CN110668662B - 一种水质改良的太阳能旋转翻耕淤泥曝气装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种水质改良的太阳能旋转翻耕淤泥曝气装置，内管竖直固定在浮架下，外管套设在内管外部，外管腰部设置挡板，外管下端通过托架与底板连接，底板下端固定设置地钎；曝气环固定在托架上；沉浮箱下部与集气腔连通，集气腔与进水管连通；进水管管口的两侧中部开转折孔，对应转折孔管口上下面有挡水条；空气泵出气口的软管通曝气环的气口，U形状曝气环的上口设置薄片微孔板；析肩吸管前端的两侧中部开转折孔，转折孔和转折孔连上，析肩吸管可在进水管上上下转折，沉浮箱的每一次沉浮对析肩吸管在水底进行一次重布，吸口的开口前小后大；移动脚安装于析肩吸管的外侧壁，析肩吸管升起后，在角限位的限位下移动脚形成一后倾的角度。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于水质改良的曝气装置，尤其涉及一种水质改良的太阳能旋转翻耕淤泥曝气装置。
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0.8mg/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：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制。
发明内容
要有好的水质养殖，必须解决排泄在水中沉积的淤泥。现有技术中使用抽吸清淤或二三年后干塘清淤，浪费了大量人力物力。本发明提供一种水质改良的太阳能旋转翻耕淤泥曝气装置，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，同时，曝气把池塘底层水经外管6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，该装置采用太阳能作动力，提高了增氧效率，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，最好水面有根系发达植物来替代吸收更多的有害物质。
本发明采取以下技术方案：
一种水质改良的太阳能旋转翻耕淤泥曝气装置，包括浮架3，所述浮架3上方设置太阳能电板1和至少一台空气泵2；内管4竖直固定在浮架3下，外管5套设在所述内管4外部，外管5腰部设置挡板6，外管5下端通过托架13a与底板13连接，底板13下端固定设置地钎13b；曝气环12固定在所述托架13a上；沉浮箱9内侧与外管5固定连接；沉浮箱9下部与集气腔11连通，所述集气腔11与进水管14连通；进水管14管口的两侧中部开转折孔14a，对应转折孔14a管口上下面有挡水条14b；沉浮箱9上设有电磁阀8；空气泵2出气口的软管通曝气环12的气口12b，气口12b设置于集气腔11内，曝气环12横截面成U形，U形状曝气环12的上口设置薄片微孔板12a；析肩吸管15前端的两侧中部开转折孔15a，所述转折孔15a和转折孔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的开口前小后大；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形成一后倾的角度。
优选的，两台空气泵2出口并联，内管4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。
优选的，所述移动脚18呈横卧的圆管状。
优选的，所述析肩吸管15呈长条矩形状。
一种上述的水质改良的太阳能旋转翻耕淤泥曝气装置的工作方法，包括以下步骤：
摇控装置控制限位开关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及连接部件继续上浮，直到把外管5全部收起，地钎13b在淤泥中拔出；选译新地后再由摇控装置开启，沉浮箱9内的空气排出，外管5下沉，地钎13b重心插入淤泥；
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形的曝气环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，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内的水被排出箱体，沉浮箱9在外管5中上浮，限位开关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，把转析吸管15沿圆周切线方向推出一个转角度；再析肩吸管15可在进水管14上上下转折，下沉后能平服紧贴水底不平的斜坡上；析肩吸管15在圆周面内把淤泥均匀的吸入，对池塘底层用圆周扫吸法作曝气增氧及淤泥的翻耕；析肩吸管15在圆周切线方向推进，直到把圆周面内淤泥彻底翻耕改良；
换新址，启动摇控装置指令限位开关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，地钎13b在淤泥中拔出，用人工或机器拉动固定在浮体3绳索更换新址，完毕后，启动摇控装置指令限位开关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，地钎13b重心插入淤泥，析肩吸管15贴于水底面对淤泥进行翻耕。
本发明的有益效果在于:
1.利用1太阳能曝气气泵动力，采用二台气泵并联，在1太阳能电力不足时变为一台气泵使用；
2.曝气环12设置在套管内，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；
3.曝气环12设置在套管内，外管5套内管4，内管4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12横截面成U形，U形状的上口设置薄片状的微孔板12a，能防止停机时造成水反流对微孔堵塞，U形状的曝气环12在水流中可减少水流阻力和曝气气压对水流的增速；
5.限位开关7、电磁阀8控制沉浮箱9的沉浮，摇控装置7a控制电磁阀8对沉浮箱9升降；
6.沉浮箱9，利用压缩空气浮体的每一次沉浮对析肩吸管15在水底坡面上进行一次布置，吸口16的开口前小后大，增加了抽吸淤泥的效果；
7.每一次转析吸管15升起后，移动脚18形成一个后倾的角度，下落时移动脚18的支点偏于转析吸管15的重心点，使重心力改变方向把转析吸管13推出一个转角，析肩吸管15沿圆周方向做一个移动；
8.摇控装置控制对电磁阀8作常闭，淤泥翻耕改良完毕进行换位，采用摇控装置指令对电磁阀8作常闭，限位开关7失控，沉浮箱9顶着挡板6把外管5各部件继续上浮，直到把外管5全部收起，地钎13b在淤泥中拔出；选择新地后再由摇控装置8a开启，沉浮箱9内的空气排出，外管5带各部件下沉，地钎13b重心插入淤泥。
附图说明
图1是本发明水质改良的太阳能旋转翻耕淤泥曝气装置的结构布置图。
图2是图1上部的局部图。
图3是图1下部的局部图。
图4是图3中部的局部当大图。
图5是图1中部的局部图。
图6是图1右下角部位的局部图。
图7是图6中A向视图。
图8是移动脚在其角限位的限制下位于不同角度的示意图。
图9是移动脚摆动范围的示意图。
图10是移动脚摆动及析肩吸管转折时位于不同状态下的对比示意图。
图11是一级上浮状态下的示意图。
图12是二级上浮状态下的示意图。
图13是在不同曝气状态下溶氧量示意图。
图14是本发明水质改良的太阳能旋转翻耕淤泥曝气装置的结构总图。
图中，1.太阳能电板 2.空气泵 3.浮架 4.内管 4a.法兰 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 12b.U型环体 12c.出气管 13.管底板 13a.托架 13b.地钎 14.进水管 14a转折孔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。
见图2-3，水质改良的太阳能的旋转翻耕淤泥的曝气装置，浮架3浮于水面，浮架3上设置太阳能电板1和两台空气泵，两台空气泵出口并联，在阳光薄弱时改为一台空气泵工作，4内管固定在3浮架下，4内管的管口距水面H，H为水面流通高度；5外管腰部设置挡板6，外管5下端开数个流通口；曝气环12固定在13a托架上，曝气环12横截面成U形，U形状的上口设置薄片微孔板12a；空气泵出气口的软管通曝气环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下面固定地钎13b；
参见图5和11，沉浮箱：滑套管9a上部围一个环型的气腔10，气腔10顶面设限位开关7与电磁阀8，限位开关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14a，对应转折孔14a管口上下面有挡水条14b，滑套管9a套在外管5外。
见图6-10，析肩吸管15为长条矩形，前端的两侧距中部开转折孔15a，析肩吸管15的转折孔15a和转折孔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的开口前小后大，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；
见图11和12，内管套4在外管5内，摇控装置8a控制限位开关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，地钎13b在淤泥中拔出；选译新地后再由摇控装置8a开启，沉浮箱9内的空气排出，外管5带各部件下沉，地钎13b重心插入淤泥；
在实际工作中：
见图1-14，一种水质改良的太阳能的旋转翻耕淤泥的曝气装置置于池塘中，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，内管4的法兰口4a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内的水被排出箱体，沉浮箱9在外管5中上浮，限位开关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，把转析吸管15沿圆周切线方向推出一个转角度；再析肩吸管15可在进水管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H2 S等有害物质，最后释放出新鲜氧气；一次次重复沉浮，析肩吸管15在圆周切线方向推进，直到把圆周面内淤泥彻底翻耕改良。
换新址：启动摇控装置8a指令限位开关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，地钎13b在淤泥中拔出，用人工拉动固定在浮体3绳索更换新址，完毕后，启动摇控装置8a指令限位开关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，地钎13b重心插入淤泥，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。
本水质改良的太阳能的旋转翻耕淤泥的曝气装置，利用太阳能1作曝气增氧，还兼作沉浮箱9的沉浮，每一次沉浮，转析吸管15沿圆周切线方向推出一个转角度，有效吸收和氧化了水中有害物质；该设备间单，造价低，淤泥翻耕效果好无运行成本。
利用太阳能作曝气动力：曝气设置在管内提水效率高，采用水底层低含氧量水中曝气，比常态的增氧提高50％的水中含氧量；外管套内管，内管设置干浮体的水下面，管道的伸缩能适用于不同水深对底层作抽吸，起到对淤泥的翻耕，污水被管道送往水面与上层水中藻类混合，进一步吸收了水中的NH3和H2S等有害物质和释放出氧气。浮体上设置太阳能电板1和两台空气泵，二台气泵并联，在阳光薄弱时为合理使用电能改为一台空气泵工作，空气泵出气口通曝气环12与沉浮箱9内；
浮力的转变：利用压缩空气进入沉浮箱，限位开关控制电磁阀作沉浮箱9的沉浮，每一次沉浮对析肩吸管推进一步，析肩吸管可紧贴于水底的坡面把圆周面内的淤泥均匀的吸入；
采用U形的曝气环12：能防止停机时造成水反流对微孔堵塞，U形状的曝气环12在水流中可减少水流阻力和曝气气压对水流的增速；
装置的移动：可为置换新地的移动，摇控装置控制限位开关指控电磁阀闭，沉浮箱上浮，沉浮箱顶起外管5直到把外管5等全部收起，插入淤泥中的地钎拔出，人力拉动固定在浮体上绳索进行转换。
换新址时，可以采用人力拉动也可以采用自动的移动装置替代，本实施例对此不进行赘述。
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 (3)
1.一种水质改良的太阳能旋转翻耕淤泥曝气装置，其特征在于：
包括浮架(3)，所述浮架(3)上方设置太阳能电板(1)和至少一台空气泵(2)；内管(4)竖直固定在浮架(3)下，外管(5)套设在所述内管(4)外部，外管(5)腰部设置挡板(6)，外管(5)下端通过托架(13a)与底板(13)连接，底板(13)下端固定设置地钎(13b)；曝气环(12)固定在所述托架(13a)上；
沉浮箱(9)内侧与外管(5)固定连接；沉浮箱(9)下部与集气腔(11)连通，所述集气腔(11)与进水管(14)连通；进水管(14)管口的两侧中部开转折孔(14a)，对应转折孔(14a)管口上下面有挡水条(14b)；沉浮箱(9)上设有电磁阀(8)；
空气泵(2)出气口的软管通曝气环(12)的气口(12b)，气口(12b)设置于集气腔(11)内，曝气环(12)横截面成U形，U形状曝气环(12)的上口设置薄片微孔板(12a)；
析肩吸管(15)前端的两侧中部开转折孔二(15a)，所述转折孔二(15a)和转折孔(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)的开口前小后大；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)形成一后倾的角度；
两台空气泵(2)出口并联，内管(4)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；
所述移动脚(18)呈横卧的圆管状。
2.如权利要求1所述的水质改良的太阳能旋转翻耕淤泥曝气装置，其特征在于：所述析肩吸管(15)呈长条矩形状。
3.一种权利要求1所述的水质改良的太阳能旋转翻耕淤泥曝气装置的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：
遥控装置控制限位开关(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)及连接部件继续上浮，直到把外管(5)全部收起，地钎(13b)在淤泥中拔出；选择新地后再由遥控装置开启，沉浮箱(9)内的空气排出，外管(5)下沉，地钎(13b)重心插入淤泥；
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形的曝气环(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，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)内的水被排出箱体，沉浮箱(9)在外管(5)中上浮，限位开关(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，把转析吸管(15)沿圆周切线方向推出一个转角度；再析肩吸管(15)可在进水管(14)上上下转折，下沉后能平服紧贴水底不平的斜坡上；析肩吸管(15)在圆周面内把淤泥均匀的吸入，对池塘底层用圆周扫吸法作曝气增氧及淤泥的翻耕；析肩吸管(15)在圆周切线方向推进，直到把圆周面内淤泥彻底翻耕改良；
换新址，启动遥控装置指令限位开关(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，地钎(13b)在淤泥中拔出，用人工或机器拉动固定在浮架(3)绳索更换新址，完毕后，启动遥控装置指令限位开关(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，地钎(13b)重心插入淤泥，析肩吸管(15)贴于水底面对淤泥进行翻耕。
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