CN220877907U - 一种地热井水源的滤砂处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种地热井水源的滤砂处理装置。包括处理筒壳体，在其内壁固接有第一安装环、第二安装环和第三安装环，在第三安装环上安装有过滤板组件，在第一、第二安装环之间安装有过滤筒；还包括旋转转轴和旋转驱动件；在旋转转轴上安装有刮刀以及呈螺旋结构的毛刷清理组件和刮板组件；过滤板组件包括在第一安装环上连接的滤板安装环，在滤板安装环上固接有过滤板本体，在过滤板本体上开设有排渣槽口并连接有接砂盒；在处理筒壳体上设置有进水口和出水口；进水口位于第三安装环的上方，出水口位于第一安装环的上方。本实用新型可有效的对进入地面系统中的地热水进行过滤操作，避免地热水中含有的砂石对地面系统造成磨损、堵塞等伤害。

Description

一种地热井水源的滤砂处理装置

技术领域

本实用新型属于地热设施技术领域，尤其涉及一种地热井水源的滤砂处理装置。

背景技术

作为地球本身蕴藏的能量，地热能属于可再生能源，可用于发电、房屋供暖等技术中。与传统的燃煤、石油等能源相比，地热具有清洁且能反复利用的优势。

地热利用方式是利用地热井设施向地下钻探到储存有地热水的岩层内，地热水流入到地热井的井底，在井内设置的采水管以及采水管上安装泵体的作用下，将井底的地热水抽取至地面，并由地面设置的换热器进行热量采集和应用，若地热采集及时是应用了“取热不取水”的地热水采集方式，在完成热量采集操作后，还需要将地热水进行回灌处理操作。

在通常情况下，在地热岩层中存在较多的砂石颗粒，在进行抽取地热水时，地热岩层中的部分砂石颗粒会随着地热水的流动而上升，并流入地面系统中，地热水中混合的砂石颗粒会对地面系统的中的设备器件造成磨损、堵塞等伤害，尤其是对换热器造成的伤害。即地热水中砂石颗粒会刮伤换热器或管道等设备器件的内壁，甚至堵塞换热器或管道等设备器件内的流道，影响地面系统的正常使用，因此，亟需设计一种地热井水源的滤砂处理装置以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种结构设计合理的地热井水源的滤砂处理装置。本实用新型可有效的对进入地面系统中的地热水进行过滤操作，避免地热水中含有的砂石对地面系统造成磨损、堵塞等伤害。

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种地热井水源的滤砂处理装置包括处理筒壳体，在处理筒壳体的内壁固接有自下至上分布的第一安装环、第二安装环和第三安装环，在第三安装环上安装有过滤板组件，在第一安装环和第二安装环之间安装有过滤筒；还包括在处理筒壳体的内腔设置的旋转转轴，旋转转轴贯穿过滤板组件，还包括在处理筒壳体上安装的旋转驱动件，用于带动旋转转轴旋转；在旋转转轴上安装有刮刀，用于清理过滤板组件，还包括在旋转转轴上安装的呈螺旋结构的毛刷清理组件和刮板组件，用于清理过滤筒；过滤板组件包括在第一安装环上可拆卸连接的滤板安装环，在滤板安装环上固接有过滤板本体，在过滤板本体上开设有排渣槽口，在过滤板本体上连接有与排渣槽口相对应的可透水的接砂盒；在处理筒壳体上设置有与其内腔相连通的进水口和出水口；进水口位于第三安装环的上方，出水口位于第一安装环的上方。

本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型提供了一种地热井水源的滤砂处理装置，通过设置过滤板组件和过滤筒，可对流入处理筒壳体内的地热水进行多次过滤操作，即过滤板组件可对地热水进行初步的过滤操作，过滤筒可对完成初步过滤操作的地热水进行再次的过滤操作，有效的降低了地热水的含砂量，有效的避免了地热水中的砂石颗粒刮伤换热器或管道等设备器件的内壁，甚至堵塞换热器或管道等设备；通过设置可转动的刮刀、毛刷清理组件和刮板组件，可对过滤板组件和过滤筒的截留杂质的表面进行清理操作，避免杂质堆积在截留面上发生堵塞而影响滤砂处理装置的过滤效果；其中，过滤板组件中的过滤板本体起到过滤作用，在过滤板本体上安装的接砂盒起到接收过滤板本体截留的砂石的作用，配合可转动的刮刀可将过滤板本体截留的砂石并将刮除的砂石推入接砂盒内，保证了滤砂处理装置的过滤效果。

优选地：排渣槽口至少设置有两组，两组排渣槽口关于过滤板本体的中心对称设置。

优选地：过滤筒将第一安装环和第二安装环之间的区域分隔成相连通的内部区域和外部区域，毛刷清理组件和刮板组件位于内部区域中，出水口与外部区域相连通。

优选地：在处理筒壳体的底部设置有与其内腔相连通的排沙口，在排沙口上安装有用于排污的管路并在管路上安装有排污阀门；在旋转转轴上安装有用于清理处理筒壳体的内腔底面的刮底件。

优选地：毛刷清理组件包括在与旋转转轴相连接的至少两组第一连板，还包括通过第一连板与旋转转轴相连接的第一螺旋架，在第一螺旋架的外侧连接有与第一螺旋架的旋向一致的螺旋毛刷，螺旋毛刷与过滤筒摩擦接触。

优选地：刮板组件包括与旋转转轴相连接的至少两组第二连板，还包括通过第二连板与旋转转轴相连接的第二螺旋架，在第二螺旋架的外侧连接有与第二螺旋架的旋向一致的螺旋刮板，螺旋刮板与过滤筒摩擦接触。

优选地：还包括底座，在处理筒壳体的底面安装有起到支撑作用的壳体支架，壳体支架安装在底座上。

附图说明

图1是本实用新型的主视剖视结构示意图；

图2是本实用新型中的毛刷清理组件和刮板组件的立体结构示意图；

图3是本实用新型中的过滤板组件的立体结构示意图。

图中：1、底座；2、排沙口；3、刮底件；4、壳体支架；5、旋转转轴；6、第一安装环；7、过滤筒；8、毛刷清理组件；8-1、第一连板；8-2、第一螺旋架；8-3、螺旋毛刷；9、处理筒壳体；10、刮板组件；10-1、第二连板；10-2、第二螺旋架；10-3、螺旋刮板；11、第二安装环；12、过滤板组件；12-1、滤板安装环；12-2、过滤板本体；12-3、排渣槽口；12-4、接砂盒；13、刮刀；14、进水口；15、旋转驱动件；16、第三安装环；17、出水口。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹举以下实施例详细说明如下：

请参见图1，本实用新型的地热井水源的滤砂处理装置包括底座1，在底座1上固接有壳体支架4，在壳体支架4上支撑安装有处理筒壳体9，为了方便安装和拆卸维护，区别于传统的一体式设置，在本实施例中，处理筒壳体9采用分体式结构，主要包括上下两端均呈敞口状的中间筒体，在中间筒体的上下两端均焊接固接有安装法兰，还包括与中间筒体的上端敞口处对接密封安装的上壳体，在上壳体的下端部同样焊接固接有安装法兰，中间筒体和上壳体法兰连接；在上壳体的顶面开设有槽口并在槽口出通过螺钉固接有具有一定强度的安装盖板；在中间筒体的下端敞口处对接密封安装有下壳体，在下壳体的上端部焊接固接有安装法兰，中间筒体和下壳体法兰连接。另外，为方便排污操作，本实施例中的下壳体呈圆锥台结构。

如图1所示，在本实施例，在处理筒壳体9的中间筒体内壁固接有自下至上分布的第一安装环6、第二安装环11和第三安装环16；其中，第一安装环6、第二安装环11和第三安装环16的内径逐渐增大，第一安装环6、第二安装环11和第三安装环16的外侧面均与处理筒壳体9的内壁焊接固接。

如图1所示，为了对流入处理筒壳体9内的地热水进行多次过滤操作，在第三安装环16上安装有过滤板组件12，在第一安装环6和第二安装环11之间安装有过滤筒7。其中，在过滤筒7上开设的过滤孔的孔径小于在过滤板组件12上开设的过滤孔的孔径。

另外，在处理筒壳体9上设置有与其内腔相连通的进水口14和出水口17；进水口14位于第三安装环16的上方并与处理筒壳体9的中间筒体相连接，出水口17位于第一安装环6的上方并与处理筒壳体9的中间筒体相连接。过滤筒7将第一安装环6和第二安装环11之间的区域分隔成相连通的内部区域和外部区域，其中，出水口17与外部区域相连通。在出水口17上安装有连接有循环泵的液体管路。

进一步参见图3，在本实施例中，过滤板组件12包括在第一安装环6上可拆卸连接的滤板安装环12-1，在滤板安装环12-1上开设有多组安装孔，第一安装环6和滤板安装环12-1通过穿设在上述的安装孔内的螺钉和锁紧螺母相连接。在滤板安装环12-1上固接有过滤板本体12-2，在过滤板本体12-2上开设有起到过滤作用的透水孔；在过滤板本体12-2上开设有排渣槽口12-3，在过滤板本体12-2上连接有与排渣槽口12-3相对应的可透水的接砂盒12-4。其中，排渣槽口12-3至少设置有两组，两组排渣槽口12-3关于过滤板本体12-2的中心对称设置。

在本实施例中，排渣槽口12-3为呈扇形结构的阶梯状通孔，接砂盒12-4呈与排渣槽口12-3对应的扇形结构，在接砂盒12-4的上部敞口处设置有向外翻折的安装边缘，上述的安装边缘可下沉式安装在上述的阶梯状通孔的肩部，在安装边缘上开设有多组螺纹孔，接砂盒12-4通过穿设在上述的螺纹孔内的螺钉与过滤板本体12-2进行可拆卸连接，通过上述的设置，可方便拆卸接砂盒12-4进行清理操作。在接砂盒12-4上开设有多组透水孔，上述的透水孔的孔径小于沙粒的粒度。

通过设置上述的过滤板组件12，可对流入处理筒壳体9内的地热水进行初步的过滤处理，其中，过滤板组件12中的过滤板本体12-2起到过滤作用，在过滤板本体12-2上安装的接砂盒12-4起到接收过滤板本体12-2截留的砂石的作用，当然，需要配合可转动的刮刀13将过滤板本体12-2截留的砂石刮除并随着刮刀13转动，进而将刮除的砂石转移至接砂盒12-4内。

在本实施例中，过滤筒7包括按照上下分布的上法兰盘和下法兰盘，在上、下法兰盘之间焊接固接有呈圆筒状的过滤件本体；上法兰盘通过螺栓和锁紧螺母与第二安装环11相连接，在上法兰盘和第二安装环11之间设置有密封圈，下法兰盘通过螺栓和锁紧螺母与第一安装环6相连接，在下法兰盘和第一安装环6之间设置有密封圈。

经过滤板组件12初步过滤后的地热水向下流入过滤筒7的内腔，并经过滤筒7的过滤件本体的再次过滤操作后流向出水口17，并经出水口17流出处理筒壳体9而流入后续的换热装置设备。

在长时间的工作后，在过滤板组件12上和过滤筒7的内壁上会积累附着大量被截留的砂石，而造成过滤板组件12和过滤筒7堵塞，若不及时的对砂石进行清理操作，势必会影响过滤板组件12和过滤筒7的过滤效果。

为了解决上述的问题，本实施例还包括在处理筒壳体9的内腔设置的旋转转轴5，其中，旋转转轴5通过滚动轴承与处理筒壳体9的顶部盖板转动连接，为了进一步提高旋转转轴5的旋转稳定性，旋转转轴5贯穿过滤板组件12并通过滚动轴承与过滤板组件12转动连接。本实施例还包括在处理筒壳体9上安装的旋转驱动件15，用于带动旋转转轴5旋转。在处理筒壳体9的顶部盖板上固接有呈圆筒状的电机座，旋转驱动件15为安装在上述的电机坐上的减速电机，减速电机的输出轴通过联轴器与旋转转轴5相连接。

如图1所示，在旋转转轴5上安装有刮刀13，刮刀13与过滤板组件12中的过滤板本体12-2摩擦接触，用于清理过滤板组件12，在本实施例中，刮刀13设置有两组，两组刮刀13关于旋转转轴5的中心线对称设置，刮刀13通过连杆和安装套与旋转转轴5相连接。在本实施例中，刮刀13采用硬质橡胶材质。

通过设置旋转转轴5，以及可随旋转转轴5旋转而转动的刮刀13，可对过滤板组件12中的过滤板本体12-2的上表面进行刮除操作，进而将过滤板本体12-2上截留积累的砂石刮除并推入接砂盒12-4中，在接砂盒12-4上开设有多组沥水孔，当接砂盒12-4收满砂石等杂质时，可拆卸下接砂盒12-4进行清理操作。

为了对过滤筒7的内壁进行清理操作，如图1所示，本实施例还包括在旋转转轴5上安装的呈螺旋结构的毛刷清理组件8和刮板组件10；其中，毛刷清理组件8和刮板组件10位于过滤筒7的内部区域中。在本实施例中，毛刷清理组件8和刮板组件10关于旋转转轴5的中心线相对设置。

如图2所示，在本实施例中，毛刷清理组件8包括在与旋转转轴5相连接的至少两组第一连板8-1，还包括通过第一连板8-1与旋转转轴5相连接的第一螺旋架8-2，在第一螺旋架8-2的外侧连接有与第一螺旋架8-2的旋向一致的螺旋毛刷8-3，螺旋毛刷8-3与过滤筒7摩擦接触，进而对过滤筒7的内壁进行洗刷清理。在本实施例中，第一连板8-1设置有三组，其中，处于上方和下方的两个第一连板8-1均通过螺钉与第一螺旋架8-2相连接，位于中部的第一连板8-1与第一螺旋架8-2焊接固接连接。

如图2所示，在本实施中，刮板组件10包括与旋转转轴5相连接的至少两组第二连板10-1，还包括通过第二连板10-1与旋转转轴5相连接的第二螺旋架10-2，在第二螺旋架10-2的外侧连接有与第二螺旋架10-2的旋向一致的螺旋刮板10-3，螺旋刮板10-3采用硬质橡胶材质或者硅胶材质，螺旋刮板10-3与过滤筒7摩擦接触。在本实施例中，第二连板10-1设置有三组，其中，处于上方和下方的两个第二连板10-1均通过螺钉与第二螺旋架10-2相连接，位于中部的第二连板10-1与第二螺旋架10-2焊接固接连接。

通过上述的设置，旋转转轴5旋转时可带动毛刷清理组件8和刮板组件10围绕旋转转轴5转动，进而与过滤筒7的内壁摩擦接触，以实现对过滤筒7的内壁进行清理的目的，避免过滤筒7截留的砂石堵塞过滤筒7。经毛刷清理组件8和刮板组件10清除下来的砂石在重力作用下掉落至处理筒壳体9的底部。

为了方便将清理出的砂石杂质排出，如图1所示，本实施例还包括在处理筒壳体9的底部设置的与其内腔相连通的排沙口2，在排沙口2上安装有用于排污的管路并在管路上安装有排污阀门；在旋转转轴5上安装有用于清理处理筒壳体9的内腔底面的刮底件3。其中，刮底件3采用硬质橡胶材质，可避免刮伤处理筒壳体9的内底面，刮底件3与处理筒壳体9的内底面摩擦接触。

工作原理：

在实际的工作过程中，水泵将自地热井中抽取的地热灌入处理筒壳体9中，地热水自进水口14进入处理筒壳体9，然后经过过滤板组件12进行初步的过滤操作，地热水中的裹挟的粒度较大的砂石杂质被过滤板组件12截留在其上，经初步过滤的地热水流入过滤筒7中，在循环泵的作用下，流入过滤筒7中的地热水经过滤筒7的过滤后流入出水口17，并经出水口17流向换热器进行热量采集，地热水在流经过滤筒7时，地热水中裹挟的另一部分粒度比较小的砂石杂质被过滤筒7截留在其内壁上，进而实现地热水的再次过滤操作；

在工作一段时间后，启动旋转驱动件15，带动旋转转轴5旋转，转动的旋转转轴5可带动刮刀13、毛刷清理组件8和刮板组件10旋转，旋转的刮刀13可对过滤板组件12的上表面进行刮擦处理，对过滤板组件12的上表面堆积的砂石杂质进行清理操作，避免过滤板组件12中的过滤板本体12-2发生堵塞，同时将清理下的砂石杂质推入接砂盒12-4中；另外，旋转的毛刷清理组件8和刮板组件10可对过滤筒7的内表面进行清理处理，进而使得附着在过滤筒7内壁的杂质脱落，避免堵塞过滤筒7；同时，旋转的旋转转轴5可带动其上安装的刮底件3转动，进而对处理筒壳体9内腔的底面进行清理，将毛刷清理组件8和刮板组件10清理出的杂质推向排沙口2，并通过排沙口2排出。

Claims (7)

1.一种地热井水源的滤砂处理装置，其特征是：包括处理筒壳体(9)，在处理筒壳体(9)的内壁固接有自下至上分布的第一安装环(6)、第二安装环(11)和第三安装环(16)，在第三安装环(16)上安装有过滤板组件(12)，在第一安装环(6)和第二安装环(11)之间安装有过滤筒(7)；还包括在处理筒壳体(9)的内腔设置的旋转转轴(5)，旋转转轴(5)贯穿过滤板组件(12)，还包括在处理筒壳体(9)上安装的旋转驱动件(15)，用于带动旋转转轴(5)旋转；在旋转转轴(5)上安装有刮刀(13)，用于清理过滤板组件(12)，还包括在旋转转轴(5)上安装的呈螺旋结构的毛刷清理组件(8)和刮板组件(10)，用于清理过滤筒(7)；过滤板组件(12)包括在第一安装环(6)上可拆卸连接的滤板安装环(12-1)，在滤板安装环(12-1)上固接有过滤板本体(12-2)，在过滤板本体(12-2)上开设有排渣槽口(12-3)，在过滤板本体(12-2)上连接有与排渣槽口(12-3)相对应的可透水的接砂盒(12-4)；在处理筒壳体(9)上设置有与其内腔相连通的进水口(14)和出水口(17)；进水口(14)位于第三安装环(16)的上方，出水口(17)位于第一安装环(6)的上方。

2.如权利要求1所述的地热井水源的滤砂处理装置，其特征是：排渣槽口(12-3)至少设置有两组，两组排渣槽口(12-3)关于过滤板本体(12-2)的中心对称设置。

3.如权利要求1所述的地热井水源的滤砂处理装置，其特征是：过滤筒(7)将第一安装环(6)和第二安装环(11)之间的区域分隔成相连通的内部区域和外部区域，毛刷清理组件(8)和刮板组件(10)位于内部区域中，出水口(17)与外部区域相连通。

4.如权利要求1所述的地热井水源的滤砂处理装置，其特征是：在处理筒壳体(9)的底部设置有与其内腔相连通的排沙口(2)，在排沙口(2)上安装有用于排污的管路并在管路上安装有排污阀门；在旋转转轴(5)上安装有用于清理处理筒壳体(9)的内腔底面的刮底件(3)。

5.如权利要求1所述的地热井水源的滤砂处理装置，其特征是：毛刷清理组件(8)包括在与旋转转轴(5)相连接的至少两组第一连板(8-1)，还包括通过第一连板(8-1)与旋转转轴(5)相连接的第一螺旋架(8-2)，在第一螺旋架(8-2)的外侧连接有与第一螺旋架(8-2)的旋向一致的螺旋毛刷(8-3)，螺旋毛刷(8-3)与过滤筒(7)摩擦接触。

6.如权利要求1所述的地热井水源的滤砂处理装置，其特征是：刮板组件(10)包括与旋转转轴(5)相连接的至少两组第二连板(10-1)，还包括通过第二连板(10-1)与旋转转轴(5)相连接的第二螺旋架(10-2)，在第二螺旋架(10-2)的外侧连接有与第二螺旋架(10-2)的旋向一致的螺旋刮板(10-3)，螺旋刮板(10-3)与过滤筒(7)摩擦接触。

7.如权利要求1所述的地热井水源的滤砂处理装置，其特征是：还包括底座(1)，在处理筒壳体(9)的底面安装有起到支撑作用的壳体支架(4)，壳体支架(4)安装在底座(1)上。