CN114991191B - 一种复式真空负压降水抽水一体井管 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种复式真空负压降水抽水一体井管。本发明的复式真空负压降水抽水一体井管包括井管本体，在井管本体上方盖设有井盖，在井盖上安装有转换阀，在井管本体内部设有负压管、抽水管和抽水装置，在负压管上开设有多个与井管本体连通的负压口，负压管下端封闭且上端通过转换阀与真空负压泵连接，抽水管设置在负压管内部，抽水管下端与位于井管本体底部的抽水装置连通，抽水管上端自转换阀穿出。本发明的复式真空负压降水抽水一体井管将抽真空与抽水操作集于一体，动力源仅采用真空负压泵，从而能够大大节约电能并降低整体制造及施工成本，具有维护和检修方便、成本低、施工量少、实现快速铺设等优势。

Description

一种复式真空负压降水抽水一体井管

技术领域

本发明涉及井管技术领域，尤其是涉及一种复式真空负压降水抽水一体井管。

背景技术

真空负压降水采用真空负压集水方式，利用真空抽吸力将土层孔隙中的水抽取出来，从而使土层中的地下水位下降，该过程可使土层改变物理性质，使开挖土层密实、干爽。真空井点排出的地下水为清水，不存在固体颗粒物的损耗，此外真空负压能够完全抑制因地下水上行引起的流砂和管涌等危害。

目前，真空负压井管大多存在以下缺陷：1)采用真空泵和潜水泵双能源驱动，耗电量较多，铺设工作量大，施工成本高；2)采用真空泵直接与真空负压井管连接对其施加负压，负压效率低，负压效果不佳。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种复式真空负压降水抽水一体井管，将抽真空与抽水操作集于一体，动力源仅采用真空负压泵，从而能够大大节约电能并降低整体制造及施工成本，具有维护和检修方便、成本低、施工量少、实现快速铺设等优势。

本发明提供一种复式真空负压降水抽水一体井管，包括井管本体，在井管本体上方盖设有井盖，在井盖上安装有转换阀，在井管本体内部设有负压管、抽水管和抽水装置，在负压管上开设有多个与井管本体连通的负压口，负压管下端封闭且上端通过转换阀与真空负压泵连接，抽水管设置在负压管内部，抽水管下端与位于井管本体底部的抽水装置连通，抽水管上端自转换阀穿出。

在一实施方式中，转换阀包括阀体和阀座，阀体通过阀座固定在井盖上，在阀体内部设有密封转换腔和负压进管，负压管上端通过管道密封连接件与密封转换腔连通，密封转换腔通过负压进管与真空负压泵连接，在密封转换腔上设有抽水口，抽水管上端自抽水口穿出。

进一步地，在负压管与管道密封连接件之间还设有密封橡胶圈，在负压进管与真空负压泵之间还设有调节阀。

在一实施方式中，抽水装置包括负压罩、抽水罩和防水弹性薄膜，抽水罩设置在负压罩内部，防水弹性薄膜水平设置在抽水罩与负压罩之间并将负压罩分隔为负压腔和进水腔，抽水罩内部设有抽水腔，负压管下端与负压腔连通，抽水管下端与抽水腔连通，在进水腔和抽水腔底部设有进水口。

进一步地，负压罩和抽水罩的外形均为钟型。

进一步地，在抽水罩底部与井管本体底部之间设有间距，防水弹性薄膜的设置位置高于抽水罩底部。

在一实施方式中，负压管和抽水管采用螺旋缠绕方式设置，负压管和抽水管的螺旋缠绕半径可调。

进一步地，在负压管外壁与井管本体内壁之间设有间距，在负压管底部与井管本体底部之间设有间距。

进一步地，在靠近井管本体底部的负压管上不开设负压口，并且朝向井管本体一侧的负压口的数量多于背向井管本体一侧的负压口的数量。

进一步地，负压管通过多个可拆卸支撑骨架固定在井管本体底部上方。

相对于现有技术，本发明至少具有以下优势：

1、本发明的复式真空负压降水抽水一体井管将抽水管设置在负压管内部，使得抽真空与抽水操作能够集于一体，其动力源仅采用真空负压泵，因此能够大大节约电能，降低整体的制造成本，适于大范围推广使用，同时方便进行维护和检修；

2、本发明的复式真空负压降水抽水一体井管将抽水管与负压管套设在一起，同时通过转换阀将抽水管与负压管分开，因此能够大大减少施工量，降低施工成本，进而实现快速铺设；

3、本发明的负压管设置在井管本体内部并与井管本体内壁之间设有一较狭窄的间距，同时负压管上的负压口与井管本体连通并且朝向井管本体一侧的负压口数量多于背向井管本体一侧的负压口数量，该设置方式能够快速将负压管与井管本体之间的区域抽真空，使井管本体内部及周边土体形成一定的真空度，弱透水土层孔隙水在大气压及土体重力作用下由高压向低压渗透增加，径向流水向井管本体内部的汇集速度也会大大提高，因此能够大大提高抽真空速度和抽水效果，还能使得雨污水尽快排放，避免雨污水堆积，大大增加了污水抽取的工作效率；

4、本发明的负压管和抽水管可以采用螺旋缠绕方式设置，负压管和抽水管的螺旋缠绕半径可调，因此只需调整负压管和抽水管在铺设时的螺旋缠绕半径，即可将其使用在不同型号的井管，特别适合不同地区的旧井管改造；

5、本发明的抽水装置将抽水罩设置在负压罩内部，使用时负压罩内负压腔中的空气被抽出使负压腔形成负压，当进水腔中的水位高于抽水腔底部位置时，进水腔中的水对与防水弹性薄膜之间的空气施加作用力，空气被压缩并对防水弹性薄膜施加作用力，防水弹性薄膜变形同时对压缩空气施加反作用，压缩空气对进水腔中的水施加反作用力，将水压入到抽水腔中并经抽水管流入，该抽水方式的抽水效果好；

6、本发明的负压罩和抽水罩的外形均可设置为钟型，该形状有利于将水聚积在抽水罩的入口处，同时结合防水弹性薄膜的设置，从而能够很好利用其弹性性能对水和压缩空气施加作用力；

7、本发明的负压管可以通过多个可拆卸支撑骨固定于井管本体底部上方一定距离处，该方式便于水气流通，水流入到井管本体底部被抽水装置抽走，抽水效果好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一实施方式的复式真空负压降水抽水一体井管的结构示意图；

图2为一实施方式的负压管的分布示意图；

图3为一实施方式的抽水装置的内部结构示意图；

图4为一实施方式的转换阀的结构示意图；

图5为一实施方式的转换阀的右视图；

图6为一实施方式的转换阀的内部结构示意图；

图7为一实施方式的转换阀的立体结构示意图；

图8为一实施方式的可拆卸支撑骨架的结构示意图。

附图标记说明：

1：井盖；2：转换阀；3：井管本体；4：抽水管；5：负压管；6：抽水装置；7：负压腔；8：防水弹性薄膜；9：抽水腔；10：抽水罩；11：进水腔；12：密封转换腔；13：负压进管；14：调节阀；15：阀座；16：管道密封连接件；17：负压罩；18：进水口；19：可拆卸支撑骨架。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

实施例1

结合图1至图8所示，本实施例提供一种复式真空负压降水抽水一体井管，其包括井管本体3，在井管本体3上方盖设有井盖1，在井盖1上安装有转换阀2，在井管本体3内部设有负压管5、抽水管4和抽水装置6，在负压管5上开设有多个与井管本体3连通的负压口，负压管5下端封闭且上端通过转换阀2与真空负压泵连接，抽水管4设置在负压管5内部，抽水管4下端与位于井管本体3底部的抽水装置6连通，抽水管4上端自转换阀2穿出。

本实施例的复式真空负压降水抽水一体井管将抽水管4设置在负压管5内部，使得抽真空与抽水操作能够集于一体，其动力源仅采用真空负压泵，不仅能够大大节约电能，降低整体的制造成本，同时还能够方便地进行维护和检修，适于大范围推广使用。

对负压管5的具体结构和设置方式不作严格限制，可根据实际需要合理设置。具体地，可以在负压管5外壁与井管本体3内壁之间设置一个间距，该设置方式便于快速将负压管5与井管本体3之间的区域抽真空，使井管本体3内部及周边土体形成一定的真空度，弱透水土层孔隙水在大气压及土体重力作用下由高压向低压渗透增加，径向流水向井管本体3内部的汇集速度也会大大提高，因此能够大大提高抽真空速度和抽水效果，还能使得雨污水尽快排放，避免雨污水堆积，大大增加了污水抽取的工作效率。此外，还可以在负压管5底部与井管本体3底部之间设置一个间距，负压管5例如可以通过多个可拆卸支撑骨架19固定在井管本体3底部上方一定距离处，此时便于水气流通，水在流入到井管本体3底部时即可被抽水装置6抽走。

负压管5上的多个负压口主要用于与井管本体3连通以便对井管本体3内部进行抽真空，对多个负压口的设置位置不作严格限制。具体地，在靠近井管本体3底部的负压管5上不开设负压口，从而有利于避免井管本体3底部的水流入到负压管5中；此外，朝向井管本体3一侧的负压口的数量可以设置为多于背向井管本体3一侧的负压口的数量，此时有利于快速将负压管5与井管本体3之间的区域抽真空，使得井管本体3内部及周边土体形成一定真空度，进而有利于提高抽真空速度和抽水效果。

负压管5和抽水管4可以采用螺旋缠绕方式设置，负压管5和抽水管4的螺旋缠绕半径可调，此时只需调整负压管5和抽水管4在铺设时的螺旋缠绕半径，即可将其使用在不同型号的井管，特别适合不同地区的旧井管改造。

转换阀2主要用于将套设在一起的抽水管4与负压管5分开，从而便于减少施工量，降低施工成本，实现快速铺设。对转换阀2的结构不作严格限制；具体地，转换阀2可以包括阀体和阀座15，阀体通过阀座15固定在井盖1上，在阀体内部设有密封转换腔12和负压进管13，负压管5上端通过管道密封连接件16与密封转换腔12连通，密封转换腔12通过负压进管13与真空负压泵连接，在密封转换腔12上设有抽水口，抽水管4上端自抽水口穿出。

进一步地，为了提高负压管5的密封性能，可以在负压管5与管道密封连接件16之间设置密封橡胶圈；为了提高负压管5的抽真空效果，还可以在负压进管13与真空负压泵之间设置调节阀14。

抽水装置6主要用于将井管本体3内部的水抽至抽水管4。对抽水装置6的结构不作严格限制；具体地，抽水装置6可以包括负压罩17、抽水罩10和防水弹性薄膜8，抽水罩10设置在负压罩17内部，防水弹性薄膜8水平设置在抽水罩10与负压罩17之间并将负压罩17分隔为负压腔7和进水腔11，抽水罩10内部设有抽水腔9，负压管5下端与负压腔7连通，抽水管4下端与抽水腔9连通，在进水腔11和抽水腔9底部设有进水口18。上述抽水装置6将抽水罩10设置在负压罩17内部，使用时负压罩17内负压腔7中的空气被抽出使负压腔7形成负压，当进水腔11中的水位高于抽水腔9底部位置时，进水腔11中的水对与防水弹性薄膜8之间的空气施加作用力，空气被压缩并对防水弹性薄膜8施加作用力，防水弹性薄膜8变形同时对压缩空气施加反作用，压缩空气对进水腔11中的水施加反作用力，将水压入到抽水腔9中并经抽水管4流入，该抽水方式的抽水效果好。

负压罩17和抽水罩10的外形可以设置为钟型，此时便于将水聚积在抽水罩10的入口处，从而便于更好地将水从抽水腔9压出。为了增大对井管本体3内部及周边土体形成的真空度，在抽水罩10底部与井管本体3底部之间设有间距，其目的是使两者之间形成真空层，从而能够更大面积地对井管本体3内部及周边土体实施抽真空。此外，为了尽快进水，还可以在进水腔11的四周设置多个进水口18；为了便于对水施加压力，防水弹性薄膜8的设置位置可以设置为高于抽水罩10底部。

在一实施方式中，复式真空负压降水抽水一体井管包括井管本体3、设置于井管本体3上方的井盖1、转换阀2、负压管5、抽水管4、抽水装置6和真空负压泵(未图示)，负压管5呈螺旋缠绕状分布于井管本体3内侧，且负压管5内部中空，在远离井管本体3底部的负压管5上开设有多个负压口，抽水管4设置于负压管5内部，转换阀2包括阀体、阀座15、密封转换腔12和负压进管13，阀体通过阀座15固定于井盖1上，阀体内部设有密封转换腔12，密封转换腔12底部设有管道密封连接件16，负压管5的上端依次穿过阀座15、管道密封连接件16后与密封转换腔12连通，抽水管4的上端依次穿过阀座15、管道密封连接件16、密封转换腔12后从抽水口伸出，负压进管13的一端与密封转换腔12连通，另一端与真空负压泵连接，抽水装置6设置于井管本体3底部，抽水装置6包括负压罩17、抽水罩10、进水腔11、抽水腔9和防水弹性薄膜8，抽水罩10设置于负压罩17内侧，且抽水罩10的外侧与负压罩17内侧之间设有防水弹性薄膜8，负压罩17通过防水弹性薄膜8分隔为负压腔7和进水腔11，负压罩17底部开设有多个进水口18，负压罩17与负压管5的下端连通，抽水罩10内部设有抽水腔9，抽水罩10与抽水管4的下端连通，负压管5与井管本体3内壁之间设有一定距离，且靠近井管本体3的一侧负压管5上的负压口数量多于远离井管本体3的一侧负压管5负压口数量。

本实施例的复式真空负压降水抽水一体井管工作原理如下：

真空负压泵开启后，井管本体3内的空气经负压管5上的负压口进入到负压管5内，然后进入转换阀2内部的密封转换腔12中，接着被负压进管13抽真空，然后由真空负压泵输入到外界，由于负压管5上的负压口正对着井管本体3的内壁，通过真空负压泵不断抽气使井管内及周边土体形成一定真空度，弱透水土层孔隙水在大气压及土体重力作用下由高压向低压渗透，增加了径流水向井内汇集的速度，抽出的水流入井管本体3内，抽水装置6内的进水腔11中的水不断上升；同时，抽水装置6的负压罩17内的负压腔中的空气也被抽出，使负压腔7成负压，当进水腔11中的水位高于抽水腔9底部位置时，进水腔11中的水对与防水弹性薄膜8之间的空气施加作用力，空气被压缩，对防水弹性薄膜8也施加作用力，防水弹性薄膜8变形同时对压缩空气施加反作用，压缩空气也对进水腔11中的水施加反作用力，从而将水压入到抽水腔9中，并经抽水管4流入，从而实现抽水。

上述复式真空负压降水抽水一体井管将抽真空与抽水操作集于一体，动力源仅采用真空负压泵，从而能够大大节约电能并降低整体制造及施工成本，具有维护和检修方便、成本低、施工量少、实现快速铺设等优势。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种复式真空负压降水抽水一体井管，其特征在于，包括井管本体，在井管本体上方盖设有井盖，在井盖上安装有转换阀，在井管本体内部设有负压管、抽水管和抽水装置，在负压管上开设有多个与井管本体连通的负压口，负压管下端封闭且上端通过转换阀与真空负压泵连接，抽水管设置在负压管内部，使得抽真空与抽水操作能够集于一体，其动力源仅采用真空负压泵，抽水管下端与位于井管本体底部的抽水装置连通，抽水管上端自转换阀穿出，转换阀包括阀体和阀座，阀体通过阀座固定在井盖上，在阀体内部设有密封转换腔和负压进管，负压管上端通过管道密封连接件与密封转换腔连通，密封转换腔通过负压进管与真空负压泵连接，在密封转换腔上设有抽水口，抽水管上端自抽水口穿出，抽水装置包括负压罩、抽水罩和防水弹性薄膜，抽水罩设置在负压罩内部，防水弹性薄膜水平设置在抽水罩与负压罩之间并将负压罩分隔为负压腔和进水腔，抽水罩内部设有抽水腔，负压管下端与负压腔连通，抽水管下端与抽水腔连通，在进水腔和抽水腔底部设有进水口。

2.根据权利要求1所述的复式真空负压降水抽水一体井管，其特征在于，在负压管与管道密封连接件之间还设有密封橡胶圈，在负压进管与真空负压泵之间还设有调节阀。

3.根据权利要求1所述的复式真空负压降水抽水一体井管，其特征在于，负压罩和抽水罩的外形均为钟型。

4.根据权利要求1所述的复式真空负压降水抽水一体井管，其特征在于，在抽水罩底部与井管本体底部之间设有间距，防水弹性薄膜的设置位置高于抽水罩底部。

5.根据权利要求1所述的复式真空负压降水抽水一体井管，其特征在于，负压管和抽水管采用螺旋缠绕方式设置，负压管和抽水管的螺旋缠绕半径可调。

6.根据权利要求1所述的复式真空负压降水抽水一体井管，其特征在于，在负压管外壁与井管本体内壁之间设有间距，在负压管底部与井管本体底部之间设有间距。

7.根据权利要求1所述的复式真空负压降水抽水一体井管，其特征在于，在靠近井管本体底部的负压管上不开设负压口，并且朝向井管本体一侧的负压口的数量多于背向井管本体一侧的负压口的数量。

8.根据权利要求1所述的复式真空负压降水抽水一体井管，其特征在于，负压管通过多个可拆卸支撑骨架固定在井管本体底部上方。

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