CN210766996U - 一种井外电控地下水封闭抽灌装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种井外电控地下水封闭抽灌装置，包括：井壁管、输水管、顶座、支架、电控驱动组件、封闭环、排气阻水阀、止回阀和潜水泵；本实用新型利用电控驱动组件的驱动上下调节封闭环，关闭或者开启出水孔，实现抽取地下水或者回灌补给地下水，同时，回灌时可利用排气阻水阀封堵井口，利用外部泵压可实现加压回灌地下水。本实用新型具有原理简单、智能调节、密闭加压、易于维护等优点，适合地源热泵系统回灌、地下水超采区回灌补源，尤其适用于中深层地下水回灌与开采，具有良好的应用前景。

Description

一种井外电控地下水封闭抽灌装置

技术领域

本实用新型涉及地下水工程技术领域，更具体的说是涉及一种井外电控地下水封闭抽灌装置，可用于中深层单井地下水回灌与开采，同时，与外部动力连接可实现加压回灌地下水。

背景技术

利用人工回灌技术补充地下水，改善地下水生态环境，是维持地下水采补平衡的重要技术手段。人工回灌地下水，尤其对于中深层地下水自然补给较为困难，通常采用管井式进行地下水回灌补源。但是仅利用单井进行中深层地下水回灌，而不能利用同井进行地下水开采，势必造成工程浪费，使用率不高；同时，由于中深层地下水具有承压性，单纯利用自然压力回灌效率不高，因此，在回灌条件允许情况下可采用加压形式回灌，这就需要一套封闭的，可加压的，抽灌双功能的高效利用装置。

因此，如何提供一种利用同一套装置进行地下水回灌和开采不同模式转换，且具有封闭的加压环境的地下水封闭抽灌装置，是本领域技术人员亟需解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种井外电控地下水封闭抽灌装置，具有原理简单、智能调节、密闭加压、易于维护等优点，适合地源热泵系统回灌、地下水超采区回灌补源，尤其适用于中深层地下水回灌与开采，具有良好的应用前景。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种井外电控地下水封闭抽灌装置，包括：井壁管、输水管、顶座、支架、电控驱动组件、封闭环、排气阻水阀、止回阀和潜水泵；

所述井壁管竖直插入地下，且底端与地下水连通；

所述顶座通过法兰盘与所述井壁管的顶端固定连接；

所述输水管的外壁与所述顶座可拆卸密封连接，且穿过所述顶座同轴间隔套设在所述井壁管的内部；

所述支架为环形结构，且固定在所述输水管的内壁上，位于所述井壁管的顶端，所述支架的侧壁径向开设有多个与所述井壁管和所述输水管之间间隙连通的出水孔；

所述电控驱动组件的驱动部穿过所述支架；

所述封闭环为与所述支架内侧壁随型的环形结构，所述封闭环与所述电控驱动组件的驱动部连接，且能够在所述电控驱动组件的控制下上下运动，对所述出水孔进行封堵和开启；

所述排气阻水阀安装在所述顶座上，且位于所述井壁管和所述输水管之间的间隙顶部；

所述止回阀固定在所述输水管的底端内壁；

所述潜水泵固定在所述输水管的底端内壁，且位于所述止回阀下方。

通过上述技术方案，本实用新型提供了一种井外电控地下水封闭抽灌装置，利用电控驱动组件的驱动上下调节封闭环，关闭或者开启出水孔，实现抽取地下水或者回灌补给地下水，同时，回灌时可利用排气阻水阀封堵井口，利用外部泵压可实现加压回灌地下水。本实用新型具有原理简单、智能调节、密闭加压、易于维护等优点，适合地源热泵系统回灌、地下水超采区回灌补源，尤其适用于中深层地下水回灌与开采，具有良好的应用前景。

优选的，在上述一种井外电控地下水封闭抽灌装置中，所述支架包括环形架、固定环、支杆和导向杆；所述环形架的外壁与所述输水管固定贴合，所述环形架上开设有所述出水孔；所述固定环位于所述环形架的顶部中央，且通过多根所述支杆与所述环形架的顶部固定连接；所述导向杆竖直布置，且顶端与所述支杆固定连接。环形架既能够保证与输水管内壁间的稳定固定，又能够保证中间的通孔能够走水，固定环能够为电控驱动组件提供支撑导向作用，导向杆能够为封闭环的上下移动起到导向作用。

需要说明的是，支杆的数量为3根，且均布在固定环的四周，导向杆位于支杆的中央位置。

优选的，在上述一种井外电控地下水封闭抽灌装置中，所述环形架的内壁上套设有密封圈，所述密封圈沿所述出水孔开设的各水平面间隔布置。能够有效提高封闭环与环形架封闭后的密封效果。

优选的，在上述一种井外电控地下水封闭抽灌装置中，所述封闭环包括与所述环形架内壁密封贴合的环形壁、以及位于所述环形壁顶部开口中央的内螺纹套，所述内螺纹套通过多根连接杆与所述环形壁的顶沿固定连接，所述连接杆上开设有导向孔，所述导向杆穿过所述导向孔。封闭环中央为开口结构，能够不阻碍走水，导向孔与导向杆的配合能够对封闭环的上下移动起到有效的导向作用。

优选的，在上述一种井外电控地下水封闭抽灌装置中，所述电控驱动组件包括转动轴和伺服电机；所述转动轴竖直布置，且顶端穿过所述输水管与所述伺服电机的动力输出端连接，底端穿过所述固定环与所述内螺纹套螺纹连接。通过伺服电机的正反转控制即可实现封闭环的上下移动，进而对出水孔进行封堵和开启，操控简单，作用效果强。

优选的，在上述一种井外电控地下水封闭抽灌装置中，所述转动轴与所述输水管的连接处安装有轴封。输水管的上端存在一段直角回转的水平段，转动轴从该水平段的顶壁穿过，进入竖直设置的输水管中，轴封能够有效保证转动轴与输水管连接的密封性。

优选的，在上述一种井外电控地下水封闭抽灌装置中，所述顶座开设有穿线孔，所述穿线孔位于所述井壁管和所述输水管之间的间隙顶部。穿线孔与顶座之间密封连接，能够保证与止回阀和潜水泵连接的电线穿过。

优选的，在上述一种井外电控地下水封闭抽灌装置中，所述井壁管采用钢制材料制成，且所述井壁管外壁与地下的非含水层段采用黏土球或水泥封堵。能够防止水分渗入非含水层，浪费水源，且通过黏土球或水泥封堵后密封效果好。

优选的，在上述一种井外电控地下水封闭抽灌装置中，所述止回阀和所述潜水泵均通过法兰盘与所述输水管内壁连接。输水管的内壁具有与法兰盘连接的内凸环，能够提高止回阀和潜水泵的固定效果。

优选的，在上述一种井外电控地下水封闭抽灌装置中，所述排气阻水阀中球体密度小于水体密度。当井内水位上升至顶座后，排气阻水阀能够有效上浮、封闭井口。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型公开提供了一种井外电控地下水封闭抽灌装置，具有以下有益效果：

1、本实用新型仅利用伺服电机控制转轴驱动封闭环上下运动，关闭或者开启出水孔，实现抽取地下水或者回灌补给地下水，具有原理简单，节约成本的优点。

2、本实用新型提供的装置的运行过程完全封闭密封，可实现地下水加压回灌功能。

3、本实用新型提供的装置位于井口以上，便于设备维护，延长设备使用寿命。

4、该装置利用排气阻水阀可实现不运行模式下自动排气和密封，适合地源热泵系统回灌、地下水超采区回灌补源，尤其适用于中深层地下水回灌与开采，具有良好的应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本实用新型提供的结构示意图；

图2附图为本实用新型提供的截面A-A’的俯视图；

图3附图为本实用新型提供的封闭环的俯视图；

图4附图为本实用新型提供的回灌时的结构示意图；

图5附图为本实用新型提供的抽水时的结构示意图。

其中：

1-井壁管；

2-输水管；

3-顶座；

31-法兰盘；

32-穿线孔；

4-支架；

41-出水孔；

42-环形架；

43-固定环；

44-支杆；

45-导向杆；

46-密封圈；

5-电控驱动组件；

51-转动轴；

52-伺服电机；

53-轴封；

6-封闭环；

61-环形壁；

62-内螺纹管；

63-连接杆；

631-导向孔；

7-排气阻水阀；

8-止回阀；

9-潜水阀。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

参见附图1至附图3，本实用新型实施例公开了一种井外电控地下水封闭抽灌装置，包括：井壁管1、顶座3、输水管2、支架4、电控驱动组件5、封闭环6、排气阻水阀7、止回阀8和潜水泵9；

井壁管1竖直插入地下，且底端与地下水连通；

顶座3通过法兰盘31与井壁管1的顶端固定连接；

输水管2的外壁与顶座3可拆卸密封连接，且穿过顶座3同轴间隔套设在井壁管1的内部；

支架4为环形结构，且固定在输水管2的内壁上，位于井壁管1的顶端，支架4的侧壁径向开设有多个与井壁管1和输水管2之间间隙连通的出水孔 41；

电控驱动组件5的驱动部穿过支架4；

封闭环6为与支架4内侧壁随型的环形结构，封闭环6与电控驱动组件5 的驱动部连接，且能够在电控驱动组件5的控制下上下运动，对出水孔41进行封堵和开启；

排气阻水阀7安装在顶座3上，且位于井壁管1和输水管2之间的间隙顶部；

止回阀8固定在输水管2的底端内壁；

潜水泵9固定在输水管2的底端内壁，且位于止回阀8下方。

为了进一步优化上述技术方案，支架4包括环形架42、固定环43、支杆44和导向杆45；环形架42的外壁与输水管2固定贴合，环形架42上开设有出水孔41；固定环43位于环形架42的顶部中央，且通过多根支杆44与环形架42的顶部固定连接；导向杆45竖直布置，且顶端与支杆44固定连接。

为了进一步优化上述技术方案，环形架42的内壁上套设有密封圈46，密封圈46沿出水孔41开设的各水平面间隔布置。

为了进一步优化上述技术方案，封闭环6包括与环形架42内壁密封贴合的环形壁61、以及位于环形壁61顶部开口中央的内螺纹套62，内螺纹套62 通过多根连接杆63与环形壁61的顶沿固定连接，连接杆63上开设有导向孔 631，导向杆45穿过导向孔631。

为了进一步优化上述技术方案，电控驱动组件5包括转动轴51和伺服电机52；转动轴51竖直布置，且顶端穿过输水管2与伺服电机52的动力输出端连接，底端穿过固定环43与内螺纹套62螺纹连接。

为了进一步优化上述技术方案，转动轴51与输水管2的连接处安装有轴封53。

为了进一步优化上述技术方案，顶座3开设有穿线孔32，穿线孔32位于井壁管1和输水管2之间的间隙顶部。

为了进一步优化上述技术方案，井壁管1采用钢制材料制成，且井壁管1 外壁与地下的非含水层段采用黏土球或水泥封堵。

为了进一步优化上述技术方案，止回阀8和潜水泵9均通过法兰盘与输水管2内壁连接。

为了进一步优化上述技术方案，排气阻水阀7中球体密度小于水体密度。

本实用新型的工作原理为：

当本装置回灌时，参见附图4，止回阀8关闭，伺服电机52带动转动轴 51转动，使封闭环6与支架4上的出水孔41分离，输水管2进水，水流通过输水管2进入出水孔41，然后进入井壁管1和输水管2的间隙后回灌至含水层，随着井内水位增高，通过排气阻水阀7排出井内气体，当井内回灌水位上升至顶座3后，排气阻水阀7上浮压力封闭井口，此时开始压力回灌，至此实现地下水一次回灌过程。

当本装置抽水时，参见附图5，止回阀8开启，伺服电机52带动转动轴 51转动，使封闭环6与支架4上的出水孔41贴合密封，潜水泵9启动抽水，通过输水管2穿过密封环6和支架4，完成抽水。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种井外电控地下水封闭抽灌装置，其特征在于，包括：井壁管(1)、顶座(3)、输水管(2)、支架(4)、电控驱动组件(5)、封闭环(6)、排气阻水阀(7)、止回阀(8)和潜水泵(9)；

所述井壁管(1)竖直插入地下，且底端与地下水连通；

所述顶座(3)通过法兰盘(31)与所述井壁管(1)的顶端固定连接；

所述输水管(2)的外壁与所述顶座(3)可拆卸密封连接，且穿过所述顶座(3)同轴间隔套设在所述井壁管(1)的内部；

所述支架(4)为环形结构，且固定在所述输水管(2)的内壁上，位于所述井壁管(1)的顶端，所述支架(4)的侧壁径向开设有多个与所述井壁管(1)和所述输水管(2)之间间隙连通的出水孔(41)；

所述电控驱动组件(5)的驱动部穿过所述支架(4)；

所述封闭环(6)为与所述支架(4)内侧壁随型的环形结构，所述封闭环(6)与所述电控驱动组件(5)的驱动部连接，且能够在所述电控驱动组件(5)的控制下上下运动，对所述出水孔(41)进行封堵和开启；

所述排气阻水阀(7)安装在所述顶座(3)上，且位于所述井壁管(1)和所述输水管(2)之间的间隙顶部；

所述止回阀(8)固定在所述输水管(2)的底端内壁；

所述潜水泵(9)固定在所述输水管(2)的底端内壁，且位于所述止回阀(8)下方。

2.根据权利要求1所述的一种井外电控地下水封闭抽灌装置，其特征在于，所述支架(4)包括环形架(42)、固定环(43)、支杆(44)和导向杆(45)；所述环形架(42)的外壁与所述输水管(2)固定贴合，所述环形架(42)上开设有所述出水孔(41)；所述固定环(43)位于所述环形架(42)的顶部中央，且通过多根所述支杆(44)与所述环形架(42)的顶部固定连接；所述导向杆(45)竖直布置，且顶端与所述支杆(44)固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种井外电控地下水封闭抽灌装置，其特征在于，所述环形架(42)的内壁上套设有密封圈(46)，所述密封圈(46)沿所述出水孔(41)开设的各水平面间隔布置。

4.根据权利要求2或3所述的一种井外电控地下水封闭抽灌装置，其特征在于，所述封闭环(6)包括与所述环形架(42)内壁密封贴合的环形壁(61)、以及位于所述环形壁(61)顶部开口中央的内螺纹套(62)，所述内螺纹套(62)通过多根连接杆(63)与所述环形壁(61)的顶沿固定连接，所述连接杆(63)上开设有导向孔(631)，所述导向杆(45)穿过所述导向孔(631)。

5.根据权利要求4所述的一种井外电控地下水封闭抽灌装置，其特征在于，所述电控驱动组件(5)包括转动轴(51)和伺服电机(52)；所述转动轴(51)竖直布置，且顶端穿过所述输水管(2)与所述伺服电机(52)的动力输出端连接，底端穿过所述固定环(43)与所述内螺纹套(62)螺纹连接。

6.根据权利要求5所述的一种井外电控地下水封闭抽灌装置，其特征在于，所述转动轴(51)与所述输水管(2)的连接处安装有轴封(53)。

7.根据权利要求1-3或5-6任一项所述的一种井外电控地下水封闭抽灌装置，其特征在于，所述顶座(3)开设有穿线孔(32)，所述穿线孔(32)位于所述井壁管(1)和所述输水管(2)之间的间隙顶部。

8.根据权利要求1所述的一种井外电控地下水封闭抽灌装置，其特征在于，所述井壁管(1)采用钢制材料制成，且所述井壁管(1)外壁与地下的非含水层段采用黏土球或水泥封堵。

9.根据权利要求1所述的一种井外电控地下水封闭抽灌装置，其特征在于，所述止回阀(8)和所述潜水泵(9)均通过法兰盘与所述输水管(2)内壁连接。

10.根据权利要求1所述的一种井外电控地下水封闭抽灌装置，其特征在于，所述排气阻水阀(7)中球体密度小于水体密度。

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