一種井下電控抽水回灌兩用裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型提出一種井下電控抽水回灌兩用裝置，包括外管、內(nèi)基管、環(huán)形步進電機、螺紋管、閥套裝置，外管上開有豎向排列的閥口；內(nèi)基管包括上內(nèi)基管和下內(nèi)基管；環(huán)形步進電機轉(zhuǎn)子套設(shè)在上內(nèi)管上可靈活轉(zhuǎn)動，環(huán)形電機定子固定在外管內(nèi)壁面上；環(huán)形電機輸出軸與環(huán)形螺紋管連接，通過輸出軸運動調(diào)節(jié)螺紋管垂直方向上下移動；閥套裝置包括閥環(huán)、閥桿、堵頭活塞，通過閥桿連接螺紋管、閥環(huán)、堵頭活塞，閥套裝置用于開啟和關(guān)閉閥口和下內(nèi)基管上水口。本實用新型通過環(huán)形步進電機控制閥套裝置垂向運動調(diào)節(jié)抽水和回灌方式，并可精確連續(xù)調(diào)節(jié)回灌流量，本實用新型結(jié)構(gòu)緊湊、自動控制程度高，具有良好的應(yīng)用前景。
【專利說明】一種井下電控抽水回灌兩用裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于地下人工回灌控制裝置【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種井下電控抽水回灌兩用裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，水資源供需矛盾十分突出，地下水過度開采，許多地區(qū)出現(xiàn)地下水位持續(xù)下降、地面沉降等一系列生態(tài)環(huán)境地質(zhì)問題，面對上述問題，地下水人工補給是更為積極有效的策略，是維持地下水資源采補平衡的重要技術(shù)手段。目前地下水人工補給以井灌方式為主，如何提高井回灌質(zhì)量和效率，達到抽水和回灌兩用，其井下控制裝置是關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。
[0003]以井回灌方式為主的傳統(tǒng)方法為:區(qū)域內(nèi)劃分抽水井和回灌井類型，抽水井僅能抽水、回灌井僅能回灌，其工程造價高。除此之外，目前也有采用兩根輸水管線進行同井地下水抽取與回灌，其中，一根水管連接地下水抽水動力裝置取水，而另一根直接伸入水井中用于回灌。該方式存在以下缺點:1.無法利用同一水管實現(xiàn)地下水回灌和抽取，成井口徑大，工程造價高，尤其對于地下水埋深較大的水井；2.回灌水管往往不封閉，出水口壓力變化大導(dǎo)致水中攜帶大量氣泡易堵塞含水層；3.由于回灌管末端水作用力大，致使回灌水管擺動容易破損及井壁破壞。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型的目的在于提供一種井下電控抽水回灌兩用裝置，以解決同井同水管抽水和回灌功能不能兼得的問題，以及回灌流量調(diào)節(jié)準(zhǔn)確度的問題。
[0005]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種井下電控抽水回灌兩用裝置，包括外管、內(nèi)基管、環(huán)形步進電機、螺紋管和閥套裝置，所述外管壁上開設(shè)有豎向排列的閥口，環(huán)形步進電機位于外管與內(nèi)基管形成的的環(huán)形腔體內(nèi)，所述內(nèi)基管包括上內(nèi)基管和下內(nèi)基管，環(huán)形步進電機的轉(zhuǎn)子套設(shè)在上內(nèi)基管上，環(huán)形步進電機的定子固定在外管內(nèi)壁上，環(huán)形步進電機的輸出軸與螺紋管連接，螺紋管位于環(huán)形步進電機轉(zhuǎn)子下方，螺紋管套設(shè)于上內(nèi)基管上，所述閥口上方的外管內(nèi)壁上設(shè)有密封裝置，螺紋管與密封裝置緊密接觸，螺紋管的底部通過閥套裝置與下內(nèi)基管連接，下內(nèi)基管的底部設(shè)有上水口。
[0006]具體地，所述閥套裝置包括閥環(huán)、閥桿和堵頭活塞，螺紋管的底部通過閥桿與閥環(huán)連接，閥環(huán)通過閥桿與堵頭活塞連接，堵頭活塞位于下內(nèi)基管內(nèi)且可上下自由滑動，閥環(huán)緊密貼合在外管內(nèi)壁上且可上下自由滑動。
[0007]具體地，所述環(huán)形步進電機通過螺紋管和閥桿帶動閥環(huán)向上移動至將閥口密封時，堵頭活塞從下內(nèi)基管內(nèi)向上抽出；所述閥環(huán)位于閥口下方時，堵頭活塞位于下內(nèi)基管內(nèi)。
[0008]具體地，所述環(huán)形步進電機為三相步進電機，其轉(zhuǎn)子為永磁式，定子為繞制線圈，其步距角為15°。
[0009]具體地，所述閥環(huán)與外管內(nèi)壁之間設(shè)有密封圈。
[0010]本實用新型具有以下有益效果:
[0011]1、本實用新型控制閥電驅(qū)動，內(nèi)部集成，減少了地面相關(guān)配套裝置，便于安裝和操作；
[0012]2、調(diào)節(jié)閥套開啟和關(guān)閉狀態(tài)，實現(xiàn)同井同水管回灌和抽水兩用功能；
[0013]3、調(diào)節(jié)閥口開度，可實現(xiàn)回灌流量準(zhǔn)確調(diào)節(jié)，穩(wěn)定回灌水壓，防止氣蝕現(xiàn)象，減小含水層堵塞程度；
[0014]4、能夠方便獲取閥套位置和閥口開度數(shù)據(jù)；
[0015]5、原理簡單，結(jié)構(gòu)緊湊，易于推廣。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型井下電控抽水回灌兩用裝置回灌狀態(tài)結(jié)構(gòu)剖視圖。
[0017]圖2是本實用新型井下電控抽水回灌兩用裝置抽水狀態(tài)結(jié)構(gòu)剖視圖。
[0018]圖3是本實用新型井下電控抽水回灌兩用裝置閥口結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖中，1、外管，2、定子，3、轉(zhuǎn)子，4、上內(nèi)基管，5、密封裝置，6、螺紋管，7、閥口，8、閥桿，9、閥環(huán)，10、堵頭活塞，11、下內(nèi)基管，12、密封圈。

【具體實施方式】
[0020]如圖1-3所示，一種井下電控抽水回灌兩用裝置，包括外管1、內(nèi)基管、環(huán)形步進電機、螺紋管6和閥套裝置，所述外管I壁上開設(shè)有豎向排列的閥口 7，閥口 7呈現(xiàn)豎向六排列長方形或者梯形狀，回灌狀態(tài)下，回灌水通過外管I閥口 7回灌至含水層。
[0021]進一步的，環(huán)形步進電機位于外管I與內(nèi)基管形成的的環(huán)形腔體內(nèi)，所述內(nèi)基管包括上內(nèi)基管4和下內(nèi)基管11，上內(nèi)基管4和下內(nèi)基管11分別與外管I兩端螺紋連接，內(nèi)基管分體設(shè)置，便于環(huán)形步進電機、螺紋管6以及閥套裝置的安裝。
[0022]進一步的，環(huán)形步進電機為三相步進電機，其轉(zhuǎn)子3為永磁式，定子2為繞制線圈，其步距角為15°，環(huán)形步進電機在不通電狀態(tài)下，電機轉(zhuǎn)子3具有自身的鎖定力矩的功能。
[0023]進一步的，環(huán)形步進電機的轉(zhuǎn)子3套設(shè)在上內(nèi)基管4上并可靈活轉(zhuǎn)動，環(huán)形步進電機的定子2固定在外管I內(nèi)壁上，環(huán)形步進電機的輸出軸與螺紋管6連接，通過輸出軸調(diào)節(jié)螺紋管6直線運動。
[0024]進一步的，螺紋管6位于環(huán)形步進電機轉(zhuǎn)子3下方，螺紋管6套設(shè)于上內(nèi)基管4上，所述閥口 7上方的外管I內(nèi)壁上設(shè)有密封裝置5，螺紋管6與密封裝置5緊密接觸，通過密封裝置5密封環(huán)形腔體，密封裝置5包括電氣密封和軸承密封，采用雙層密封，嚴(yán)格防止環(huán)形腔體內(nèi)進入水體以保護電機正常運行。
[0025]進一步的，螺紋管6的底部通過閥套裝置與下內(nèi)基管11連接，下內(nèi)基管11作為抽水時的上水口，閥套裝置用于開啟和關(guān)閉外管I閥口 7和下內(nèi)基管11的上水口。具體地，閥套裝置包括閥環(huán)9、閥桿8和堵頭活塞10，螺紋管6的底部通過閥桿8與閥環(huán)9連接，閥環(huán)9通過閥桿8與堵頭活塞10連接，堵頭活塞10位于下內(nèi)基管11內(nèi)且具有一定的密封性可上下自由滑動，閥環(huán)9采用高硬度樹脂材料，緊密貼合在外管I內(nèi)壁上且可上下自由滑動，閥環(huán)9與外管I內(nèi)壁之間設(shè)有密封圈12。當(dāng)環(huán)形步進電機通過螺紋管6和閥桿8帶動閥環(huán)9向上移動至將閥口 7密封時，堵頭活塞10從下內(nèi)基管11內(nèi)向上抽出；當(dāng)閥環(huán)9位于閥口7下方時，堵頭活塞10位于下內(nèi)基管11內(nèi)。
[0026]具體的下水回灌和抽水的控制過程如下:
[0027](I)進行地下水回灌時，其結(jié)構(gòu)剖視圖如圖1所示，根據(jù)當(dāng)前閥口 7開度，調(diào)節(jié)閥環(huán)9位置，以便控制回灌流量。步驟:假設(shè)閥口 7完全關(guān)閉，啟動電源，調(diào)整環(huán)形步進電機步距角，利用環(huán)形步進電機轉(zhuǎn)子3產(chǎn)生正向扭矩，并通過輸出軸，驅(qū)動螺紋管6開始直線運動，進而推動閥環(huán)9向下移動，逐漸打開閥口 7，同時，閥套裝置上的堵頭活塞10關(guān)閉下內(nèi)基管11上水口，即可實現(xiàn)一次地下水回灌過程控制。若是回灌管內(nèi)輸水流量較大，可重復(fù)連續(xù)調(diào)整環(huán)形步進電機的步距角，改變閥口開度，調(diào)整回灌流量。
[0028](2)進行地下水抽水時，其結(jié)構(gòu)剖視圖如圖2所示，抽水過程控制比回灌過程控制相對簡單，但是過程恰好相反，假設(shè)當(dāng)前閥口 7完全打開，連續(xù)反向調(diào)節(jié)環(huán)形步進電機步距角，產(chǎn)生反向旋轉(zhuǎn)扭矩，最終使得閥環(huán)9完全關(guān)閉外管I上的所有閥口 7，即可將回灌模式轉(zhuǎn)化為抽水模式。
[0029]本實用新型不局限于上述實施方式，任何人應(yīng)得知在本實用新型的啟示下作出的結(jié)構(gòu)變化，凡是與本實用新型具有相同或相近的技術(shù)方案，均落入本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
[0030]本實用新型未詳細描述的技術(shù)、形狀、構(gòu)造部分均為公知技術(shù)。
【權(quán)利要求】
1.一種井下電控抽水回灌兩用裝置，其特征在于，包括外管、內(nèi)基管、環(huán)形步進電機、螺紋管和閥套裝置，所述外管壁上開設(shè)有豎向排列的閥口，環(huán)形步進電機位于外管與內(nèi)基管形成的的環(huán)形腔體內(nèi)，所述內(nèi)基管包括上內(nèi)基管和下內(nèi)基管，環(huán)形步進電機的轉(zhuǎn)子套設(shè)在上內(nèi)基管上，環(huán)形步進電機的定子固定在外管內(nèi)壁上，環(huán)形步進電機的輸出軸與螺紋管連接，螺紋管位于環(huán)形步進電機轉(zhuǎn)子下方，螺紋管套設(shè)于上內(nèi)基管上，所述閥口上方的外管內(nèi)壁上設(shè)有密封裝置，螺紋管與密封裝置緊密接觸，螺紋管的底部通過閥套裝置與下內(nèi)基管連接，下內(nèi)基管的底部設(shè)有上水口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下電控抽水回灌兩用裝置，其特征在于，所述閥套裝置包括閥環(huán)、閥桿和堵頭活塞，螺紋管的底部通過閥桿與閥環(huán)連接，閥環(huán)通過閥桿與堵頭活塞連接，堵頭活塞位于下內(nèi)基管內(nèi)且可上下自由滑動，閥環(huán)緊密貼合在外管內(nèi)壁上且可上下自由滑動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下電控抽水回灌兩用裝置，其特征在于，所述環(huán)形步進電機通過螺紋管和閥桿帶動閥環(huán)向上移動至將閥口密封時，堵頭活塞從下內(nèi)基管內(nèi)向上抽出；所述閥環(huán)位于閥口下方時，堵頭活塞位于下內(nèi)基管內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下電控抽水回灌兩用裝置，其特征在于，所述環(huán)形步進電機為三相步進電機，其轉(zhuǎn)子為永磁式，定子為繞制線圈，其步距角為15。。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的井下電控抽水回灌兩用裝置，其特征在于，所述閥環(huán)與外管內(nèi)壁之間設(shè)有密封圈。
【文檔編號】E03B3/06GK204174663SQ201420614808
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月23日
【發(fā)明者】仕玉治, 范明元, 劉海嬌, 楊小鳳, 張保祥 申請人:仕玉治, 范明元