CN102283151A - 变频式耕水增氧机 - Google Patents

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陈建康
林夏满
丁永良
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Abstract

本发明属于养殖及水处理水体净化设备技术领域，特指一种变频式耕水增氧机，电机架设在浮体上，电机的输出轴与减速齿轮箱连接，减速齿轮箱的输出轴与叶轮连接，所述的电机与电脑变频控制器电连接，本发明节能、效率高、产品价格便宜、高速增氧低速耕水，适用于水体增氧和净化。

Description

变频式耕水增氧机
技术领域：
本发明属于养殖及水处理水体净化设备技术领域，特指一种变频式耕水增氧机。
背景技术：
现有的养殖用水产叶轮式增氧机大多采用四极电机在1440r/min运行通过齿轮箱减速到120r/min(配750mm叶轮)，也有企业以420转对应300mm叶轮(增氧速度更快)，通过叶轮/水车的叶片转动时进行增氧。而近几年国内养殖行业流行的日本人20年前发明的叶片式耕水/活水机组以其功耗小，能净化水质、省饵料、养殖效果好而受到市场欢迎；但当气压低、水体缺氧时增氧速度慢则是该产品的最大问题，其次是价格：一台这种“活水机/耕水机”的价格多在7000到8000元，补贴3000元后农民还要出4000元多，相对普通增氧机1000元左右的价格还是贵了太多。最近有人为了规避目前日本耕水机专利而发明的双电机组合式增氧/活水机则是采用增氧机三相异步电机1440r/min和微型直流电机耕水机经过复杂的齿轮/离合器传动将两种功能结合在一起，仍然存在功耗大、结构复杂、无法自动切换、价格更贵等问题并容易导致故障，在海水养殖时更是会因部件不耐腐蚀而故障频繁。
发明内容：
本发明的目的是提供一种更节能、效率更高、产品价格便宜、可高速增氧低速耕水的变频式耕水增氧机。
本发明是这样实现的：
变频式耕水增氧机，电机架设在浮体上，电机的输出轴与减速齿轮箱连接，减速齿轮箱的输出轴与叶轮连接，所述的电机与电脑变频控制器电连接。
上述的浮体为圆环形浮体或船形浮体或浮球，所述的电机通过支架架设在浮体的中部。
上述的电脑变频控制器的输出频率/转速设置有高速增氧和低速耕水两档或通过旋钮无级调速。
上述的电脑变频控制器上设置有一个以上的接收无线遥控信号的接口。
上述的接口为水体溶氧仪接口、气压计控制器接口或手机接口。
上述的减速齿轮箱的输出轴上设置有速度离合器，速度离合器上连接有高速离合的加长型耕水板，即在速度高时速度离合器脱开耕水板。
上述的电机为三相异步电机或者单相电机。
本发明相比现有技术突出的优点是：
1、本发明在120r/min转速下具有目前常用的增氧功能，通过调整转速在17r/min以下时，可以进行活水(耕水)运行：低速叶轮带动水体搅动，加强水体流动和光合作用；同时，对水体的表层水和底层水形成置换和更新，整个水域呈现流动、稳定、平衡态势，改善了水体水质，使“流水不腐”的概念得以体现，且功耗极低(＜100W)，并能把高速增氧时叶轮附近的富氧水向水体的各个方向均匀使整个水体含氧量得到提高。
2、本发明摒弃了常见的耕水机复杂减速齿轮结构和昂贵的直流电机驱动方式，采用普通三相异步电机或单相电机驱动，降低了生产成本。
3、本发明在低速耕水时也是在磨合增氧机的齿轮箱，提高了系统可靠性并延长了齿轮箱的寿命。
4、本发明应用电脑变频控制器技术，电机转速极低，轴承等继续磨损减少，寿命更长。
5、本发明应用电脑变频控制器技术，电机可以软启动，延长了电机寿命，减少了启动电流对电网的冲击。
6、本发明的电脑变频控制器输入电压300～420V，范围更宽，对电机制造要求降低，节约了低电压启动电机的成本。
7、本发明采用的电脑变频控制器技术对电机有很好的缺相保护作用，提高了系统的可靠性。
8、本发明节能效果好：如对1.5KW的电机来说，活水/耕水模式运行时功耗极低，只有80瓦，耕水时节能在90％以上；当然对其他规格电机如0.75KW到3.75KW也是一样比例的节能；高速增氧低速耕水，一机两用，省去了购置专用耕水机的费用，大大地为用户减轻了经济负担。
9、本发明的输出频率/转速设置有高速增氧、低速耕水两档，也可以通过旋钮无级调速，操作简单方便，还可以装上速度离合器和加长型耕水板以适用于更大面积水面(如20亩以上)，在低速时离合器接上耕水板进行耕水作业；在叶轮转速超过20r/min后脱开加长型耕水板只进行增氧作业。
10、本发明适用于水体增氧和净化。
附图说明：
图1是本发明的立体结构示意图；
图2是本发明的结构示意简图。
具体实施方式：
下面以具体实施例对本发明作进一步描述，参见图1-2：
变频式耕水增氧机，电机10架设在浮体上，电机10的输出轴80与减速齿轮箱60连接，减速齿轮箱60的输出轴30与叶轮20连接，所述的电机10与电脑变频控制器40电连接。
上述的浮体为圆环形浮体，也可以是船型浮体，或者是浮球50，所述的电机10通过支架架设在浮体的中部。如：浮球50通过支架130周向均布在电机10外。浮球50浮在水体表面，电机10不会与水接触。
上述的电脑变频控制器40的输出频率/转速设置有高速增氧110和低速耕水120两档，操作简单方便。用电脑变频控制器40进行调速，并对电脑变频控制器40进行了大量的试验仿生和人工智能简化，提高系统的可靠性，研制的电脑变频控制器40的仿生工作模式(转速/频率)只有两档；也可以设成无级变速型：通过旋钮无级调速。
上述的电脑变频控制器40上设置有一个以上的接收无线遥控信号的接口以实现闭环全自动运行，如：水体溶氧仪接口、气压计控制器接口或手机接口，也可以是其他无线遥控信号接口，即在缺氧时起动高速120r/min增氧，平时5～17r/min耕水运行以净化水质。
上述的减速齿轮箱60的输出轴30上设置有速度离合器100，速度离合器100上连接有高速离合的加长型耕水板90。速度离合器100和加长型耕水板90以适用于更大面积水面(如20亩以上)，在低速时，速度离合器100接上加长型耕水板90进行耕水作业；在叶轮20转速超过20r/min后，速度离合器100脱开加长型耕水板90只进行增氧作业。
上述的电机为三相异步电机或单相电机，摒弃了常见的耕水机复杂减速齿轮结构和昂贵的直流电机驱动方式。
下面以1.5KW叶轮式增氧机为例：正常增氧机转速120r/min，此时电脑变频控制器输出频率50Hz(50HZ对应1440转，1HZ对应约30转)
T＝9550P/n：T为转矩，P是功率，n是转速，
在传统的减速器情况下，T＝9550×1.5/1440＝9.95N.M；
叶轮速度取120r/min，系统减速比为：1440∶120＝12∶1；
当要求叶轮转速为10r/min时；电机转速则是12×10＝120r/min；
则所需要功率＝T×n/9550＝9.95×120/9550＝0.125KW；
节能(1.5-0.125)/1.5＝90％
实测得：当电脑变频控制器40低频10转/分运转时实测电流1.4A，电压为60V。
P＝60V×1.4A＝84W
节能：(1.5KW-0.084KW)/1.5＝94％；
如以此转速运转24H耗电＝84×24＝2.016kWH，仅2度电。
可见普通增氧机在加上本发明的电脑变频控制器40作耕水处理时电耗很低，也就是说节能效果明显。
增氧机发明40年来在全世界各地得到了较大的推广和应用，特别是近年进入国家补贴后，每年仅沿海地区新增各种增氧机达100万台，在养殖全过程中，每天都必须开机2小时以上全速增氧，其他时间段如能进行耕水操作，可以省药(减少底部污染物并净化水质从而减少用药)、省饵料(水体中浮游生物加速繁殖，为对虾提供天然活饵料)、提高产量质量等特点。并且能减少高速增氧所需时间，起到节能增效的作用。
国家能源法第29条第二项也明确规定：风机泵类负载应采用电子调速。
上述实施例仅为本发明的较佳实施例之一，并非以此限制本发明的实施范围，故：凡依本发明的形状、结构、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.变频式耕水增氧机，其特征在于：电机架设在浮体上，电机的输出轴与减速齿轮箱连接，减速齿轮箱的输出轴与叶轮连接，所述的电机与电脑变频控制器电连接。
2.根据权利要求1所述的变频式耕水增氧机，其特征在于：所述的浮体为圆环形浮体或船形浮体或浮球，所述的电机通过支架架设在浮体的中部。
3.根据权利要求1所述的变频式耕水增氧机，其特征在于：所述的电脑变频控制器的输出频率/转速设置有高速增氧和低速耕水两档或通过旋钮无级调速。
4.根据权利要求1或3所述的变频式耕水增氧机，其特征在于：所述的电脑变频控制器上设置有一个以上的接收无线遥控信号的接口。
5.根据权利要求4所述的变频式耕水增氧机，其特征在于：所述的接口为水体溶氧仪接口、气压计控制器接口或手机接口。
6.根据权利要求1所述的变频式耕水增氧机，其特征在于：所述的减速齿轮箱的输出轴上设置有速度离合器，速度离合器上连接有高速离合的加长型耕水板。
7.根据权利要求1所述的变频式耕水增氧机，其特征在于：所述的电机为三相异步电机或单相电机。
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