CN2467587Y - 真空蒸汽深井提水机 - Google Patents

Abstract

真空蒸汽深井提水机是一种利用水蒸汽压力和真空能量为动力的深井提水设备,主要用于大流量深井提水方面,可达到高效、低成本、规模开发深层地下水缓解水危机的目的。本实用新型主要由供汽系统、真空获得系统、凝汽器、电器控制台、井下真空压力提水系统等组成,用水蒸汽压力为动力使真空获得系统获得真空能量,再利用水蒸汽压力和真空能量使井下真空压力提水系统完成真空提水和分级蒸汽压力提水工作,将深层地下水连续不断的提升到地面上来。

Description

真空蒸汽深井提水机

本实用新型涉及真空蒸汽深井提水机，是一种利用水蒸气和真空能量为动力的深井提水设备，主要用于大流量提升深层地下水方面。

当今世界水资源的严重短缺威胁着人类的生存，如何解决水危机是人类社会进入21世纪首先要考虑的重要课题，据报导位于800—4000米深的地下水量约有39万立方公里，占世界淡水资源总量的13％，是供人类利用的地表水总量的1.18倍。如探明的非洲撒哈拉沙漠底下蕴藏着一个面积达24.8万多平方公里，深达600米的一片汪洋大海，地下水储量至少有12万亿立方米，超过亚速海的40倍；我国新疆塔克拉玛干沙漠储存8.1578万亿立方米地下水，宛如一座巨大无匹的水库，是新疆年灌溉量的160多倍；我国甘肃河西走廊也发现一个浩瀚的地下海洋，其长度为1200公里，宽度为20-80公里，静态储量至少为9690亿立方米，是黄河17年的流量(按黄河年平均流量570亿立方米计算)，从而看出丰富的深层地下水资源可为人类提供水源条件。目前在地下水的提升方面，主要采用深井泵和潜水电泵，但这两种泵因受其结构的限制，难以向大功率方面发展，所以研究深井大流量提水设备规模开发深层地下水资源，将是解决目前水危机的重要技术手段之一。

本实用新型的主要目的是向社会提供一种利用水蒸气为动力、高效、低成本、大流量提升地下水的设备，规模开发深层地下水资源，缓解水危机。

本实用新型真空蒸汽深井提水机，包括由真空提水器、多个压力提水器、排水器等组成的井下真空压力提水系统；包括由锅炉、蒸汽管路、压力表等组成的供汽系统；包括由水蒸气射真空泵、电动蒸汽阀门等组成的真空获得系统；还包括凝汽器和电器控制台等组成，井下真空压力提水系统通过管路与供汽系统、真空获得系统、凝汽器联成一体。其中：真空提水器是由蓄水室、排水管、单向阀、电动蒸汽阀、电动放汽阀、水位传感器、支承底座等组成；压力提水器是由蓄水室、排水管、单向阀、电动蒸汽阀、电动放汽阀等组成；排水器是由蓄水室、排水管、电动蒸汽阀、电动放汽阀等组成。

本实用新型的工作原理：利用水蒸气压力为动力供给水蒸气喷射真空泵工作，使深井底部的真空提水器获得真空，将深井底部的水吸入真空提水器，完成真空提水工作；再利用水蒸气压力为动力在真空提水器和多个压力提水器及排水器间隔交替进行压入水蒸气或释放乏蒸汽的过程，便能使真空提水器与相邻的压力提水器之间、每个相邻的压力提水器之间、压力提水器与排水器之间交替的形成水蒸气与大气压力之间的压差力，用其水蒸气的压力便能通过真空提水器和多个压力提水器及排水器分级连续不断的将深井底部的水提升到地面上来。

本实用新型的目的是这样实现的：井下真空压力提水系统是将真空提水器安装在深井底部的地基上面，再将多个压力提水器和排水器串联安装在真空提水器上面组成，并使真空提水器与相邻的压力提水器之间、各个压力提水器之间、压力提水器与排水器之间通过排水管路相连通，再利用排水管路下端的单向阀隔离成各自独立的密闭容腔。从井下最底部的真空提水器为第1级开始计数，将串联的多个压力提水器和排水器按顺序编为1、2、3、4……级，再按所编的序号分为奇数级和偶数级两组，通过电路使每组上的电动蒸汽阀和电动放汽阀的工况同步，使水蒸气喷射真空泵上的电动蒸汽阀与奇数级压力提水器上的电动放汽阀同步。井下真空压力提水系统通过管路与凝汽器相连通。由锅炉输出的蒸汽管路直通到深井底部，在蒸汽管路的末端通过电动蒸汽阀安装水蒸气喷射真空泵，水蒸气喷射真空泵通过电动放汽阀与真空提水器相连通。由锅炉输出的蒸汽管路通过电动蒸汽阀与真空提水器和多个压力提水器及排水器相连通。本实用新型的操作过程，通过控制电路首先开启水蒸气喷射真空泵上的电动蒸汽阀和真空提水器上的电动放汽阀，水蒸气便可供水蒸气喷射真空泵工作使真空提水器获得所需真空，这种工况，深井底部的水将被大气压入真空提水器内，当压入的水位上升到所给定的上限位置时，真空提水器内的水位传感器便指令控制电路关闭所开启的电动蒸汽阀和电动放汽阀，同时开启真空提水器上的电动蒸汽阀，这种工况，水蒸气通过电动蒸汽阀压入真空提水器内，水蒸气将真空提水器内的水通过单向阀和排水管压入上部相邻的压力提水器内，当真空提水器内的水位下降到所给定的下限位置时，水位传感器便指令控制电路关闭所开启的电动蒸汽阀，同时指令进入工作程序，开启奇数级上的电动放汽阀和水蒸气喷射真空泵上的电动蒸汽阀，同时开启偶数级上的电动蒸汽阀，这种工况，使深井底部的水压入真空提水器内，同时使偶数级的各个压力提水器内的水压入相邻的上一级奇数级的压力提水器内，当压入真空提水器内的水位上升到所给定的上限位置时，水位传感器便指令控制电路关闭所开启的电动蒸汽阀和电动放汽阀，同时开启奇数级上的电动蒸汽阀和偶数级上的电动放汽阀，这种工况，奇数级的真空提水器和压力提水器内的水将被压入偶数级的压力提水器内，当真空提水器内的水位下降到到所给定的下限位置时，水位传感器便指令控制电路关闭所开启的电动蒸汽阀和电动放汽阀，同时开启奇数级上的电动放汽阀和偶数级上的电动蒸汽阀及水蒸气喷射真空泵上的电动蒸汽阀，这种工况，深井底部的水压入真空提水器内，偶数级的压力提水器内的水压入相邻的上一级奇数级的压力提水器内，……如此周而复始的工作，便将深井底部的水通过真空提水器和多个压力提水器提升到地面上来，通过排水器排出，完成深井提水工作，产生的乏蒸汽通过管路排入凝汽器内，用提升的水冷却成凝结水。

下面结合附图对本实用新型的结构再作详细说明：

附图1为真空蒸汽深井提水机结构图

附图2为真空提水器结构图

附图3为压力提水器结构图

附图4为排水器结构图

如附图2所示，真空提水器是由支承底座1、单向阀2、水位传感器3、排水管4、蓄水室5、电动放汽阀6、电动蒸汽阀7等组成，蓄水室5安装在支承底座1上面，蓄水室5下面安装一个单向阀2，排水管4安装在蓄水室5内与上顶面的通孔连接，在排水管4的下端安装一个单向阀2，水位传感器3安装在蓄水室5的内部，电动放汽阀6和电动蒸汽阀7通过管路并联安装在蓄水室5外面的上部位置。

如附图3所示，压力提水器是由单向阀1、排水管2、电动蒸汽阀3、电动放汽阀4、蓄水室5等组成，排水管2安装在蓄水室5内与上顶面的通孔连接，在在排水管2的下端安装一个单向阀1，电动蒸汽阀3和电动放汽阀4通过管路分别安装在蓄水室5外面的上部位置。

如附图4所示，排水器是由蓄水室1、电动蒸汽阀2、排水管3、电动放汽阀4等组成，排水管3安装在蓄水室1内与上顶面的通孔连接，下端延伸到蓄水室1的下部位置，排水管3的上端延伸蓄水室1顶部外面，电动蒸汽阀2和电动放汽阀4通过管路分别安装在蓄水室1外面的上部位置。

如附图1所示，真空蒸汽深井提水机，包括由真空提水器1、多个压力提水器2、排水器3、等组成的井下真空压力提水系统；包括由锅炉4、蒸汽管路7、压力表6等组成的供汽系统；包括由水蒸气喷射真空泵12、电动蒸汽阀13等组成的真空获得系统；还包括凝汽器9和电器控制台5等组成，井下真空压力提水系统通过管路8与凝汽器9的进水口相连通，真空获得系统安装在蒸汽管路7的末端并通过电动放汽阀与真空提水器1相连通，深井内腔通过管路10与凝汽器9的进汽口相连通，安装在地面以上的压力提水器2和排水器3上的电动放汽阀11与管路10相连通。井下真空压力提水系统的真空提水器1安装在深井底部的地基上，将多个压力提水器2和排水器3串联安装在真空提水器1上面，真空提水器1与压力提水器2之间、各个压力提水器2之间，压力提水器2与排水器3之间通过排水管16相连通，利用排水管16末端的单向阀15隔离成各自独立的密闭容腔，真空提水器1和多个压力提水器2及排水器3通过电动蒸汽阀13与蒸汽管路7相连通。

下面结合附图1对本实用新型的动态操作进行描述：

按附图1所示，将由真空提水器1和多个压力提水器2及排水器3串联组成的井下真空压力提水系统，从井下最底部的真空提水器1为第一级开始计数，将串联的多个压力提水器2到排水器3按顺序编为1、2、3、4……级，将分为奇数级和偶数级两组，当本实用新型进入工作程序后，控制电路使每组内的电动放汽阀11和电动蒸汽阀13的工况同步，使水蒸汽喷射真空泵12上的电动蒸汽阀13与奇数组的电动放汽阀11同步。本实用新型的操作程序：首先启动电器控制台5上的启动程序，开启水蒸汽喷射真空泵12上的电动蒸汽阀13和真空提水器1上的电动放汽阀11，由锅炉4产生的水蒸汽通过蒸汽管路7供给水蒸汽喷射真空泵12工作，通过电动放汽阀11使真空提水器1获得所需真空，这种工况，深井底部的水被大气压力通过真空提水器1底部的单向阀15压入真空提水器1内，当压入真空提水器1的水位上升到给定的上限位置完成真空提水工作后，水位传感器14便指令控制电路关闭水蒸汽喷射真空泵12上的电动蒸汽阀13和真空提水器1上的电动放汽阀11，同时开启真空提水器1上的电动蒸汽阀13，这种工况，水蒸汽便压入真空提水器1内，利用水蒸汽的压力使真空提水器1内的水压开排水管16下端的单向阀15同时压紧封严真空提水器1底部的单向阀15，这样便能使真空提水器1内的水通过排水管路16压入上面串联的压力提水器2内，当真空提水器1内的水位下降到给定的下限位置完成水蒸汽压力提水工作后，水位传感器14便指令控制电路进入工作程序，关闭所开启的电动蒸汽阀13和电动放汽阀11，同时开启奇数级上的电动放汽阀11和水蒸汽喷射真空泵12上的电动蒸汽阀13及偶数级上的电动蒸汽阀13，这种工况，水蒸汽压入真空提水器1相邻上面串联的压力提水器2内，在其压力提水器2内利用水蒸汽的压力压开排水管16末端的单向阀15同时压紧真空提水器1内排水管16末端的单向阀15，这样便能使真空提水器1相邻上面串联的偶数级压力提水器2内的水通过排水管16压入相邻上面串联的奇数级压力提水器2内，同时水蒸汽喷射真空泵12工作通过电动放汽阀11使真空提水器1内获得所需真空，深井底部的水便被大气压入真空提水器1内，当压入的水位上升到所给定的上限位置时，水位传感器便指令控制电路关闭所开启的电动蒸汽阀13和电动放汽阀11，同时开启奇数级上的电动蒸汽阀13和偶数级上的电动放汽阀11，这种工况，奇数级压力提水器2和真空提水器1内的水便被水蒸气压入各自相邻上面串联的偶数级压力提水器2内，当真空提水器1内的水位下降到所给定的下限位置时，水位传感器14便指令控制电路关闭所开启的电动蒸汽阀13和电动放汽阀11，同时开启奇数级电动放汽阀11和水蒸气喷射真空泵12上的电动蒸汽阀13及偶数级电动蒸汽阀13……如此周而复始切换奇数级和偶数级上的电动蒸汽阀13和电动放汽阀11的工况，便能连续不断的将深井底部的水通过真空提水器1和多个压力提水器2分级提升到地面上来，在排水器3内的水利用水蒸气压力通过管路8和凝汽器9排出。由水蒸气喷射真空泵12和多个压力提水器2及排水器3所排放出的乏蒸汽经过管道10排入到凝汽器9内，利用提升上来的水将乏汽冷凝成水，凝结水通过管路17排出。

本实用新型的主要技术特征之一是，真空蒸汽深井提水机是由井下真空压力提水系统、供汽系统、真空获得系统、凝汽汽、电器控制台等组成，通过管路将井下真空压力提水系统与供汽系统、真空获得系统、凝汽汽联成一体，再通过线路将各个电动蒸汽阀和电动放汽阀及水位传感器与电器控制台的控制电路相连通，通过控制电路的操作，利用供汽系统供给的水蒸汽压力为动力使真空获得系统获得真空能量，再利用水蒸汽压力和真空能量为动力使井下真空压力提水系统完成真空提水和分级压力提水工作，连续不断的将深井底部的水提升到地面上来，所产生的乏蒸汽排入凝汽器利用提升到地面上的水冷却成冷凝水。

本实用新型的再一主要技术特征之一是，井下真空压力提水系统是将真空提水器安装在深井底部的地基上面，再将多个压力提水器和排水器串联安装在真空提水器上面构成，并使真空提水器与上面相邻的压力提水器之间、各个压力提水器之间、压力提水器与上面相邻的排水器之间通过排水管路相连通，又利用排水管路末端的单向阀隔离成各个独立的密封容腔，这一结构形式便可实现利用水蒸气压力和真空能量为动力完成真空提水和分级压力提水的工作。

本实用新型的另一主要技术特征是，水蒸气喷射真空泵通过电动蒸汽阀安装在通向深井底部蒸汽管路的末端，水蒸气喷射真空泵抽气口通过电动放汽阀与安装在深井底部的真空提水器相连通，这种结构形式便能实现水蒸气喷射真空泵利用水蒸气压力为动力使真空提水器获得所需真空。

本实用新型的另一主要技术特征之一是，真空提水器是由蓄水室、排水管、单向阀、水位传感器、电动蒸汽阀、电动放汽阀、支承底座等组成，蓄水室安装在支承底座上面，蓄水室外部下面安装一个单向阀，排水管安装在蓄水室内部与上顶面通孔连接，排水管下端伸到蓄水室底部并在末端安装一个单向阀，水位传感器安装在蓄水室内部，电动蒸汽阀和电动放汽阀通过管路并联安装在蓄水室外部的上方位置。

本实用新型还有一主要技术特征之一是，压力提水器是由蓄水室、排水管、单向阀、电动蒸汽阀、电动放汽阀等组成，排水管安装在蓄水室内部，与上顶面通孔连接，排水管伸到蓄水室底部并在末端安装一个单向阀，电动蒸汽阀和电动放汽阀分别通过管路安装在蓄水室外部的上方位置。

本实用新型另一主要技术特征之一是，排水器是由蓄水室、排水管、电动蒸汽阀、电动放汽阀等组成，排水管安装在蓄水室内部，排水管的下端伸向蓄水室的下部，排水管的上端与蓄水室上顶面的通孔连接伸到蓄水室外部，电动蒸汽阀和电动放汽阀分别通过管路安装在蓄水室外部的上方位置。

Claims (5)

1、一种真空蒸汽深井提水机，包括由真空提水器、多个压力提水器、排水器等组成的井下真空压力提水系统；包括由锅炉、蒸汽管路、压力表、等组成的供汽系统；包括由水蒸气喷射真空泵、电动蒸汽阀等组成的真空获得系统；还包括凝汽器和电器控制台等组成，其特征在于由锅炉输出的蒸汽管路通入深井底部并通过电动蒸汽阀与井下真空压力提水系统的真空提水器、多个压力提水器、排水器相连通，在井下蒸汽管路的末端通过电动蒸汽阀安装水蒸气喷射真空泵，水蒸气喷射真空泵的抽气口通过电动放汽阀与真空提水器相连通，真空压力提水系统的排水口通过管路与凝汽器的进水口相连通，深井内腔通过管路与凝汽器的进汽口相连通，伸出地面的压力提水器和排水器上的电动放汽阀通过管路与凝汽器的进汽口相连通。

2、根据权利要求1所述的真空蒸汽深井抽水机，其特征在于井下真空压力提水系统是将真空提水器安装在深井底部的地基上面，再将多个压力提水器和排水器串联安装在真空提水器上面构成，并使真空提水器与上面相邻的压力提水器之间、各个压力提水器之间、压力提水器与上面相邻的排水器之间通过排水管路相连通，又利用排水管路末端的单向阀隔离成各自独立的密闭容腔，各个独立的密闭容腔通过电动蒸汽阀与蒸汽管路相连通。

3、根据权利要求1所述的真空蒸汽深井抽水机，其特征在于真空提水器是由蓄水室、排水管、单向阀、水位传感器、电动蒸汽阀、电动放汽阀、支承底座等组成，蓄水室安装在支承底座上面，在蓄水室外部的下面安装一个单向阀，排水管安装在蓄水室内部于上顶面的通孔连接，排水管的下端伸入到蓄水室的底部并在末端安装一个单向阀，水位传感器安装在蓄水室的内部，电动蒸汽阀和电动放汽阀通过管路并联安装在蓄水室外部的上方位置。

4、根据权利要求1所述的真空蒸汽深井提水机，其特征在于压力提水器是由蓄水室、排水管、单向阀、电动蒸汽阀、电动放汽阀等组成，排水管安装在蓄水室内部与上顶面的通孔连接，排水管下端伸入到蓄水室的底部并在末端安装一个单向阀，电动蒸汽阀和电动放汽阀分别通过管路安装在蓄水室外部的上方位置。

5、根据权利要求1所述的真空蒸汽深井提水机，其特征在于排水器是由蓄水室、排水管、电动蒸汽阀、电动放汽阀等组成，排水管安装在蓄水室内部，排水管的下端伸入到蓄水室的底部，排水管的上端与蓄水室的上顶面通孔连接并伸出蓄水室外部，电动蒸汽阀和电动放汽阀分别通过管路安装在蓄水室外部的上方位置。

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