口，所述单向阀包括固定构件和活动门，所述固定构件固定在所述进水口处，所述活动门滑动连接在所述固定构件上，所述活动门在所述固定构件上的上、下滑移打开或封堵所述进水口。
本实用新型的优点是：不使用抽水泵和真空泵，节省用电，避免烧泵、检修等问题；利用嵌套井管扩大进水容量，利用伸缩装置产生负压，提高降水效率；利用气管并联同时进行多井降水，设备需求简单，施工管理方便。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2-图6为本实用新型的工作流程图；
图7为本实用新型中伸缩装置的结构示意图；
图8为本实用新型中单向阀的结构示意图；
图9为图8中A-A剖面图。
具体实施方式
以下结合附图通过实施例对本实用新型特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：
如图1-9所示，图中标记1-17分别表示为：空压机1、气管2、排水管3、阀门4、伸缩装置5、套管6、单向阀7、隔水粘土8、过滤层9、井管10、水位计11、堵头12、拉伸构件13、挤压构件14、密封构件15、固定构件16、活动门17。
实施例：如图1所示，空压机1可通过气管2连接多套嵌套抽水装置，每套嵌套抽水装置分别设置在位于降水井位置的井管10内，以实现多个降水井的同时降水。在井管10的外围下部回填有过滤层9，上部回填有隔水粘土8，其中过滤层9用于过滤地下水，避免地下水夹带土体颗粒进入装置内壁，而隔水粘土8用于避免地下水上浮造成井管10松动。
如图1所示，每套嵌套抽水装置包括套管6、排水管3、伸缩装置5和单向阀7，其中排水管3设置在套管6的内壁，其管顶穿过套管6的管顶表面作为排水口，管底临近于套管6的管底，其管孔作为排水通道。伸缩装置5设置在套管6的内部，单向阀7固定设置在套管6的底部。在排水管3上设置有阀门4，阀门4用于控制排水管3的连通状态。
如图1和7所示，伸缩装置5由堵头12、拉伸构件13、挤压构件14、密封构件15组成，其中堵头封堵于排水管3穿过套管6管顶表面的位置，保证密封性，拉伸构件13的两端分别与堵头12和挤压构件14连接固定，密封构件15箍在挤压构件14的外围使其与套管6的内壁之间不存在缝隙，即密封构件15的外侧表面与套管6的管体内壁紧密贴合，形成密闭结构。气管2的输气口位于挤压构件14的上方，使得挤压构件14可在空压机1的驱动下藉由拉伸构件13的伸长、收缩在套管6内部上、下移动。
如图1、图8和图9所示，单向阀9由固定构件16和活动门17构成，活动门17滑动连接在固定构件16上。在具体使用时，在套管6的管底表面开设有进水口（图中未示出），固定构件16固定架设在进水口16的周围，使活动门17在固定构件16上的上、下滑移可以打开或封堵进水口。
结合本实施例在具体使用时的步骤对其结构进行进一步说明：
（1）如图2所示，在基坑需要降水的位置成孔，下井管10，井管10下部开进水孔（图中未示出），回填过滤层9，上部回填隔水粘土8。
（2）在井管10内下套管6，套管6与套管10形成嵌套井管，套管6顶部封口，留有进气口和出水口，进气口连接气管2，出水口连接排水管3，并且可在套管6顶部开口导出水位计11。在套管6顶部连接伸缩装置5，在套管6底部连接单向阀7。
（2）如图3所示，常压下，井管10周围土体内的地下水顶开活动门17使活动门17向上滑移，此时地下水通过套筒6底部所开设的进水口进入到套管6内部。
（3）如图4所示，气管2连接空压机1向套管6内充气，打开排水管3上的阀门4，此时伸缩装置5的挤压构件14在气压作用下向下运动，挤压套管6内的地下水，水压作用下活动门17向下滑移封堵套管6底部的进水口，而套管6内的地下水进入排水管3的底部管口并经过其管孔从其顶部管口排出。
（4）如图5所示，关闭水管3上的阀门4，位于套管6的管顶表面与挤压构件14之间的气体通过气管2排出，挤压构件14藉由拉伸构件13的回弹力回弹，套管6内形成真空，此时地下水再次顶开活动门17并通过进水口进入套管6。
（5）如图6所示，再次通过气管2充气加压，打开水管3上的阀门4，挤压构件14在气压作用下向下运动，挤压套管6内的地下水，水压作用下活动门17再次关闭，地下水沿排水管3排出；依此往复，直至水位计11测得的水压力满足降水深度要求，停止降水。
总的来说，本实施例通过气压转换进行循环抽水，设备简单，施工管理方便，避免使用抽水泵和真空泵而造成的一系列问题，同时嵌套井管容量大，伸缩装置形成负压提高抽水效率，具有降低造价，施工便捷，降水快速，节能环保等优点。
本实施例在具体实施时：堵头15可通过螺纹连接或其他一些可拆卸式的连接方式来与套管6相固定连接，从而封堵出水口。拉伸构件13可采用弹簧、活塞杆等，一般而言具备受力伸长和可收缩特性的材料均可采用。挤压构件15采用泡沫、塑料等材料，一般而言不透水材料均可采用。
虽然以上实施例已经参照附图对本实用新型目的的构思和实施例做了详细说明，但本领域普通技术人员可以认识到，在没有脱离权利要求限定范围的前提条件下，仍然可以对本实用新型作出各种改进和变换，如：套管6、排水管3的长度、管径；伸缩装置5和单向阀7的具体结构组成等，故在此不一一赘述。
Claims (5)
1.一种气动式嵌套抽水装置，其特征在于：所述装置至少包括套管、伸缩装置、排水管、气动装置和单向阀，其中所述伸缩装置固定设置在所述套管的内部并通过所述气动装置的连接驱动在所述套管内部上、下移动，所述排水管设置在所述套管内部且其顶端穿过所述套管的管顶表面，所述单向阀固定设置在所述套管的管底表面。
2.根据权利要求1所述的一种气动式嵌套抽水装置，其特征在于：所述伸缩装置至少由堵头、拉伸构件、挤压构件组成，其中所述拉伸构件的两端分别连接固定所述堵头和所述挤压构件，所述堵头封堵于所述排水管穿过所述套管的位置，所述挤压构件通过所述气动装置的连接驱动在所述套管内部上、下移动。
3.根据权利要求2所述的一种气动式嵌套抽水装置，其特征在于：所述挤压构件的外围固定设置有密封构件，所述密封构件的外侧表面与所述套管的内壁紧密贴合形成密闭。
4.根据权利要求1所述的一种气动式嵌套抽水装置，其特征在于：所述气动装置由空压机和气管组成，所述气管的一端与所述空压机连接固定，另一端贯穿所述套管的管顶表面且位于所述套管内部。
5.根据权利要求1所述的一种气动式嵌套抽水装置，其特征在于：在所述套管的底部设置有进水口，所述单向阀包括固定构件和活动门，所述固定构件固定在所述进水口处，所述活动门滑动连接在所述固定构件上，所述活动门在所述固定构件上的上、下滑移打开或封堵所述进水口。
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