專利名稱：應(yīng)用于地下水空氣注射技術(shù)的膨脹型氣體阻隔裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于地下水污染的原位修復(fù)領(lǐng)域，具體涉及ー種應(yīng)用于地下水空氣注射技術(shù)的膨脹型氣體阻隔裝置。
背景技術(shù)：
目前國際上普遍采用空氣注射技術(shù)修復(fù)污染場地中的地下水揮發(fā)性有機污染物。該技術(shù)采用直接注射方式，將壓縮空氣注入到地下水飽和區(qū)通過吹脫作用，使污染物隨壓縮空氣上升進(jìn)入非飽和區(qū)，氣態(tài)污染物可通過非飽和區(qū)生物降解進(jìn)行處理，或直接抽出進(jìn)行后續(xù)處理。其實質(zhì)是揮發(fā)性污染物從液相轉(zhuǎn)移至氣相，并在氣相中得以去除。應(yīng)用空氣注射技術(shù)修復(fù)地下水時，需構(gòu)建空氣注射井，同時在井內(nèi)安裝膨脹型氣體阻隔裝置。該裝置為整個技術(shù)的關(guān)鍵設(shè)備，主要目的是確保壓縮空氣有效地向地下水飽和區(qū)注入，同時不能在注射井內(nèi)產(chǎn)生回流。我國在污染場地修復(fù)領(lǐng)域起步較晚，針對污染場地中的地下水揮發(fā)性有機污染物的修復(fù)，目前還沒有大規(guī)模的實地修復(fù)工程應(yīng)用?，F(xiàn)有供空氣注射技術(shù)使用的配套設(shè)備，結(jié)構(gòu)復(fù)雜且不能重復(fù)利用，價格較為昂貴，使用操作難度較大，工程成本高。因此，在應(yīng)用空氣注射技術(shù)修復(fù)揮發(fā)性有機污染地下水的同時，必須開發(fā)可重復(fù)使用且價格低廉的關(guān)鍵配套設(shè)備，才能使空氣注射技術(shù)得到更廣泛的應(yīng)用。

實用新型內(nèi)容本實用新型提供ー種應(yīng)用于地下水空氣注射技術(shù)的膨脹型氣體阻隔裝置，要解決現(xiàn)有供空氣注射技術(shù)使用的配套設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、不能重復(fù)利用、成本高、操作難度大的技術(shù)問題。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是這種應(yīng)用于地下水空氣注射技術(shù)的膨脹型氣體阻隔裝置，包括主注氣管，所述主注氣管中部套有彈性材質(zhì)的膠筒總成；主注氣管分別在膠筒總成的上下對稱套有一組膠筒接頭、保護(hù)套、中間接頭、連接套。所述膠筒總成的上管ロ套于膠筒接頭I下部外側(cè)，保護(hù)套I套于膠筒總成的上管口外側(cè)同時與膠筒接頭I外壁中部卡緊，中間接頭I套于膠筒接頭I上部外側(cè)，連接套I連接于中間接頭I與上接頭之間；上接頭、連接套I、中間接頭I與主注氣管外壁之間圍合成注氣腔體，并在中間接頭和膠筒接頭I 二者與主注氣管外壁之間留有氣體通道，氣體通道一端連通注氣腔體，另一端連通主注氣管與膠筒總成之間的空隙；上接頭上設(shè)有用于使主注氣管與外部注氣管連接的上接ロ，并在上接ロ旁設(shè)有充氣接ロ，充氣接ロ上端與外部充氣管連接，充氣接口下端向下延伸與注氣腔體相連通。所述膠筒總成的下管ロ套于膠筒接頭II上部外側(cè)，保護(hù)套II套于膠筒總成的下管口外側(cè)同時與膠筒接頭II外壁中部卡緊，中間接頭II套于膠筒接頭II下部外側(cè)，連接套II連接于中間接頭II與接箍之間，接箍下端連接下接頭；膠筒接頭II和中間接頭II ニ者緊密套于主注氣管外壁。所述膠筒總成為橡膠材質(zhì)，該裝置其余部件的材質(zhì)均為35CrMo合金結(jié)構(gòu)鋼。所述主注氣管以及上接頭的上接ロ均為偏心設(shè)置，充氣接ロ位于上接ロ遠(yuǎn)離上接頭中心的ー側(cè)。所述中間接頭I在與膠筒接頭I及連接套I的接觸面上開有凹槽并設(shè)有密封圏，上接頭在與連接套I及主注氣管外壁的接觸面上開有凹槽并設(shè)有密封圏。所述中間接頭II在與膠筒接頭II、連接套II及主注氣管外壁的接觸面上開有凹槽并設(shè)有密封圈，接箍在與連接套II及主注氣管外壁的接觸面上開有凹槽并設(shè)有密封圏。所述膠筒總成的上管口內(nèi)壁設(shè)有用于容納膠筒接頭I下部的內(nèi)凹槽，上管口外壁設(shè)有用于容納保護(hù)套I的外凹槽；所述膠筒總成的下管ロ與上管ロ形狀相同。所述保護(hù)套I上ロ設(shè)有內(nèi)沿，膠筒接頭I外壁中部有凸緣，保護(hù)套I的內(nèi)沿與膠筒接頭I上的凸緣卡紫。所述保護(hù)套II的下ロ設(shè)有內(nèi)沿，膠筒接頭II外壁中部有凸緣，保護(hù)套II的內(nèi)沿與膠筒接頭II上的凸緣卡紫。所述中間接頭I內(nèi)壁是與膠筒接頭I上部形狀呈互為配合的臺階狀；所述中間接頭II內(nèi)壁是與膠筒接頭II上部形狀呈互為配合的臺階狀。所述中間接頭I外壁上部以及上接頭外壁下部分別設(shè)有用于容納連接套I的凹槽。所述中間接頭II外壁下部以及接箍外壁上部分別設(shè)有用于容納連接套II的凹槽。本實用新型的有益效果如下本實用新型的膨脹型氣體阻隔裝置下放至空氣注射井內(nèi)相應(yīng)位置時，通過充氣接ロ向主注氣管外壁與膠筒總成之間注入壓縮空氣，使膠筒總成逐漸膨脹形成密閉的環(huán)形空間，最終與井壁貼緊，從而確保通過主注氣管的壓縮空氣單向注入地下含水層中，實現(xiàn)井下氣體與液體的阻隔。該裝置有效地解決了空氣注射技術(shù)實際工程應(yīng)用的一個關(guān)鍵難題。當(dāng)整個修復(fù)工程結(jié)束時，可通過與充氣接ロ連接的管路緩慢釋放壓縮空氣，使膠筒總成的膠皮慢慢恢復(fù)成原有狀態(tài)，即裝置被解封，解封后的裝置可利用吊卡等專有工具回收至地面。該膨脹型氣體阻隔裝置除膠筒總成的膠皮為橡膠材質(zhì)外，其余材質(zhì)均采用35CrMo合金結(jié)構(gòu)鋼，具有較高的靜カ強度、沖擊韌性及疲勞極限。主注氣管以及在上接頭中的上接ロ偏心設(shè)置，可確保充氣接ロ與膠筒密封腔順利連接。本實用新型的結(jié)構(gòu)簡單、便于安裝使用，座封可靠、密封性好、保壓時間長、阻隔作用明顯、能耗低，裝置泄壓后能從注射井內(nèi)收回、解封、取出以實現(xiàn)重復(fù)利用，使用成本低廉。本實用新型能夠保證在空氣注射井內(nèi)實現(xiàn)快速、單向注氣，能夠滿足對揮發(fā)性有機物污染場地的地下水采用大規(guī)模原位空氣注射技術(shù)修復(fù)的需要。本實用新型促進(jìn)了地下水空氣注射技術(shù)的發(fā)展，具有廣闊的應(yīng)用前景。
以下結(jié)合附圖
和實施例對本實用新型進(jìn)ー步說明。[0025]圖I是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖I上部的放大圖。圖3是圖I下部的放大圖。圖4是圖I的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本實用新型的使用方法示意圖。附圖標(biāo)記1 一上接頭、I. I-充氣接ロ、I. 2-上接ロ、2 —連接套1、3—中間接頭I、4 一保護(hù)套1、5 —膠筒接頭1、6 —膠筒總成、7 —主注氣管、8 —接箍、9 一下接頭、10 —連接套II、11-中間接頭II、12-保護(hù)套II、13-膠筒接頭II、14-密封圏、15-注氣腔體、16-氣體通道、17-充氣管、18-注氣管、19-地下水最高水位、20-膨脹型氣體阻隔裝置、21-空氣注射井、22-地面、23-環(huán)形密封腔。
具體實施方式
實施例參見圖I 3所示，這種應(yīng)用于地下水空氣注射技術(shù)的膨脹型氣體阻隔裝置,包括主注氣管7，所述主注氣管7中部套有彈性材質(zhì)的膠筒總成6 ;主注氣管7分別在膠筒總成6的上下對稱套有ー組膠筒接頭、保護(hù)套、中間接頭、連接套。所述膠筒總成6為橡膠材質(zhì)，該裝置其余部件的材質(zhì)均為35CrMo合金結(jié)構(gòu)鋼。參見圖2所示，所述膠筒總成6的上管ロ套于膠筒接頭15下部外側(cè)，保護(hù)套14套于膠筒總成6的上管口外側(cè)同時與膠筒接頭15外壁中部卡緊。所述保護(hù)套14上ロ設(shè)有內(nèi)沿，膠筒接頭15外壁中部有凸緣，保護(hù)套14的內(nèi)沿與膠筒接頭15上的凸緣卡紫。所述膠筒總成6的上管ロ內(nèi)壁設(shè)有用于容納膠筒接頭15下部的內(nèi)凹槽，上管口外壁設(shè)有用于容納保護(hù)套14的外凹槽。中間接頭13套于膠筒接頭15上部外側(cè)，所述中間接頭13內(nèi)壁是與膠筒接頭15上部形狀呈互為配合的臺階狀。連接套12連接于中間接頭13與上接頭I之間，中間接頭13外壁上部以及上接頭I外壁下部分別設(shè)有用于容納連接套12的凹槽。上 接頭I、連接套12、中間接頭13與主注氣管7外壁之間圍合成注氣腔體15，并在中間接頭13和膠筒接頭15 二者與主注氣管7外壁之間留有氣體通道16，氣體通道16 —端連通注氣腔體15，另一端連通主注氣管7與膠筒總成6之間的空隙；上接頭I上設(shè)有用于使主注氣管7與外部注氣管18連接的上接ロ I. 2，并在上接ロ I. 2旁設(shè)有充氣接ロ I. 1，充氣接口上端與外部充氣管17連接，充氣接ロ I. I下端向下延伸與注氣腔體15相連通。所述中間接頭13在與膠筒接頭15及連接套12的接觸面上開有凹槽并設(shè)有密封圈14，上接頭I在與連接套12及主注氣管7外壁的接觸面上開有凹槽并設(shè)有密封圈14。參見圖3所示，所述膠筒總成6的下管ロ套于膠筒接頭1113上部外側(cè)，下管ロ與上管ロ形狀相同。保護(hù)套Π12套于膠筒總成6的下管口外側(cè)同時與膠筒接頭1113外壁中部卡緊，所述保護(hù)套II12的下ロ設(shè)有內(nèi)沿，膠筒接頭II13外壁中部有凸緣，保護(hù)套II12的內(nèi)沿與膠筒接頭1112上的凸緣卡紫。中間接頭IIll套于膠筒接頭1113下部外側(cè)，中間接頭IIll內(nèi)壁是與膠筒接頭1113上部形狀呈互為配合的臺階狀。連接套II連接于中間接頭IIll與接箍8之間，中間接頭IIll外壁下部以及接箍8外壁上部分別設(shè)有用于容納連接套IIlO的凹槽。接箍8下端連接下接頭9 ;膠筒接頭1113和中間接頭IIll 二者緊密套于主注氣管7外壁。所述中間接頭IIll在與膠筒接頭1113、連接套IIlO及主注氣管7外壁的接觸面上開有凹槽并設(shè)有密封圈14，接箍8在與連接套IIlO及主注氣管7外壁的接觸面上開有凹槽并設(shè)有密封圈14。[0036]該裝置的最大外徑可設(shè)計為59mm、總長600mm、工作溫度上限150°C、工作壓カ上限0.6MPa。膠筒長275mm;主注氣管內(nèi)徑為I英寸；充氣接口內(nèi)徑為1/8英寸，充氣接口外部可與PU軟管制成的充氣管相連。參見圖4所示，所述主注氣管7以及上接頭I的上接ロ I. 2均為偏心4mm設(shè)置，充氣接ロ I. I位于上接ロ I. 2遠(yuǎn)離上接頭中心的ー側(cè)。參見圖5所示，這種應(yīng)用于地下水空氣注射技術(shù)的膨脹型氣體阻隔裝置的使用方法，使用步驟如下步驟一，采用直接鉆孔方式建設(shè)空氣注射井21，同時獲得地下水最高水位19 ；步驟ニ，在高于地下水最高水位2. 5 4. 5m處，設(shè)置膨脹型氣體阻隔裝置20，將主注氣管7通過上接ロ I. 2與外部注氣管18連接，同時將充氣接ロ I. I與外部充氣管17連接，最終使兩條管路伸出地面22，分別與兩臺壓縮機相連；步驟三，開啟與充氣管17連接的壓縮機，設(shè)定該壓縮機出口壓カ為0.6Mpa，當(dāng)壓カ高于O. 6Mpa時，壓縮機停止工作；當(dāng)壓カ低于O. 4Mpa時，壓縮機開始工作。經(jīng)充氣接ロI. I進(jìn)入的壓縮空氣經(jīng)注氣腔體15、氣體通道16進(jìn)入主注氣管7與膠筒總成6之間的空隙，并使膠筒總成6逐漸膨脹形成環(huán)形密封腔23，最終與井壁貼緊，起到與井下液體的阻隔作用；步驟四，開啟與注氣管18連接的壓縮機，壓縮空氣通過主注氣管7輸送至地下水飽和區(qū)；步驟五，整個修復(fù)工程結(jié)束時，先關(guān)閉與注氣管18連接的壓縮機，再關(guān)閉與充氣管17相連的壓縮機，緩慢釋放壓縮空氣，待膠筒總成6的膠皮恢復(fù)成原有狀態(tài)后，將膨脹型氣體阻隔裝置20回收至地面22。
權(quán)利要求1.一種應(yīng)用于地下水空氣注射技術(shù)的膨脹型氣體阻隔裝置，包括主注氣管(7)，其特征在于所述主注氣管(7)中部套有彈性材質(zhì)的膠筒總成(6);主注氣管(7)分別在膠筒總成(6)的上下對稱套有一組膠筒接頭、保護(hù)套、中間接頭、連接套； 所述膠筒總成(6)的上管口套于膠筒接頭I (5)下部外側(cè)，保護(hù)套I (4)套于膠筒總成(6)的上管口外側(cè)同時與膠筒接頭I (5)外壁中部卡緊，中間接頭I (3)套于膠筒接頭I (5)上部外側(cè)，連接套I (2)連接于中間接頭I (3)與上接頭(I)之間；上接頭(I)、連接套I (2)、中間接頭I (3)與主注氣管(7)外壁之間圍合成注氣腔體(15)，并在中間接頭I(3)和膠筒接頭I (5) 二者與主注氣管(7)外壁之間留有氣體通道(16)，氣體通道(16) —端連通注氣腔體(15)，另一端連通主注氣管(7)與膠筒總成(6)之間的空隙；上接頭(I)上設(shè)有用于使主注氣管(7)與外部注氣管(18)連接的上接口( I. 2)，并在上接口( I. 2)旁設(shè)有充氣接口( I. I )，充氣接口上端與外部充氣管(17)連接，充氣接口( I. I)下端向下延伸與注氣腔體(15)相連通； 所述膠筒總成(6)的下管口套于膠筒接頭II (13)上部外側(cè)，保護(hù)套II (12)套于膠筒總成(6)的下管口外側(cè)同時與膠筒接頭II (13)外壁中部卡緊，中間接頭II (11)套于膠筒接頭II (13)下部外側(cè)，連接套II (10)連接于中間接頭II (11)與接箍(8)之間，接箍(8)下端連接下接頭(9);膠筒接頭II (13)和中間接頭II (11) 二者緊密套于主注氣管(7)外壁。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的應(yīng)用于地下水空氣注射技術(shù)的膨脹型氣體阻隔裝置，其特征在于所述膠筒總成(6)為橡膠材質(zhì)，該裝置其余部件的材質(zhì)均為35CrMo合金結(jié)構(gòu)鋼。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的應(yīng)用于地下水空氣注射技術(shù)的膨脹型氣體阻隔裝置，其特征在于所述主注氣管(7)以及上接頭(I)的上接口(I. 2)均為偏心設(shè)置，充氣接口(I. I)位于上接口(I. 2)遠(yuǎn)離上接頭中心的一側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的應(yīng)用于地下水空氣注射技術(shù)的膨脹型氣體阻隔裝置，其特征在于所述中間接頭I (3)在與膠筒接頭I (5)及連接套I (2)的接觸面上開有凹槽并設(shè)有密封圈(14)，上接頭(I)在與連接套1(2)及主注氣管(7)外壁的接觸面上開有凹槽并設(shè)有密封圈(14)； 所述中間接頭II (11)在與膠筒接頭II (13)、連接套II (10)及主注氣管(7)外壁的接觸面上開有凹槽并設(shè)有密封圈(14)，接箍(8)在與連接套II (10)及主注氣管(7)外壁的接觸面上開有凹槽并設(shè)有密封圈(14)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的應(yīng)用于地下水空氣注射技術(shù)的膨脹型氣體阻隔裝置，其特征在于所述膠筒總成(6)的上管口內(nèi)壁設(shè)有用于容納膠筒接頭I (5)下部的內(nèi)凹槽，上管口外壁設(shè)有用于容納保護(hù)套I (4)的外凹槽；所述膠筒總成(6)的下管口與上管口形狀相同。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的應(yīng)用于地下水空氣注射技術(shù)的膨脹型氣體阻隔裝置，其特征在于所述保護(hù)套I (4)上口設(shè)有內(nèi)沿，膠筒接頭I (5)外壁中部有凸緣，保護(hù)套I (4)的內(nèi)沿與膠筒接頭I (5)上的凸緣卡緊； 所述保護(hù)套II (12)的下口設(shè)有內(nèi)沿，膠筒接頭II (13)外壁中部有凸緣，保護(hù)套II(12)的內(nèi)沿與膠筒接頭II (12)上的凸緣卡緊。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的應(yīng)用于地下水空氣注射技術(shù)的膨脹型氣體阻隔裝置，其特征在于所述中間接頭I (3)內(nèi)壁是與膠筒接頭I (5)上部形狀呈互為配合的臺階狀；所述中間接頭II (11)內(nèi)壁是與膠筒接頭II (13)上部形狀呈互為配合的臺階狀。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的應(yīng)用于地下水空氣注射技術(shù)的膨脹型氣體阻隔裝置，其特征在于所述中間接頭I (3)外壁上部以及上接頭(I)外壁下部分別設(shè)有用于容納連接套I(2)的凹槽； 所述中間接頭II (11)外壁下部以及接箍(8)外壁上部分別設(shè)有用于容納連接套II(10)的凹槽。
專利摘要一種應(yīng)用于地下水空氣注射技術(shù)的膨脹型氣體阻隔裝置，包括主注氣管，所述主注氣管中部套有彈性材質(zhì)的膠筒總成；主注氣管分別在膠筒總成的上下對稱套有一組膠筒接頭、保護(hù)套、中間接頭、連接套。連接套I連接于中間接頭I與上接頭之間；上接頭上設(shè)有用于使主注氣管與外部注氣管連接的上接口，并在上接口旁設(shè)有充氣接口，充氣接口上端與外部充氣管連接，充氣接口下端向下延伸與注氣腔體相連通。本實用新型能夠保證在空氣注射井內(nèi)實現(xiàn)快速、單向注氣，能夠滿足對揮發(fā)性有機物污染場地的地下水采用大規(guī)模原位空氣注射技術(shù)修復(fù)的需要。本實用新型促進(jìn)了地下水空氣注射技術(shù)的發(fā)展，具有廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號C02F3/02GK202379797SQ20112056146
公開日2012年8月15日 申請日期2011年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月29日
發(fā)明者姚玨君, 姜林, 張丹 申請人:北京市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院