CN111847632A - 一种内变压自转式水体生物修复装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种内变压自转式水体生物修复装置，属于水体修复技术领域，一种内变压自转式水体生物修复装置，包括柱体，柱体的外端固定连接有漂浮气囊，柱体的内部开设有内腔和外环腔，外环腔位于内腔的外侧，内腔的内壁上开设有与外环腔相通的内通气口，外环腔的内部转动连接有内环板，内环板的外端与外环腔的内壁相接触，本发明通过膨胀变压柱自动吸湿发生膨胀，随后又逐渐失水进行收缩，在膨胀‑收缩这一不断循环进行的体积变化下，造成柱体内部气压不断发生变化，在气压控制下，内环板和修复杆跟随气压变化不断在水体中发生转动，一方面可加速静态水体流动，另一方面，在一定的区域范围内实现了对水体的均匀修复。

Description

一种内变压自转式水体生物修复装置

技术领域

本发明涉及水体修复技术领域，更具体地说，涉及一种内变压自转式水体生物修复装置。

背景技术

对受污染的江河湖库水体进行修复，已是社会经济发展及生态环境建设的迫切需要,特别是南水北调东线沿线的治污工程，量大面广，寻找先进实用、造价低廉的技术迫在眉睫。我国的江河湖库水体污染主要包括氮磷等营养物和有机物污染两方面。

水体修复是指除了依靠水生生态系统本身的自适应、自组织、自调节能力以外，采取人工的物理、化学和生物的方法，使水体恢复到原有的生态功能的过程。

但江河湖库这类水体属于静水生态系统这类水体流动性极小的水体，在采用原位修复方式时，由于水体的低流动性，难以对水域进行均匀充分地修复，从而使得整个水域修复效率较低，修复效果较差。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种内变压自转式水体生物修复装置，它通过膨胀变压柱自动吸湿发生膨胀，随后又逐渐失水进行收缩，在膨胀-收缩这一不断循环进行的体积变化下，造成柱体内部气压不断发生变化，在气压控制下，内环板和修复杆跟随气压变化不断在水体中发生转动，一方面可加速静态水体流动，另一方面，在一定的区域范围内实现了对水体的均匀修复。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种内变压自转式水体生物修复装置，包括柱体，所述柱体的外端固定连接有漂浮气囊，所述柱体的内部开设有内腔和外环腔，所述外环腔位于内腔的外侧，所述内腔的内壁上开设有与外环腔相通的内通气口，所述外环腔的内部转动连接有内环板，所述内环板的外端与外环腔的内壁相接触，所述内环板的内端固定连接有动态密封块，所述动态密封块靠近外环腔的外表面与外环腔的内壁相接触，所述外环腔靠近内腔的内壁上固定连接有静态密封块，所述静态密封块靠近内环板的外表面与内环板的外端相接触，所述外环腔远离内腔的内壁上开设有与外界相通的外通道，所述内环板的外端固定连接有多个均匀分布的修复杆，所述修复杆贯穿外通道的内侧并延伸至柱体的外侧，所述外环腔的上内壁开设有多个均匀分布的外通气孔，所述外通气孔位于静态密封块远离内通气口的一侧，所述内腔的内侧设有膨胀变压柱，所述内腔的上下内壁分别开设有与外界相通的蒸发孔和下凹槽，所述蒸发孔位于膨胀变压柱的正上侧，所述下凹槽的内侧设有双层进水板，所述下凹槽的内壁设有多个弹性限位器，本发明通过膨胀变压柱自动吸湿发生膨胀，随后又逐渐失水进行收缩，在膨胀-收缩这一不断循环进行的体积变化下，造成柱体内部气压不断发生变化，在气压控制下，内环板和修复杆跟随气压变化不断在水体中发生转动，一方面可加速静态水体流动，另一方面，在一定的区域范围内实现了对水体的均匀修复。

进一步的，所述膨胀变压柱包括吸水棉，所述吸水棉的外侧设有隔网，所述隔网的上端与内腔的上内壁固定连接，所述隔网的外端固定连接有膨胀橡胶，所述内腔的内底面固定连接有密封板，所述密封板位于膨胀橡胶的下侧，且密封板的内端与隔网的外端固定连接，通过吸水棉实现对水体的快速吸收并存储，吸水棉吸水后将水分通过隔网传递至膨胀橡胶，膨胀橡胶发生吸水膨胀，使得内腔内部的气压增大，气体通过内通气口进入外环腔中，并挤压在动态密封块和静态密封块之间，在气体挤压下迫使动态密封块向远离静态密封块的方向移动，从而动态密封块带动内环板和修复杆进行转动。

进一步的，所述蒸发孔位于隔网的内侧，所述柱体的上端固定连接有防护筒，所述防护筒位于蒸发孔的外侧，通过蒸发孔可使吸水棉内的水分逐渐蒸发，从而使膨胀橡胶逐渐失水发生收缩，内腔内的气压逐渐减小，使得动态密封块又逐渐向靠近静态密封块的方向移动。

进一步的，所述双层进水板包括承重板和定板，所述承重板与下凹槽内壁滑动连接，所述定板与下凹槽内壁固定连接，且承重板位于定板的上侧，所述承重板的上端与吸水棉的下端固定连接，所述承重板的下端固定连接有多个均匀分布的密封柱，所述定板上开设有多个进水孔，所述密封柱与进水孔相匹配，当密封柱插入进水孔中时，进水孔内呈密封状态，当密封柱脱离进水孔内部时，水体可依次通过进水孔和承重板被吸水棉吸收。

进一步的，所述下凹槽的内壁开设有多个均匀分布的内槽，所述弹性限位器包括滑动连接于内槽内部的限位块，所述限位块位于承重板和定板之间，所述限位块远离定板的一端与内槽内壁之间固定连接有压缩弹簧，当吸水棉处于干燥状态时，即吸水棉的重量较轻，在压缩弹簧弹力作用下，承重板位于限位块的上方位置，当吸水棉吸水增重后，在吸水棉重力作用下，承重板逐渐向下移动，挤压压缩弹簧和限位块。

进一步的，所述限位块呈直角梯形形状，且限位块的倾斜面位于靠近承重板的一侧，方便承重板对限位块进行挤压，并实现上下移动。

进一步的，所述限位块的竖直高度大于密封柱的竖直长度，当承重板被限位块挤压至最上方位置时，密封柱可以实现完全脱离进水孔，从而方便水体进入进水孔中。

进一步的，所述修复杆包括外网筒和内网筒，所述外网筒位于内网筒的外侧，所述内网筒的外表面固定连接有生物填料，生物填料采用以蜂窝状的聚丙烯塑料作为载体的填料，塑料表面附着生物膜，实现对水体中过多的有机物进行吸收，水体通过外网筒和内网筒可通过生物填料的内外表面分别进入生物填料的内部，实现生物填料与水体的充分接触。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

(1)本方案通过膨胀变压柱自动吸湿发生膨胀，随后又逐渐失水进行收缩，在膨胀-收缩这一不断循环进行的体积变化下，造成柱体内部气压不断发生变化，在气压控制下，内环板和修复杆跟随气压变化不断在水体中发生转动，一方面可加速静态水体流动，另一方面，在一定的区域范围内实现了对水体的均匀修复。

(2)膨胀变压柱包括吸水棉，吸水棉的外侧设有隔网，隔网的上端与内腔的上内壁固定连接，隔网的外端固定连接有膨胀橡胶，内腔的内底面固定连接有密封板，密封板位于膨胀橡胶的下侧，且密封板的内端与隔网的外端固定连接，通过吸水棉实现对水体的快速吸收并存储，吸水棉吸水后将水分通过隔网传递至膨胀橡胶，膨胀橡胶发生吸水膨胀，使得内腔内部的气压增大，气体通过内通气口进入外环腔中，并挤压在动态密封块和静态密封块之间，在气体挤压下迫使动态密封块向远离静态密封块的方向移动，从而动态密封块带动内环板和修复杆进行转动。

(3)蒸发孔位于隔网的内侧，柱体的上端固定连接有防护筒，防护筒位于蒸发孔的外侧，通过蒸发孔可使吸水棉内的水分逐渐蒸发，从而使膨胀橡胶逐渐失水发生收缩，内腔内的气压逐渐减小，使得动态密封块又逐渐向靠近静态密封块的方向移动。

(4)双层进水板包括承重板和定板，承重板与下凹槽内壁滑动连接，定板与下凹槽内壁固定连接，且承重板位于定板的上侧，承重板的上端与吸水棉的下端固定连接，承重板的下端固定连接有多个均匀分布的密封柱，定板上开设有多个进水孔，密封柱与进水孔相匹配，当密封柱插入进水孔中时，进水孔内呈密封状态，当密封柱脱离进水孔内部时，水体可依次通过进水孔和承重板被吸水棉吸收。

(5)下凹槽的内壁开设有多个均匀分布的内槽，弹性限位器包括滑动连接于内槽内部的限位块，限位块位于承重板和定板之间，限位块远离定板的一端与内槽内壁之间固定连接有压缩弹簧，当吸水棉处于干燥状态时，即吸水棉的重量较轻，在压缩弹簧弹力作用下，承重板位于限位块的上方位置，当吸水棉吸水增重后，在吸水棉重力作用下，承重板逐渐向下移动，挤压压缩弹簧和限位块。

(6)限位块呈直角梯形形状，且限位块的倾斜面位于靠近承重板的一侧，方便承重板对限位块进行挤压，并实现上下移动。

(7)限位块的竖直高度大于密封柱的竖直长度，当承重板被限位块挤压至最上方位置时，密封柱可以实现完全脱离进水孔，从而方便水体进入进水孔中。

(8)修复杆包括外网筒和内网筒，外网筒位于内网筒的外侧，内网筒的外表面固定连接有生物填料，生物填料采用以蜂窝状的聚丙烯塑料作为载体的填料，塑料表面附着生物膜，实现对水体中过多的有机物进行吸收，水体通过外网筒和内网筒可通过生物填料的内外表面分别进入生物填料的内部，实现生物填料与水体的充分接触。

附图说明

图1为本发明的立体图；

图2为本发明的修复杆转动前的正面结构示意图；

图3为本发明的修复杆转动前的顶面结构示意图；

图4为本发明的修复杆转动过程中的顶面结构示意图；

图5为本发明的修复杆转动过程中的正面结构示意图；

图6为图5中A处的结构示意图；

图7为本发明的顶面结构示意图；

图8为本发明的修复杆的剖面图。

图中标号说明：

1柱体、101内腔、102内通气口、103外环腔、104外通道、105蒸发孔、106下凹槽、107内槽、108外通气孔、2内环板、3动态密封块、4静态密封块、5修复杆、51外网筒、52内网筒、53生物填料、6漂浮气囊、7承重板、8定板、801进水孔、9密封柱、10膨胀橡胶、11隔网、12吸水棉、13防护筒、14密封板、15压缩弹簧、16限位块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然；所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例；而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例；本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例；都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例：

请参阅图1和图2，一种内变压自转式水体生物修复装置，包括柱体1，柱体1的外端固定连接有漂浮气囊6，通过漂浮气囊6使柱体1漂浮在水面上，请参阅图2和图3，柱体1的内部开设有内腔101和外环腔103，外环腔103位于内腔101的外侧，内腔101的内壁上开设有与外环腔103相通的内通气口102，外环腔103的内部转动连接有内环板2，内环板2的外端与外环腔103的内壁相接触，内环板2的内端固定连接有动态密封块3，动态密封块3靠近外环腔103的外表面与外环腔103的内壁相接触，外环腔103靠近内腔101的内壁上固定连接有静态密封块4，静态密封块4靠近内环板2的外表面与内环板2的外端相接触，外环腔103远离内腔101的内壁上开设有与外界相通的外通道104，内环板2的外端固定连接有多个均匀分布的修复杆5，修复杆5贯穿外通道104的内侧并延伸至柱体1的外侧，请参阅图5和图7，外环腔103的上内壁开设有多个均匀分布的外通气孔108，当动态密封块3在外环腔103内转动时，外通气孔108可以方便外环腔103内的进气和出气，保证外环腔103内未与内通气口102相通的部分区域内的气压的稳定，外通气孔108位于静态密封块4远离内通气口102的一侧，内腔101的内侧设有膨胀变压柱，内腔101的上下内壁分别开设有与外界相通的蒸发孔105和下凹槽106，蒸发孔105位于膨胀变压柱的正上侧，下凹槽106的内侧设有双层进水板，下凹槽106的内壁设有多个弹性限位器。

请参阅图2，膨胀变压柱包括吸水棉12，吸水棉12的外侧设有隔网11，隔网11的上端与内腔101的上内壁固定连接，隔网11的外端固定连接有膨胀橡胶10，内腔101的内底面固定连接有密封板14，密封板14位于膨胀橡胶10的下侧，且密封板14的内端与隔网11的外端固定连接，请参阅图3和图4，通过吸水棉12实现对水体的快速吸收并存储，吸水棉12吸水后将水分通过隔网11传递至膨胀橡胶10，膨胀橡胶10发生吸水膨胀，使得内腔101内部的气压增大，气体通过内通气口102进入外环腔103中，并挤压在动态密封块3和静态密封块4之间，在气体挤压下迫使动态密封块3向远离静态密封块4的方向移动，从而动态密封块3带动内环板2和修复杆5进行转动。

请参阅图2，蒸发孔105位于隔网11的内侧，柱体1的上端固定连接有防护筒13，防护筒13位于蒸发孔105的外侧，通过蒸发孔105可使吸水棉12内的水分逐渐蒸发，从而使膨胀橡胶10逐渐失水发生收缩，内腔101内的气压逐渐减小，使得动态密封块3又逐渐向靠近静态密封块4的方向移动，防护筒13可使水体不易沿着柱体1的上表面进入蒸发孔105中。

请参阅图2，双层进水板包括承重板7和定板8，承重板7与下凹槽106内壁滑动连接，定板8与下凹槽106内壁固定连接，且承重板7位于定板8的上侧，承重板7的上端与吸水棉12的下端固定连接，承重板7的下端固定连接有多个均匀分布的密封柱9，定板8上开设有多个进水孔801，密封柱9与进水孔801相匹配，当密封柱9插入进水孔801中时，进水孔801内呈密封状态，当密封柱9脱离进水孔801内部时，水体可依次通过进水孔801和承重板7被吸水棉12吸收。

请参阅图5和图6，下凹槽106的内壁开设有多个均匀分布的内槽107，弹性限位器包括滑动连接于内槽107内部的限位块16，限位块16位于承重板7和定板8之间，限位块16远离定板8的一端与内槽107内壁之间固定连接有压缩弹簧15，限位块16呈直角梯形形状，且限位块16的倾斜面位于靠近承重板7的一侧，方便承重板7对限位块16进行挤压，并实现上下移动，当吸水棉12处于干燥状态时，即吸水棉12的重量较轻，在压缩弹簧15弹力作用下，承重板7位于限位块16的上方位置，当吸水棉12吸水增重后，在吸水棉12重力作用下，承重板7逐渐向下移动，挤压压缩弹簧15和限位块16。

请参阅图2，限位块16的竖直高度大于密封柱9的竖直长度，当承重板7被限位块16挤压至最上方位置时，密封柱9可以实现完全脱离进水孔801，从而方便水体进入进水孔801中。

请参阅图8，修复杆5包括外网筒51和内网筒52，外网筒51位于内网筒52的外侧，内网筒52的外表面固定连接有生物填料53，生物填料53采用以蜂窝状的聚丙烯塑料作为载体的填料，塑料表面附着生物膜，实现对水体中过多的有机物进行吸收，水体通过外网筒51和内网筒52可通过生物填料53的内外表面分别进入生物填料53的内部，实现生物填料53与水体的充分接触。

当吸水棉12处于干燥状态时，吸水棉12的重量较轻，在压缩弹簧15的弹力作用下，承重板7与定板8相距较远，密封柱9脱离进水孔801并位于进水孔801的上侧，此时，当将柱体1放置于待修复的水面上时，水体通过进水孔801和承重板7被吸水棉12快速吸收，吸水棉12吸水后体积快速增大，使得承重板7逐渐下移，限位块16向内槽107内侧移动，压缩弹簧15缩短，此时密封柱9进入进水孔801中将其堵塞，停止吸水棉12对水的吸收；当吸水棉12内的水分通过蒸发孔105逐渐蒸发时，吸水棉12体积逐渐减小，在压缩弹簧15的弹力作用下，承重板7又逐渐上移，密封柱9逐渐脱离进水孔801内部，当吸水棉12接近干燥状态时，密封柱9完全从进水孔801中移出，此时，水体又通过进水孔801和承重板7被吸水棉12吸收，由此实现了吸水棉12循环进行吸水-失水过程，即实现了膨胀变压柱循环进行膨胀-收缩这一过程，不断改变内腔101内的气压大小。

当膨胀变压柱吸水膨胀时，内腔101内的气压增大，气体通过内通气口102进入外环腔103中，并挤压在动态密封块3和静态密封块4之间，在气体挤压下迫使动态密封块3向远离静态密封块4的方向移动；当膨胀变压柱失水收缩时，内腔101内的气压又逐渐减小，使得动态密封块3又逐渐向靠近静态密封块4的方向移动，从而通过动态密封块3的不断移动带动内环板2和修复杆5不断转动，实现对水体的均匀修复。

本发明通过膨胀变压柱自动吸湿发生膨胀，随后又逐渐失水进行收缩，在膨胀-收缩这一不断循环进行的体积变化下，造成柱体1内部气压不断发生变化，在气压控制下，内环板2和修复杆5跟随气压变化不断在水体中发生转动，一方面可加速静态水体流动，另一方面，在一定的区域范围内实现了对水体的均匀修复。

以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种内变压自转式水体生物修复装置，包括柱体(1)，其特征在于：所述柱体(1)的外端固定连接有漂浮气囊(6)，所述柱体(1)的内部开设有内腔(101)和外环腔(103)，所述外环腔(103)位于内腔(101)的外侧，所述内腔(101)的内壁上开设有与外环腔(103)相通的内通气口(102)，所述外环腔(103)的内部转动连接有内环板(2)，所述内环板(2)的外端与外环腔(103)的内壁相接触，所述内环板(2)的内端固定连接有动态密封块(3)，所述动态密封块(3)靠近外环腔(103)的外表面与外环腔(103)的内壁相接触，所述外环腔(103)靠近内腔(101)的内壁上固定连接有静态密封块(4)，所述静态密封块(4)靠近内环板(2)的外表面与内环板(2)的外端相接触，所述外环腔(103)远离内腔(101)的内壁上开设有与外界相通的外通道(104)，所述内环板(2)的外端固定连接有多个均匀分布的修复杆(5)，所述修复杆(5)贯穿外通道(104)的内侧并延伸至柱体(1)的外侧，所述外环腔(103)的上内壁开设有多个均匀分布的外通气孔(108)，所述外通气孔(108)位于静态密封块(4)远离内通气口(102)的一侧，所述内腔(101)的内侧设有膨胀变压柱，所述内腔(101)的上下内壁分别开设有与外界相通的蒸发孔(105)和下凹槽(106)，所述蒸发孔(105)位于膨胀变压柱的正上侧，所述下凹槽(106)的内侧设有双层进水板，所述下凹槽(106)的内壁设有多个弹性限位器。

2.根据权利要求1所述的一种内变压自转式水体生物修复装置，其特征在于：所述膨胀变压柱包括吸水棉(12)，所述吸水棉(12)的外侧设有隔网(11)，所述隔网(11)的上端与内腔(101)的上内壁固定连接，所述隔网(11)的外端固定连接有膨胀橡胶(10)，所述内腔(101)的内底面固定连接有密封板(14)，所述密封板(14)位于膨胀橡胶(10)的下侧，且密封板(14)的内端与隔网(11)的外端固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种内变压自转式水体生物修复装置，其特征在于：所述蒸发孔(105)位于隔网(11)的内侧，所述柱体(1)的上端固定连接有防护筒(13)，所述防护筒(13)位于蒸发孔(105)的外侧。

4.根据权利要求1所述的一种内变压自转式水体生物修复装置，其特征在于：所述双层进水板包括承重板(7)和定板(8)，所述承重板(7)与下凹槽(106)内壁滑动连接，所述定板(8)与下凹槽(106)内壁固定连接，且承重板(7)位于定板(8)的上侧，所述承重板(7)的上端与吸水棉(12)的下端固定连接，所述承重板(7)的下端固定连接有多个均匀分布的密封柱(9)，所述定板(8)上开设有多个进水孔(801)，所述密封柱(9)与进水孔(801)相匹配。

5.根据权利要求4所述的一种内变压自转式水体生物修复装置，其特征在于：所述下凹槽(106)的内壁开设有多个均匀分布的内槽(107)，所述弹性限位器包括滑动连接于内槽(107)内部的限位块(16)，所述限位块(16)位于承重板(7)和定板(8)之间，所述限位块(16)远离定板(8)的一端与内槽(107)内壁之间固定连接有压缩弹簧(15)。

6.根据权利要求5所述的一种内变压自转式水体生物修复装置，其特征在于：所述限位块(16)呈直角梯形形状，且限位块(16)的倾斜面位于靠近承重板(7)的一侧。

7.根据权利要求5所述的一种内变压自转式水体生物修复装置，其特征在于：所述限位块(16)的竖直高度大于密封柱(9)的竖直长度。

8.根据权利要求1所述的一种内变压自转式水体生物修复装置，其特征在于：所述修复杆(5)包括外网筒(51)和内网筒(52)，所述外网筒(51)位于内网筒(52)的外侧，所述内网筒(52)的外表面固定连接有生物填料(53)。

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