安裝用於過濾地下水的混合水平進水管的設備及方法

2023-07-21 09:58:21 1

專利名稱：安裝用於過濾地下水的混合水平進水管的設備及方法
技術領域：
本發明涉及一種安裝水平進水管的技術。更具體地，本發明涉及一種利用空氣去於隔件(air packer )和進水套管(entrance sleeve ) 來安裝用於過濾地下水的混合水平進水管的設備和方法，當在豎直 集水井上安裝該混合水平進水管時，可以防止水和土進入豎直集水 井，並且可以通過水質改善過濾介質而改善水源的7K質，從而從長 遠看來確保來自水源的安全用水。
背景技術：
通常，與地表水相比，地下水具有許多優點。由於地下水來自 沒有受汙染的水源，並且可以經濟地從水源汲耳又地下水，因而是符 合要求的。只有對這種有利的地下水進行適當的開發，水資源短缺問題就 4艮容易解決。為此，對開發地下水應用進4亍了積4及研究。有一種傳統的集水井，用於石少濾進水口 ( bank-filtering intake ), 通過蓄水層間"l妄汲取;也下水。即，通過這才羊的方式汲耳又水在i也面 上鋪設豎直集水井，然後在該豎直集水井上安裝水平進水管，從而 通過該水平進水管汲取水。
然而，當傳統的集水井使用相對長一段時間後，來自地下層中 的細石少或極細砂會流進水平進水管的進水孔，這會導致進水困難。 而且，如果進水孔最終被堆積的砂子堵塞，集水井就不能運行。這 些問題縮短了集水井的壽命。同樣地，傳統的集水井的缺點在於，由於傳統的集水井沒有過濾就汲取水，所以這些水4艮容易受汙染，需要大量"i殳備和附加成本 來對這些水進行處理。發明內容因此，針對上述問題而4是出了本發明，並且本發明的目的在於 對豎直集水井上安裝水平進水管，以防止在汲^U也表水的過程中， 水和土進入並堵塞水平進水管的進水孔，還在於過濾地下水，乂人而 確保獲得高水質的地下水。本發明的另 一 目的在於提供一種利用空氣封隔件和進水套管 來安裝用於過濾地下水的混合水平進水管的設備和方法，當在豎直 集水井上安裝該混合水平進水管時，可以防止水和土進入並堵塞混 合水平進水管的進水孔。本發明的又 一 目的在於提供一種利用空氣封隔件和進水套管 來安裝用於過濾地下水的混合水平進水管的設備和方法，可以通過 水質改善過濾介質而改善;也下水的水質，乂人而汲耳又安全的過濾後的 ;也下水。根據本發明，通過提供一種用於安裝混合水平進水管以汲取過 濾後的地下水的方法，可以實現上述和其它目的，該方法包括以下 步驟在豎直集水井上安裝進水套管；將具有該進水套管的豎直集 水井埋入地下；在所述進水套管上安裝條播開溝器(drill shoe);將
增壓水管和排砂管連接到條播開溝器上，並使用驅動器(driver )驅 動連接至所述條播開溝器的外水平套；當成功安裝外水平套時，完 成水平鑿(horizontal chisel)的安裝；去除所述水平鑿上的排石少管 和驅動器；將濾器對準(holding)水平鑿，以將所述濾器安裝到所 述水平鑿內；在所述濾器之間安裝止水環，以成功安裝濾器；當成 功安裝濾器時，完成水平進水管的安裝，以使其固定在條播開溝器 的一側；使用增壓水管，在水平鑿與水平進水管之間裝填混合有水 的水質改善過濾介質，以改善水質；在接近豎直集水井的濾器內插 入封隔件，以使插入的封隔件膨脹；拔出並去除水平鑿和增壓水管； 在水平進水管周圍裝填用以改善水質的水質改善過濾介質；切割所 拔出的水平鑿的一部分，以將其固定於進水套管；在豎直集水井內 部安裝閥門；以及使堵塞濾器內側的封隔件收縮，並將其與水一起 排放至閥門外部。才艮據本發明方法的實施例，可以防止水和土進入並堵塞安裝在 豎直集水井上的水平進水管，並且可以通過水質改善過濾介質改善 水源的水質。,人而，可以/人7K源汲耳又改善的安全用7K。


從下面結合附圖的詳細描述，將更清楚地理解本發明的上述和 其它的目標、特徵以及其它優點，附圖中圖1是示出了根據本發明在豎直集水井上安裝混合水平進水管 的狀態的橫截面圖；圖2是示出了在豎直集水井上安裝進水套管的狀態的橫截面圖；圖3是示出了根據本發明的進水套管實施例的橫截面俯視圖4至圖8是示出了根據本發明的混合水平進水管安裝過程的 局部方文大4黃截面圖；圖9是示出了根據本發明的濾器連接狀態的透視圖；圖10是示出了將封隔件插入濾器內部的狀態的橫截面圖；圖11是用於描述拔出水平鑿及裝填水質改善過濾介質的過程 的橫截面圖；圖12是示出了將水質改善過濾介質完全裝填在混合水平進水 管周圍的狀態的橫截面圖；圖13是示出了在豎直集水井內部安裝閥門的狀態的橫截面圖；以及圖14是示出了安裝根據本發明的混合水平進水管的狀態的橫 截面圖。(附圖中標號的簡要描述) 1:豎直集水井 2:水平進水管 3:水平鑿 10:進水套管 20:條播開溝器 21:外水平套 22:增壓水管 23:驅動器24:排砂管 31:濾器 32:進水孑L 33:止水環36:水質改善過濾介質 37:封隔件 40:閥門具體實施方式
下面參考附圖，對根據本發明的優選實施例進行詳細描述。圖1是示出了根據本發明的在豎直集水井上安裝混合水平進水 管的狀態的橫截面圖。更具體地，安裝在豎直集水井上的水平進水 管從水源汲取水，所述豎直集水井埋在地下。圖2是示出了在豎直 集水井上安裝進水套管的狀態的橫截面圖，所述進水套管用於輔助 混合水平進水管的安裝。如圖1和圖2所示，在將進水套管10安裝於地面上的豎直集 水井l上之後，將水平進水管2安裝在豎直集水井l上，這作為第 一步。安裝進水套管是為了防止在安裝水平進水管時水或土堵塞水 平進水管2。安裝進水套管10，以形成用於將水平進水管2安裝在豎直集水 井1中的安裝孔10a，以便條播開溝器20和外水平套21 (將在後 面描述)能夠鑽入地下，而不會損壞豎直集水井l。
圖3是示出了根據本發明的進水套管實施例的橫截面俯視圖，其中，安裝在豎直集水井上的套管本體分別在其內部安裝了三重的 封隔件以及在其前側和後側安裝了止水件。更具體地，進水套管10是以如下方式安裝在豎直集水井1上 的將圓柱管的套管本體11插入豎直集水井1，然後通過緊固杆 12固定在豎直集水井1上。套管本體ll在其內部安裝有封隔件13, 用以防止在將外水平套21插入該套管本體及從中拔出時水或土進 入套管本體內部。封隔件13 ^皮設置成三重(triple)(或者三個一組)，並且通過 螺栓固定在套管本體11的內部。由於封隔件13是三重的，因此， 例如，在外水平套21插入套管本體或者從套管本體中拔出時，如 果第一或第二封隔件部分受損，則剩餘沒有損壞的部分和第三封隔 4牛可以防止水或土進入套管。而且，如圖3所示，在封隔件13之間放置隔板14,以將其隔 開。因此，儘管水或土可能會意外地進入套管，^旦由隔板14形成 的在去於隔件13之間的間隔可以起到糹爰沖物的作用，以防止水或土 通過套管進入豎直集水井1。同樣地，儘管在插入或拔出外水平套21時，封隔件13處會出 現阻礙，^旦封隔件13可以持續地維持其封閉的粘附(close adhesion )。封隔件13優選地由具有良好的耐水或耐土性能的橡膠 製成，但不局限於此。即，封隔件13可以由能夠均勻地(evenly ) 確保其粘附力和耐用性的所有材料製成。套管本體11在其前側和後側具有止水蓋15和16(分別^皮稱為 前止水蓋15和端部止水蓋16 )，用於防止最初將豎直集水井1插入 ;也下時，水或土進入套管本體ll。
前止水蓋15形成得相對較薄，並且聯接在套管本體11上，以 便將外水平套21插入套管時，條播開溝器20能夠自然穿破前止水 蓋。端部止水蓋16形成得相對較厚，並且連接在套管本體11上。 端部止水蓋16之所以厚的原因在於，在將外水平套21插入套管前， 端部止水蓋16應該立即與套管本體11分離。更具體地說，首先，當將安裝有套管本體11的豎直集水井1 埋入地下時，連4姿於套管本體11的前側和後側的前止水蓋15和端 部止水蓋16也一起^皮:t裡入:l也下。然後，1義^M尋端部止水蓋16與套 管本體ll分離，再將條播開溝器20設置在此處。最好，進水套管10的每個聯4妄部(諸如螺4全聯接部、和焊4妄 部等)通過密封件(諸如橡膠、墊圏、和矽等)而密封，以防止將 豎直集水井1埋在地下時，水滲入聯接部。在豎直集水井1上安裝進水套管10之後，將豎直集水井1埋 在地下，這作為第二步。當豎直集水井1完全埋入地下時，將端部 止水蓋16與進水套管10的後側分離。圖4至圖8是示出了安裝根據本發明的混合水平進水管的過程 的局部放大橫截面圖。更具體地說，圖4至圖8示出了在豎直集水當端部止水蓋16被分離之後，在進水套管10上安裝條播開溝 器20，如圖4所示，這作為第三步。安裝了條播開溝器20之後，在條播開溝器20上連接外水平套 21，以確保從水源汲取水的進水通^各，如圖5所示，這作為第四步。
如圖5所示，外水平套21上安裝有增壓水管22和驅動器23, 這使得條播開溝器20能夠通過水壓挖通地面。而且，外水平套21 上安裝有排砂管24，用於排出挖掘過程中堆積的砂子。此後，將外水平套21依次聯接在其它外水平套上，以完成水 平鑿3的安裝，如圖6所示，這作為第五步。之後，將排砂管24和驅動器23從外水平套上移除，這作為第 六步。然後，如圖7所示，在水平鑿3的內部支持並安裝濾器(strainer ) 31,所述濾器形成有多個進水孔32,用於從水源汲取水，這作為第 七步。即，如圖8所示，在濾器31被水平鑿3支撐的狀態下，濾器 31 4妄著安裝在外水平套21的內部。此處，濾器31的表面可以塗有諸如4艮等材料，所述材衝+具有 去除可能包含在水源的水中的有毒成分的效果和特性。圖9是示出了根據本發明的濾器連接狀態的透視圖。更具體地， 在使用止水環彼此連續連接的濾器上聯接增壓水管。如圖9所示，在接連地安裝在水平鑿3內部的濾器31之間安 裝止水環33，這作為第八步，從而當執4亍第七步時，能夠防止水或 土進入濾器31的聯d妄部。安裝止水環33是為了防止水或土滲入聯接部，其中，由於在 乂人水源實際汲耳又水的過禾呈中，4妄連i也安裝濾器31，所以水或土可能 進入聯接部。
通過止水環33阻擋水的每個濾器31在其兩個端部形成法蘭 35。 一個濾器的法蘭通過螺紋聯接或焊接至相鄰濾器的法蘭上。法 蘭35的一部分一皮切除，以容納增壓水管22。止水環33在與法蘭35的切除部分相應的位置處形成通孔34, 以使增壓水管22能夠從中穿過並被支撐。因此，增壓水管22不會 因裝填混合有水的水質改善過濾介質36時引起的振動而搖晃。在將濾器31通過止水環33接連地連接至其它濾器之後，將濾 器31固定在條播開溝器20上，這作為第九步。此後，使用增壓水管22,將與水混合的水質改善過濾介質36 裝填在濾器31與水平鑿3之間，這作為第十步。此處，用於改善水質的水質改善過濾介質36由礦物質、活性 炭、塑料、淡英斑巖、滑石、氟石、玉、金和玉、蘭寶石、黃玉、 white jem、雲母、金雲母、鋰雲母、白雲母、海泡石、沸石、蒙脫 土 ( monmorillonite )、珍珠巖、蛭石之一或者其中兩種以上物質的 組合物製成。然而，所屬領域的4支術人員可以理解，4艮據水源的水 質或者安裝位置，可以對用於水質改善過濾介質36的這些材料進 行更改。而且，水質改善過濾介質36形成為其厚度與濾器31和外水平 套21之間的距離相同。此處，水質改善過濾介質36的厚度可以才艮 據期望的水質和水質改善過濾介質的類型而更改。圖10是示出了將封隔件插入濾器內部的狀態的橫截面圖。濾 器的內部通過由空氣或氣體膨脹的封隔件而密封，所述濾器內部與 豎直集水井相鄰。
如圖10所示，將封隔件37插入濾器31的內部然後4吏之膨月長， 所述濾器的周圍填充有水質改善過濾介質36，這作為第十一步。封隔件37在濾器31內進行膨脹是為了防止拔出水平鑿3時地 下水通過形成在濾器31上的多個進水孔32進入豎直集水井1。為此，在封隔件37中充入空氣或氣體，以^吏其膨"長成^^形。 儘管封隔件37的上述實施例是通過形成球形的方式實施的，但是 可以理解，封隔件的膨脹形狀可以根據場合需要而改變成多邊形。 因此，儘管水平鑿3被拔出，但膨脹以密封濾器31的進口的封隔 件37仍能夠防止流入濾器31內的水進入豎直集水井1。圖11是用於描述拔出水平鑿及裝填水質改善過濾介質的過程 的橫截面圖。在將驅動器拔出水平鑿的過程中，將過濾介質通過增 壓水管填充在混合水平進水管周圍。如圖11所示，在將封隔件37插入濾器31內並使其膨脹之後， 使用驅動器23將水平鑿3和增壓水管22拔出並去除，這作為第十 二步。由於在拔出水平鑿3時，濾器31通過封隔件37密封，防止 了通過進水孔32流入的水源的水進入豎直集水井1。此處，通過進水孔32流入的水源的水經過裝填在濾器31周圍 的水質改善過濾介質36,從而水質得以改善的過濾水進入濾器31。此處，當水平鑿3被拔出時，條播開溝器20與外水平套21的 一端分離，然後祐J裡入;也下。圖12是示出了將水質改善過濾介質完全裝填在混合水平進水 管周圍的狀態的橫截面圖。更具體地，過濾介質完全裝填在水平進 水管的周圍，其中水平鑿和增壓水管從所述水平管中拔出。
如圖12所示，在濾器31周圍裝填水質改善過濾介質36，這作 為第十三步。由於裝填有水質改善過濾介質36的水被排出至外部， 所以水質改善過濾介質36的裝i真可以比空氣Jt真充更平穩J也進4亍， 所述空氣填充會造成大噪音或嚴重的震動。當完全裝填水質改善過濾介質36之後，切割拔出的水平鑿3 的一部分，並將其固定在進水套管10上，並將剩餘的外水平套21 和增壓水管22拔出並從中耳又出，這作為第十四步。切割並固定拔出的水平鑿3是為了防止地面的砂、子進入。圖13是示出了在豎直集水井內部安裝閥門以將水源的水排出 至外部的狀態的橫截面圖。如圖13所示，在水平鑿3被完全拔出之後，將閥門40安裝在 濾器31的一端，這作為第十五步。,人而，可以容易地乂人水源汲取水。此後，使密封濾器31的封隔件37收縮並和水一起排放至外部， 這作為第十六步。圖14是示出了安裝根據本發明的混合水平進水管的狀態的橫 截面圖，如圖14所示，當進行上述過程時，可以將水平進水管2 安裝至豎直集水井1，以改善水源的水質並提供更高質量的水。從上述描述中很顯然，本發明防止了將水平進水管安裝至豎直 集水井時水或土進入進水套管，從而使得水平進水管的安裝更方便，並且防止了水平進水管被堵塞。而且，當在濾器周圍裝填用於改善水質的水質改善過濾介質 時，可以改善水源的水質，從而能夠從水源汲取安全用水。 另外，封隔件密封濾器，以防止將外水平套拔出時，通過濾器 流入的水進入豎直集水井。因此，能夠安全地安裝水平進水管，提 高工人的安全性。儘管為了說明的目的而公開了本發明的優選實施例，所屬領域 的技術人員應該理解，在不背離權利要求所公開的本發明的範圍和 精神的前提下，可以進行各種修改、增加和替換。
權利要求
1. 一種用於安裝混合水平進水管的方法，所述混合水平進水管用於汲取過濾後的地下水，所述方法包括以下步驟將進水套管(10)安裝至豎直集水井(1)；將所述進水套管(10)的所述豎直集水井(1)埋入地下；在所述進水套管(10)上安裝條播開溝器(20)；將增壓水管(22)和排砂管(4)連接至所述條播開溝器(20)，並使用驅動器(23)驅動連接至所述條播開溝器(20)的外水平套；當接連地安裝所述外水平套(21)時，完成水平鑿(3)的安裝；將所述排砂管(24)和所述驅動器(23)從所述水平鑿(3)去除；將濾器(31)對準所述水平鑿(3)，以將所述濾器(31)安裝在所述水平鑿(3)內；在所述濾器(31)之間安裝止水環(33)，以接連地安裝所述濾器(31)；連續地安裝所述濾器(31)，以便使其固定在所述條播開溝器(20)的一端時，完成水平進水管(2)的安裝；使用增壓水管(22)在所述水平鑿(3)與所述水平進水管(2)之間裝填混合有水的水質改善過濾介質(36)，用於改善水質；將封隔件(37)插入臨近所述豎直集水井(1)的所述濾器內，以使插入的所述封隔件(37)膨脹；拔出並去除所述水平鑿(3)和所述增壓水管(22)；在所述水平進水管(2)周圍裝填用於改善水質的所述水質改善過濾介質(36)；切割所拔出的水平鑿(3)的一部分，以將其固定於所述進水套管(10)，且拔出並去除剩餘的外水平套(21)；將閥門(40)安裝至所述豎直集水井(1)的內部；以及使堵塞所述濾器(31)內部的封隔件(37)收縮，並將其與水一起排放至所述閥門(40)外部。
2. —種用於安裝混合水平進水管的裝置，所述混合水平進水管用 於汲取過濾後的地下水，所述裝置包括進水套管(10),用於防止水或土進入豎直集水井(1) 內部；外水平套(21)，延伸通過所述進水套管(10)，用於確 j呆i也下的汲水通道；條播開溝器(20),用於地下挖掘，安裝於所述外水平套 (21 )的端吾卩；增壓水管(22)和驅動器，用於使所述條播開溝器(20) 能夠通過水壓而在地下挖掘，安裝於所述外水平套(21);排砂管(24),用於將所述條播開溝器(20)挖掘過程中 堆積的砂子排放至外部；濾器(31),其上形成有多個進水孔(32),用於從水源 汲取水，接連地安裝在所述外水平套(21)的內部；止水環(33),當接連地安裝所述濾器(31)時，安裝在 所述濾器(31 )之間；水質改善過濾介質(36)，裝填在水平進水管(2)周圍， 其中，所述濾器(31)和所述止水環(33)相繼彼此聯接；封隔件(37)，通過在所述封隔件(37)插入鄰近所述豎 直集水井(1)的所述濾器(31)內部的狀態下膨脹，而防止 在拔出所述外水平套(21 )的過程中，水進入其內部；以及閥門(40),安裝在所述豎直集水井(1)的內部，用於 通過所述水平進水管(2)排出從水源汲取的水。
3. 根據權利要求2所述的裝置，其中當套管本體(11 )插入所述豎直集水井(1 )時，將所述 進水套管(10)安裝至所述豎直集水井(1 );所述套管本體(11)的內部形成有三重的封隔件(13)， 以便在插入或拔出所述外水平套(21 )的過程中，阻擋水或土， 使其不會進入所述套管本體(11)和所述外水平套(21)內； 以及所述套管本體(11 )將止水蓋(15， 16)聯接在其前、後 端，從而在將所述豎直集水井(l)插入地下時，地下的水或 土無法進入所述豎直集水井(1)內部。
4. 根據權利要求2所述的裝置，其中，所述封隔件(37 )充有空 氣或氣體以膨脹，形成球形或多邊形形狀。
5. 根據權利要求3所述的裝置，其中，當所述套管本體(11 )的 螺紋聯接部和焊接部密封時，能夠阻止地下水進入。
全文摘要
本發明公開了安裝用於過濾後的地下水的混合水平進水管的裝置及方法，當將該水平進水管安裝至豎直集水井時，能夠防止水和土進入豎直集水井，並且可以通過水質改善過濾介質改善水源的水質。從而，能夠確保從水源得到安全用水。本發明防止了在將水平進水管安裝至豎直集水井時水或土進入進水套管，從而使得水平進水管的安裝更方便，並且防止水平進水管被堵塞。而且，由於在濾器的周圍裝填了水質改善過濾介質，所以能夠改善水源的水質，從而能夠從水源汲取安全用水。另外，封隔件密封濾器，以防止當外水平套被拔出時，通過濾器流入的水進入豎直集水井。因此，能夠安全地安裝水平進水管，提高了工人的安全性。
文檔編號E03B3/00GK101210422SQ200710108669
公開日2008年7月2日 申請日期2007年6月14日 優先權日2006年12月28日
發明者孫德圭 申請人:孫德圭