同心式噴射井點降水設備的製作方法

2023-05-14 09:28:31

專利名稱：同心式噴射井點降水設備的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種同心式噴射井點降水設備，具體地說是一種深埋於地下的井底射流泵裝置，可在滲透係數較小的地層中抽吸地下水，用於深基坑施工中降低地下水。
目前常用的噴射井點裝置有如下兩種一種是並列式，另一種是同心式。本實用新型以同心式為最接近的現有技術。
附


圖1示意性地給出了現有技術中的一種噴射井點噴射井點裝置，其中1-1為外管，1-2為內管，1-3為噴嘴，1-4為混合室及擴壓管，1-5為濾管。由地表高壓水泵(未畫出)輸出的高壓水流通過內外管之間的環狀空間沿箭頭所示的方向下行，到達下部，按箭頭方向進入位於內管中部的「U」形腔，由噴嘴向上噴出，由於噴嘴面積很小，此時流速將大幅度增大，根據伯努力方程，噴嘴出口處將產生接近真空的低壓區，地層中的地下水經濾管1-5被抽引進內管，沿虛線所示方向流動，與噴嘴噴出的高速水流在混合室混合經擴壓管速度降低，壓力增大，最後被輸送出地面。
現有技術中的設備存在以下缺點(1)、內管和外觀是分別組裝的，射流泵的高壓供水腔和低壓吸水腔需在內外管組合時形成，組合的質量受工地工人素質的影響，而且組裝後的調試受工地條件的限制。
(2)、射流泵內有三股水流，它們需要在有限的空間交叉通過，三者間需要可靠的分隔，因此不同水管間的密封十分重要。現有技術是在內管中設置「U」形腔來分隔，這種結構給密封及噴嘴的形體設計帶來困難。
(3)、由於射流泵的交叉水流通道設計不合理，使得引射水流的吸入口過流面積很小，從而引射水流很小。
(4)、混合室中直徑最小的部位稱喉管，現有技術的喉管過短，使兩股水流的能量交換不充分，將降低射流泵的效率。
為克服現有技術的缺陷，本實用新型的噴射井點裝置由下列部件構成。
噴射井點裝置2-4(附圖2)由孔口雙壁管3-1、雙壁管3-2、井底射流泵3-3、單向閥3-4及濾水管3-5組成。雙壁管3-2由內管3-21、外管3-22及接頭3-23，3-24等組成。內管3-21、外管3-22由接頭3-23，3-24連接成一體。相鄰兩根雙壁管外管與外管通過錐螺紋連接，內管與內管之間插接，並都設計用「0」膠圈密封，內外管之間環狀空間與內管中間形成兩個獨立的通道；前者通高壓水，後者通排水。
井底射流泵3-3(附圖4)由外殼4-1，位於外殼內的泵殼4-3，連接泵殼與雙壁管內管的混合器4-2，位於泵殼中部的噴嘴4-4，單向閥4-6。為了簡化結構，優化製造工藝，井底射流泵與單向閥合成一個獨立部件，這樣一個組合件還包括密封泵殼底部的泵殼底蓋4-5，支持泵殼的花支架4-7，閥座4-8及位於閥座下面的濾網4-9，位於泵殼上部的濾網4-10。泵殼4-3上有一組平行於軸線的孔，連接雙壁管環狀空間與噴嘴，成為高壓水流通道；另有一組呈輻射狀的孔，一端連接噴嘴四周至混合器，另一端連接外殼4-1與泵殼4-3之間的環狀空間，並連通單向閥，成為低壓水液通道；泵殼與外殼之間用「0」膠圈4-11密封，將上下分隔為兩個腔，上部為高壓腔，下部為低壓腔。泵殼成為高低壓水流的交叉通道。泵殼上孔的數目可以是任意的，但必須使通高壓水流的孔與通低壓水流的孔之間有2.5mm以上的間隔厚度，並且能有儘可能大的過流面積。特別在低壓通道，由於驅動水流流動的壓力低，應使起其過流面積大於高壓水流的過流面積，根據上述原則優選孔數為6個。但4到16個也可以。
經過合理設計，使孔與孔之間的分隔厚度大於3mm，低壓水過流面積為高壓水流的過流面積的1.3倍。
本實用新型的雙壁管可以設計成6米和3米兩種，從而可以實現長度的不同組合。由於內外管都設計有「0」膠圈，使連接部分密封可靠，組裝方便。本實用新型具有的優點是顯著的，首先由於合理設計了泵殼的結構，使高低水流在有限的空間內得到可靠的分隔，並交叉通過，按要求在噴嘴出口處匯流，並有一個合理的過流面積，使所射的低壓水流的過流面積大於高壓水流的過流面積，減少了沿程阻力損失，從而可以增大所射流量或降水深度。
由於將井底射流泵及單向閥設計成一個獨立的部件，可以在製造廠完成組裝及性能測試，從而避免了在施工現場進行組裝及試驗，簡化了使用過程，保證了產品質量。
由於井底射流泵內增設了濾網，避免水流中雜物阻塞噴嘴及流道，增長了混合器4-2喉管部分的長度，使之等於4倍喉管直徑，實驗證實這一長度可使兩股水流進行充分的能量交換，提高效率。
圖1是現有技術同心式井點噴射裝置的示意圖。
圖2是本實用新型同心式井點噴射裝置的平面布置圖。
圖3是本實用新型同心式井點噴射裝置的示意圖。
圖4是本實用新型同心式井點噴射裝置射流泵的剖視圖。
現在結合附圖敘述本實用新型優選實施例。
附圖4是本實用新型噴射井點裝置中部件3-3井底射流泵沿中軸線的剖視圖，及通過噴嘴部位的剖面A-A。
泵殼4-3位於外殼4-1中部，濾網4-10位於泵殼上部，噴嘴4-4位於泵殼中部，混合室下端與泵殼4-3連接，上端可與上部雙壁鑽杆3-2的內管連接，泵殼上有6個平行軸線的孔，孔的上部隔著濾網和混合器4-2與外殼4-1的環狀空間相通，進而與雙壁鑽杆3-2的環狀空間相通，此外泵殼上有呈輻射狀的孔6個，孔的一端與噴嘴周圍的空間相通，進而與混合室的喉管，擴壓管相通；另一端和泵殼4-3與外殼4-1的環狀空間相通，泵殼底蓋4-5裝在泵殼的底部，單向閥4-6裝在泵殼底蓋4-5下部中間的孔內，孔外凸緣上裝有花支架4-7，花支架4-7下部為閥座4-8，濾網4-9。當井底射流泵3-3下部與濾水管3-5由螺紋連接時，連接螺紋就能把濾網4-9、閥座4-8、花支架4-7、泵殼底蓋4-5和泵殼4-3壓緊固定。泵殼4-3與外殼4-1之間用「0」膠圈4-11密封。泵殼上部環狀空間為高壓水流腔，泵殼下部環狀空間為低壓水流腔，井底射流泵上部用錐螺紋與雙壁鑽杆3-2連接(附圖3)。雙壁管總長根據降水深度來確定。最上部一節接孔口雙壁管，孔口雙壁管內管接排水總管2-5(附圖2)，內外管之間環狀空間接高壓水總管2-3，高壓水總管接高壓離心泵2-2，高壓離心泵2-2與排水總管2-5均與水箱2-1連接。
噴嘴(4-4)可以是一個獨立部件，也可以是由兩個部件組合在一起的組合部件，如附圖4所示。組合的原因第一是加工方便的需要，第二是由於噴嘴是磨損部件，可將噴嘴的一個部分用合金材料製作，而將剩下的部分用一般的材料製作，可以減小成本。
噴嘴(4-4)可通過一個與軸線垂直的螺栓固定在泵殼(4-3)上。
當高壓離心泵2-2開動時，即將水箱中的水壓入高壓水總管2-3，高壓水總管由分送至各個井點噴射裝置，沿雙壁管3-1，雙壁管3-2的外環空間下行，至射流泵上部高壓水流腔，沿平行軸線的6個孔至泵殼底部後，通過噴嘴4-4向上噴出。在噴嘴4-4周圍形成接近真空的低壓區，地下水通過濾水管3-5、單向閥4-6及呈輻射的6個長扁孔被吸至低壓區，在混合室混合，在喉管中進行能量交換。經擴壓管使速度降低，壓力增加，然後輸入雙壁管3-2的內管，經孔口雙壁管3-1的內管流入排水總管2-5，經排水總管2-5輸入水箱2-1。地層中抽吸出的水經水箱溢流口流走。
本實施例僅描述了本實用新型的一種實施方式，任何本實施例的變化型及改進型均在本實用新型的保護範圍之內。該保護範圍由權利要求書的內容確定。
權利要求1.一種同心式噴射井點降水設備，包括雙壁管，射流泵，單向閥和濾水管，射流泵具有外殼(4-1)，泵殼(4-3)，混合器(4-2)和位於泵殼(4-3)中部的噴嘴(4-4)，外殼(4-1)的上下端分別與雙壁管連接，泵殼(4-3)位於外殼(4-1)的中部，其特徵在於混合器(4-2)下端與泵殼(4-3)連接，上端與雙壁管的內管連接，泵殼(4-3)上具有一組平行於軸線的孔，孔的上部與混合器(4-2)與外殼(4-1)之間的環狀空間連通，孔的下部與噴嘴(4-4)的進水口連通，泵殼(4-3)上還具有一組垂直於軸線的孔，孔的上部與混合器連通，孔下部與泵殼(4-3)與外殼(4-1)之間的環狀空間連通。
2.根據權利要求1所述的設備，其特徵在於平行於軸線的孔數目與垂直於軸線的孔數目相同。
3.根據權利要求2所述的設備，其特徵在於孔的數目可以是4到16個。
4.根據權利要求1所述的設備，其特徵在於射流泵的下部與濾水管連接。
5.根據權利要求4所述的設備，其特徵在於射流泵的下部與濾水管之間用螺紋連接。
專利摘要本實用新型涉及一種同心式噴射井點降水設備，包括雙壁管，射流泵，單向閥和濾水管，射流泵具有外殼(4-1)，泵殼(4-3)，混合器(4-2)和位於泵殼(4-3)中部的噴嘴(4-4)，外殼(4-1)的上下端分別與雙壁管連接，泵殼(4-3)位於外殼(4-1)的中部，其特徵在於混合器(4-2)下端與泵殼(4-3)連接，上端與雙壁管的內管連接，泵殼(4-3)上具有一組平行於軸線的孔，孔的上部與混合器(4-2)與外殼(4-1)之間的環狀空間連通，孔的下部與噴嘴(4-4)的進水口連通，泵殼(4-3)上還具有一組垂直於軸線的孔，孔的上部與混合器連通，孔下部與泵殼(4-3)與外殼(4-1)之間的環狀空間連通。
文檔編號E21B43/00GK2251041SQ9620288
公開日1997年4月2日 申請日期1996年2月16日 優先權日1996年2月16日
發明者孫孝慶 申請人:孫孝慶