专利名称：安装用于过滤地下水的混合水平进水管的设备及方法
技术领域：
本发明涉及一种安装水平进水管的技术。更具体地，本发明涉及一种利用空气去于隔件(air packer )和进水套管(entrance sleeve ) 来安装用于过滤地下水的混合水平进水管的设备和方法，当在竖直 集水井上安装该混合水平进水管时，可以防止水和土进入竖直集水 井，并且可以通过水质改善过滤介质而改善水源的7K质，从而从长 远看来确保来自水源的安全用水。
背景技术：
通常，与地表水相比，地下水具有许多优点。由于地下水来自 没有受污染的水源，并且可以经济地从水源汲耳又地下水，因而是符 合要求的。只有对这种有利的地下水进行适当的开发，水资源短缺问题就 4艮容易解决。为此，对开发地下水应用进4亍了积4及研究。有一种传统的集水井，用于石少滤进水口 ( bank-filtering intake ), 通过蓄水层间"l妄汲取;也下水。即，通过这才羊的方式汲耳又水在i也面 上铺设竖直集水井，然后在该竖直集水井上安装水平进水管，从而 通过该水平进水管汲取水。
然而，当传统的集水井使用相对长一段时间后，来自地下层中 的细石少或极细砂会流进水平进水管的进水孔，这会导致进水困难。 而且，如果进水孔最终被堆积的砂子堵塞，集水井就不能运行。这 些问题缩短了集水井的寿命。同样地，传统的集水井的缺点在于，由于传统的集水井没有过滤就汲取水，所以这些水4艮容易受污染，需要大量"i殳备和附加成本 来对这些水进行处理。发明内容因此，针对上述问题而4是出了本发明，并且本发明的目的在于 对竖直集水井上安装水平进水管，以防止在汲^U也表水的过程中， 水和土进入并堵塞水平进水管的进水孔，还在于过滤地下水，乂人而 确保获得高水质的地下水。本发明的另 一 目的在于提供一种利用空气封隔件和进水套管 来安装用于过滤地下水的混合水平进水管的设备和方法，当在竖直 集水井上安装该混合水平进水管时，可以防止水和土进入并堵塞混 合水平进水管的进水孔。本发明的又 一 目的在于提供一种利用空气封隔件和进水套管 来安装用于过滤地下水的混合水平进水管的设备和方法，可以通过 水质改善过滤介质而改善;也下水的水质，乂人而汲耳又安全的过滤后的 ;也下水。根据本发明，通过提供一种用于安装混合水平进水管以汲取过 滤后的地下水的方法，可以实现上述和其它目的，该方法包括以下 步骤在竖直集水井上安装进水套管；将具有该进水套管的竖直集 水井埋入地下；在所述进水套管上安装条播开沟器(drill shoe);将
增压水管和排砂管连接到条播开沟器上，并使用驱动器(driver )驱 动连接至所述条播开沟器的外水平套；当成功安装外水平套时，完 成水平凿(horizontal chisel)的安装；去除所述水平凿上的排石少管 和驱动器；将滤器对准(holding)水平凿，以将所述滤器安装到所 述水平凿内；在所述滤器之间安装止水环，以成功安装滤器；当成 功安装滤器时，完成水平进水管的安装，以使其固定在条播开沟器 的一侧；使用增压水管，在水平凿与水平进水管之间装填混合有水 的水质改善过滤介质，以改善水质；在接近竖直集水井的滤器内插 入封隔件，以使插入的封隔件膨胀；拔出并去除水平凿和增压水管； 在水平进水管周围装填用以改善水质的水质改善过滤介质；切割所 拔出的水平凿的一部分，以将其固定于进水套管；在竖直集水井内 部安装阀门；以及使堵塞滤器内侧的封隔件收缩，并将其与水一起 排放至阀门外部。才艮据本发明方法的实施例，可以防止水和土进入并堵塞安装在 竖直集水井上的水平进水管，并且可以通过水质改善过滤介质改善 水源的水质。,人而，可以/人7K源汲耳又改善的安全用7K。
从下面结合附图的详细描述，将更清楚地理解本发明的上述和 其它的目标、特征以及其它优点，附图中图1是示出了根据本发明在竖直集水井上安装混合水平进水管 的状态的横截面图；图2是示出了在竖直集水井上安装进水套管的状态的横截面图；图3是示出了根据本发明的进水套管实施例的横截面俯视图4至图8是示出了根据本发明的混合水平进水管安装过程的 局部方文大4黄截面图；图9是示出了根据本发明的滤器连接状态的透视图；图10是示出了将封隔件插入滤器内部的状态的横截面图；图11是用于描述拔出水平凿及装填水质改善过滤介质的过程 的横截面图；图12是示出了将水质改善过滤介质完全装填在混合水平进水 管周围的状态的横截面图；图13是示出了在竖直集水井内部安装阀门的状态的横截面图；以及图14是示出了安装根据本发明的混合水平进水管的状态的横 截面图。(附图中标号的简要描述) 1:竖直集水井 2:水平进水管 3:水平凿 10:进水套管 20:条播开沟器 21:外水平套 22:增压水管 23:驱动器24:排砂管 31:滤器 32:进水孑L 33:止水环36:水质改善过滤介质 37:封隔件 40:阀门具体实施方式
下面参考附图，对根据本发明的优选实施例进行详细描述。图1是示出了根据本发明的在竖直集水井上安装混合水平进水 管的状态的横截面图。更具体地，安装在竖直集水井上的水平进水 管从水源汲取水，所述竖直集水井埋在地下。图2是示出了在竖直 集水井上安装进水套管的状态的横截面图，所述进水套管用于辅助 混合水平进水管的安装。如图1和图2所示，在将进水套管10安装于地面上的竖直集 水井l上之后，将水平进水管2安装在竖直集水井l上，这作为第 一步。安装进水套管是为了防止在安装水平进水管时水或土堵塞水 平进水管2。安装进水套管10，以形成用于将水平进水管2安装在竖直集水 井1中的安装孔10a，以便条播开沟器20和外水平套21 (将在后 面描述)能够钻入地下，而不会损坏竖直集水井l。
图3是示出了根据本发明的进水套管实施例的横截面俯视图，其中，安装在竖直集水井上的套管本体分別在其内部安装了三重的 封隔件以及在其前侧和后侧安装了止水件。更具体地，进水套管10是以如下方式安装在竖直集水井1上 的将圓柱管的套管本体11插入竖直集水井1，然后通过紧固杆 12固定在竖直集水井1上。套管本体ll在其内部安装有封隔件13, 用以防止在将外水平套21插入该套管本体及从中拔出时水或土进 入套管本体内部。封隔件13 ^皮设置成三重(triple)(或者三个一组)，并且通过 螺栓固定在套管本体11的内部。由于封隔件13是三重的，因此， 例如，在外水平套21插入套管本体或者从套管本体中拔出时，如 果第一或第二封隔件部分受损，则剩余没有损坏的部分和第三封隔 4牛可以防止水或土进入套管。而且，如图3所示，在封隔件13之间放置隔板14,以将其隔 开。因此，尽管水或土可能会意外地进入套管，^旦由隔板14形成 的在去于隔件13之间的间隔可以起到纟爰沖物的作用，以防止水或土 通过套管进入竖直集水井1。同样地，尽管在插入或拔出外水平套21时，封隔件13处会出 现阻碍，^旦封隔件13可以持续地维持其封闭的粘附(close adhesion )。封隔件13优选地由具有良好的耐水或耐土性能的橡胶 制成，但不局限于此。即，封隔件13可以由能够均匀地(evenly ) 确保其粘附力和耐用性的所有材料制成。套管本体11在其前侧和后侧具有止水盖15和16(分别^皮称为 前止水盖15和端部止水盖16 )，用于防止最初将竖直集水井1插入 ;也下时，水或土进入套管本体ll。
前止水盖15形成得相对较薄，并且联接在套管本体11上，以 便将外水平套21插入套管时，条播开沟器20能够自然穿破前止水 盖。端部止水盖16形成得相对较厚，并且连接在套管本体11上。 端部止水盖16之所以厚的原因在于，在将外水平套21插入套管前， 端部止水盖16应该立即与套管本体11分离。更具体地说，首先，当将安装有套管本体11的竖直集水井1 埋入地下时，连4姿于套管本体11的前侧和后侧的前止水盖15和端 部止水盖16也一起^皮:t里入:l也下。然后，1义^M寻端部止水盖16与套 管本体ll分离，再将条播开沟器20设置在此处。最好，进水套管10的每个联4妄部(诸如螺4全联接部、和焊4妄 部等)通过密封件(诸如橡胶、垫圏、和硅等)而密封，以防止将 竖直集水井1埋在地下时，水渗入联接部。在竖直集水井1上安装进水套管10之后，将竖直集水井1埋 在地下，这作为第二步。当竖直集水井1完全埋入地下时，将端部 止水盖16与进水套管10的后侧分离。图4至图8是示出了安装根据本发明的混合水平进水管的过程 的局部放大横截面图。更具体地说，图4至图8示出了在竖直集水当端部止水盖16被分离之后，在进水套管10上安装条播开沟 器20，如图4所示，这作为第三步。安装了条播开沟器20之后，在条播开沟器20上连接外水平套 21，以确保从水源汲取水的进水通^各，如图5所示，这作为第四步。
如图5所示，外水平套21上安装有增压水管22和驱动器23, 这使得条播开沟器20能够通过水压挖通地面。而且，外水平套21 上安装有排砂管24，用于排出挖掘过程中堆积的砂子。此后，将外水平套21依次联接在其它外水平套上，以完成水 平凿3的安装，如图6所示，这作为第五步。之后，将排砂管24和驱动器23从外水平套上移除，这作为第 六步。然后，如图7所示，在水平凿3的内部支持并安装滤器(strainer ) 31,所述滤器形成有多个进水孔32,用于从水源汲取水，这作为第 七步。即，如图8所示，在滤器31被水平凿3支撑的状态下，滤器 31 4妄着安装在外水平套21的内部。此处，滤器31的表面可以涂有诸如4艮等材料，所述材冲+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。图9是示出了根据本发明的滤器连接状态的透视图。更具体地， 在使用止水环彼此连续连接的滤器上联接增压水管。如图9所示，在接连地安装在水平凿3内部的滤器31之间安 装止水环33，这作为第八步，从而当执4亍第七步时，能够防止水或 土进入滤器31的联d妄部。安装止水环33是为了防止水或土渗入联接部，其中，由于在 乂人水源实际汲耳又水的过禾呈中，4妄连i也安装滤器31，所以水或土可能 进入联接部。
通过止水环33阻挡水的每个滤器31在其两个端部形成法兰 35。 一个滤器的法兰通过螺紋联接或焊接至相邻滤器的法兰上。法 兰35的一部分一皮切除，以容纳增压水管22。止水环33在与法兰35的切除部分相应的位置处形成通孔34, 以使增压水管22能够从中穿过并被支撑。因此，增压水管22不会 因装填混合有水的水质改善过滤介质36时引起的振动而摇晃。在将滤器31通过止水环33接连地连接至其它滤器之后，将滤 器31固定在条播开沟器20上，这作为第九步。此后，使用增压水管22,将与水混合的水质改善过滤介质36 装填在滤器31与水平凿3之间，这作为第十步。此处，用于改善水质的水质改善过滤介质36由矿物质、活性 炭、塑料、淡英斑岩、滑石、氟石、玉、金和玉、兰宝石、黄玉、 white jem、云母、金云母、锂云母、白云母、海泡石、沸石、蒙脱 土 ( monmorillonite )、珍珠岩、蛭石之一或者其中两种以上物质的 组合物制成。然而，所属领域的4支术人员可以理解，4艮据水源的水 质或者安装位置，可以对用于水质改善过滤介质36的这些材料进 行更改。而且，水质改善过滤介质36形成为其厚度与滤器31和外水平 套21之间的距离相同。此处，水质改善过滤介质36的厚度可以才艮 据期望的水质和水质改善过滤介质的类型而更改。图10是示出了将封隔件插入滤器内部的状态的横截面图。滤 器的内部通过由空气或气体膨胀的封隔件而密封，所述滤器内部与 竖直集水井相邻。
如图10所示，将封隔件37插入滤器31的内部然后4吏之膨月长， 所述滤器的周围填充有水质改善过滤介质36，这作为第十一步。封隔件37在滤器31内进行膨胀是为了防止拔出水平凿3时地 下水通过形成在滤器31上的多个进水孔32进入竖直集水井1。为此，在封隔件37中充入空气或气体，以^吏其膨"长成^^形。 尽管封隔件37的上述实施例是通过形成球形的方式实施的，但是 可以理解，封隔件的膨胀形状可以根据场合需要而改变成多边形。 因此，尽管水平凿3被拔出，但膨胀以密封滤器31的进口的封隔 件37仍能够防止流入滤器31内的水进入竖直集水井1。图11是用于描述拔出水平凿及装填水质改善过滤介质的过程 的横截面图。在将驱动器拔出水平凿的过程中，将过滤介质通过增 压水管填充在混合水平进水管周围。如图11所示，在将封隔件37插入滤器31内并使其膨胀之后， 使用驱动器23将水平凿3和增压水管22拔出并去除，这作为第十 二步。由于在拔出水平凿3时，滤器31通过封隔件37密封，防止 了通过进水孔32流入的水源的水进入竖直集水井1。此处，通过进水孔32流入的水源的水经过装填在滤器31周围 的水质改善过滤介质36,从而水质得以改善的过滤水进入滤器31。此处，当水平凿3被拔出时，条播开沟器20与外水平套21的 一端分离，然后祐J里入;也下。图12是示出了将水质改善过滤介质完全装填在混合水平进水 管周围的状态的横截面图。更具体地，过滤介质完全装填在水平进 水管的周围，其中水平凿和增压水管从所述水平管中拔出。
如图12所示，在滤器31周围装填水质改善过滤介质36，这作 为第十三步。由于装填有水质改善过滤介质36的水被排出至外部， 所以水质改善过滤介质36的装i真可以比空气Jt真充更平稳J也进4亍， 所述空气填充会造成大噪音或严重的震动。当完全装填水质改善过滤介质36之后，切割拔出的水平凿3 的一部分，并将其固定在进水套管10上，并将剩余的外水平套21 和增压水管22拔出并从中耳又出，这作为第十四步。切割并固定拔出的水平凿3是为了防止地面的砂、子进入。图13是示出了在竖直集水井内部安装阀门以将水源的水排出 至外部的状态的横截面图。如图13所示，在水平凿3被完全拔出之后，将阀门40安装在 滤器31的一端，这作为第十五步。,人而，可以容易地乂人水源汲取水。此后，使密封滤器31的封隔件37收缩并和水一起排放至外部， 这作为第十六步。图14是示出了安装根据本发明的混合水平进水管的状态的横 截面图，如图14所示，当进行上述过程时，可以将水平进水管2 安装至竖直集水井1，以改善水源的水质并提供更高质量的水。从上述描述中很显然，本发明防止了将水平进水管安装至竖直 集水井时水或土进入进水套管，从而使得水平进水管的安装更方便，并且防止了水平进水管被堵塞。而且，当在滤器周围装填用于改善水质的水质改善过滤介质 时，可以改善水源的水质，从而能够从水源汲取安全用水。 另外，封隔件密封滤器，以防止将外水平套拔出时，通过滤器 流入的水进入竖直集水井。因此，能够安全地安装水平进水管，提 高工人的安全性。尽管为了说明的目的而公开了本发明的优选实施例，所属领域 的技术人员应该理解，在不背离权利要求所公开的本发明的范围和 精神的前提下，可以进行各种修改、增加和替换。
权利要求
1. 一种用于安装混合水平进水管的方法，所述混合水平进水管用于汲取过滤后的地下水，所述方法包括以下步骤将进水套管(10)安装至竖直集水井(1)；将所述进水套管(10)的所述竖直集水井(1)埋入地下；在所述进水套管(10)上安装条播开沟器(20)；将增压水管(22)和排砂管(4)连接至所述条播开沟器(20)，并使用驱动器(23)驱动连接至所述条播开沟器(20)的外水平套；当接连地安装所述外水平套(21)时，完成水平凿(3)的安装；将所述排砂管(24)和所述驱动器(23)从所述水平凿(3)去除；将滤器(31)对准所述水平凿(3)，以将所述滤器(31)安装在所述水平凿(3)内；在所述滤器(31)之间安装止水环(33)，以接连地安装所述滤器(31)；连续地安装所述滤器(31)，以便使其固定在所述条播开沟器(20)的一端时，完成水平进水管(2)的安装；使用增压水管(22)在所述水平凿(3)与所述水平进水管(2)之间装填混合有水的水质改善过滤介质(36)，用于改善水质；将封隔件(37)插入临近所述竖直集水井(1)的所述滤器内，以使插入的所述封隔件(37)膨胀；拔出并去除所述水平凿(3)和所述增压水管(22)；在所述水平进水管(2)周围装填用于改善水质的所述水质改善过滤介质(36)；切割所拔出的水平凿(3)的一部分，以将其固定于所述进水套管(10)，且拔出并去除剩余的外水平套(21)；将阀门(40)安装至所述竖直集水井(1)的内部；以及使堵塞所述滤器(31)内部的封隔件(37)收缩，并将其与水一起排放至所述阀门(40)外部。
2. —种用于安装混合水平进水管的装置，所述混合水平进水管用 于汲取过滤后的地下水，所述装置包括进水套管(10),用于防止水或土进入竖直集水井(1) 内部；外水平套(21)，延伸通过所述进水套管(10)，用于确 j呆i也下的汲水通道；条播开沟器(20),用于地下挖掘，安装于所述外水平套 (21 )的端吾卩；增压水管(22)和驱动器，用于使所述条播开沟器(20) 能够通过水压而在地下挖掘，安装于所述外水平套(21);排砂管(24),用于将所述条播开沟器(20)挖掘过程中 堆积的砂子排放至外部；滤器(31),其上形成有多个进水孔(32),用于从水源 汲取水，接连地安装在所述外水平套(21)的内部；止水环(33),当接连地安装所述滤器(31)时，安装在 所述滤器(31 )之间；水质改善过滤介质(36)，装填在水平进水管(2)周围， 其中，所述滤器(31)和所述止水环(33)相继彼此联接；封隔件(37)，通过在所述封隔件(37)插入邻近所述竖 直集水井(1)的所述滤器(31)内部的状态下膨胀，而防止 在拔出所述外水平套(21 )的过程中，水进入其内部；以及阀门(40),安装在所述竖直集水井(1)的内部，用于 通过所述水平进水管(2)排出从水源汲取的水。
3. 根据权利要求2所述的装置，其中当套管本体(11 )插入所述竖直集水井(1 )时，将所述 进水套管(10)安装至所述竖直集水井(1 );所述套管本体(11)的内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 )的过程中，阻挡水或土， 使其不会进入所述套管本体(11)和所述外水平套(21)内； 以及所述套管本体(11 )将止水盖(15， 16)联接在其前、后 端，从而在将所述竖直集水井(l)插入地下时，地下的水或 土无法进入所述竖直集水井(1)内部。
4. 根据权利要求2所述的装置，其中，所述封隔件(37 )充有空 气或气体以膨胀，形成球形或多边形形状。
5. 根据权利要求3所述的装置，其中，当所述套管本体(11 )的 螺紋联接部和焊接部密封时，能够阻止地下水进入。
全文摘要
本发明公开了安装用于过滤后的地下水的混合水平进水管的装置及方法，当将该水平进水管安装至竖直集水井时，能够防止水和土进入竖直集水井，并且可以通过水质改善过滤介质改善水源的水质。从而，能够确保从水源得到安全用水。本发明防止了在将水平进水管安装至竖直集水井时水或土进入进水套管，从而使得水平进水管的安装更方便，并且防止水平进水管被堵塞。而且，由于在滤器的周围装填了水质改善过滤介质，所以能够改善水源的水质，从而能够从水源汲取安全用水。另外，封隔件密封滤器，以防止当外水平套被拔出时，通过滤器流入的水进入竖直集水井。因此，能够安全地安装水平进水管，提高了工人的安全性。
文档编号E03B3/00GK101210422SQ200710108669
公开日2008年7月2日 申请日期2007年6月14日 优先权日2006年12月28日
发明者孙德圭 申请人:孙德圭