CN110668661B - 一种太阳能的淤泥翻耕兼种植的曝气装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种太阳能的淤泥翻耕兼种植的曝气装置，植被床固定在浮体上并漂浮与水面；浮体下部与内管固定连接，内管外套设外管，外管外壁上固定一组挡板；外管外部套设一气腔，气腔下部与进水管连通并固定连接，进水管横向与析肩吸管连通并连接，析肩吸管可以相对于进水管上下摆动；外管下端固定设置一曝气环，曝气环具有一与外部连通的出气管；析肩吸管末端转动设置一移动脚，移动脚在角限位的限位下具有一根据地面起伏自行适应的摆动范围。本发明提高了水中溶氧值及氧化挥发了水中的有挥发性有害物质，曝气把池塘底层水排出水面混合，在阳光的光合作用下，藻类吸收水中的有害物质释放出氧气，再一次提高了水中溶氧值。

Description

一种太阳能的淤泥翻耕兼种植的曝气装置及方法
技术领域
本发明涉及一种养殖水体的曝气装置，具体来说，是一种太阳能的淤泥翻耕兼种植的曝气装置。
背景技术
中国是池塘水产品养殖大国，但对鱼粪残饵的沉淀物是养殖中最大困扰，24小时养殖池塘水质的含氧量监测发现0.5米以下水层含氧值只有0.8 mg/L，上层水含氧值为6.3mg/L左右，这说明池塘沉淀物产生厌氧发酵，释放出大量的有机物质、NH3和H2S等有害物质，败坏了水质造成养殖水产品的病害发生，影响了水产品品质和产量。
现有的对池塘沉淀物处理有，如：清淤法、干塘曝晒法、水中增氧等方法。对清淤法、干塘曝晒法处理成本高周期长，特别对淤泥堆放，大大影响了养殖效益，而普遍地用增氧机增氧对淤泥的氧化处理效果不理想，达不到直接对淤泥处理的效果。
上述的水中增氧有，叶轮、水车、喷水和曝气等装置，在长期连续使用下有一定效果，但养殖成本偏高。曝气增氧，可使上下层水得到交换，藻类在阳光作用下吸收水体中有机物质、NH3和H2S等有害物质，再释放出氧气。但曝气增氧还存在不足，曝气对上下层水交换效果不理想，不能全部的把低层沉积的水和淤泥与上层水混合。所以现有的曝气增氧装置在使用中受到一定的限止。
要有好的水质养殖，必须解决排泄在水中沉积的淤泥。目前都使用抽吸清淤或二三年后干塘清淤，浪费了大量人力物力。
综上，如何提供一种针对养殖池塘，能兼顾淤泥翻耕，植被种植、曝气增氧的装置，是本领域亟待解决的技术难题。
发明内容
本发明的目的是提供一种太阳能的淤泥翻耕兼种植的曝气装置，采用太阳能作曝气动力，对池塘底层用圆周扫吸法作曝气增氧及淤泥的翻耕，适应对池底不平的坡地抽吸，提高了水中溶氧值及氧化挥发了水中的有挥发性有害物质、NH3和H2S等，在浮于水面植被上种植根系发达植物或蔬菜，曝气把池塘底层水排出水面混合，在阳光的光合作用下，藻类吸收水中的有害物质释放出氧气，再一次提高了水中溶氧值，同时根系发达植物更进一步吸收了水中的NH3和H2S等有害物质和释放出新鲜氧气。
本发明采取以下技术方案：
一种太阳能的淤泥翻耕兼种植的曝气装置，包括浮体3，植被床3a固定在所述浮体3上并漂浮与水面，浮体3上固定设置至少一空气泵2；浮体3下部与内管4固定连接，内管4外套设外管5，外管5外壁上固定一组挡板6；外管5外部套设一气腔10，气腔10下部与进水管4连通并固定连接，所述进水管4横向与析肩吸管15连通并连接，析肩吸管15可以相对于进水管4上下摆动；所述挡板6与气腔10的上表面位置上下对应，气腔10上抬时能够通过挡板6带动外管5一并向上运动；所述空气泵2依次通过所述内管4、外管5与气腔10连通；所述外管5下端固定设置一曝气环12，所述曝气环12具有一与外部连通的出气管12c；所述析肩吸管15末端转动设置一移动脚18，移动脚18在角限位17的限位下具有一根据地面起伏自行适应的摆动范围，所述析肩吸管15还设有自外到内口径逐渐缩小的吸口16。
优选的，浮架3上设置并列的两台空气泵，根据阳光充足程度选择其中一台或两台进行工作；植被床3a上种植根系发达植物或蔬菜。
优选的，内管4固定在浮架3下，内管的管口距水面H，H为水面流通高度。
优选的，外管5下端开数个流通口，流通口的截面积大于外管5横截面积；曝气环12固定在托架13a上，曝气环12横截面成U形，U形状的上口设置薄片微孔板12a；空气泵出气口软管通曝气环12与气口12b，气口12b设置于集气腔11内，底板13固定在外管5下端的流通口下，底板13上面固定托架13a。
进一步的，气腔10顶面设行程开关7与电磁阀8，行程开关7控制电磁阀8的开启与闭合，滑套管9a中下部围一个环型的集气腔11，集气腔11顶部开有排气孔9b，气口12b进入腔内，集气腔11外壁设置进水管14，进水管14管口的两侧中部开转折孔一14a，对应转折孔一14a管口上下面有挡水条14b，滑套管9a活动地套在外管5外。
进一步的，析肩吸管15为长条矩形，前端的两侧距中部开转折孔二15a，析肩吸管15的转折孔二15a和转折孔一14a连上，析肩吸管15可在进水管14上上下转折，沉浮箱9的每一次沉浮对析肩吸管15在水底进行一次重布，吸口16的开口内侧小外侧大，可把圆周面内的淤泥均匀的吸入；移动脚18安装于析肩吸管15的外侧壁，析肩吸管15升起后，在角限位17的限位下移动脚18形成一个后倾的角度。
进一步的，摇控装置控制行程开关7对电磁阀8作常闭，沉浮箱9浮力增加顶起挡板6把外管5及各部件继续上浮，直到把外管5全部收起；选择新地后再由摇控装置开启，沉浮箱9内的空气排出，外管5带各部件下沉。
进一步的，浮体3浮于水面，浮体3上设置太阳能电板1和两台空气泵，为合理使用太阳能，常态下两台并用，阳光薄弱时改为一台工作，加长了作业周期，植被床3a固定浮体3上，植被床3a上种植根系发达植物，内管4的管口距水面H；空气泵出气口连通曝气环12，曝气环12固定在外管5内的托架13a上，气口12b设置于集气腔11内；空气泵启动，曝气环12在外管5内曝气，水从吸口16进入经过析肩吸管15、外管5、最后由内管4的管口流出，U形曝气环12能防止停机时造成水反流对微孔堵塞，和曝气中气压对水流的增速，管内曝气增氧比常态的增氧可提高50%的水中含氧量；同时空气进入集气腔11内聚集，集气腔11内气压大于水流引力时，空气从排气孔9b流入气腔10，气腔10内的水被排出葙体，沉浮箱9在外管5中上浮，行程开关7撞上挡板6后指令电磁阀8开，空气从气腔10中排出，沉浮箱9下沉，下沉时，移动脚18形成一个后倾的角度，由于移动脚18支点偏于析肩吸管15的重心，使析肩吸管15重心力改变方向，把析肩吸管15沿圆周切线方向推出一个转角度；析肩吸管15在进水管14上上下转折，下沉后能平服紧贴水底不平的斜坡上，提高了淤泥抽吸的效果；析肩吸管15为长条矩形，吸口16的开口前小后大，在圆周面内把淤泥均匀的吸入，适应对池底不平的坡地抽吸，对池塘底层用圆周扫吸法作曝气增氧及淤泥的翻耕，提高了水中溶氧值及氧化挥发了水中的有挥发性有害物质、NH3 和H2S等，曝气把池塘底层水排出水面混合，在阳光的光合作用下，藻类吸收水中的有害物质释放出氧气，再一次提高了水中溶氧值；淤泥翻耕更换新址：启动摇控装置8a指令行程开关7对电磁阀8作常闭，沉浮箱9上浮将外管5上的挡板6顶起，外管5整体部件被全部收起，用人工拉动固定在浮体3绳索更换新址，然后，启动摇控装置指令行程开关7对电磁阀8作开，沉浮箱9内的空气被排出，外管5整体部件下沉，析肩吸管15贴于水底面对淤泥进行翻耕；每一次沉浮，析肩吸管15沿圆周切线方向推出一个转角度，析肩吸管15布设能平服紧贴于水底面。
本发明的有益效果在于：
1）利用太阳能曝气气泵动力，采用二台气泵并联，在太阳能电力不足时改为一台气泵使用，
2）植被床上种植根系发达植物或蔬菜，能增加经济效益，更进一步大量吸收了水中的NH3和H2S等有害物质和释放出新鲜氧气；
3）曝气环设置在套管内，外管套内管，内管设置于浮体上，管道的伸缩能适用于不同水深，管道曝气能起到了把底层沉积的淤泥翻耕，将淤泥中有机物质、NH3 和H2S等有害物质抽吸提升至水面给予氧化和蒸发；
4）管道曝气取底层低含氧值水，在低饱和的状态下连续增氧，比常态的水中增氧可提高50%的水中含氧量，管道曝气又起到了把底层沉积的淤泥翻耕，淤泥中有机物质、NH3和H2S等有害物质抽吸提升至上水面给予氧化和蒸发；曝气环横截面成U形，U形状的上口设置薄片微孔板，能防止停机时造成水反流对微孔堵塞， U形状的曝气环在水流中可减少水流阻力和曝气气压对水流的增速；
5）行程开关、电磁阀控制沉浮箱的沉浮，摇控装置控制电磁阀对沉浮箱升降；
6）沉浮箱，利用压缩空气浮体的每一次沉浮对析肩吸管在水底坡面上进行一次布置，吸口的开口前小后大，增加了抽吸淤泥的效果；
7）每一次析肩吸管升起后，移动脚形成一个后倾的角度，下落时移动脚的支点偏于析肩吸管的重心点，使重心力改变方向把析肩吸管推出一个转角，析肩吸管沿圆周方向做一个移动；
8）淤泥翻耕换位，启动摇控装置指令行程开关对电磁阀作常闭，沉浮相上浮，外管整体部件被全部收起，换位或种植管理；换新地后再由摇控装置开启，外管带各部件下沉，又换置一个新地作业。
9）该装置采用太阳能作动力，提高了增氧效率50%，还能解决置换新地人不下水自动把装置收起，无运行成本，解决了沉积底层的有害物质的处理，对缺乏电力的地域都可使用。上述藻类能吸收水中的有害物，但藻类吸收水中的有害物质的量有限，最好能有自动移动换置新地。
附图说明
图1是本发明太阳能的淤泥翻耕兼种植的曝气装置的结构示意图。
图2是本发明太阳能的淤泥翻耕兼种植的曝气装置上部的结果示意图。
图3是外管及曝气环等部件的结构图。
图4是图3中曝气环部位的放大图。
图5是气腔及集气腔等部件的结构图。
图6是析肩吸管及移动脚等结构示意图。
图7是移动脚针对不同底面高度自适应调节的示意图。
图8是析肩吸管上下摆动的示意图。
图9是一级上浮时状态时的示意图。
图10是二级上浮状态时的示意图。
图11是曝气试验溶氧量示意图。
图12是太阳能的淤泥翻耕兼种植的曝气装置设置在池塘中，两侧浮体由牵引绳牵引固定在两岸的示意图。
图13是多个太阳能的淤泥翻耕兼种植的曝气装置依次连接形成一体系的主视图。
图14是图13对应的俯视图。
1太阳能电板，2空气泵，3浮体 ，3a植被床 ，4内管，5外管，6挡板，7限位开关，8电磁阀，9沉浮箱，9a滑套管，10气腔 ，11集气腔，11a排气孔，12曝气环，12a微孔板，12bU型环体，12c出气管，13管底板，13a托架，14进水管，14a转折孔一，14b挡水条，15析肩吸管，16吸口，17角限位，18移动脚。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。
参见图1，一种太阳能的淤泥翻耕兼种植的曝气装置，包括浮体3，植被床3a固定在所述浮体3上并漂浮与水面，浮体3上固定设置至少一空气泵2；浮体3下部与内管4固定连接，内管4外套设外管5，外管5外壁上固定一组挡板6；外管5外部套设一气腔10，气腔10下部与进水管4连通并固定连接，所述进水管4横向与析肩吸管15连通并连接，析肩吸管15可以相对于进水管4上下摆动；所述挡板6与气腔10的上表面位置上下对应，气腔10上抬时能够通过挡板6带动外管5一并向上运动；所述空气泵2依次通过所述内管4、外管5与气腔10连通；所述外管5下端固定设置一曝气环12，所述曝气环12具有一与外部连通的出气管12c；所述析肩吸管15末端转动设置一移动脚18，移动脚18在角限位17的限位下具有一根据地面起伏自行适应的摆动范围，所述析肩吸管15还设有自外到内口径逐渐缩小的吸口16。
参见图1-2，浮架3上设置并列的两台空气泵，根据阳光充足程度选择其中一台或两台进行工作；植被床3a上种植根系发达植物或蔬菜。
参见图1-3，内管4固定在浮架3下，内管的管口距水面H，H为水面流通高度。
参见图3，外管5下端开数个流通口，流通口的截面积大于外管5横截面积；曝气环12固定在托架13a上，曝气环12横截面成U形，U形状的上口设置薄片微孔板12a；空气泵出气口软管通曝气环12与气口12b，气口12b设置于集气腔11内，底板13固定在外管5下端的流通口下，底板13上面固定托架13a。
参见图5，气腔10顶面设行程开关7与电磁阀8，行程开关7控制电磁阀8的开启与闭合，滑套管9a中下部围一个环型的集气腔11，集气腔11顶部开有排气孔9b，气口12b进入腔内，集气腔11外壁设置进水管14，进水管14管口的两侧中部开转折孔一14a，对应转折孔一14a管口上下面有挡水条14b，滑套管9a活动地套在外管5外。
参见图1和6，析肩吸管15为长条矩形，前端的两侧距中部开转折孔二15a，析肩吸管15的转折孔二15a和转折孔一14a连上，析肩吸管15可在进水管14上上下转折，沉浮箱9的每一次沉浮对析肩吸管15在水底进行一次重布，吸口16的开口内侧小外侧大，可把圆周面内的淤泥均匀的吸入；移动脚18安装于析肩吸管15的外侧壁，析肩吸管15升起后，在角限位17的限位下移动脚18形成一个后倾的角度。
参见图5，摇控装置控制行程开关7对电磁阀8作常闭，沉浮箱9浮力增加顶起挡板6把外管5及各部件继续上浮，直到把外管5全部收起；选择新地后再由摇控装置开启，沉浮箱9内的空气排出，外管5带各部件下沉。
具体实施时，参见图1-14，浮体3浮于水面，浮体3上设置太阳能电板1和两台空气泵，为合理使用太阳能，常态下两台并用，阳光薄弱时改为一台工作，加长了作业周期，植被床3a固定浮体3上，植被床3a上种植根系发达植物，内管4的管口距水面H；空气泵出气口连通曝气环12，曝气环12固定在外管5内的托架13a上，气口12b设置于集气腔11内；空气泵启动，曝气环12在外管5内曝气，水从吸口16进入经过析肩吸管15、外管5、最后由内管4的管口流出，U形曝气环12能防止停机时造成水反流对微孔堵塞，和曝气中气压对水流的增速，管内曝气增氧比常态的增氧可提高50%的水中含氧量；同时空气进入集气腔11内聚集，集气腔11内气压大于水流引力时，空气从排气孔9b流入气腔10，气腔10内的水被排出葙体，沉浮箱9在外管5中上浮，行程开关7撞上挡板6后指令电磁阀8开，空气从气腔10中排出，沉浮箱9下沉，下沉时，移动脚18形成一个后倾的角度，由于移动脚18支点偏于析肩吸管15的重心，使析肩吸管15重心力改变方向，把析肩吸管15沿圆周切线方向推出一个转角度；析肩吸管15在进水管14上上下转折，下沉后能平服紧贴水底不平的斜坡上，提高了淤泥抽吸的效果；析肩吸管15为长条矩形，吸口16的开口前小后大，在圆周面内把淤泥均匀的吸入，适应对池底不平的坡地抽吸，对池塘底层用圆周扫吸法作曝气增氧及淤泥的翻耕，提高了水中溶氧值及氧化挥发了水中的有挥发性有害物质、NH3 和H2S等，曝气把池塘底层水排出水面混合，在阳光的光合作用下，藻类吸收水中的有害物质释放出氧气，再一次提高了水中溶氧值，同时根系发达植物，更进一步吸收了水中大量的NH3 和H2S等有害物质，最后释放出新鲜氧气；一次次重复沉浮，15析肩吸管在圆周切线方向推进，直到把圆周面内淤泥彻底翻耕改良；淤泥翻耕更换新址：启动摇控装置8a指令行程开关7对电磁阀8作常闭，沉浮箱9上浮将外管5上的挡板6顶起，外管5整体部件被全部收起，用人工拉动固定在浮体3绳索更换新址，然后，启动摇控装置指令行程开关7对电磁阀8作开，沉浮箱9内的空气被排出，外管5整体部件下沉，析肩吸管15贴于水底面对淤泥进行翻耕，又回到上述一次次重复沉浮的淤泥翻耕作业；每一次沉浮，析肩吸管15沿圆周切线方向推出一个转角度，析肩吸管15布设能平服紧贴于水底面，同时植被床3a上种植根系发达植物或蔬菜，吸收了水中有害物质；该设备间单，造价低，淤泥翻耕效果好 无运行成本。
参见图12，本太阳能的淤泥翻耕兼种植的曝气装置设置于池塘中，两侧的浮体由牵引绳牵引，固定在两岸，可以通过人力或动力机构进行牵引，变换装置所处的位置。
参见图13-图14，多个上述的太阳能的淤泥翻耕兼种植的曝气装置依次相连，形成一体系，同时对池塘进行淤泥翻耕，曝气增氧、以及绿植净化。
以上是本发明的优选实施例，本领域普通技术人员还可以在此基础上进行各种变换或改进，在不脱离本发明总的构思的前提下，这些变换或改进都应当属于本发明要求保护的范围之内。

Claims (2)

1.一种太阳能的淤泥翻耕兼种植的曝气装置，其特征在于：
包括浮体（3），植被床（3a）固定在所述浮体（3）上并漂浮与水面，浮体（3）上固定设置至少一空气泵（2）；
浮体（3）下部与内管（4）固定连接，内管（4）外套设外管（5），外管（5）外壁上固定一组挡板（6）；外管（5）外部套设一气腔（10），气腔（10）下部与进水管（14）连通并固定连接，所述进水管（14）横向与析肩吸管（15）连通并连接，析肩吸管（15）可以相对于进水管（14）上下摆动；所述挡板（6）与气腔（10）的上表面位置上下对应，气腔（10）上抬时能够通过挡板（6）带动外管（5）一并向上运动；
所述空气泵（2）依次通过所述内管（4）、外管（5）与气腔（10）连通；
所述外管（5）下端固定设置一曝气环（12），所述曝气环（12）具有一与外部连通的出气管（12c）；
所述析肩吸管（15）末端转动设置一移动脚（18），移动脚（18）在角限位（17）的限位下具有一根据地面起伏自行适应的摆动范围，所述析肩吸管（15）还设有自外到内口径逐渐缩小的吸口（16）；
内管（4）固定在浮体（3）下，内管的管口距水面H，H为水面流通高度；
外管（5）下端开数个流通口，流通口的截面积大于外管（5）横截面积；曝气环（12）固定在托架（13a）上，曝气环（12）横截面成U形，U形状的上口设置薄片微孔板（12a）；空气泵出气口软管通曝气环（12）与气口（12b），气口（12b）设置于集气腔（11）内，底板（13）固定在外管（5）下端的流通口下，底板（13）上面固定托架（13a）；
气腔（10）顶面设行程开关（7）与电磁阀（8），行程开关（7）控制电磁阀（8）的开启与闭合，滑套管（9a）中下部围一个环型的集气腔（11），集气腔（11）顶部开有排气孔（9b），气口（12b）进入腔内，集气腔（11）外壁设置进水管（14），进水管（14）管口的两侧中部开转折孔一（14a），对应转折孔一（14a）管口上下面有挡水条（14b），滑套管（9a）活动地套在外管（5）外；
析肩吸管（15）为长条矩形，前端的两侧距中部开转折孔二（15a），析肩吸管（15）的转折孔二（15a）和转折孔一（14a）连上，析肩吸管（15）可在进水管（14）上上下转折，沉浮箱（9）的每一次沉浮对析肩吸管（15）在水底进行一次重布，吸口（16）的开口内侧小外侧大，可把圆周面内的淤泥均匀的吸入；移动脚（18）安装于析肩吸管（15）的外侧壁，析肩吸管（15）升起后，在角限位（17）的限位下移动脚（18）形成一个后倾的角度；
摇控装置控制行程开关（7）对电磁阀（8）作常闭，沉浮箱（9）浮力增加顶起挡板（6）把外管（5）及各部件继续上浮，直到把外管（5）全部收起；选择新地后再由摇控装置开启，沉浮箱（9）内的空气排出，外管（5）带各部件下沉。
2.如权利要求1所述的太阳能的淤泥翻耕兼种植的曝气装置的工作方法，其特征在于：
浮体（3）浮于水面，浮体（3）上设置太阳能电板（1）和两台空气泵，为合理使用太阳能，常态下两台并用，阳光薄弱时改为一台工作，加长了作业周期，植被床（3a）固定浮体（3）上，植被床（3a）上种植根系发达植物，内管（4）的管口距水面H；空气泵出气口连通曝气环（12），曝气环（12）固定在外管（5）内的托架（13a）上，气口（12b）设置于集气腔（11）内；
空气泵启动，曝气环（12）在外管（5）内曝气，水从吸口（16）进入经过析肩吸管（15）、外管（5）、最后由内管（4）的管口流出，U形曝气环（12）能防止停机时造成水反流对微孔堵塞，和曝气中气压对水流的增速，管内曝气增氧比常态的增氧可提高50%的水中含氧量；同时空气进入集气腔（11）内聚集，集气腔（11）内气压大于水流引力时，空气从排气孔（9b）流入气腔（10），气腔（10）内的水被排出葙体，沉浮箱（9）在外管（5）中上浮，行程开关（7）撞上挡板（6）后指令电磁阀（8）开，空气从气腔（10）中排出，沉浮箱（9）下沉，下沉时，移动脚（18）形成一个后倾的角度，由于移动脚（18）支点偏于析肩吸管（15）的重心，使析肩吸管（15）重心力改变方向，把析肩吸管（15）沿圆周切线方向推出一个转角度；析肩吸管（15）在进水管（14）上上下转折，下沉后能平服紧贴水底不平的斜坡上，提高了淤泥抽吸的效果；析肩吸管（15）为长条矩形，吸口（16）的开口前小后大，在圆周面内把淤泥均匀的吸入，适应对池底不平的坡地抽吸，对池塘底层用圆周扫吸法作曝气增氧及淤泥的翻耕，提高了水中溶氧值及氧化挥发了水中的有挥发性有害物质、NH3 和H2S，曝气把池塘底层水排出水面混合，在阳光的光合作用下，藻类吸收水中的有害物质释放出氧气，再一次提高了水中溶氧值；
淤泥翻耕更换新址：启动摇控装置（8a）指令行程开关（7）对电磁阀（8）作常闭，沉浮箱（9）上浮将外管（5）上的挡板（6）顶起，外管（5）整体部件被全部收起，用人工拉动固定在浮体（3）绳索更换新址，然后，启动摇控装置指令行程开关（7）对电磁阀（8）作开，沉浮箱（9）内的空气被排出，外管（5）整体部件下沉，析肩吸管（15）贴于水底面对淤泥进行翻耕；
每一次沉浮，析肩吸管（15）沿圆周切线方向推出一个转角度，析肩吸管（15）布设能平服紧贴于水底面。
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