CN107410164A - 水体增氧、杀菌装置 - Google Patents

水体增氧、杀菌装置 Download PDF

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Abstract

水体增氧、杀菌装置，包括：潜水泵、潜水泵出水管、水流混气单元、水气输送管道、涡流气泡释放单元，所述潜水泵的出水端通过所述潜水泵出水管与所述水流混气单元的进水端连通，所述水流混气单元的出水端通过所述水气输送管道与所述涡流气泡释放单元连通。其优点是：①、具有低制作成本、低运行功耗和装置小型化的优势；②、由于涡流气泡释放单元的结构设计，可根据实际需要，确定水体内增氧深度；再者，由于水气混合容器两端陶瓷超声换能器、紫外光LED灯珠阵列的设计，可同时实现水体的增氧、杀菌、降氨氮和抑制藻类生长等功能，提升水质；③、定量控制输送至水体内的病虫防治试剂，并均匀分散到水体中，提升病虫防治效果，增加水产养殖效益。

Description

水体增氧、杀菌装置
技术领域
本发明涉及水产养殖器械技术领域，具体地说是一种水体增氧、杀菌装置。
背景技术
在鱼塘或鱼缸中增氧、杀菌是水产养殖的常用措施，现有的机械增氧方式主要有两类：其一是采用动力带动气泵，将空气压入铺设于池底的充气管中，充气管壁上有许多密集小孔，压力差使空气以气泡形式扩散到水中，增加水体溶氧量。该方法中空气在水体中主要以气泡的形式存在，接触面积小，溶氧不充分，增氧效率低下，且装置的建设和使用成本均较高；其二是采用叶轮或水泵将水体搅动，在此过程中将空气与水体混合，增加水体溶氧量。该方法也存在空气与水体接触面积不够充分，溶氧量不高，增氧效率较低的问题，且搅动的水体主要为表面水体，对深层水体增氧效果有限。此外，该两类方法在使用过程中均存在耗能高、投入大的不足，亟待改进。近年来，虽有专利CN10487413B、CN2640238Y独辟蹊径利用超声波进行增氧设计，但其设计中超声波对水体的作用时间短，不利于氧分的充分溶入；CN103081852B利用超声波的空化作用配合曝气条来提高水体的溶氧效果，但该发明存在不能对深层水体进行整体增氧、杀菌、降氨氮等提升水质和养殖条件的不足。为此，在该领域内仍然有众多地方亟待创新。
发明内容
为了解决上述技术缺陷，本发明提供结构简单、成本低廉、集杀菌、增氧、降氨氮为一体的新型水体增氧、杀菌装置。
水体增氧、杀菌装置，包括：潜水泵、潜水泵出水管、水流混气输送单元、第一水气输送管道、涡流气泡释放单元，所述潜水泵的出水端通过所述潜水泵出水管与所述水流混气单元的进水端连通，所述水流混气单元的出水端通过所述水气输送管道与所述涡流气泡释放单元连通。
水体增氧、杀菌装置，其优点是：
①、相对于叶轮式增氧机和池底微孔送气方式，本发明具有低制作成本、低运行功耗和装置小型化的优势；
②、由于涡流气泡释放单元的结构设计，实现了可根据实际需要，确定水体内增氧深度；再者，由于水气混合容器两端陶瓷超声换能器、紫外光LED灯珠阵列的设计，可同时实现水体的增氧、杀菌、降氨氮和抑制藻类生长等功能，提升水质；
③、可通过进液连通管、储液罐分别替代进气连通管、储气罐，定量控制输送至水体内的病虫防治试剂，并均匀分散到水体中，提高病虫防治效果，增加水产养殖效益。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为图1中A部放大图；
图3为图1中B部放大图；
图4为涡流气泡释放单元俯视图；
其中：
1、潜水泵，2、潜水泵出水管；
3、水流混气输送单元，31、水流混气壳体，32、第二水气输送管道，33、水气混合容器，34、进气连通管，35、储气罐，36、流量控制阀，37、陶瓷超声换能器，38、超声波脉冲功率驱动器，39、紫外光LED灯珠阵列；
4、第一水气输送管道；
5、涡流气泡释放单元，51、气泡释放圆柱体，52、配重圆盘，53、水气释放管道，54、水气释放喷头，55、通孔；
6、控制电源。
具体实施方式
水体增氧、杀菌装置，包括：潜水泵1、潜水泵出水管2、水流混气输送单元3、第一水气输送管道4、涡流气泡释放单元5，所述潜水泵1的出水端通过所述潜水泵出水管2与所述水流混气输送单元3的进水端连通，所述水流混气输送单元3的出水端通过所述第一水气输送管道4与所述涡流气泡释放单元5连通。
优选地，所述潜水泵1与一控制电源6电连接，用于控制所述潜水泵1的开、关；
所述潜水泵1为沉浸式潜水泵。
优选地，所述水流混气输送单元3包括：水流混气壳体31、第二水气输送管道32、与所述第一水气输送管道4的进水端连通的水气混合容器33、进气连通管34、储气罐35，所述第二水气输送管道32竖直设置于所述水流混气壳体31，且下端从所述水流混合气壳体31下端延伸出、并与所述水气混合容器33连通，所述潜水泵出水管2的出水端从所述水流混气壳体31上端延伸进入、并与所述第二水气输送管道32的进水口相对，用于将所述潜水泵出水管2内的水送入所述第二水气输送管道32；
所述进气连通管34的进气端、出气端分别与所述储气罐35、所述水流混气壳体31连通，且所述第二水气输送管道32的上端部位于所述进气连通管34的出气端以下，使得气体通过所述进气连通管34进入所述水流混气壳体31内、与所述第二水气输送管道32内的水混合，完成水、气的初步混合；
优选地，所述水流混气壳体31为上圆下尖、横长延伸的壳体；
所述潜水泵出水管2的出水端为尖形，所述第二水气输送管道32的进水端呈Y字形，且所述潜水泵出水管2的出水端延伸入所述第二水气输送管道32的进水端内，所述潜水泵出水管2的出水端位于所述第二水气输送管道32的进水端横截面中央，使得所述潜水泵出水管2内的水喷射至所述第二水气输送管道32内，同时与进入所述水流混气壳体31内的气体混合，用于溶解氧气；
进一步地，所述潜水泵出水管2的出水端的外壁不与所述第二水气输送管道32的进水端的内壁接触；
进一步地，所述进气连通管34上设置有一流量控制阀36，用于控制进入所述水流混气壳体31内气体的量；
所述进气连通管34、所述储气罐35可分别采用进液连通管、储液罐替代，用于输送病虫防治试剂，并通过调节所述流量控制阀36来控制所述水流混气壳体31内的水与病虫防治试剂的混合比例；
优选地，所述水气混合容器33底部设置有陶瓷超声换能器37，用于向所述水气混合容器33提供超声脉冲，发生空化作用，产生大量微泡，增加水体中溶氧量、降低氨氮含量，同时对藻类、病菌等进行灭活等提升水质的工作；
所述陶瓷超声换能器37电连接超声波脉冲功率驱动器38，用于接收所述超声波脉冲功率驱动器38提供的电能，且电脉冲的频率为20kHz；
所述水气混合容器33顶部设置有紫外光LED灯珠阵列39，用于向所述水气混合容器33发射紫外光，杀灭水体中的细菌；
所述紫外光LED灯珠阵列39电连接LED驱动器39a，用于控制所述紫外光LED灯珠阵列39的开、关；
优选地，所述紫外光LED灯珠阵列39的灯珠发光中心波长为285nm。
优选地，第一水气输送管道4根据需要设置有分支，且每个分支底部垂直连通有一所述涡流气泡释放单元5；
进一步地，所述涡流气泡释放单元5，包括：与所述第一水气输送管道4的出水端连通的气泡释放圆柱体51、配重圆盘52、至少一个水气释放管道53、至少一个水气释放喷头54，所述配重圆盘52设置于所述气泡释放圆柱体51的下部，所述水气释放管道53沿所述气泡释放圆柱体51侧壁径向均匀分布，所述水气释放管道53的一端与所述气泡释放圆柱体51连通，另一端与所述水气释放喷头54连通，用于将所述气泡释放圆柱体51内的水、气混合体经所述水气释放喷头54喷出；所述水气释放管道53设置于所述配重圆盘52的上部；
所述水气释放管道53与所述水气释放喷头54的内角大于90°，且所述水气释放喷头54的喷嘴与水平面方向呈30°～45°夹角朝向水面设置，当所述水气释放喷头54的喷嘴处喷出水气混合物时，将带动喷嘴周围的水体作相同方向流动，进而形成涡流，加速了深层水体的流动，同时促进了水体与氧分的接触和溶解，获得了更好的溶氧效果。
进一步地，所述气泡释放圆柱体51的上端面开设有至少一组通孔55，每组通孔55构成一个圆环形，且每组通孔55的中心点与所述气泡释放圆柱体51上端面的中心点重合；
优选地，每组所述通孔55间距相等，使得所述气泡释放圆柱体51内的水、气混合体从所述通孔55均匀喷出；
本发明是这样实现的：
S1、开启控制电源6，此时潜水泵1开始工作，使水体通过潜水泵出水管2泵入水流混气输送单元3内，根据伯努利流体力学方程可知当流体在经过截面积不同的界面时其压强将产生突变。由于潜水泵出水管2的出水端为尖形，因此，当水流入此处时，此处流速加快，压强变小，与水流混气壳体31内的其他位置存在压强差，使得水流混气壳体31内的空气向此处聚集；
同时，为了提高氧气的输送量，可打开流量控制阀36，进气连通管34向水流混气壳体31内输送气体，并聚集于潜水泵出水管2的出水口；
由于第二水气输送管道32的进水端呈Y字形，而潜水泵出水管2的出水端为尖形，使得潜水泵出水管2内的出水口的截面远小于第二水气输送管道32的进水口截面，此时，聚集于潜水泵出水管2出水端的空气被潜水泵出水管2的出水端喷射出的水流裹挟带走，以此完成气体与水体的初次混合；
S2、步骤S1获得的水气混合物流经第二水气输送管道32后进入水气混合容器33；超声波脉冲功率驱动器38将电能输送至陶瓷超声换能器37，驱动陶瓷超声换能器37向水气混合容器33发出超声脉冲。此时，水气混合容器33中产生空化作用，而水体在狭长的密闭空间内有较长的滞留时间，持续的超声波空化作用可将水气混合容器33中较大的气泡充分粉碎并重新形成大量微泡，且气泡表面积可增加103～104倍，从而使得更多氧气溶解于水体中；同时，空化效应中微泡内的高温热解作用可有效杀灭水体中藻类的活性和降低氨氮含量，提升水质；
再者，由于水气混合容器33顶部设计有中心波长为285nm的紫外光LED灯珠阵列39，可将水体中多数细菌与病毒杀灭，促进水体中鱼类等物种的健康生长；
S3、根据氧分的投放深度需要，选择配重圆盘52与第一水气输送管道4的长度搭配，使得涡流气泡释放单元5位于水体中所需深度；经步骤S2处理的水气混合物在第一水气输送管道4的作用下，进入气泡释放圆柱体51，一方面，一部分水气混合物经气泡释放圆柱体51上端面上的多组通孔55喷出；另一方面，一部分水气混合物通过水气释放管道53流经水气释放喷头54后喷出，由于各水气释放喷头54的喷嘴的水流方向一致，可带动喷嘴周围的水体作同方向流动，进而形成涡流，加速了深层水体的流动，同时促进了水体与氧分的接触和溶解，获得了更好的溶氧效果。
上述过程中，当水体中需要投放病虫防治试剂时，与上述步骤不同之处在于，在步骤S1，可用进液连通管、储液罐分别替代进气连通管34、储气罐35，将病虫防治试剂置入储液罐内，调节流量控制阀36来控制水流混气壳体31内水与病虫防治试剂的混合比例，在负压作用下，使得病虫防治试剂进入水流混气壳体31内，进入第二水气输送管道32。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.水体增氧、杀菌装置，其特征在于：包括潜水泵(1)、潜水泵出水管(2)、水流混气输送单元(3)、第一水气输送管道(4)、涡流气泡释放单元(5)，所述潜水泵(1)的出水端通过所述潜水泵出水管(2)与所述水流混气输送单元(3)的进水端连通，所述水流混气输送单元(3)的出水端通过所述第一水气输送管道(4)与所述涡流气泡释放单元(5)连通。
2.根据权利要求1所述水体增氧、杀菌装置，其特征在于：所述水流混气输送单元(3)包括：水流混气壳体(31)、第二水气输送管道(32)、与所述第一水气输送管道(4)的进水端连通的水气混合容器(33)、进气连通管(34)、储气罐(35)，所述第二水气输送管道(32)竖直设置于所述水流混气壳体(31)，且下端从所述水流混气壳体(31)下端延伸出、并与所述水气混合容器(33)连通，所述潜水泵出水管(2)的出水端从所述水流混气壳体(31)上端延伸进入、并与所述第二水气输送管道(32)的进水口相对，用于将所述潜水泵出水管(2)内的水送入所述第二水气输送管道(32)；
所述进气连通管(34)的进气端、出气端分别与所述储气罐(35)、所述水流混气壳体(31)连通，且所述第二水气输送管道(32)的上端部位于所述进气连通管(34)的出气端以下，使得气体通过所述进气连通管(34)进入所述水流混气壳体(31)内、与所述第二水气输送管道(32)内的水混合，完成水、气的初步混合。
3.根据权利要求2所述水体增氧、杀菌装置，其特征在于：所述潜水泵出水管(2)的出水端为尖形，所述第二水气输送管道(32)的进水端呈Y字形，且所述潜水泵出水管(2)的出水端延伸入所述第二水气输送管道(32)的进水端内，所述潜水泵出水管(2)的出水端位于所述第二水气输送管道(32)的进水端横截面中央，使得所述潜水泵出水管(2)内的水喷射至所述第二水气输送管道(32)内，同时与进入所述水流混气壳体(31)内的气体混合，用于溶解氧气。
4.根据权利要求2所述水体增氧、杀菌装置，其特征在于：所述水气混合容器(33)底部设置有陶瓷超声换能器(37)，用于向所述水气混合容器(33)提供超声脉冲。
5.根据权利要求4所述水体增氧、杀菌装置，其特征在于：所述陶瓷超声换能器(37)电连接超声波脉冲功率驱动器(38)，用于接收所述超声波脉冲功率驱动器(38)提供的电能。
6.根据权利要求2所述水体增氧、杀菌装置，其特征在于：所述水气混合容器(33)顶部设置有紫外光LED灯珠阵列(39)，用于向所述水气混合容器(33)发射紫外光。
7.根据权利要求1～6任一所述水体增氧、杀菌装置，其特征在于：所述涡流气泡释放单元(5)，包括：与所述第一水气输送管道(4)的出水端连通的气泡释放圆柱体(51)、配重圆盘(52)、至少一个水气释放管道(53)、至少一个水气释放喷头(54)，所述配重圆盘(52)设置于所述气泡释放圆柱体(51)的下部，所述水气释放管道(53)沿所述气泡释放圆柱体(51)侧壁径向均匀分布，所述水气释放管道(53)的一端与所述气泡释放圆柱体(51)连通，另一端与所述水气释放喷头(54)连通，用于将所述气泡释放圆柱体(51)内的水、气混合体经所述水气释放喷头(54)喷出；所述水气释放管道(53)设置于所述配重圆盘(52)的上部。
8.根据权利要求7所述水体增氧、杀菌装置，其特征在于：所述水气释放管道(53)与所述水气释放喷头(54)的内角大于90°，且各水气释放喷头(54)的喷嘴与水平面方向呈30°～45°夹角朝向水面设置。
9.根据权利要求7所述水体增氧、杀菌装置，其特征在于：所述气泡释放圆柱体(51)的上端面开设有至少一组通孔(55)，每组通孔(55)构成一个圆环形，且每组通孔(55)的中心点与所述气泡释放圆柱体(51)上端面的中心点重合。
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