申请/专利权人：山东省水利科学研究院

申请日：2019-08-21

公开（公告）日：2024-03-22

公开（公告）号：CN110409561B

主分类号：E03B3/11

分类号：E03B3/11;E03B3/16;E03B3/34;E03B7/07

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.22#授权;2019.11.29#实质审查的生效;2019.11.05#公开

摘要：本发明公开了一种气动式地下水封闭抽灌装置，包括：井壁管、上固定盘、外阀体、下固定盘、内阀体、输水管、内胆、排气阻水阀、止回阀和潜水泵；本发明仅利用外部压力装置通过气孔调节内胆位置，进而关闭或者开启输水管道上设置的出水孔，实现抽取地下水和回灌补给地下水的模式转换，具有原理简单，节约成本的优点；该装置的运行过程完全封闭，可实现地下水加压回灌功能；该装置位于井口以上，便于设备维护，延长设备使用寿命；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。

主权项：1.一种气动式地下水封闭抽灌装置，其特征在于，包括：井壁管（1）、上固定盘（2）、外阀体（3）、下固定盘（4）、内阀体（5）、输水管（6）、内胆（7）、排气阻水阀（8）、止回阀（9）和潜水泵（10）；所述井壁管（1）竖直插入地下，且底端与地下水连通；所述上固定盘（2）与所述井壁管（1）的顶端固定连接，且顶部开设有气孔（21）；所述外阀体（3）同轴套设在所述井壁管（1）内部，且顶端与所述上固定盘（2）固定连接；所述下固定盘（4）与所述外阀体（3）的底端固定连接；所述内阀体（5）同轴套设在所述外阀体（3）的内部，且两端分别与所述上固定盘（2）和所述下固定盘（4）可拆卸密封连接，所述内阀体（5）的侧壁上开设有多个出水孔（51）；所述输水管（6）分别可拆卸密封连接在所述内阀体（5）的两端；所述内胆（7）同轴套设在所述外阀体（3）和所述内阀体（5）之间，且两端分别与所述上固定盘（2）和所述下固定盘（4）固定连接；所述内胆（7）、所述上固定盘（2）、所述下固定盘（4）和所述外阀体（3）形成的密闭空腔与所述气孔（21）对应；所述排气阻水阀（8）安装在所述上固定盘（2）上，且位于所述内阀体（5）和所述内胆（7）间隙的顶部；所述止回阀（9）固定在所述井壁管（1）内的所述输水管（6）的底端内壁；所述潜水泵（10）固定在所述输水管（6）的底端内壁，且位于所述止回阀（9）下方；所述内胆（7）为高弹性、高韧性的橡胶材质制成；所述下固定盘（4）与空腔对应的位置开设有通水孔；所述排气阻水阀（8）中球体密度小于水体密度；回灌时，止回阀（9）关闭，利用外部压力装置通过气孔（21）减小压力调节内胆（7）位置，开启内阀体（5）上设置的出水孔（51），回灌水经内胆（7）与内阀体（5）之间空腔穿越下固定盘（4）的通水孔后回灌至含水层，随着井内水位增高，通过排气阻水阀（8）排出井内气体，当井内回灌水位上升至上固定盘（2）后，排气阻水阀（8）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；抽水时，止回阀（9）开启，利用外部压力装置通过气孔（21）加大压力调节内胆（7）位置，关闭内阀体（5）上设置的出水孔（51），地下水经潜水泵（10）提水，打开止回阀（9），由输水管供给用水户，从而实现地下水一次抽水过程。

全文数据：一种气动式地下水封闭抽灌装置技术领域本发明涉及地下水工程技术领域，更具体的说是涉及一种气动式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。发明内容有鉴于此，本发明提供了一种气动式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，具有良好的应用前景。为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种气动式地下水封闭抽灌装置，包括：井壁管、上固定盘、外阀体、下固定盘、内阀体、输水管、内胆、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；所述上固定盘与所述井壁管的顶端固定连接，且顶部开设有气孔；所述外阀体同轴套设在所述井壁管内部，且顶端与所述上固定盘固定连接；所述下固定盘与所述外阀体的底端固定连接；所述内阀体同轴套设在所述外阀体的内部，且两端分别与所述上固定盘和所述下固定盘可拆卸密封连接，所述内阀体的侧壁上开设有多个出水孔；所述输水管分别可拆卸密封连接在所述内阀体的两端；所述内胆同轴套设在所述外阀体和所述内阀体之间，且两端分别与所述上固定盘和所述下固定盘固定连接；所述内胆、所述上固定盘、所述下固定盘和所述外阀体形成的密闭空腔与所述气孔对应；所述排气阻水阀安装在所述上固定盘上，且位于所述内阀体和所述内胆间隙的顶部；所述止回阀固定在所述井壁管内的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，本发明提出了一种气动式地下水封闭抽灌装置，该装置仅利用外部压力装置通过气孔调节内胆位置，进而关闭或者开启输水管道上设置的出水孔，实现抽取地下水和回灌补给地下水的模式转换，具有原理简单，节约成本的优点；该装置的运行过程完全封闭，可实现地下水加压回灌功能；该装置位于井口以上，便于设备维护，延长设备使用寿命；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。优选的，在上述一种气动式地下水封闭抽灌装置中，所述上固定盘开设有穿线孔，所述穿线孔位于所述井壁管和所述外阀体之间的间隙顶部，所述穿线孔与所述上固定盘之间密封连接。能够保证与止回阀和潜水泵连接的电线穿过。优选的，在上述一种气动式地下水封闭抽灌装置中，所述内阀体分别与所述上固定盘和所述下固定盘通过螺纹连接，所述内阀体与所述输水管通过螺纹连接。易于安装和拆卸，且密封效果好。优选的，在上述一种气动式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，在上述一种气动式地下水封闭抽灌装置中，所述井壁管与所述上固定盘通过法兰盘连接。便于安装和固定。优选的，在上述一种气动式地下水封闭抽灌装置中，所述内胆为高弹性、高韧性的橡胶材质制成。能够提高内胆的膨胀和收缩效果，对出水孔起到良好的封堵作用。优选的，在上述一种气动式地下水封闭抽灌装置中，所述下固定盘与所述密闭空腔对应的位置开设有通水孔。便于回灌时水的流出。优选的，在上述一种气动式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，在上述一种气动式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。优选的，在上述一种气动式地下水封闭抽灌装置中，顶端的所述输水管具有一段水平的弯折段，且所述弯折段的端头固定有法兰盘。便于安装和固定。经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种气动式地下水封闭抽灌装置，具有以下有益效果：1、该装置仅利用外部压力装置通过气孔调节内胆位置，进而关闭或者开启输水管道上设置的出水孔，实现抽取地下水和回灌补给地下水的模式转换，具有原理简单，节约成本的优点。2、该装置的运行过程完全封闭，可实现地下水加压回灌功能。3、该装置位于井口以上，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发明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发明的实施例，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附图为本发明提供的回灌时的结构示意图；图2附图为本发明提供的抽水时的结构示意图；图3附图为本发明提供的截面A-A’的俯视图；图4附图为本发明提供的截面B-B’的俯视图。其中：1-井壁管；2-上固定盘；21-气孔；22-穿线孔；3-外阀体；4-下固定盘；5-内阀体；51-出水孔；6-输水管；7-内胆；8-排气阻水阀；9-止回阀；10-潜水泵。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。参见附图1至附图4，本发明实施例公开了一种气动式地下水封闭抽灌装置，包括：井壁管1、上固定盘2、外阀体3、下固定盘4、内阀体5、输水管6、内胆7、排气阻水阀8、止回阀9和潜水泵10；井壁管1竖直插入地下，且底端与地下水连通；上固定盘2与井壁管1的顶端固定连接，且顶部开设有气孔21；外阀体3同轴套设在井壁管1内部，且顶端与上固定盘2固定连接；下固定盘4与外阀体3的底端固定连接；内阀体5同轴套设在外阀体3的内部，且两端分别与上固定盘2和下固定盘4可拆卸密封连接，内阀体5的侧壁上开设有多个出水孔51；输水管6分别可拆卸密封连接在内阀体5的两端；内胆7同轴套设在外阀体3和内阀体5之间，且两端分别与上固定盘2和下固定盘4固定连接；内胆7、上固定盘2、下固定盘4和外阀体3形成的密闭空腔与气孔21对应；排气阻水阀8安装在上固定盘2上，且位于内阀体5和内胆7间隙的顶部；止回阀9固定在井壁管1内的输水管6的底端内壁；潜水泵10固定在输水管6的底端内壁，且位于止回阀9下方。为了进一步优化上述技术方案，上固定盘2开设有穿线孔22，穿线孔22位于井壁管1和外阀体3之间的间隙顶部，穿线孔22与上固定盘2之间密封连接。为了进一步优化上述技术方案，内阀体5分别与上固定盘2和下固定盘4通过螺纹连接，内阀体5与输水管6通过螺纹连接。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，井壁管1与上固定盘2通过法兰盘连接。为了进一步优化上述技术方案，内胆7为高弹性、高韧性的橡胶材质制成。为了进一步优化上述技术方案，下固定盘4与密闭空腔对应的位置开设有通水孔。为了进一步优化上述技术方案，止回阀9和潜水泵10均通过法兰盘与输水管6内壁连接。为了进一步优化上述技术方案，排气阻水阀8中球体密度小于水体密度。为了进一步优化上述技术方案，顶端的输水管6具有一段水平的弯折段，且弯折段的端头固定有法兰盘。本发明的工作原理为：当本装置回灌时，参见附图1，止回阀9关闭，利用外部压力装置通过气孔21减小压力调节内胆7位置，开启内阀体5上设置的出水孔51，回灌水经内胆7与内阀体5之间空腔穿越下固定盘4的通水孔后回灌至含水层，随着井内水位增高，通过排气阻水阀8排出井内气体，当井内回灌水位上升至上固定盘2后，排气阻水阀8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2，止回阀9开启，利用外部压力装置通过气孔21加大压力调节内胆7位置，关闭内阀体5上设置的出水孔51，地下水经潜水泵10提水，打开止回阀9，由输水管道1供给用水户，从而实现地下水一次抽水过程。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发明。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发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明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。

权利要求：1.一种气动式地下水封闭抽灌装置，其特征在于，包括：井壁管1、上固定盘2、外阀体3、下固定盘4、内阀体5、输水管6、内胆7、排气阻水阀8、止回阀9和潜水泵10；所述井壁管1竖直插入地下，且底端与地下水连通；所述上固定盘2与所述井壁管1的顶端固定连接，且顶部开设有气孔21；所述外阀体3同轴套设在所述井壁管1内部，且顶端与所述上固定盘2固定连接；所述下固定盘4与所述外阀体3的底端固定连接；所述内阀体5同轴套设在所述外阀体3的内部，且两端分别与所述上固定盘2和所述下固定盘4可拆卸密封连接，所述内阀体5的侧壁上开设有多个出水孔51；所述输水管6分别可拆卸密封连接在所述内阀体5的两端；所述内胆7同轴套设在所述外阀体3和所述内阀体5之间，且两端分别与所述上固定盘2和所述下固定盘4固定连接；所述内胆7、所述上固定盘2、所述下固定盘4和所述外阀体3形成的密闭空腔与所述气孔21对应；所述排气阻水阀8安装在所述上固定盘2上，且位于所述内阀体5和所述内胆7间隙的顶部；所述止回阀9固定在所述井壁管1内的所述输水管6的底端内壁；所述潜水泵10固定在所述输水管6的底端内壁，且位于所述止回阀9下方。2.根据权利要求1所述的一种气动式地下水封闭抽灌装置，其特征在于，所述上固定盘2开设有穿线孔22，所述穿线孔22位于所述井壁管1和所述外阀体3之间的间隙顶部，所述穿线孔22与所述上固定盘2之间密封连接。3.根据权利要求2所述的一种气动式地下水封闭抽灌装置，其特征在于，所述内阀体5分别与所述上固定盘2和所述下固定盘4通过螺纹连接，所述内阀体5与所述输水管6通过螺纹连接。4.根据权利要求1所述的一种气动式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。5.根据权利要求1所述的一种气动式地下水封闭抽灌装置，其特征在于，所述井壁管1与所述上固定盘2通过法兰盘连接。6.根据权利要求1所述的一种气动式地下水封闭抽灌装置，其特征在于，所述内胆7为高弹性、高韧性的橡胶材质制成。7.根据权利要求1所述的一种气动式地下水封闭抽灌装置，其特征在于，所述下固定盘4与所述密闭空腔对应的位置开设有通水孔。8.根据权利要求1所述的一种气动式地下水封闭抽灌装置，其特征在于，所述止回阀9和所述潜水泵10均通过法兰盘与所述输水管6内壁连接。9.根据权利要求1所述的一种气动式地下水封闭抽灌装置，其特征在于，所述排气阻水阀8中球体密度小于水体密度。10.根据权利要求1所述的一种气动式地下水封闭抽灌装置，其特征在于，顶端的所述输水管6具有一段水平的弯折段，且所述弯折段的端头固定有法兰盘。

百度查询： 山东省水利科学研究院 一种气动式地下水封闭抽灌装置

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