一种深厚多年冻土区水井自动辅热防冻控制装置

技术领域

本发明属于水井技术领域，涉及一种辅热防冻控制装置，特别是一种深厚多年冻土区水井自动辅热防冻控制装置。

背景技术

受高原多年冻土区气候及地质条件的影响，深层地下水往往存在于多年冻土层下限以下的融土层中，主要以承压水或裂隙水的形式存在，在人工打井取水应用中，存在着正温的地下水沿机井井管与出水管上升至多年冻土层中而被冻结的风险，尤其是在用水量过少的情况下，受地下水压力的作用，井管与出水管内自由水位面长时间位于多年冻土层中，受负温的影响，井管与出水管极易冻结而堵塞。

因此，高原多年冻土区地下水的抽取须采取井管与出水管防冻控制措施，井管采用电热带加热，出水管采用高压蒸汽加热。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种深厚多年冻土区水井自动辅热防冻控制装置，该发明要解决的技术问题是：如何实现在冻土区可以将输水管里的水排空，防止水管冻结，并且对水管进行保温。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

一种深厚多年冻土区水井自动辅热防冻控制装置，包括输水管和井壁，井壁位于冻土层内，输水管的一端穿过井壁延伸进含水层内，冻土层上固定有底板，底板与输水管固定连接，底板通过螺栓与冻土层固定连接，输水管上设置有出水管，出水管的另一端设置有水泵，水泵上设置有水龙头，水龙头上设置有阀门，底板上固定有电动伸缩杆，电动伸缩杆上固定有固定板，输水管上开设有通孔，固定板上设置有活塞组件，活塞组件位于输水管内。

本发明的工作原理是：通过井壁将输水管和冻土区分开，在通过底板将电动伸缩杆和输水管进行固定，固定完成以后，启动电动伸缩杆，电动伸缩杆带动固定板向上升起，在固定板升起的同时带动活塞组件进行移动，当移动到一定的位置以后，启动水泵，水泵将水从输水管吸入到出水管，再打开阀门，水就会从水龙头中流出，当不需要水时，关闭阀门，水泵停止抽水，活塞组件移动到通孔的上方，此时空气会从通孔进入到输水管中，再利用重力，水会从输水管回流到含水层，保证了输水管内不会出现冻结的情况，防止水在输水管中冻结下次无法使用。

活塞组件包括固定杆，固定杆与固定板固定连接，固定杆上固定有活塞块。

采用以上结构，当固定板上下移动的同时会带动固定杆进行同步上升下降，在固定杆移动的同时带动活塞块进行同步移动，在活塞块位于通孔下方或者移动到通孔上方的时候，输水管中的水可以从水龙头流出或者将输水管中的水排空。

固定杆的一端固定有密封块，密封块上固定有弧形橡胶块，输水管内壁固定有防漏环，防漏环上开设有弧形凹槽，弧形凹槽与弧形橡胶块相匹配。

采用以上结构，当需要将输水管中的水进行排出时，通过电动伸缩杆带动固定板上升下降，固定板带动固定杆进行上升下降，在上升下降的同时带动密封块上升下降，在上升的同时使弧形橡胶块与弧形凹槽远离，从而使水可以进入到输水管，当输水管中的水排空以后，在下降，将弧形橡胶块和弧形凹槽进行接触，从而保证含水层的冷气不会进入到输水管中。

冻土层上设置有控制箱，冻土层上固定有电线杆，电线杆上设置有太阳板。

采用以上结构，通过太阳板吸收太阳能，太阳能吸收的电传输到控制箱内，以此来将电储存到控制箱内，节省了电源。

输水管的外壁套设有电热带，电热带上设置有温度传感器，温度传感器与输水管固定连接，电热带的外壁设置有保温棉。

采用以上结构，通过温度传感器来感应输水管的温度，如果输水管的温度过低，就会通过控制器将电热带进行加热，以此来提高输水管的温度，防止输水管温度过低导致冻结的问题，通过保温棉也可以对输水管进行保温。

冻土层内开设有导线管，导线管内设置有电线，电线的两端分别与电热带和控制箱相连接。

采用以上结构，通过导线管可以对电线进行保护，防止电线与冻土进行直接接触，导致电线被冻坏的问题。

与现有技术相比，本深厚多年冻土区水井自动辅热防冻控制装置具有以下优点：

1、通过井壁将输水管和冻土区分开，在通过底板将电动伸缩杆和输水管进行固定，固定完成以后，启动电动伸缩杆，电动伸缩杆带动固定板向上升起，在固定板升起的同时带动活塞组件进行移动，当移动到一定的位置以后，启动水泵，水泵将水从输水管吸入到出水管，再打开阀门，水就会从水龙头中流出，当不需要水时，关闭阀门，水泵停止抽水，活塞组件移动到通孔的上方，此时空气会从通孔进入到输水管中，再利用重力，水会从输水管回流到含水层，保证了输水管内不会出现冻结的情况，防止水在输水管中冻结下次无法使用。

2、当固定板上下移动的同时会带动固定杆进行同步上升下降，在固定杆移动的同时带动活塞块进行同步移动，在活塞块位于通孔下方或者移动到通孔上方的时候，输水管中的水可以从水龙头流出或者将输水管中的水排空。

3、当需要将输水管中的水进行排出时，通过电动伸缩杆带动固定板上升下降，固定板带动固定杆进行上升下降，在上升下降的同时带动密封块上升下降，在上升的同时使弧形橡胶块与弧形凹槽远离，从而使水可以进入到输水管，当输水管中的水排空以后，在下降，将弧形橡胶块和弧形凹槽进行接触，从而保证含水层的冷气不会进入到输水管中。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1中A处的结构示意图。

图3是本发明中输水管的剖视图。

图4是图3中B处的结构示意图。

图5是图3中C处的结构示意图。

图中，1、输水管；2、井壁；3、底板；4、螺栓；5、水龙头；6、阀门；7、电动伸缩杆；8、固定板；9、固定杆；10、密封块；11、弧形橡胶块；12、活塞块；13、控制箱；14、电线杆；15、太阳板；16、电热带；17、温度传感器；18、保温棉；19、导线管；20、出水管；21、水泵；22、防漏环。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1-图5所示，本深厚多年冻土区水井自动辅热防冻控制装置，包括输水管1和井壁2，井壁2位于冻土层内，输水管1的一端穿过井壁2延伸进含水层内，冻土层上固定有底板3，底板3上与输水管1固定连接，底板3通过螺栓4与冻土层固定连接，输水管1上设置有出水管20，出水管20的另一端设置有水泵21，水泵21上设置有水龙头5，水龙头5上设置有阀门6，底板3上固定有电动伸缩杆7，电动伸缩杆7上固定有固定板8，输水管1上开设有通孔，固定板8上设置有活塞组件，活塞组件位于输水管1内。

通过井壁将输水管1和冻土区分开，在通过底板3将电动伸缩杆7和输水管1进行固定，固定完成以后，启动电动伸缩杆7，电动伸缩杆7带动固定板8向上升起，在固定板8升起的同时带动活塞组件进行移动，当移动到一定的位置以后，启动水泵21，水泵21将水从输水管1吸入到出水管20，再打开阀门6，水就会从水龙头5中流出，当不需要水时，关闭阀门6，水泵21停止抽水，活塞组件移动到通孔的上方，此时空气会从通孔进入到输水管1中，再利用重力，水会从输水管1回流到含水层，保证了输水管1内不会出现冻结的情况，防止水在输水管1中冻结下次无法使用。

活塞组件包括固定杆9，固定杆9与固定板8固定连接，固定杆9上固定有活塞块12。

当固定板8上下移动的同时会带动固定杆9进行同步上升下降，在固定杆9移动的同时带动活塞块12进行同步移动，在活塞块12位于通孔下方或者移动到通孔上方的时候，输水管1中的水可以从水龙头5流出或者将输水管1中的水排空。

固定杆9的一端固定有密封块10，密封块10上固定有弧形橡胶块11，输水管1内壁固定有防漏环22，防漏环22上开设有弧形凹槽，弧形凹槽与弧形橡胶块11相匹配。

当需要将输水管1中的水进行排出时，通过电动伸缩杆7带动固定板8上升下降，固定板8带动固定杆9进行上升下降，在上升下降的同时带动密封块10上升下降，在上升的同时使弧形橡胶块11与弧形凹槽远离，从而使水可以进入到输水管1，当输水管1中的水排空以后，在下降，将弧形橡胶块11和弧形凹槽进行接触，从而保证含水层的冷气不会进入到输水管1中。

冻土层上设置有控制箱13，冻土层上固定有电线杆14，电线杆14上设置有太阳板15。

通过太阳板15吸收太阳能，太阳能吸收的电传输到控制箱13内，以此来将电储存到控制箱13内，节省了电源。

输水管1的外壁套设有电热带16，电热带16上设置有温度传感器17，温度传感器17与输水管1固定连接，电热带16的外壁设置有保温棉18。

通过温度传感器17来感应输水管1的温度，如果输水管1的温度过低，就会通过控制器17将电热带16进行加热，以此来提高输水管1的温度，防止输水管1温度过低导致冻结的问题，通过保温棉18也可以对输水管1进行保温。

冻土层内开设有导线管19，导线管19内设置有电线，电线的两端分别与电热带16和控制箱13相连接。

通过导线管19可以对电线进行保护，防止电线与冻土进行直接接触，导致电线被冻坏的问题。

本发明的工作原理:通过井壁将术输水管1和冻土区分开，在通过底板3将电动伸缩杆7和输水管1进行固定，固定完成以后，启动电动伸缩杆7，电动伸缩杆7带动固定板8进行上下移动，当固定板8上下移动的同时会带动固定杆9进行同步上升下降，在固定杆9移动的同时带动活塞块12进行同步移动，当活塞块12移动到通孔的上方，此时空气会从通孔进入到输水管1中，再利用重力，水会从输水管1回流到含水层，保证了输水管1内不会出现冻结的情况，防止水在输水管1中冻结下次无法使用，而弧形橡胶块11可以使输水管1的密封性更好，当需要将输水管1中的水进行排出时，通过电动伸缩杆7带动固定板8上升下降，固定板8带动固定杆9进行上升下降，在上升下降的同时带动密封块10上升下降，在上升的同时使弧形橡胶块11与弧形凹槽远离，从而使水可以进入到输水管1，当输水管1中的水排空以后，在下降，将弧形橡胶块11和弧形凹槽进行接触，从而保证含水层的冷气不会进入到输水管1中，再通过太阳板15吸收太阳能，太阳能吸收的电传输到控制箱13内，以此来将电储存到控制箱13内，再通过温度传感器17来感应输水管1的温度，如果输水管1的温度过低，就会通过控制器17将电热带16进行加热，以此来提高输水管1的温度，防止输水管1温度过低导致冻结的问题，通过保温棉18也可以对输水管1进行保温。

综上，通过活塞组件和控制器控制输水管的温度，实现在冻土区可以将输水管里的水排空，防止水管冻结，并且对水管进行保温的功能。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。