CN110692586A - 一种太阳能淤泥翻耕移动曝气装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种太阳能淤泥翻耕移动曝气装置，运行时,当进气口进入空气,空气经浮体空心横杆进入环形的浮体,浮体上浮,拔叉的叉口弹入链的链节滚柱间,链条被带动往上升,直至浮体的横杆碰到上限位部件,上限位部件令电磁阀开,把浮体中的空气释放排出,浮体带动拔叉一起下沉,拔叉在弹簧弹力的作用下回弹滑出并下沉,浮体下沉到横杆碰到下限位部件,下限位部件令电磁阀闭,空气又在浮体环形箱内聚集,浮体上浮又回以上状态中。当浮体带动链,链传动力给下链轮,下链轮传动蜗杆轴,蜗杆轴传动悬挂式蜗轮座,悬挂式蜗轮座带动爬行轴和螺旋爬行头,太阳能的移动的污泥翻耕曝气装置能够在污泥爬行移动。
Description
技术领域
本发明涉及一种池塘底层水与上层水之间翻动交换的装置，具体来说，是一种太阳能的淤泥翻耕移动曝气装置。
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，也是养殖户们最头痛的问题。24小时养殖池塘水质的含氧量监测发现0.5-1.5米间水层含氧值为6.3mg/L，而0.5米以下水层含氧值只有0.8mg/L，这说明池塘养殖中的残饵排泄物沉淀于底层，有机物得不到充分的氧气氧化时，沉淀物产生厌氧发酵，释放出大量的有机物质、NH3和H2S等有害物质溶解于底层水中使含氧值超低，败坏了水质造成养殖水产品的病害发生，影响了水产养殖品的质量和产量。
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，特别清淤法还需对淤泥堆放处理，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，是有一定作用，但目前所有的增氧机处理效果不理想，达不到直接对淤泥的有效处理。
上述的池塘增氧机有，叶轮、水车、喷水和曝气等的增氧装置，在长期连续使用下有一定效果，但低养殖成本合算费用偏高。利用太阳能作曝气增氧，增氧时还可使上下层水得到交换作，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，释放出氧气。
目前现有技术中的曝气对上下层水交换效果不理想，不能全部的把底层沉积的有机物质、NH3和H2S等有害物质与上层水混合。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。
发明内容
本发明的目的是提供一种太阳能的淤泥翻耕移动曝气装置，采用太阳能作曝气动力，对池塘底层水增氧及淤泥的翻耕，使水质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排出水面混合，在阳光的光合作用下，藻类吸收了水中的有害物质，释放出氧气，再一次提高了水中溶氧值；该装置采用太阳能作动力，提高了增氧效率50％，无运行成本，能自动移动作业，解决了鱼排泄沉积底层的有害物质的处理，对缺乏电力的地域都可使用。
本发明采取以下技术方案：
一种太阳能淤泥翻耕移动曝气装置，包括浮筒4，浮筒4顶部设置浮架3，浮架3顶部设一穿绳管，浮筒4固定在支架5上，支架5固定在外管6上口，浮筒4与支架5固定时，可在水中调节外管6上口与水面之间的距离H；太阳能电池板1固定在浮架3上，并对空气压缩机1供电，空气压缩机1与浮体空心横杆连通；所述外管6套设一内管9，外管6内壁两侧对称设置定位滑槽7，内管9外两侧的滑柱10至于所述定位槽7内并可沿定位槽上下移动；内管9的内上口设有上行程限位装置8，对应外管6的内上口设置一与行程限位装置对应的行程限位板；内管9对称两侧下部开设浮体空心横杆的移动槽，移动槽的上下口分别设置上限位部件11和下限位部件15；浮体空心横杆分别设置电磁阀13和进气口14；移动座17固定在浮体空心横杆中部，拨叉18固定在移动座17上，拨叉18的叉口插入链20的链节滚柱间，弹簧19一头连接拨叉18的弹簧扣18b，另一头连接移动座17的弹簧扣17a，行程开关16固定在移动座17上，行程开关16的开关触动头对准拨叉18的拨杆18a；运行时,当进气口14进入空气,空气经浮体空心横杆进入环形的浮体12内,浮体12上浮,拔叉18的叉口弹入链20的链节滚柱间,链条20被带动往上升,直至浮体12的横杆碰到上限位部件11,上限位部件11令电磁阀13开,把浮体12内的空气释放排出,浮体12带动拔叉18一起下沉,拔叉18在弹簧弹力的作用下回弹滑出并下沉,浮体12下沉横杆碰到下限位部件15,下限位部件15令电磁阀13闭,空气又在浮体12环形箱内聚集,浮体12上浮又回以上状态中。
优选的，链20的上链轮22套于上轴23中，上轴23两端固定在内管壁9上，下链轮25固定在蜗杆轴26上，两轴承座24固定在内管9中心下管口管壁上，蜗杆轴26穿入两轴承座24内，链20套在上链轮22和下链轮25上；一对悬挂式蜗轮座30对应悬挂在蜗杆轴26上，两爬行轴27分别固定在悬挂式蜗轮座的蜗轮轴孔中，爬行轴27两头安装螺旋爬行头28，当遇上坑洼地池塘底,两组螺旋爬行头28能贴近地面有效保持移动抓力；池塘对岸固定一根绳索,绳索中间穿浮架3的穿绳管3a，旋转限位开关29安装在轴承座24外侧,悬挂式蜗轮座30内侧的轴承壳对应旋转限位开关29设置另一拨杆；运行时,当浮体12带动链20,链传动力给下链轮25,下链轮25传动蜗杆轴26,蜗杆轴26传动悬挂式蜗轮座30,悬挂式蜗轮座30带动爬行轴27和螺旋爬行头28,太阳能的移动的污泥翻耕曝气装置能够按绳轨道在污泥爬行移动。
移动至岸边时，内管9上升，限挡板8a触动限位8螺旋爬行头28向上倾斜，对应悬挂式涡轮座30的拨杆29a触动旋转限位29，限位8和旋转限位29对行程开关16执行换向，拨杆18a连拨叉18推向对面链20的链节滚柱间，链20反转，太阳能的移动的污泥翻耕曝气装置执行反向爬行移动。进一步的，所述浮体12为环形状，空心，倒扣在水中，横杆为矩形空心管，两头连通浮体12上内壁，浮体12套在内管9和外管6之外。
优选的，太阳能电板放置于浮架3平面上。
进一步的，所述螺旋爬行头28外表面设有螺旋状凸起结构。
本发明的有益效果在于：
1)利用太阳能，在旋转限位、行程限位、行程开关控制下，能在固定绳索内自动来回工作，无运行成本。
2)利用管道曝气提水效率高，管道曝气起到了把底层沉积的有机物质、NH 3和H2S等有害物质抽吸提升至上水面，起到了对淤泥翻耕，把底层沉积的有机物质、NH 3和H2S等有害物质给予氧化和蒸发。
3)浮体，利用压缩空气浮体的沉浮，以行程开关、行程开关控制电磁阀，在电磁阀打开瞬间释放出浮体内地空气，使管道内水中增加了曝气量，吸口把更多的淤泥排出水面；
4)同时利用压缩空气对浮体升力带动链上升，链的升力转化成旋转力，带动蜗杆轴，最后由悬挂式蜗轮带动二组螺旋爬行头作装置的移动，设计巧妙；
5)在移动爬行中，悬挂式蜗轮座对应悬挂在蜗杆轴上,悬挂式蜗轮座能在蜗杆轴轴上旋转，为予上池塘底的坑后螺旋爬行头能贴紧地面提高爬行力。
6)池塘对岸设一根绳索穿入浮架上的穿绳管内，移动曝气装置可以在绳索间移动，当移动至预定设置得池岸边缘，旋转限位是为了辨别控制移动方向，旋转限位、行程限位，对行程开关执行变位，螺旋爬行头反转，装置就自动往回移动，设计巧妙。
附图说明
图1是本发明太阳能淤泥翻耕移动曝气装置的示意图。
图2是浮体及其支架的示意图(包含主视图和俯视图)。
图3是内管和外管的伸缩通道的示意图(包括整体图和局部放大图)。
图4是浮力转换的示意图(包括主视图和侧剖图)。
图5是图4中，拨叉处于不同状态下的变化示意图。
图6是拨叉单独部件的示意图(包括主视图和剖视图)。
图7是本发明太阳能淤泥翻耕移动曝气装置中，传动结构部分的示意图(包括主视图，俯视图，侧剖图)。
图8是图7中，悬挂式蜗轮座内侧的轴承壳对应旋转限位开关等结构的局部结构图(包括主视图，侧视图，俯视图)。
图9是本发明太阳能淤泥翻耕移动曝气装置工作时，曝气把下层水及污泥带往水面的示意图。
图10使用空气压缩机提供压缩空气时的使用状态图。
图11是标准下曝气实验溶养值示意图。
图12是本发明太阳能淤泥翻耕移动曝气装置遇浅滩自动切换回行的示意图。
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-图10，一种太阳能淤泥翻耕移动曝气装置，包括浮筒4，浮筒4顶部设置浮架3，浮架3顶部设一穿绳管，浮筒4固定在支架5上，支架5固定在外管6上口，浮筒4与支架5固定时，可在水中调节外管6上口与水面之间的距离H；太阳能电池板1固定在浮架3上，并对空气压缩机1供电，空气压缩机1与浮体空心横杆连通；所述外管6套设一内管9，外管6内壁两侧对称设置定位滑槽7，内管9外两侧的滑柱10至于所述定位槽7内并可沿定位槽上下移动；内管9的内上口设有上行程限位装置8，对应外管6的内上口设置一与行程限位装置对应的行程限位板；内管9对称两侧下部开设浮体空心横杆的移动槽，移动槽的上下口分别设置上限位部件11和下限位部件15；浮体空心横杆分别设置电磁阀13和进气口14；移动座17固定在浮体空心横杆中部，拨叉18固定在移动座17上，拨叉18的叉口插入链20的链节滚柱间，弹簧19一头连接拨叉18的弹簧扣18b，另一头连接移动座17的弹簧扣17a，行程开关16固定在移动座17上，行程开关16的开关触动头对准拨叉18的拨杆18a；运行时,当进气口14进入空气,空气经浮体空心横杆进入环形的浮体12,浮体12上浮,拔叉18的叉口弹入链20的链节滚柱间,链条20被带动往上升,直至浮体12的横杆碰到上限位部件11,上限位部件11令电磁阀13开,把浮体12中的空气释放排出,浮体12带动拔叉18一起下沉,拔叉18在弹簧弹力的作用下回弹滑出并下沉,浮体12下沉横杆碰到下限位部件15,下限位部件15令电磁阀13闭,空气又在浮体12环形箱内聚集,浮体12上浮又回以上状态中。
在此实施例中，继续参见图1-10，链20的上链轮22套于上轴23中，上轴23两端固定在内管壁9上，下链轮25固定在蜗杆轴26上，两轴承座24固定在内管9中心下管口管壁上，蜗杆轴26穿入两轴承座24内，链20套在上链轮22和下链轮25上；一对悬挂式蜗轮座30对应悬挂在蜗杆轴26上，两爬行轴27分别固定在悬挂式蜗轮座的蜗轮轴孔中，爬行轴27两头安装螺旋爬行头28，分别可随涡轮座在蜗杆轴26上转动，当遇上坑洼不平池塘底,两组螺旋爬行头28能贴近地面有效保持移动抓力；池塘对岸固定一根绳索,绳索中间穿浮架3的穿绳管3a，旋转限位开关29安装在轴承座24外侧,悬挂式蜗轮座30内侧的轴承壳对应旋转限位开关29设置另一拨杆；运行时,当浮体12带动链20,链传动力给下链轮25,下链轮25传动蜗杆轴26,蜗杆轴26传动悬挂式蜗轮座30,悬挂式蜗轮座30带动爬行轴27和螺旋爬行头28,太阳能的移动的污泥翻耕曝气装置能够按绳轨道在污泥爬行移动。
移动至岸边时，内管9上升，限挡板8a触动限位8螺旋爬行头28向上倾斜，对应悬挂式涡轮座30的拨杆29a触动旋转限位29，限位8和旋转限位29对行程开关16执行换向，拨杆18a连拨叉18推向对面链20的链节滚柱间，链20反转，太阳能的移动的污泥翻耕曝气装置执行反向爬行移动。
在此实施例中，所述浮体12为环形状，空心，倒扣在水中，横杆为矩形空心管，两头连通浮体12上内壁，浮体12套在内管9和外管6之外。
在此实施例中，参见图1，太阳能电板放置于浮架3平面上。
在此实施例中，参见图7-8，所述螺旋爬行头28外表面设有螺旋状凸起结构。
见图11，池塘在1.5米以下的含值一般都在0.5-2.2mg以下,底层水曝气含氧值中可见,含氧值越高曝气容氧值越低,这是容氧在水中受到了饱和；采用底层水在低氧值中进行曝气可以增加容氧量,表中在饱和下的曝气容氧量在25分钟内增了6.6mg氧,而在含2mg氧时的曝气含氧量在25分钟内10.3mg氧,相比之下多增了10.3-6.6＝3.7mg氧,所以采用底层水作曝气可增加增氧效率。
见图1，空气压缩机1由太阳能板转化的电能驱动,空气压缩机1产出的压缩空气由软管分别连接内管9下端分布的曝气头21和浮体12上的进气口；为了充分氧化处理淤泥中的有害物质,要求该装置行走速度慢利于淤泥处理的消化时间,所以浮体12上的进气量较小,其余都用于曝气；内管9下端分布的曝气头21在压缩空气作用下气泡从曝气头21释放出进入水中,气泡的升力带动水提升,下层水经内管9、外管6被送出水面,水流量是气体5-10倍以上,水流量/气流量与水深成正比。
下面对于基本原理进行说明：
关于浮力的转变：利用压缩空气进入浮体12，行程开关11、行程开关16控制浮体12的沉浮；浮体12上浮时，浮体12上的拨叉18带动链20上升；浮体12下沉时，浮体12上的电磁阀13打开瞬间释放出浮体内地空气，管道内水中增加了曝气量，也增加了吸口处的淤泥流量；同时，链的上升转化成旋转力，带动蜗杆轴26，最后由悬挂式蜗轮30带动二组螺旋爬行头28作来回移动；在移动爬行中，悬挂式蜗轮30带动二组螺旋爬行头28能随蜗杆轴26轴心转动，可以在有坑坑洼洼的池底中贴地爬行，提高了爬行抓地力。
关于装置的移动：池塘对岸设一根绳索，绳索穿浮架3上的穿绳管3a，本装置可以在绳索间移动，移动至池岸边缘，内管9整体上升，旋转限位令29行程限位8的信号对行程开关16执行变位，把拨叉18推向链条的另一边，螺旋爬行头28反转，装置整体自动往回移动。
本装置还没做以GPS做导向，对池塘全面的清扫，只能以换绳索位置来改变装置的移动方向。
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 (5)
1.一种太阳能淤泥翻耕移动曝气装置，其特征在于:
包括浮筒(4)，浮筒(4)顶部设置浮架(3)，浮架(3)顶部设一穿绳管，浮筒(4)固定在支架(5)上，支架(5)固定在外管(6)上口，浮筒(4)与支架(5)固定时，可在水中调节外管(6)上口与水面之间的距离H；
太阳能电池板(1)固定在浮架(3)上，并对空气压缩机(1)供电，空气压缩机(1)与浮体空心横杆连通；
所述外管(6)套设一内管(9)，外管(6)内壁两侧对称设置定位滑槽(7)，内管(9)外两侧的滑柱(10)至于所述定位槽(7)内并可沿定位槽上下移动；内管(9)的内上口设有上行程限位装置(8)，对应外管(6)的内上口设置一与行程限位装置对应的行程限位板；
内管(9)对称两侧下部开设浮体空心横杆的移动槽，移动槽的上下口分别设置上限位部件(11)和下限位部件(15)；浮体空心横杆分别设置电磁阀(13)和进气口(14)；
移动座(17)固定在浮体空心横杆中部，拨叉(18)固定在移动座(17)上，拨叉(18)的叉口插入链(20)的链节滚柱间，弹簧(19)一头连接拨叉(18)的弹簧扣(18b)，另一头连接移动座(17)的弹簧扣(17a)，行程开关(16)固定在移动座(17)上，行程开关(16)的开关触动头对准拨叉(18)的拨杆(18a)；
运行时,当进气口(14)进入空气,空气经浮体空心横杆进入环形的浮体(12)内,浮体(12)上浮,拔叉(18)的叉口弹入链(20)的链节滚柱间,链条(20)被带动往上升,直至浮体(12)的横杆碰到上限位部件(11),上限位部件(11)令电磁阀(13)开,把浮体(12)内的空气释放排出,浮体(12)带动拔叉(18)一起下沉,拔叉(18)在弹簧弹力的作用下回弹滑出并下沉,浮体(12)下沉横杆碰到下限位部件(15),下限位部件(15)令电磁阀(13)闭,空气又在浮体(12)环形箱内聚集,浮体(12)上浮又回以上状态中。
2.如权利要求1所述的太阳能淤泥翻耕移动曝气装置，其特征在于:链(20)的上链轮(22)套于上轴(23)中，上轴(23)两端固定在内管壁(9)上，下链轮(25)固定在蜗杆轴(26)上，两轴承座(24)固定在内管(9)中心下管口管壁上，蜗杆轴(26)穿入两轴承座(24)内，链(20)套在上链轮(22)和下链轮(25)上；一对悬挂式蜗轮座(30)对应悬挂在蜗杆轴(26)上，两爬行轴(27)分别固定在悬挂式蜗轮座的蜗轮轴孔中，爬行轴(27)两头安装螺旋爬行头(28)，分别可随涡轮座在蜗杆轴(26)上转动，当遇上坑洼不平池塘底,两组螺旋爬行头(28)能贴近地面有效保持移动抓力；
池塘对岸固定一根绳索,绳索中间穿浮架(3)的穿绳管(3a)；旋转限位开关(29)安装在轴承座(24)外侧,悬挂式蜗轮座(30)内侧的轴承壳对应旋转限位开关(29)设置作用在所述悬挂式蜗轮座(30)上的另一拨杆(29a)；
运行时,当浮体(12)带动链(20),链传动力给下链轮(25),下链轮(25)传动蜗杆轴(26),蜗杆轴(26)传动悬挂式蜗轮座(30),悬挂式蜗轮座(30)带动爬行轴(27)和螺旋爬行头(28),太阳能的移动的污泥翻耕曝气装置能够按绳轨道在污泥爬行移动。
移动至岸边时，内管(9)上升，限挡板(8a)触动限位(8)螺旋爬行头(28)向上倾斜，对应悬挂式涡轮座(30)的拨杆(29a)触动旋转限位(29)，限位(8)和旋转限位(29)对行程开关(16)执行换向，拨杆(18a)连拨叉(18)推向对面链(20)的链节滚柱间，链(20)反转，太阳能的移动的污泥翻耕曝气装置执行反向爬行移动。
3.如权利要求1所述的太阳能淤泥翻耕移动曝气装置，其特征在于:所述浮体(12)为环形状，空心，倒扣在水中，横杆为矩形空心管，两头连通浮体(12)上内壁，浮体(12)套在内管(9)和外管(6)之外。
4.如权利要求1所述的太阳能淤泥翻耕移动曝气装置，其特征在于:太阳能电板放置于浮架(3)平面上。
5.如权利要求1所述的太阳能淤泥翻耕移动曝气装置，其特征在于:所述螺旋爬行头(28)外表面设有螺旋状凸起结构。
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