一种连续可调式一体化防堵塞筛网装置的制作方法

1.本发明属于水资源修复及过滤设备技术领域，具体涉及一种连续可调式一体化防堵塞筛网装置。


背景技术：

2.在水井工业中，筛管又称为滤水管，是水资源过滤和污染场地修复设备的关键部件。筛管通常位于修复设备的中下部，主要用于过滤、阻挡泥沙，为水动力循环提供通道。工作过程中筛管需承受来自地层的高围压作用，因此，为了保证较高的工作强度，目前筛管主要通过缠绕捆缚焊接、激光切割等制造工艺，但制造完成后的筛管孔隙率为定值，不能根据环境的变化而适当的调节以达到最优效果。
3.同时，使用一段时间后，土壤内的杂质会沉积在筛网孔隙，造成筛孔堵塞、孔隙率降低，从而影响水动力循环及修复作业的顺利开展。此时，需要定期将筛网从孔底提出，进行保养维护及清堵操作，大大增加了辅助作业时间，降低了修复效率。


技术实现要素：

4.针对现有技术中的缺陷和不足，本发明提供了一种连续可调式一体化防堵塞筛网装置，不仅较常规筛网强度高，能适应更多的修复场地应用，而且过筛孔隙率可根据工况的变化进行实时调节，同时具备一定的防堵塞功能，大大提升了修复作业的效率。
5.为达到上述目的，本发明采取如下的技术方案：
6.一种连续可调式一体化防堵塞筛网装置，包括筛网骨架以及设在筛网骨架两端并相互同轴的筒形的上筛网接头和下筛网接头；所述筛网骨架包括多条轴向骨架线、斜向骨架线和可调骨架线；
7.轴向骨架线连在上筛网接头和下筛网接头之间并与这两者的轴线平行且多条轴向骨架线沿周向均布以围成与上筛网接头和下筛网接头同轴的筒形骨架；斜向骨架线连在上筛网接头和下筛网接头之间并斜向固定在筒形骨架上且多条斜向骨架线沿周向均布，相邻两条斜向骨架线之间均设有一条与斜向骨架线走向相同的可调骨架线；每条可调骨架线连接有一个调节组件且该调节组件能推动可调骨架线径向移动以改变可调骨架线与其两侧斜向骨架线的间隙从而调节筛网骨架的孔隙率；
8.所述调节组件包括连接可调骨架线且位于筛网骨架内部的径向支撑杆、垂直连接径向支撑杆环；所述调节环的锥形外壁与轴向支撑杆相接触，当调节环轴向移动时，轴向支撑杆在锥形外壁推动下沿径向移动；在轴向支撑杆与上筛网接头和下筛网接头之间均设有径向弹簧组件以使轴向支撑杆能径向复位。
9.本发明还包括如下技术特征：
10.具体的，所述轴向骨架线为圆杆体；
11.所述斜向骨架线的截面为等腰三角形且三个顶点与相邻边圆弧过渡，斜向骨架线截面等腰三角形的顶角所对应的圆弧始终靠在轴向骨架线上；
12.所述可调骨架线的截面为圆形且位于轴向骨架线和两条斜向骨架线之间的间隙内。
13.具体的，所述上筛网接头内壁沿靠近筛网骨架方向依次安装有调节螺母、放置有所述调节环、设有第一环形凸起i和第二环形凸起i；所述下筛网接头内壁沿靠近筛网骨架方向依次设有第一环形凸起ii和第二环形凸起ii；
14.所述调节螺母为环形结构且与上筛网接头同轴并与上筛网接头内壁螺纹连接以能调节其轴向位置；
15.在第一环形凸起i、第二环形凸起i、第一环形凸起ii和第二环形凸起ii上均设有轴向均布的径向槽且与轴向支撑杆一一对应以放置轴向支撑杆；在第一环形凸起i和第二环形凸起i之间以及第一环形凸起ii和第二环形凸起ii之间均设有所述径向弹簧组件。
16.具体的，所述调节环为中心通孔的结构，调节环的外壁由上到下依次为柱形外壁、台肩和外径逐渐减小的锥形外壁。
17.具体的，所述轴向支撑杆有多个并与可调骨架线一一对应，多个轴向支撑杆周向均布并围成筒形框架且该筒形框架与筛网骨架、上筛网接头和下筛网接头均同轴并位于这三者内部；筒形框架的一端靠在调节环的锥形外壁上；
18.轴向支撑杆一端为球形结构并位于上筛网接头内，另一端为圆柱插头并位于下筛网接头内；在轴向支撑杆上设有上卡盘和下卡盘，上卡盘和下卡盘均位于第二环形凸起i和第二环形凸起ii之间，且上卡盘紧靠第二环形凸起i，下卡盘紧靠第二环形凸起ii，从而对轴向支撑杆进行轴向限位。
19.具体的，所述径向弹簧组件包括第一弧形内板、同轴套在第一弧形内板外的第一弧形外板、设在第一弧形内板和第一弧形外板间的多个弹簧、第二弧形内板、同轴套在第二弧形内板外的第二弧形外板、设在第二弧形内板和第二弧形外板间的多个弹簧；第一弧形内板和第二弧形内板相对但不接触且套在轴向支撑杆围成的筒形框架外，第一弧形外板和第二弧形外板相对但不接触且靠在第一环形凸起i和第二环形凸起i之间的上筛网接头内壁或第一环形凸起ii和第二环形凸起ii之间的下筛网接头内壁。
20.具体的，所述调节环的台肩和第一环形凸起i之间设有压缩弹簧，该压缩弹簧与上筛网接头同轴；在压缩弹簧的轴向力作用下，调节环紧靠在调节螺母上，且压缩弹簧能用于调节环的轴向复位。
21.具体的，所述调节螺母内壁设有四个周向均布的豁口，用于手动调节时安装调节工装。
22.具体的，所述上筛网接头、下筛网接头、轴向骨架线和斜向骨架线焊接在一起。
23.本发明与现有技术相比，有益的技术效果是：
24.1、本发明使水资源修复用筛网装置的抗围压强度得到了进一步的提升，筛网装置的主体结构由上筛网接头、下筛网接头、轴向骨架线和斜向骨架线通过特殊的焊接工艺相连固定在一起，且紧贴缠绕在轴向骨架线上的斜向骨架线的截面为圆弧过渡的三角形，三角形在各个形状中最为稳固，这样的设置增强了筛网装置在不同地层环境中的生存能力。
25.2、本发明的筛网装置能根据工况的变化实时调节筛网孔隙率，以达到适用于工况的最优工作效果，增强了筛网装置在工作时的动态适应能力。
26.3、本发明的一体化筛网具备防堵功能，且防堵功能正常实施后可自动切换到筛网
孔隙率的自动调节上，减少了辅助作业时间，增加了工作效率。
附图说明
27.图1为本发明的四分之一剖视示意图；
28.图2为本发明调节螺母的结构示意图；
29.图3为本发明调节环剖视结构示意图；
30.图4为本发明径向弹簧组件结构示意图；
31.图5为本发明上筛网接头的第一环形凸起i的截面示意图；
32.图6为本发明斜向骨架线和可调骨架线截面示意图；
33.图7为本发明自动调节及防堵方法的原理示意图。
34.附图标记含义：
35.1.筛网骨架，2.上筛网接头，3.下筛网接头，4.调节环，5.径向弹簧组件，6.调节螺母，7.压缩弹簧，8.上部井柱外管，9.下部井柱外管，10.驱动杆体，11.圆形过水口，12.轴向驱动装置，13.位移传感器，14.循环水监测装置，15.控制模块，16.施工地层；
36.101.轴向骨架线，102.斜向骨架线，103.可调骨架线，104.径向支撑杆，105.轴向支撑杆，1051.上卡盘，1052.下卡盘，201.第一环形凸起i，202.第二环形凸起i，203.径向槽，301.第一环形凸起ii，302.第二环形凸起ii，401.锥形外壁，402.柱形外壁，403.台肩，501.第一弧形内板，502.第一弧形外板，503.弹簧，504.第二弧形内板，505.第二弧形外板，601.豁口。
37.以下结合说明书附图和具体实施方式对本发明做具体说明。
具体实施方式
38.遵从上述技术方案，以下给出本发明的具体实施例，需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例，凡在本技术技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。下面结合实施例对本发明做进一步详细说明。
39.实施例1：
40.本实施例提供一种连续可调式一体化防堵塞筛网装置，包括筛网骨架1以及设在筛网骨架1两端并相互同轴的筒形的上筛网接头2和下筛网接头3；筛网骨架1包括多条轴向骨架线101、斜向骨架线102和可调骨架线103。
41.轴向骨架线101连在上筛网接头2和下筛网接头3之间并与这两者的轴线平行且多条轴向骨架线101沿周向均布以围成与上筛网接头2和下筛网接头3同轴的筒形骨架；斜向骨架线102连在上筛网接头2和下筛网接头3之间并斜向固定在筒形骨架上且多条斜向骨架线102沿周向均布，相邻两条斜向骨架线102之间均设有一条与斜向骨架线102走向相同的可调骨架线103；每条可调骨架线103连接有一个调节组件且该调节组件能推动可调骨架线103径向移动以改变可调骨架线103与其两侧斜向骨架线102的间隙从而调节筛网骨架1的孔隙率。
42.调节组件包括连接可调骨架线103且位于筛网骨架1内部的径向支撑杆104、垂直连接径向支撑杆104且位于筛网骨架1、上筛网接头2和下筛网接头3内部的轴向支撑杆105以及位于轴向支撑杆105一端并同轴设在上筛网接头2内壁且能轴向移动的调节环4；调节
环4的锥形外壁401与轴向支撑杆105相接触，轴向支撑杆105上部和下部分别限位在上筛网接头2和下筛网接头3内壁的径向槽203中，当调节环4轴向移动时，轴向支撑杆105在锥形外壁401推动下沿径向移动；在轴向支撑杆105与上筛网接头2和下筛网接头3之间均设有径向弹簧组件5以使轴向支撑杆105能径向复位。
43.轴向骨架线101为圆杆体；斜向骨架线102的截面为等腰三角形且三个顶点与相邻边圆弧过渡，斜向骨架线102截面等腰三角形的顶角所对应的圆弧始终靠在轴向骨架线101上；可调骨架线103的截面为圆形且位于轴向骨架线101和两条斜向骨架线102之间的间隙内。
44.上筛网接头2内壁沿靠近筛网骨架1方向依次安装有调节螺母6、放置有调节环4、设有第一环形凸起i201和第二环形凸起i202；下筛网接头3内壁沿靠近筛网骨架1方向依次设有第一环形凸起ii301和第二环形凸起ii302；调节螺母6为环形结构且与上筛网接头2同轴并与上筛网接头2内壁螺纹连接以能调节其轴向位置；在第一环形凸起i201、第二环形凸起i202、第一环形凸起ii301和第二环形凸起ii302上均设有轴向均布的径向槽203且与轴向支撑杆105一一对应以放置轴向支撑杆105；在第一环形凸起i201和第二环形凸起i202之间以及第一环形凸起ii301和第二环形凸起ii302之间均设有径向弹簧组件5。
45.调节环4为中心通孔的结构，调节环4的外壁由上到下依次为柱形外壁402、台肩403和外径逐渐减小的锥形外壁401。
46.轴向支撑杆105有多个并与可调骨架线103一一对应，多个轴向支撑杆105周向均布并围成筒形框架且该筒形框架与筛网骨架1、上筛网接头2和下筛网接头3均同轴并位于这三者内部；筒形框架的一端靠在调节环4的锥形外壁401上。
47.轴向支撑杆105一端为球形结构并位于上筛网接头2内，另一端为圆柱插头并位于下筛网接头3内，圆柱插头用于连接井柱下部筛网装置，这样可使井柱的上、下筛网装置在调节时能达到同步状态；在轴向支撑杆105上设有上卡盘1051和下卡盘1052，上卡盘1051和下卡盘1052均位于第二环形凸起i202和第二环形凸起ii302之间，且上卡盘1051紧靠第二环形凸起i202，下卡盘1052紧靠第二环形凸起ii302，从而对轴向支撑杆105进行轴向限位。
48.径向弹簧组件5包括第一弧形内板501、同轴套在第一弧形内板501外的第一弧形外板502、设在第一弧形内板501和第一弧形外板502间的多个弹簧503、第二弧形内板504、同轴套在第二弧形内板504外的第二弧形外板505、设在第二弧形内板504和第二弧形外板505间的多个弹簧503；第一弧形内板501和第二弧形内板504相对但不接触且套在轴向支撑杆105围成的筒形框架外，第一弧形外板502和第二弧形外板505相对但不接触且靠在第一环形凸起i201和第二环形凸起i202之间的上筛网接头2内壁或第一环形凸起ii301和第二环形凸起ii302之间的下筛网接头3内壁；具体的，设在上筛网接头2内的径向弹簧组件5的第一弧形外板502和第二弧形外板505靠在第一环形凸起i201和第二环形凸起i202之间的上筛网接头2内壁，设在下筛网接头3内的径向弹簧组件5的第一弧形外板502和第二弧形外板505靠在第一环形凸起ii301和第二环形凸起ii302之间的下筛网接头3内壁。第一弧形外板502和第二弧形外板505相对但不接触以及第一弧形内板501和第二弧形内板504相对但不接触均是为了第一弧形内板501和第二弧形内板504径向移动预留空间。
49.调节环4的台肩403和第一环形凸起i201之间设有压缩弹簧7，该压缩弹簧7与上筛网接头2同轴；在压缩弹簧7的轴向力作用下，调节环4紧靠在调节螺母6上，且压缩弹簧7能
用于调节环4的轴向复位。
50.调节螺母6内壁设有四个周向均布的豁口601，用于手动调节时安装调节工装。
51.上筛网接头2、下筛网接头3、轴向骨架线101和斜向骨架线102焊接在一起。
52.本实施例工作原理为：轴向支撑杆105在上筛网接头2内的顶端要紧靠在调节环4的锥形外壁401上，由于锥形外壁401的径向变化，调节环4在轴向上的移动可使轴向支撑杆105在径向上的位置发生改变，此时与轴向支撑杆105焊接于一体的可调骨架线103将在径向上同步变化，与此同时，可调骨架线103的径向位置变化使与其两侧斜向骨架线102的间隙发生改变，从而达到筛网孔隙率的调节目的；当以上的变化设定成为一定频率时，筛网孔隙率的调节功能将切换成振动疏通的防堵功能。
53.实施例2：
54.本实施例提供一种连续可调式一体化防堵塞筛网装置的孔隙率手动调节方法，该方法通过实施例1的筛网装置实现，该筛网装置的初始状态为：在压缩弹簧的作用下，调节环紧靠在调节螺母上，旋转调节螺母为调节环在轴向上设定一个初始位置，位于上筛网接头内的轴向支撑杆的顶端球形结构紧靠在调节环锥形外壁的最小外径位置处，此时轴向支撑杆在径向上最靠近筛网装置的中心轴线x，与轴向支撑杆通过径向支撑杆焊接固定在一起的可调骨架线也在径向上距离中心轴线x最近，相反地，可调骨架线的圆形截面与两侧斜向骨架线的截面距离最远，而筛网装置的孔隙率此时也达到了最大；
55.孔隙率手动调节方法包括以下步骤：
56.步骤a1，在筛网装置下放入井内前，通过专用工装旋转调节螺母，改变调节环在轴向上的位置，使紧靠在调节环锥形外壁上的轴向支撑杆在径向上的位置发生改变，与轴向支撑杆固定相连的可调骨架线在轴向骨架线和斜向骨架线之间的间隙内的位置发生改变，此时筛网装置的孔隙率将发生变化并达到设定值；
57.步骤a2，将手动调节完成的筛网装置与上井柱外管和下井柱外管连接后下放入井内的工作位置处，此时可开始进行施工作业。
58.实施例3：
59.本实施例提供一种连续可调式一体化防堵塞筛网装置的孔隙率机械自动调节方法，实施例2的手动调节方法适用于能根据现场资料和工况确定筛网工作时的最优孔隙率，如果需要在作业过程中对筛网的孔隙率进行实时连续调节，需采用机械自动调节，
60.孔隙率机械自动调节方法包括以下步骤：
61.步骤b1，如图7所示，将筛网装置的上筛网接头与上部井柱外管8连接，下筛网接头与下部井柱外管9连接后下放入井内工作位置处，在上部井柱外管8内设置一具有中心通孔的驱动杆体10，驱动杆体10的下部端面穿过调节螺母的通孔并紧贴在调节环上端面上，驱动杆体10下部端面附近的外壁上设置一定数量的圆形过水口11，用于水循环的过流通道，驱动杆体10的上部直通到井口外部，并与井口的轴向驱动装置12连接，同时在其上安装位移传感器13，对驱动杆体10的轴向移动进行监测；
62.步骤b2，井内筛网装置开始进行工作，此时通过对循环水监测装置14监测得知需要对筛网的孔隙率的参数进行调节，以达到技术要求；
63.步骤b3，启动井口的轴向驱动装置12带动驱动杆体10沿轴向推动调节环，紧靠在调节环锥形外壁上的轴向支撑杆在径向上的位置发生改变，与轴向支撑杆固定相连的可调
骨架线在轴向骨架线和斜向骨架线之间的间隙内的位置发生改变，间接地改变了筛网的孔隙率；在筛网装置连接前已经对调节环的轴向移动距离，可调骨架线的径向移动距离和筛网装置的孔隙率变化之间建立了函数关系，并在此基础上建立了驱动杆体10的移动距离与筛网装置孔隙率变化的关系函数；
64.步骤b4，通过位移传感器13将驱动杆体10的轴向移动距离传输到控制模块15，控制模块15根据驱动杆体10的移动距离与筛网装置孔隙率之间的函数关系，通过井口的轴向驱动装置12将驱动杆体10沿轴向移动在合适的位置上，移动完成后，轴向驱动装置12遂即停止工作；
65.步骤b5，需要对筛网装置的孔隙率进行再次调节，此时控制模块15将根据设置的孔隙率的数值要求将按照步骤b3和步骤b4对筛网装置的孔隙率进行再次调节。
66.实施例4：
67.本实施例提供一种连续可调式一体化防堵塞筛网装置的防堵方法，该方法包括以下步骤：
68.步骤一，与实施例3机械自动调节步骤b1内容相同；
69.步骤二，在工作过程中，检测的结果显示需要启用筛网装置得防堵功能，此时控制模块15将命令井口的轴向驱动装置12输出一定频率的轴向运动，驱动杆体10将此带有一定频率的轴向运动传导给调节环，调节环再传导给轴向支撑杆，与轴向支撑杆固定相连的可调骨架线按照以上频率在径向上不断移动变化，形成了径向振动和疏通的作用效果，将堵塞于可调骨架线与轴向骨架线和斜向骨架线之间的间隙内得杂物清理掉；
70.步骤三，防堵功能启用完成后，控制模块15将根据具体要求切换到机械调节的步骤，并将筛网孔隙率达到此时的工作要求。