Описание полезной модели
Устройство для аэрации скважины относится к устройствам аэрации воды, к сельскому хозяйству. [C02F1/00, C02F3/30, C02F7/00, C02F9/14].
Из уровня техники известен УЗЕЛ, СПОСОБ И ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ СКВАЖИНЫ ПОДЗЕМНОЙ ВОДЫ В СКВАЖИНУ ДЛЯ ЦИРКУЛЯЦИИ ПОДЗЕМНОЙ ВОДЫ [CN115465910 (A), 2022-12-13], в котором раскрыт узел, способ и инструмент для преобразования подземной водяной скважины в скважину для циркуляции подземной воды, отличающийся тем, что узел содержит внутреннюю трубу, уплотнительную пластину, аэраторную трубу, выхлопную трубу, запорное кольцо для воды и опорную деталь. При этом внутренняя труба может быть размещена ниже уровня подземных вод в скважине для мониторинга подземных вод, подлежащей восстановлению, опорная деталь расположена в нижней части внутренней трубы, запорное кольцо, способное заполнять зазор между внутренней трубой и скважиной для мониторинга, расположено на периферии верхней части внутренней трубы, выхлопная труба и труба аэратора соответственно расположены на уплотнительной пластине проникающим образом, когда уплотнительная пластина расположена в устье скважины для мониторинга подземных вод, подлежащей восстановлению, нижний конец трубы аэратора расположен в подземных водах, а нижний конец выхлопной трубы расположен над внутренней трубой.
После того, как в процессе мониторинга целевого земельного массива будет обнаружено состояние летучего органического загрязнения, существующая скважина для мониторинга подземных вод может быть своевременно использована для проведения ремонтных работ в условиях отсутствия необходимости в земляных работах и только простой операции по монтажу, риск строительства на участке обслуживания может быть эффективно снижен. этого можно избежать, и стоимость ремонтных работ может быть явно снижена. Недостатком данного аналога является сложность его конструкции при необходимости проведения периодических регламентных работ.
Также из уровня техники известна СИСТЕМА И СПОСОБ РЕКУЛЬТИВАЦИИ ПОДЗЕМНЫХ ВОД, ЗАГРЯЗНЕННЫХ ПЕРФТОРИРОВАННЫМИ СОЕДИНЕНИЯМИ, НА МЕСТЕ [CN114380380 (A), 2022-04-22], в которой раскрыта система и способ для перфторированного соединения загрязненных подземных вод. При этом система содержит множество подземных водозаборных скважин и наземной территории устройстве множество водозаборов расположены на стенке скважины подземных вод в область ниже уровня грунтовых вод, в медицине впрыска трубы, аэрационные трубы и пенного экстрактора, которые связаны с надземной территорией прибора также расположены в подземной воды. В нижней части аэрационной трубы вставляется ниже уровня грунтовых вод, пена вытяжка устраивается на поверхность подземных вод осуществляется плавающим способом, и собираться пена подается в надземной территории устройстве; изобретение включает поверхностно-активное вещество с высоким сродством с perfluor смесь в каждый подземный колодец; аэрации подземных вод путем аэрации трубы образовывать пену в воде уровень подземных вод; в плавающей пены вытяжка собирает пену, пена закачивается в надземную ремонт устройства лечиться в жидкость, большим количеством подземных вод не должен быть накачан, экологические нарушения мало, потребление энергии низкое, большое количество вспомогательных помещений и обработки материалов сохраняются, а стоимость значительно снижается.
Недостатком данного аналога также является сложность его конструкции при необходимости проведения периодических регламентных работ, а также необходимость использования токсичных химических веществ.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является СИСТЕМА И СПОСОБ РЕМОНТА ЦИРКУЛЯЦИОННЫХ СКВАЖИН ДЛЯ УДАЛЕНИЯ ПЕРФТОРИРОВАННЫХ И ПОЛИФТОРАЛКИЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ИЗ ПОДЗЕМНЫХ ВОД [CN114604983 (A), 2022-06-10], в которой раскрыта система ремонта скважины с циркуляцией на месте и способ удаления перфтор- и полифторалкильных соединений из подземных вод, который включает следующие этапы:
- скважинная труба состоит из сплошной трубы, верхней решетчатой трубы и нижней решетчатой трубы, причем верхняя решетчатая труба расположена на уровне грунтовых вод, и нижняя решетчатая труба расположена на нижнем краю зоны загрязнения грунтовых вод;
- система аэрации содержит аэрационную трубу, воздуховыпускной конец аэрационной трубы снабжен аэрационной головкой, а аэрационная головка расположена в области нижней секции решетчатой трубы;
- система сбора и извлечения содержит извлекающая труба, в которой головка для сбора пены расположена на собирающем конце извлекающей трубы и расположена над водной поверхностью подземных вод в скважине;
- система сепарационной обработки содержит газожидкостный сепаратор, устройство для обработки газа и резервуар для сбора жидкой фазы, в котором входное отверстие для сбора жидкой фазы расположено над поверхностью воды в скважине. Газожидкостный сепаратор соединен с выпускным концом вытяжной трубы, выпускное отверстие соединено с устройством для обработки газа, а выпускное отверстие для жидкости соединено с резервуаром для сбора жидкой фазы.
Изобретение повышает коэффициент извлечения PFAS за счет аэрационной очистки и объединения со скважиной для циркуляции подземных вод, а также снижает стоимость ремонта и период восстановления загрязненных PFAS подземных вод.
Технической проблемой аналогов и прототипа является то, что данные технические конструкции сложны и требуют проведения периодических работ по обслуживанию и очистке узлов систем аэрации.
Задачей изобретения является устранение недостатков прототипа.
Техническим результатом является упрощение технической конструкции устройства для аэрации скважины и обеспечение возможности эксплуатации скважины без периодического обслуживания.
Заявленный технический результат достигается за счет того, что устройство для аэрации скважины содержит компрессор, выход компрессора соединен с входом трубы для подачи воздуха, выход трубы для подачи воздуха соединен со входом воздушного аэратора, в нижней части воздушного аэратора смонтировано аэрационное колено, выполненное с возможностью размещения в обсадной требе скважины и разворота воздушного потока параллельно направлению поступления воды в скважину.
Изображение 1 - вертикальный разрез скважины для аэрации.
На изображении 1 обозначено: 1 – обсадная труба скважины, 2 – вода, 3 – статический уровень воды, 4 – компрессор, 5 – труба подачи воздуха, 6 – воздушный аэратор, 7 – отводная труба, 8 – стыковочное уплотнение, 9 – стяжка, 10 – аэрационное колено.
Изображение 2 - отводная труба и аэрационное колено из состава установки.
Изображение 3 - этап строительства бассейна для аккумуляции аэрированной воды.
Осуществление полезной модели
Устройство для аэрации скважины монтируется в обсадной трубе скважины 1, вода 2, в которой поднята до статического уровня воды 3. Выход компрессора 4 соединен со входом трубы подачи воздуха 5, выход которой соединен со входом воздушного аэратора 6, смонтированного внутри обсадной трубы скважины 1. Обсадная труба скважины 1 смонтирована с отводной трубой 7 через стыковочное уплотнение 8 и стяжку 9, представляющую собой, как вариант, болтовое соединение. В нижней части воздушного аэратора 6 смонтировано аэрационное колено 10, предназначенное для разворота воздушного потока параллельно направлению поступления воды 2 в скважину. В варианте реализации аэрационное колено 10 выполнено с возможностью разворота потока на 180 градусов.
Полезная модель используется следующим образом:
По обсадной трубе скважины 1 вода 2 поступает в скважину из подземного природного, или, как вариант, искусственного резервуара. При этом вода 2 должна подниматься до статического уровня воды 3. При помощи компрессора 4 создается воздушный поток, который трубу подачи воздуха 5 и воздушный аэратор 6 попадает внутрь скважины. Рассеяние воздуха внутри обсадной трубы скважины 1 происходит через аэрационное колено 10, которое разворачивает воздушный поток по направлению движения воды в скважине. При взаимодействии воды 2 и воздуха происходит аэрация воды, то есть насыщение воды 2 воздухом. Далее через отводную трубу 7, соединенную с обсадной трубой скважины 1 посредством стыковочного уплотнения 8 и стяжки 9, аэрированная вода поступает потребителю.
Технический результат – упрощение технической конструкции устройства для аэрации скважины – достигается за счет того, что компрессор 4 через трубу подачи воздуха 5 и воздушный аэратор 6 и аэрационное колено 10, смонтированные внутри обсадной трубы скважины 1, подает воздух в проходящую воду, образуется аэрированная вода, которая через отводную трубу 7 поступает потребителю. Таким образом заявленное устройство включает в себя малое количество функциональных деталей (в среднем на 40-60% меньше, чем в решениях известных из уровня техники) что позволяет добиться заявленного технического результата – упрощение технической конструкции. Что в свою очередь привело к сокращению трудозатрат по обслуживанию устройства - до 40 % (за счет того, что вероятность поломки устройства существенно снизилась при уменьшении количества используемых деталей), и обеспечило возможность эксплуатации скважины без периодического обслуживания.
Пример реализации.
Автором был самостоятельно изготовлен макет предлагаемого устройства. На изображениях 2-3 показана реализация узлов предлагаемого устройства и строительство бассейна для аккумуляции аэрированной воды. Как показала практика применения данного устройства, благодаря упрощённой конструкции - значительно уменьшились трудозатраты (до 40 %) по обслуживанию устройства, понизилось время наработки необходимого для полива количества аэрированной воды.
Устройство для аэрации скважины относится к устройствам аэрации воды, к сельскому хозяйству. [C02F1/00, C02F3/30, C02F7/00, C02F9/14].
Из уровня техники известен УЗЕЛ, СПОСОБ И ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ СКВАЖИНЫ ПОДЗЕМНОЙ ВОДЫ В СКВАЖИНУ ДЛЯ ЦИРКУЛЯЦИИ ПОДЗЕМНОЙ ВОДЫ [CN115465910 (A), 2022-12-13], в котором раскрыт узел, способ и инструмент для преобразования подземной водяной скважины в скважину для циркуляции подземной воды, отличающийся тем, что узел содержит внутреннюю трубу, уплотнительную пластину, аэраторную трубу, выхлопную трубу, запорное кольцо для воды и опорную деталь. При этом внутренняя труба может быть размещена ниже уровня подземных вод в скважине для мониторинга подземных вод, подлежащей восстановлению, опорная деталь расположена в нижней части внутренней трубы, запорное кольцо, способное заполнять зазор между внутренней трубой и скважиной для мониторинга, расположено на периферии верхней части внутренней трубы, выхлопная труба и труба аэратора соответственно расположены на уплотнительной пластине проникающим образом, когда уплотнительная пластина расположена в устье скважины для мониторинга подземных вод, подлежащей восстановлению, нижний конец трубы аэратора расположен в подземных водах, а нижний конец выхлопной трубы расположен над внутренней трубой.
После того, как в процессе мониторинга целевого земельного массива будет обнаружено состояние летучего органического загрязнения, существующая скважина для мониторинга подземных вод может быть своевременно использована для проведения ремонтных работ в условиях отсутствия необходимости в земляных работах и только простой операции по монтажу, риск строительства на участке обслуживания может быть эффективно снижен. этого можно избежать, и стоимость ремонтных работ может быть явно снижена. Недостатком данного аналога является сложность его конструкции при необходимости проведения периодических регламентных работ.
Также из уровня техники известна СИСТЕМА И СПОСОБ РЕКУЛЬТИВАЦИИ ПОДЗЕМНЫХ ВОД, ЗАГРЯЗНЕННЫХ ПЕРФТОРИРОВАННЫМИ СОЕДИНЕНИЯМИ, НА МЕСТЕ [CN114380380 (A), 2022-04-22], в которой раскрыта система и способ для перфторированного соединения загрязненных подземных вод. При этом система содержит множество подземных водозаборных скважин и наземной территории устройстве множество водозаборов расположены на стенке скважины подземных вод в область ниже уровня грунтовых вод, в медицине впрыска трубы, аэрационные трубы и пенного экстрактора, которые связаны с надземной территорией прибора также расположены в подземной воды. В нижней части аэрационной трубы вставляется ниже уровня грунтовых вод, пена вытяжка устраивается на поверхность подземных вод осуществляется плавающим способом, и собираться пена подается в надземной территории устройстве; изобретение включает поверхностно-активное вещество с высоким сродством с perfluor смесь в каждый подземный колодец; аэрации подземных вод путем аэрации трубы образовывать пену в воде уровень подземных вод; в плавающей пены вытяжка собирает пену, пена закачивается в надземную ремонт устройства лечиться в жидкость, большим количеством подземных вод не должен быть накачан, экологические нарушения мало, потребление энергии низкое, большое количество вспомогательных помещений и обработки материалов сохраняются, а стоимость значительно снижается.
Недостатком данного аналога также является сложность его конструкции при необходимости проведения периодических регламентных работ, а также необходимость использования токсичных химических веществ.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является СИСТЕМА И СПОСОБ РЕМОНТА ЦИРКУЛЯЦИОННЫХ СКВАЖИН ДЛЯ УДАЛЕНИЯ ПЕРФТОРИРОВАННЫХ И ПОЛИФТОРАЛКИЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ИЗ ПОДЗЕМНЫХ ВОД [CN114604983 (A), 2022-06-10], в которой раскрыта система ремонта скважины с циркуляцией на месте и способ удаления перфтор- и полифторалкильных соединений из подземных вод, который включает следующие этапы:
- скважинная труба состоит из сплошной трубы, верхней решетчатой трубы и нижней решетчатой трубы, причем верхняя решетчатая труба расположена на уровне грунтовых вод, и нижняя решетчатая труба расположена на нижнем краю зоны загрязнения грунтовых вод;
- система аэрации содержит аэрационную трубу, воздуховыпускной конец аэрационной трубы снабжен аэрационной головкой, а аэрационная головка расположена в области нижней секции решетчатой трубы;
- система сбора и извлечения содержит извлекающая труба, в которой головка для сбора пены расположена на собирающем конце извлекающей трубы и расположена над водной поверхностью подземных вод в скважине;
- система сепарационной обработки содержит газожидкостный сепаратор, устройство для обработки газа и резервуар для сбора жидкой фазы, в котором входное отверстие для сбора жидкой фазы расположено над поверхностью воды в скважине. Газожидкостный сепаратор соединен с выпускным концом вытяжной трубы, выпускное отверстие соединено с устройством для обработки газа, а выпускное отверстие для жидкости соединено с резервуаром для сбора жидкой фазы.
Изобретение повышает коэффициент извлечения PFAS за счет аэрационной очистки и объединения со скважиной для циркуляции подземных вод, а также снижает стоимость ремонта и период восстановления загрязненных PFAS подземных вод.
Технической проблемой аналогов и прототипа является то, что данные технические конструкции сложны и требуют проведения периодических работ по обслуживанию и очистке узлов систем аэрации.
Задачей изобретения является устранение недостатков прототипа.
Техническим результатом является упрощение технической конструкции устройства для аэрации скважины и обеспечение возможности эксплуатации скважины без периодического обслуживания.
Заявленный технический результат достигается за счет того, что устройство для аэрации скважины содержит компрессор, выход компрессора соединен с входом трубы для подачи воздуха, выход трубы для подачи воздуха соединен со входом воздушного аэратора, в нижней части воздушного аэратора смонтировано аэрационное колено, выполненное с возможностью размещения в обсадной требе скважины и разворота воздушного потока параллельно направлению поступления воды в скважину.
Изображение 1 - вертикальный разрез скважины для аэрации.
На изображении 1 обозначено: 1 – обсадная труба скважины, 2 – вода, 3 – статический уровень воды, 4 – компрессор, 5 – труба подачи воздуха, 6 – воздушный аэратор, 7 – отводная труба, 8 – стыковочное уплотнение, 9 – стяжка, 10 – аэрационное колено.
Изображение 2 - отводная труба и аэрационное колено из состава установки.
Изображение 3 - этап строительства бассейна для аккумуляции аэрированной воды.
Осуществление полезной модели
Устройство для аэрации скважины монтируется в обсадной трубе скважины 1, вода 2, в которой поднята до статического уровня воды 3. Выход компрессора 4 соединен со входом трубы подачи воздуха 5, выход которой соединен со входом воздушного аэратора 6, смонтированного внутри обсадной трубы скважины 1. Обсадная труба скважины 1 смонтирована с отводной трубой 7 через стыковочное уплотнение 8 и стяжку 9, представляющую собой, как вариант, болтовое соединение. В нижней части воздушного аэратора 6 смонтировано аэрационное колено 10, предназначенное для разворота воздушного потока параллельно направлению поступления воды 2 в скважину. В варианте реализации аэрационное колено 10 выполнено с возможностью разворота потока на 180 градусов.
Полезная модель используется следующим образом:
По обсадной трубе скважины 1 вода 2 поступает в скважину из подземного природного, или, как вариант, искусственного резервуара. При этом вода 2 должна подниматься до статического уровня воды 3. При помощи компрессора 4 создается воздушный поток, который трубу подачи воздуха 5 и воздушный аэратор 6 попадает внутрь скважины. Рассеяние воздуха внутри обсадной трубы скважины 1 происходит через аэрационное колено 10, которое разворачивает воздушный поток по направлению движения воды в скважине. При взаимодействии воды 2 и воздуха происходит аэрация воды, то есть насыщение воды 2 воздухом. Далее через отводную трубу 7, соединенную с обсадной трубой скважины 1 посредством стыковочного уплотнения 8 и стяжки 9, аэрированная вода поступает потребителю.
Технический результат – упрощение технической конструкции устройства для аэрации скважины – достигается за счет того, что компрессор 4 через трубу подачи воздуха 5 и воздушный аэратор 6 и аэрационное колено 10, смонтированные внутри обсадной трубы скважины 1, подает воздух в проходящую воду, образуется аэрированная вода, которая через отводную трубу 7 поступает потребителю. Таким образом заявленное устройство включает в себя малое количество функциональных деталей (в среднем на 40-60% меньше, чем в решениях известных из уровня техники) что позволяет добиться заявленного технического результата – упрощение технической конструкции. Что в свою очередь привело к сокращению трудозатрат по обслуживанию устройства - до 40 % (за счет того, что вероятность поломки устройства существенно снизилась при уменьшении количества используемых деталей), и обеспечило возможность эксплуатации скважины без периодического обслуживания.
Пример реализации.
Автором был самостоятельно изготовлен макет предлагаемого устройства. На изображениях 2-3 показана реализация узлов предлагаемого устройства и строительство бассейна для аккумуляции аэрированной воды. Как показала практика применения данного устройства, благодаря упрощённой конструкции - значительно уменьшились трудозатраты (до 40 %) по обслуживанию устройства, понизилось время наработки необходимого для полива количества аэрированной воды.
