專利名稱：安裝用于過濾地下水的混合水平進水管的設(shè)備及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種安裝水平進水管的技術(shù)。更具體地，本發(fā)明涉及一種利用空氣去于隔件(air packer )和進水套管(entrance sleeve ) 來安裝用于過濾地下水的混合水平進水管的設(shè)備和方法，當(dāng)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，并且可以通過水質(zhì)改善過濾介質(zhì)而改善水源的7K質(zhì)，從而從長 遠看來確保來自水源的安全用水。
背景技術(shù)：
通常，與地表水相比，地下水具有許多優(yōu)點。由于地下水來自 沒有受污染的水源，并且可以經(jīng)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(dāng)?shù)拈_發(fā)，水資源短缺問題就 4艮容易解決。為此，對開發(fā)地下水應(yīng)用進4亍了積4及研究。有一種傳統(tǒng)的集水井，用于石少濾進水口 ( 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(shè)豎直集水井，然后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(dāng)傳統(tǒng)的集水井使用相對長一段時間后，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(dǎo)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(tǒng)的集水井的缺點在于，由于傳統(tǒng)的集水井沒有過濾就汲取水，所以這些水4艮容易受污染，需要大量"i殳備和附加成本 來對這些水進行處理。發(fā)明內(nèi)容因此，針對上述問題而4是出了本發(fā)明，并且本發(fā)明的目的在于 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， 水和土進入并堵塞水平進水管的進水孔，還在于過濾地下水，乂人而 確保獲得高水質(zhì)的地下水。本發(fā)明的另 一 目的在于提供一種利用空氣封隔件和進水套管 來安裝用于過濾地下水的混合水平進水管的設(shè)備和方法，當(dāng)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并堵塞混 合水平進水管的進水孔。本發(fā)明的又 一 目的在于提供一種利用空氣封隔件和進水套管 來安裝用于過濾地下水的混合水平進水管的設(shè)備和方法，可以通過 水質(zhì)改善過濾介質(zhì)而改善;也下水的水質(zhì)，乂人而汲耳又安全的過濾后的 ;也下水。根據(jù)本發(fā)明，通過提供一種用于安裝混合水平進水管以汲取過 濾后的地下水的方法，可以實現(xiàn)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，并使用驅(qū)動器(driver )驅(qū) 動連接至所述條播開溝器的外水平套；當(dāng)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(qū)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(nèi)；在所述濾器之間安裝止水環(huán)，以成功安裝濾器；當(dāng)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(cè)；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(zhì)改善過濾介質(zhì)，以改善水質(zhì)；在接近豎直集水井的濾器內(nèi)插 入封隔件，以使插入的封隔件膨脹；拔出并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(zhì)的水質(zhì)改善過濾介質(zhì)；切割所 拔出的水平鑿的一部分，以將其固定于進水套管；在豎直集水井內(nèi) 部安裝閥門；以及使堵塞濾器內(nèi)側(cè)的封隔件收縮，并將其與水一起 排放至閥門外部。才艮據(jù)本發(fā)明方法的實施例，可以防止水和土進入并堵塞安裝在 豎直集水井上的水平進水管，并且可以通過水質(zhì)改善過濾介質(zhì)改善 水源的水質(zhì)。,人而，可以/人7K源汲耳又改善的安全用7K。


從下面結(jié)合附圖的詳細描述，將更清楚地理解本發(fā)明的上述和 其它的目標、特征以及其它優(yōu)點，附圖中圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明在豎直集水井上安裝混合水平進水管 的狀態(tài)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(tài)的橫截面圖；圖3是示出了根據(jù)本發(fā)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(jù)本發(fā)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(jù)本發(fā)明的濾器連接狀態(tài)的透視圖；圖10是示出了將封隔件插入濾器內(nèi)部的狀態(tài)的橫截面圖；圖11是用于描述拔出水平鑿及裝填水質(zhì)改善過濾介質(zhì)的過程 的橫截面圖；圖12是示出了將水質(zhì)改善過濾介質(zhì)完全裝填在混合水平進水 管周圍的狀態(tài)的橫截面圖；圖13是示出了在豎直集水井內(nèi)部安裝閥門的狀態(tài)的橫截面圖；以及圖14是示出了安裝根據(jù)本發(fā)明的混合水平進水管的狀態(tài)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(qū)動器24:排砂管 31:濾器 32:進水孑L 33:止水環(huán)36:水質(zhì)改善過濾介質(zhì) 37:封隔件 40:閥門具體實施方式
下面參考附圖，對根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細描述。圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的在豎直集水井上安裝混合水平進水 管的狀態(tài)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(tài)的橫截面圖，所述進水套管用于輔助 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安裝于地面上的豎直集 水井l上之后，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，以形成用于將水平進水管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 (將在后 面描述)能夠鉆入地下，而不會損壞豎直集水井l。
圖3是示出了根據(jù)本發(fā)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(nèi)部安裝了三重的 封隔件以及在其前側(cè)和后側(cè)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，然后通過緊固桿 12固定在豎直集水井1上。套管本體ll在其內(nèi)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(nèi)部。封隔件13 ^皮設(shè)置成三重(triple)(或者三個一組)，并且通過 螺栓固定在套管本體11的內(nèi)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，則剩余沒有損壞的部分和第三封隔 4?？梢苑乐顾蛲吝M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，盡管水或土可能會意外地進入套管，^旦由隔板14形成 的在去于隔件13之間的間隔可以起到纟爰沖物的作用，以防止水或土 通過套管進入豎直集水井1。同樣地，盡管在插入或拔出外水平套21時，封隔件13處會出 現(xiàn)阻礙，^旦封隔件13可以持續(xù)地維持其封閉的粘附(close adhesion )。封隔件13優(yōu)選地由具有良好的耐水或耐土性能的橡膠 制成，但不局限于此。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制成。套管本體11在其前側(cè)和后側(cè)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 )，用于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，并且聯(lián)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，并且連接在套管本體11上。 端部止水蓋16之所以厚的原因在于，在將外水平套21插入套管前， 端部止水蓋16應(yīng)該立即與套管本體11分離。更具體地說，首先，當(dāng)將安裝有套管本體11的豎直集水井1 埋入地下時，連4姿于套管本體11的前側(cè)和后側(cè)的前止水蓋15和端 部止水蓋16也一起^皮:t里入:l也下。然后，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(shè)置在此處。最好，進水套管10的每個聯(lián)4妄部(諸如螺4全聯(lián)接部、和焊4妄 部等)通過密封件(諸如橡膠、墊圏、和硅等)而密封，以防止將 豎直集水井1埋在地下時，水滲入聯(lián)接部。在豎直集水井1上安裝進水套管10之后，將豎直集水井1埋 在地下，這作為第二步。當(dāng)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的后側(cè)分離。圖4至圖8是示出了安裝根據(jù)本發(fā)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(dāng)端部止水蓋16被分離之后，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之后，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(qū)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，用于排出挖掘過程中堆積的砂子。此后，將外水平套21依次聯(lián)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。之后，將排砂管24和驅(qū)動器23從外水平套上移除，這作為第 六步。然后，如圖7所示，在水平鑿3的內(nèi)部支持并安裝濾器(strainer ) 31,所述濾器形成有多個進水孔32,用于從水源汲取水，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(tài)下，濾器 31 4妄著安裝在外水平套21的內(nèi)部。此處，濾器31的表面可以涂有諸如4艮等材料，所述材沖+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(jù)本發(fā)明的濾器連接狀態(tài)的透視圖。更具體地， 在使用止水環(huán)彼此連續(xù)連接的濾器上聯(lián)接增壓水管。如圖9所示，在接連地安裝在水平鑿3內(nèi)部的濾器31之間安 裝止水環(huán)33，這作為第八步，從而當(dāng)執(zhí)4亍第七步時，能夠防止水或 土進入濾器31的聯(lián)d妄部。安裝止水環(huán)33是為了防止水或土滲入聯(lián)接部，其中，由于在 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(lián)接部。
通過止水環(huán)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(lián)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(huán)33在與法蘭35的切除部分相應(yīng)的位置處形成通孔34, 以使增壓水管22能夠從中穿過并被支撐。因此，增壓水管22不會 因裝填混合有水的水質(zhì)改善過濾介質(zhì)36時引起的振動而搖晃。在將濾器31通過止水環(huán)33接連地連接至其它濾器之后，將濾 器31固定在條播開溝器20上，這作為第九步。此后，使用增壓水管22,將與水混合的水質(zhì)改善過濾介質(zhì)36 裝填在濾器31與水平鑿3之間，這作為第十步。此處，用于改善水質(zhì)的水質(zhì)改善過濾介質(zhì)36由礦物質(zhì)、活性 炭、塑料、淡英斑巖、滑石、氟石、玉、金和玉、蘭寶石、黃玉、 white jem、云母、金云母、鋰云母、白云母、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(zhì)的 組合物制成。然而，所屬領(lǐng)域的4支術(shù)人員可以理解，4艮據(jù)水源的水 質(zhì)或者安裝位置，可以對用于水質(zhì)改善過濾介質(zhì)36的這些材料進 行更改。而且，水質(zhì)改善過濾介質(zhì)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(zhì)改善過濾介質(zhì)36的厚度可以才艮 據(jù)期望的水質(zhì)和水質(zhì)改善過濾介質(zhì)的類型而更改。圖10是示出了將封隔件插入濾器內(nèi)部的狀態(tài)的橫截面圖。濾 器的內(nèi)部通過由空氣或氣體膨脹的封隔件而密封，所述濾器內(nèi)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(nèi)部然后4吏之膨月長， 所述濾器的周圍填充有水質(zhì)改善過濾介質(zhì)36，這作為第十一步。封隔件37在濾器31內(nèi)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。 盡管封隔件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(jù)場合需要而改變成多邊形。 因此，盡管水平鑿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(nèi)的水進入豎直集水井1。圖11是用于描述拔出水平鑿及裝填水質(zhì)改善過濾介質(zhì)的過程 的橫截面圖。在將驅(qū)動器拔出水平鑿的過程中，將過濾介質(zhì)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(nèi)并使其膨脹之后， 使用驅(qū)動器23將水平鑿3和增壓水管22拔出并去除，這作為第十 二步。由于在拔出水平鑿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(jīng)過裝填在濾器31周圍 的水質(zhì)改善過濾介質(zhì)36,從而水質(zhì)得以改善的過濾水進入濾器31。此處，當(dāng)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，然后祐J里入;也下。圖12是示出了將水質(zhì)改善過濾介質(zhì)完全裝填在混合水平進水 管周圍的狀態(tài)的橫截面圖。更具體地，過濾介質(zhì)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(zhì)改善過濾介質(zhì)36，這作 為第十三步。由于裝填有水質(zhì)改善過濾介質(zhì)36的水被排出至外部， 所以水質(zhì)改善過濾介質(zhì)36的裝i真可以比空氣Jt真充更平穩(wěn)J也進4亍， 所述空氣填充會造成大噪音或嚴重的震動。當(dāng)完全裝填水質(zhì)改善過濾介質(zhì)36之后，切割拔出的水平鑿3 的一部分，并將其固定在進水套管10上，并將剩余的外水平套21 和增壓水管22拔出并從中耳又出，這作為第十四步。切割并固定拔出的水平鑿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(nèi)部安裝閥門以將水源的水排出 至外部的狀態(tài)的橫截面圖。如圖13所示，在水平鑿3被完全拔出之后，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。此后，使密封濾器31的封隔件37收縮并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(jù)本發(fā)明的混合水平進水管的狀態(tài)的橫 截面圖，如圖14所示，當(dāng)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(zhì)并提供更高質(zhì)量的水。從上述描述中很顯然，本發(fā)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，并且防止了水平進水管被堵塞。而且，當(dāng)在濾器周圍裝填用于改善水質(zhì)的水質(zhì)改善過濾介質(zhì) 時，可以改善水源的水質(zhì)，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。盡管為了說明的目的而公開了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，所屬領(lǐng)域 的技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不背離權(quán)利要求所公開的本發(fā)明的范圍和 精神的前提下，可以進行各種修改、增加和替換。
權(quán)利要求
1. 一種用于安裝混合水平進水管的方法，所述混合水平進水管用于汲取過濾后的地下水，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)，并使用驅(qū)動器(23)驅(qū)動連接至所述條播開溝器(20)的外水平套；當(dāng)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(qū)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(nèi)；在所述濾器(31)之間安裝止水環(huán)(33)，以接連地安裝所述濾器(31)；連續(xù)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(zhì)改善過濾介質(zhì)(36)，用于改善水質(zhì)；將封隔件(37)插入臨近所述豎直集水井(1)的所述濾器內(nèi)，以使插入的所述封隔件(37)膨脹；拔出并去除所述水平鑿(3)和所述增壓水管(22)；在所述水平進水管(2)周圍裝填用于改善水質(zhì)的所述水質(zhì)改善過濾介質(zhì)(36)；切割所拔出的水平鑿(3)的一部分，以將其固定于所述進水套管(10)，且拔出并去除剩余的外水平套(21)；將閥門(40)安裝至所述豎直集水井(1)的內(nèi)部；以及使堵塞所述濾器(31)內(nèi)部的封隔件(37)收縮，并將其與水一起排放至所述閥門(40)外部。
2. —種用于安裝混合水平進水管的裝置，所述混合水平進水管用 于汲取過濾后的地下水，所述裝置包括進水套管(10),用于防止水或土進入豎直集水井(1) 內(nèi)部；外水平套(21)，延伸通過所述進水套管(10)，用于確 j呆i也下的汲水通道；條播開溝器(20),用于地下挖掘，安裝于所述外水平套 (21 )的端吾卩；增壓水管(22)和驅(qū)動器，用于使所述條播開溝器(20) 能夠通過水壓而在地下挖掘，安裝于所述外水平套(21);排砂管(24),用于將所述條播開溝器(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),用于從水源 汲取水，接連地安裝在所述外水平套(21)的內(nèi)部；止水環(huán)(33),當(dāng)接連地安裝所述濾器(31)時，安裝在 所述濾器(31 )之間；水質(zhì)改善過濾介質(zhì)(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(huán)(33)相繼彼此聯(lián)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(nèi)部的狀態(tài)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(nèi)部；以及閥門(40),安裝在所述豎直集水井(1)的內(nèi)部，用于 通過所述水平進水管(2)排出從水源汲取的水。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中當(dāng)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(nèi)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(nèi)； 以及所述套管本體(11 )將止水蓋(15， 16)聯(lián)接在其前、后 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(nèi)部。
4. 根據(jù)權(quán)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(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中，當(dāng)所述套管本體(11 )的 螺紋聯(lián)接部和焊接部密封時，能夠阻止地下水進入。
全文摘要
本發(fā)明公開了安裝用于過濾后的地下水的混合水平進水管的裝置及方法，當(dāng)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，并且可以通過水質(zhì)改善過濾介質(zhì)改善水源的水質(zhì)。從而，能夠確保從水源得到安全用水。本發(fā)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，并且防止水平進水管被堵塞。而且，由于在濾器的周圍裝填了水質(zhì)改善過濾介質(zhì)，所以能夠改善水源的水質(zhì)，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(dāng)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(yōu)先權(quán)日2006年12月28日
發(fā)明者孫德圭 申請人:孫德圭