本发明涉及虹吸井技术领域，特别是涉及一种虹吸排水结构及其使用方法。
背景技术：
虹吸井是指用虹吸管把多个水源井和集水井相连，从集水井中提水的井组。虹吸井具有能够增大取水范围，增大单井取水量，节省能源的优点。特别是在地下水低渗透区，虹吸井有明显的应用优势。
虹吸井是靠大气压力将周边水源井的水集中到集水井内，对虹吸管路密闭性要求较高，但在长期运行中，管路中很难避免缓慢漏气。特别是虹吸井在抽取浅层地下水时，水中气体含量较高，当水从井内流入到虹吸管路中时，气压变小，会有气体缓慢释放出来，从而造成虹吸管路充气，降低抽水效率。
因此，如何提高虹吸井的抽水效率，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种虹吸排水结构及其使用方法，通过水源井向集水井大流量间隔性供水，进而排出虹吸管路中的空气，保证虹吸井的持续高效稳定运行。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明公开了一种虹吸排水结构，包括水源井、集水井和虹吸管，还包括排气阀、电动球阀、第一液位继电器、潜水泵、交流接触器、变频器和第二液位继电器；
所述虹吸管包括第一竖直段、连接段和第二竖直段，所述第一竖直段位于所述水源井内，所述第二竖直段位于所述集水井内，所述第一竖直段的上端和所述第二竖直段的上端通过所述连接段相连，所述连接段包括由所述水源井至所述集水井方向依次相连的第一上升段、第一下降段、第二上升段和第二下降段，所述第一上升段的下端与所述第一竖直段的上端相连，所述第二下降段的下端与所述第二竖直段的上端相连，所述第一上升段与所述第一下降段的连接部设有排气口；
所述排气阀固定于所述排气口处；
所述电动球阀固定于所述第一下降段与所述第二上升段的连接部；
所述电动球阀以排水线路的方式接到所述第一液位继电器上，所述第一液位继电器伸出的三根第一信号线伸到所述水源井内，三根所述第一信号线下端高度不同；
所述潜水泵设于所述集水井的井底，所述潜水泵的出水口处固定有出水管，所述出水管延伸至所述集水井外；
所述交流接触器与所述潜水泵电连接；
所述变频器与所述交流接触器电连接；
所述第二液位继电器伸出的三根第二信号线伸到所述集水井内，三根所述第二信号线下端高度不同，所述第二液位继电器与所述交流接触器电连接。
优选地，还包括流量计，所述流量计固定于所述第一下降段与所述第二上升段的连接部。
优选地，所述集水井深9m，所述水源井深7m，所述集水井与所述水源井的距离为40m。
优选地，所述虹吸管为内嵌钢丝的塑料管，所述虹吸管的内径为4cm。
优选地，三根所述第一信号线的下端分别距所述水源井的井口4m、5.5m、7m。
优选地，三根所述第二信号线的下端分别距所述集水井的井口6m、8m、9m。
本发明还公开了一种上述虹吸排水结构的使用方法，包括以下步骤：
s1、确定变频器的频率，变频器的频率由潜水泵的抽水量要求确定，潜水泵的抽水量为集水井和各水源井最大稳定涌水量之和；
s2、打开电动球阀控制电源，电动球阀处于打开状态，利用真空泵从排气阀排出虹吸管内空气，当排完虹吸管内空气后，依次关闭排气阀、真空泵；
s3、接通潜水泵电源，随着集水井内水位下降，水源井内水沿虹吸管流入集水井内，运行一段时间后，虹吸管内积存的空气集中在第一上升段与第一下降段的连接部和第二上升段与第二下降段的连接部；
s4、水源井内水位下降到5.5m时，中间高度的第一信号线露出水面，电动球阀关闭，水源井停止向集水井内供水，水源井内水位回升，当水位上到4m处时，上侧的第一信号线进入水中，电动球阀打开；
s5、水源井内水沿虹吸管迅速流向集水井内，积攒在虹吸管内的空气随同水流一起排到集水井内；
s6、当水源井内水位下降到5.5m，中间高度的第一信号线露出水面，电动球阀关闭；
s7、依次重复4-6过程，水源井在间隔性大流量向集水井供水中，依次将积攒在内部的空气排出虹吸管；
s8、长时间运行中，如果集水井内水位低于8m，中间高度的第二信号线露出水面，潜水泵断电，停止抽水，当集水井内水位上升到6m时，潜水泵通电，开始抽水。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明通过集成虹吸和自动控制技术，通过设定集水井和水源井的调控水位差及泵的功率，实现水源井向集水井大流量间隔性供水，进而排出虹吸管路中的空气，保证虹吸井的持续高效稳定运行。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实施例虹吸排水结构的示意图；
附图标记说明：1水源井；2第一信号线；3虹吸管；4排气阀；5电动球阀；6流量计；7集水井；8第二液位继电器；9变频器；10交流接触器；11潜水泵；12第一液位继电器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种虹吸排水结构及其使用方法，通过水源井向集水井大流量间隔性供水，进而排出虹吸管路中的空气，保证虹吸井的持续高效稳定运行。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，本实施例提供一种虹吸排水结构，包括水源井1、集水井7和虹吸管3，还包括排气阀4、电动球阀5、第一液位继电器12、潜水泵11、交流接触器10、变频器9和第二液位继电器8。
其中，虹吸管3包括第一竖直段、连接段和第二竖直段，第一竖直段位于水源井1内，第二竖直段位于集水井7内，第一竖直段的上端和第二竖直段的上端通过连接段相连。连接段包括由水源井1至集水井7方向依次相连的第一上升段、第一下降段、第二上升段和第二下降段，第一上升段的下端与第一竖直段的上端相连，第二下降段的下端与第二竖直段的上端相连，第一上升段与第一下降段的连接部设有排气口。虹吸管3的第一上升段与第一下降段的连接部和第二上升段与第二下降段的连接部向上突起，用以积存虹吸管3内的空气，从而在电动球阀5由关闭到开启时产生的大水流的带动下一次排尽。排气阀4固定于排气口处，通过将排气阀4与抽气结构(如真空泵)相连，可将虹吸管3内气体排出。电动球阀5固定于第一下降段与第二上升段的连接部，通过控制电动球阀5的开闭，能够控制虹吸过程的开始和停止。电动球阀5以排水线路的方式接到第一液位继电器12上，第一液位继电器12伸出的三根第一信号线2伸到水源井1内，三根第一信号线2下端高度不同，第一液位继电器12通过对水源井1内水位的感应控制电动球阀5的开闭。潜水泵11设于集水井7的井底，潜水泵11的出水口处固定有出水管，出水管延伸至集水井7外，潜水泵11用以将集水井7内的水抽出井外。交流接触器10与潜水泵11电连接，变频器9与交流接触器10电连接。变频器9用以控制潜水泵11的抽水速度，交流接触器10用以控制潜水泵11的开闭。第二液位继电器8伸出的三根第二信号线伸到集水井7内，三根第二信号线下端高度不同，第二液位继电器8与交流接触器10电连接，第二液位继电器8通过对集水井7内水位的感应控制交流接触器10的开闭，从而控制潜水泵11的开闭。
进一步的，为了便于对虹吸管3内水流流量的观测，本实施例还包括流量计6，流量计6固定于第一下降段与第二上升段的连接部。由于虹吸管3内的气体集中在第一上升段与第一下降段的连接部和第二上升段与第二下降段的连接部，保证了流量计6的安装位置始终处于饱水状态。
具体的，本实施例中集水井7深9m，水源井1深7m，集水井7与水源井1的距离为40m。虹吸管3为内嵌钢丝的塑料管，虹吸管3的内径为4cm。三根第一信号线2的下端分别距水源井1的井口4m、5.5m、7m。三根第二信号线的下端分别距集水井7的井口6m、8m、9m。
本实施例还提供一种上述虹吸排水结构的使用方法，包括以下步骤：
s1、确定变频器9的频率，变频器9的频率由潜水泵11的抽水量要求确定，潜水泵11的抽水量为集水井7和各水源井1最大稳定涌水量之和。
s2、打开电动球阀5控制电源，电动球阀5处于打开状态，利用真空泵从排气阀4排出虹吸管3内空气。当排完虹吸管内空气后，依次关闭排气阀4、真空泵。
s3、接通潜水泵11电源，随着集水井7内水位下降，水源井1内水沿虹吸管3流入集水井7内，运行一段时间后，虹吸管3内积存的空气集中在第一上升段与第一下降段的连接部和第二上升段与第二下降段的连接部。
s4、水源井1内水位下降到5.5m时，中间高度的第一信号线2露出水面，电动球阀5关闭，水源井1停止向集水井7内供水，水源井1内水位回升，当水位上到4m处时，上侧的第一信号线2进入水中，电动球阀5打开。
s5、水源井1内水沿虹吸管3迅速流向集水井7内，积攒在虹吸管3内的空气随同水流一起排到集水井7内。
s6、当水源井1内水位下降到5.5m，中间高度的第一信号线2露出水面，电动球阀5关闭。
s7、依次重复4-6过程，水源井1在间隔性大流量向集水井7供水中，依次将积攒在内部的空气排出虹吸管3。
s8、长时间运行中，如果集水井7内水位低于8m，中间高度的第二信号线露出水面，潜水泵11断电，停止抽水，当集水井7内水位上升到6m时，潜水泵11通电，开始抽水。
需要说明的是，由于电动球阀5打开时，水源井1和集水井7内水位差较大，虹吸管3内流量较大，积攒在虹吸管3内向上突起部位的空气得以随同水流一起排到集水井7内。通过间隔性的大流量供水，使得虹吸管3内气体间隔性的排尽，保证了虹吸的高效进行。
本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
1.一种虹吸排水结构，包括水源井、集水井和虹吸管，其特征在于，还包括排气阀、电动球阀、第一液位继电器、潜水泵、交流接触器、变频器和第二液位继电器；
所述虹吸管包括第一竖直段、连接段和第二竖直段，所述第一竖直段位于所述水源井内，所述第二竖直段位于所述集水井内，所述第一竖直段的上端和所述第二竖直段的上端通过所述连接段相连，所述连接段包括由所述水源井至所述集水井方向依次相连的第一上升段、第一下降段、第二上升段和第二下降段，所述第一上升段的下端与所述第一竖直段的上端相连，所述第二下降段的下端与所述第二竖直段的上端相连，所述第一上升段与所述第一下降段的连接部设有排气口；
所述排气阀固定于所述排气口处；
所述电动球阀固定于所述第一下降段与所述第二上升段的连接部；
所述电动球阀以排水线路的方式接到所述第一液位继电器上，所述第一液位继电器伸出的三根第一信号线伸到所述水源井内，三根所述第一信号线下端高度不同；
所述潜水泵设于所述集水井的井底，所述潜水泵的出水口处固定有出水管，所述出水管延伸至所述集水井外；
所述交流接触器与所述潜水泵电连接；
所述变频器与所述交流接触器电连接；
所述第二液位继电器伸出的三根第二信号线伸到所述集水井内，三根所述第二信号线下端高度不同，所述第二液位继电器与所述交流接触器电连接。
2.根据权利要求1所述的虹吸排水结构，其特征在于，还包括流量计，所述流量计固定于所述第一下降段与所述第二上升段的连接部。
3.根据权利要求1所述的虹吸排水结构，其特征在于，所述集水井深9m，所述水源井深7m，所述集水井与所述水源井的距离为40m。
4.根据权利要求1所述的虹吸排水结构，其特征在于，所述虹吸管为内嵌钢丝的塑料管，所述虹吸管的内径为4cm。
5.根据权利要求1所述的虹吸排水结构，其特征在于，三根所述第一信号线的下端分别距所述水源井的井口4m、5.5m、7m。
6.根据权利要求1所述的虹吸排水结构，其特征在于，三根所述第二信号线的下端分别距所述集水井的井口6m、8m、9m。
7.一种如权利要求1-6任意一项所述的虹吸排水结构的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
s1、确定变频器的频率，变频器的频率由潜水泵的抽水量要求确定，潜水泵的抽水量为集水井和各水源井最大稳定涌水量之和；
s2、打开电动球阀控制电源，电动球阀处于打开状态，利用真空泵从排气阀排出虹吸管内空气，当排完虹吸管内空气后，依次关闭排气阀、真空泵；
s3、接通潜水泵电源，随着集水井内水位下降，水源井内水沿虹吸管流入集水井内，运行一段时间后，虹吸管内积存的空气集中在第一上升段与第一下降段的连接部和第二上升段与第二下降段的连接部；
s4、水源井内水位下降到5.5m时，中间高度的第一信号线露出水面，电动球阀关闭，水源井停止向集水井内供水，水源井内水位回升，当水位上到4m处时，上侧的第一信号线进入水中，电动球阀打开；
s5、水源井内水沿虹吸管迅速流向集水井内，积攒在虹吸管内的空气随同水流一起排到集水井内；
s6、当水源井内水位下降到5.5m，中间高度的第一信号线露出水面，电动球阀关闭；
s7、依次重复4-6过程，水源井在间隔性大流量向集水井供水中，依次将积攒在内部的空气排出虹吸管；
s8、长时间运行中，如果集水井内水位低于8m，中间高度的第二信号线露出水面，潜水泵断电，停止抽水，当集水井内水位上升到6m时，潜水泵通电，开始抽水。
技术总结