CN109287466A - 一种浮动苗床脉动充氧装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及充氧设备技术领域，具体涉及一种浮动苗床脉动充氧装置，它包括充氧装置、微气泡发生器、自拟合变频脉动超声发生器、容重动作器；至少一个微气泡发生器安装在充氧装置底端面外侧；至少一个自拟合变频脉动超声发生器安装在微气泡发生器上方；所述容重动作器安装在充氧装置内中部；它能够方便有效地实现浮动苗床水体充氧，具有可靠性较高、能耗低、效果好等优点。

Description

一种浮动苗床脉动充氧装置

【技术领域】

本发明涉及充氧设备技术领域，具体涉及一种浮动苗床脉动充氧装置。

【背景技术】

目前浮动苗床育苗系统中，水床中的水多处于静态、流动性差，水床表面紧密漂浮的育苗盘阻隔了水面与空气的接触面积，降低了水与空气交互作用面积，细菌滋生的影响下，极易导致水体中溶氧降低。低氧浓度、富营养的水体进一步加速了兼性厌氧与厌氧菌的繁殖，致使水质变差、酸化等问题，最终影响种苗发芽与生长。

传统的区域加氧与泵体外循环方式存在以下问题：第一是，气泡较大，气水接触比表面积小、水利停留时间短，充氧效果差；第二是，浮动苗床中的水的组分复杂，而且含有大量砂石与漂浮物，对泵的侵蚀作用大，系统可靠性较差；第三是，循环泵与充气泵均需要电能驱动，系统能耗大，经济效益差。

【发明内容】

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种浮动苗床脉动充氧装置，它能够方便有效地实现浮动苗床水体充氧，具有可靠性较高、能耗低、效果好等优点。

本发明所述的一种浮动苗床脉动充氧装置，它包括充氧装置、微气泡发生器、自拟合变频脉动超声发生器、容重动作器；至少一个微气泡发生器安装在充氧装置底端面外侧；至少一个自拟合变频脉动超声发生器安装在微气泡发生器上方；所述容重动作器安装在充氧装置内中部。

进一步地，所述微气泡发生器包括射流口、气泵；所述射流口上安装有气泵；所述射流口安装在充氧装置的底端。

进一步地，所述射流口上安装有扰流板。

进一步地，所述自拟合变频脉动超声发生器包括变频超声发射单元、反射波探测单元、自拟合调控器；所述自拟合调控器上部、下部分别安装有反射波探测单元、变频超声发射单元。

进一步地，所述容重动作器包括浮力执行器、联动杆、排水闸、进水阀、电磁动作执行器；所述浮力执行器安装在充氧装置中部；所述联动杆穿过浮力执行器，联动杆的底端与进水阀相连；所述进水阀安装在充氧装置的底面；所述排水闸设置在充氧装置上部，该排水闸与浮力执行器、联动杆相连；所述电磁动作执行器安装在充氧装置下部，电磁动作执行器的一端与浮力执行器相连。

进一步地，所述微泡气旋发生器能够产生气体射流，并通过射流口射出，在射流口的扰流板的扰动下使微泡产生自旋，形成自旋气泡。

进一步地，所述射流口的出口位置布置在所述充氧装置的侧面的切线方向。

采用上述结构后，本发明有益效果为：本发明所述的一种浮动苗床脉动充氧装置，它能够方便有效地实现浮动苗床水体充氧，具有可靠性较高、能耗低、效果好等优点。

【附图说明】

此处所说明的附图是用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，但并不构成对本发明的不当限定，在附图中：

图1是本发明的浮动苗床脉动充氧装置系统结构图；

图2是本发明的气水混合体形成状态浮动苗床脉动充氧装置系统结构图；

图3是本发明的排水闸开打浮动苗床脉动充氧装置系统结构图；

图4是本发明的进水阀打开浮动苗床脉动充氧装置系统结构图。

附图标记说明：

充氧装置-1、微气泡发生器-2、射流口-21、气泵-22、自拟合变频脉动超声发生器-3、变频超声发射单元-31、反射波探测单元-32、自拟合调控器-33、容重动作器-4、浮力执行器-41、联动杆-42、排水闸-43、进水阀-44、电磁动作执行器-45。

【具体实施方式】

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，其中的示意性实施例以及说明仅用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

如图1-图4所示，本具体实施方式所述的一种浮动苗床脉动充氧装置，它包括充氧装置1、微气泡发生器2、自拟合变频脉动超声发生器3、容重动作器4；至少一个微气泡发生器2安装在充氧装置1底端面外侧；至少一个自拟合变频脉动超声发生器3安装在微气泡发生器2上方；所述容重动作器4安装在充氧装置1内中部。

进一步地，所述微气泡发生器2包括射流口21、气泵22；所述射流口21上安装有气泵21；所述射流口21安装在充氧装置1的底端。

进一步地，所述射流口21上安装有扰流板。

进一步地，所述自拟合变频脉动超声发生器3包括变频超声发射单元31、反射波探测单元32、自拟合调控器33；所述自拟合调控器33上部、下部分别安装有反射波探测单元32、变频超声发射单元31。

进一步地，所述容重动作器4包括浮力执行器41、联动杆42、排水闸43、进水阀44、电磁动作执行器45；所述浮力执行器41安装在充氧装置1中部；所述联动杆42穿过浮力执行器41，联动杆42的底端与进水阀44相连；所述进水阀44安装在充氧装置1的底面；所述排水闸43设置在充氧装置1上部，该排水闸43与浮力执行器41、联动杆42相连；所述电磁动作执行器45安装在充氧装置1下部，电磁动作执行器45的一端与浮力执行器41相连。

进一步地，所述微泡气旋发生器2产生气体射流，并通过射流口21射出，在射流口21的扰流板的扰动下使微泡产生自旋，形成自旋气泡。

进一步地，所述射流口21的出口位置布置在所述充氧装置1的侧面的切线方向。

本设计中的各部件的工作原理如下：

本设计中，微气泡发生器2实现气流射流的射流口21和用于供气的气泵22，射流口21上安装有扰流板。微泡气旋发生器能够产生气体射流，并通过射流口射出，在射流口的扰流板的扰动下使微泡产生自旋，形成自旋气泡。射流口21射出的气流在充氧装置1的侧面的作用下改变流向，与气泡浮力叠加，在浮动苗床脉动充氧装置1中形成具有螺旋上升特征的气旋。

本设计中，自拟合变频脉动超声发生器3包含用于超声发生的变频超声发射单元31、用于气泡大小与多少探测的反射波探测单元32、用于运算与控制的自拟合调控器32三个功能单元。

本设计中，自拟合调控器能够根据发射频率与反射增益计算出监控区域的气泡大小与气泡多少，并将该数据用于反馈至变频超声发射单元的发射功率。

自拟合调控器当监测到反射增益衰减大于临界值，控制变频超声发射单元执行定强度频率扫描，根据不同频率反射强度的波动，确定最佳工作频率。

自拟合变频脉动超声发生器利用超声作用，使微泡气旋发生器释放的微气泡在气爆作用下形成超微气泡，一方面增大水气接触面积，提高充氧效率，另一方面降低气泡上浮速度，延长气泡水力停留时间，提高气水混合比

本设计中，容重动作器4设置于充氧装置1内，包含用于各种动作执行的浮力执行器41、与浮力执行器相配合的联动杆42、用于排水端口启停的排水闸43、用于进水启停的进水阀44、用于控制微气泡发生器2、自拟合变频脉动超声发生器3动作的电磁动作执行器45。

容重动作器根据水气混合物容重的变化，通过浮力执行器执行排水闸和进水阀开关的动作，实现富氧水的排入到浮动苗床和浮动苗床缺氧水流入到充氧单元的循环。

容重动作器能够根据水气混合物容重的变化与液位变化，通过浮力执行器的位置的改变控制电磁动作执行器，启停微泡气旋发生器和自拟合变频脉动超声发生器动作。

本设计以具体实施例来进行进一步说明 ：

具体实施例：如图1所示，微气泡发生器2可为一个或多个。根据充氧装置1的直径和微气泡发生器2来选用的气泵22。微气泡发生器2的射流口21上设置有扰流板，使经过的气体产生涡流扰动，使从射流口21流出的微气泡具备自旋特性。微气泡的自旋提高了每个气泡表面气水交互，提高溶氧效率。同时射流口21的出口位置布置在充氧装置1的侧面的切线方向，使产生的气体射流在充氧装置1的侧面的作用下改变流向，与气泡浮力叠加，在浮动苗床脉动充氧装置中形成具有螺旋上升特征的气旋。气旋的形成增大了气泡上浮过程中的行走距离里，同时气旋也使气泡表面与水的交互作用增强，进一步提高了充氧效率。

本设计中，容重动作器4设置于充氧装置1内，设有限位的联动杆42穿过浮力执行器41，排水闸43与浮力执行器41相连；排水闸43与联动杆42相连；电磁动作执行器45的一端与浮力执行器41相连。

系统启动初期，排水闸43和进水阀44均处于开的状态，电磁动作执行器45处于关的状态。在液面差的作用下，浮动苗床中的水自进水阀44流入充氧装置1，同时浮力执行器41随水位的抬高上浮；当充氧装置1中的水达到设计位，浮力执行器41通过联动杆42关闭排水闸43和进水阀44，并同时将电磁动作执行器45转为开的状态，微气泡发生器2、自拟合变频脉动超声发生器3开始动作如图2所示；伴随水中气泡量逐渐增多，气水混合物容重逐渐降低，当低于浮力执行器41所需浮力要求，系统认定充氧过程完成，此时充氧装置1中的水位高于浮动苗床中的水位，形成液面差，浮力执行器41开始逐渐下沉，并开启排水闸43，富含氧的水从充氧装置1流入浮动苗床如图3；伴随浮力执行器41浮力逐步减小并下沉，浮力执行器41将电磁动作执行器45转为关的状态，微气泡发生器2、自拟合变频脉动超声发生器3停止动作，并伴随水中气泡的逸散，气水混合物容重增加、液面降低，直至充氧装置1的液面低于浮动苗床，形成负液面差，浮力执行器41打开进水阀44，在液面差作用下，浮动苗床中的水从远端流入充氧装置1，并将富氧水从充氧装置1设置端引入到远端如图4；伴随浮动苗床中的水流入充氧装置1，新一轮的循环开始。由此实现浮动苗床的脉动充氧，系统动件少、可靠性较高、能耗低、充氧效果好。

本发明的优点如下：

1)本设计通过微泡气旋发生器产生具备自旋与气旋特征的微气泡，通过自拟合变频脉动超声发生器将微气泡转化为超微气泡，专利装置能实现联合控制气液交互强度和气液交互比表面积双因素控制溶氧效率。

2)本设计通过容重动作器实现势差循环，以脉冲方式将富氧水带入苗床，本发明能够更广泛的适用于各种苗床水质条件，使技术能够适用各类苗床。

3）本设计的充氧与循环是在一个系统中联动完成，系统结构简单，操作简便。

以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims (7)

1.一种浮动苗床脉动充氧装置，其特征在于：它包括充氧装置（1）、微气泡发生器（2）、自拟合变频脉动超声发生器（3）、容重动作器（4）；至少一个微气泡发生器（2）安装在充氧装置（1）底端面外侧；至少一个自拟合变频脉动超声发生器（3）安装在微气泡发生器（2）上方；所述容重动作器（4）安装在充氧装置（1）内中部。

2.根据权利要求1所述的一种浮动苗床脉动充氧装置，其特征在于：所述微气泡发生器（2）包括射流口（21）、气泵（22）；所述射流口（21）上安装有气泵（21）；所述射流口（21）安装在充氧装置（1）的底端。

3.根据权利要求2所述的一种浮动苗床脉动充氧装置，其特征在于：所述射流口（21）上安装有扰流板。

4.根据权利要求1所述的一种浮动苗床脉动充氧装置，其特征在于：所述自拟合变频脉动超声发生器（3）包括变频超声发射单元（31）、反射波探测单元（32）、自拟合调控器（33）；所述自拟合调控器（33）上部、下部分别安装有反射波探测单元（32）、变频超声发射单元（31）。

5.根据权利要求1所述的一种浮动苗床脉动充氧装置，其特征在于：所述容重动作器（4）包括浮力执行器（41）、联动杆（42）、排水闸（43）、进水阀（44）、电磁动作执行器（45）；所述浮力执行器（41）安装在充氧装置（1）中部；所述联动杆（42）穿过浮力执行器（41），联动杆（42）的底端与进水阀（44）相连；所述进水阀（44）安装在充氧装置（1）的底面；所述排水闸（43）设置在充氧装置（1）上部，该排水闸（43）与浮力执行器（41）、联动杆（42）相连；所述电磁动作执行器（45）安装在充氧装置（1）下部，电磁动作执行器（45）的一端与浮力执行器（41）相连。

6.根据权利要求2所述的一种浮动苗床脉动充氧装置，其特征在于：所述微泡气旋发生器（2）产生气体射流，并通过射流口（21）射出，在射流口（21）的扰流板的扰动下使微泡产生自旋，形成自旋气泡。

7.根据权利要求2所述的一种浮动苗床脉动充氧装置，其特征在于：所述射流口（21）的出口位置布置在充氧装置（1）的侧面的切线方向。