CN113973770A - 一种模块化分布式制氧系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种模块化分布式制氧系统，包括供氧主管、供氧管和制氧单元，供氧主管上相对的两侧分别设置有多个进口和多个出口，供氧管数量为多条，并排设置，每根供氧管两端分别连接在一个养殖模块和一个出口上；制氧单元数量为多个，并排设置，每个制氧单元连接在一个进口上。本发明通过设置成模块化分布式制氧系统，既解决在大规模工厂建设时供氧能力横向扩容的问题，也同时解决供氧系统单点故障的问题，为水产养殖工厂提供一个可无限扩展同时又具备高可用、节能属性的模块化分布式制氧系统。

Description

一种模块化分布式制氧系统
技术领域
本发明涉及养殖设备技术领域，尤其是涉及一种应用于养殖场的模块化分布式制氧系统。
背景技术
目前渔场养殖制氧系统均为集中化管理方式，也就是根据渔场的总需求来配置一套制氧系统。具体的是，根据当前渔场的养殖单元数量，以及每个养殖单元内需氧量，计算整个渔场的总需氧量，然后配备一套能满足该总需氧量的制氧设备，通过管路将该制氧设备与各个养殖单元的水循环设备连接，从而进行渔场的氧供应，这种布局方式存在如下缺点：
1、制氧设备在发生损坏的情况下，会直接影响工厂的正常运行；
2、渔场氧气需求较大时，需要配置更大的制氧罐体和机器，提高了占地面积和氧气罐存储的危险性；
3、渔场需要扩大规模建设的时候，需要重新建造新的供氧制氧设备，存在不可扩展性，投资大。
4、制氧系统的配置功耗是为了满足整体渔场满载使用而设计，在渔场只需要使用部分养殖池的情况下，制氧系统的功耗也不会因为制氧量的减少而降低。会造成能源的浪费。
发明内容
本发明的目的在于提供一种应用于养殖场的模块化分布式制氧系统，以解决现有技术中存在的上述技术问题。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供的一种模块化分布式制氧系统，包括供氧主管、供氧管和制氧单元，所述供氧主管上相对的两侧分别设置有多个进口和多个出口，所述供氧管数量为多条，并排设置，每根所述供氧管两端分别连接在一个养殖模块和一个所述出口上；所述制氧单元数量为多个，并排设置，每个所述制氧单元连接在一个所述进口上。
作为本发明的进一步改进，相邻两个所述出口之间的所述供氧主管上以及所述制氧单元的输送管上均设置有启闭件
作为本发明的进一步改进，所述进口数量大于所述制氧单元数量；所述出口数量大于所述供氧管数量。
作为本发明的进一步改进，所述进口和所述出口数量相等或不等。
作为本发明的进一步改进，所述制氧单元包括依次连接的空压系统、压缩空气净化系统、氧氮分离系统和氧气缓冲系统，所述氧气缓冲系统通过输送管与所述供氧主管连接。
作为本发明的进一步改进，养殖模块包括水循环设备和养殖单元，所述水循环设备和所述养殖单元之间设置有鱼池进水管和鱼池出水管，所述供氧管连接在所述水循环设备上。
作为本发明的进一步改进，所述养殖单元内设置有氧浓度传感器。
作为本发明的进一步改进，还包括与所述制氧单元和所述氧浓度传感器均电性连接的控制系统。
作为本发明的进一步改进，所述供氧主管一端为封口结构，另一端为敞口结构，且该敞口处设置有可拆卸的堵头。
作为本发明的进一步改进，所述出口和所述进口正对设置或错位设置。
本发明与现有技术相比具有如下有益效果：
本发明提供的模块化分布式制氧系统，旨在解决工厂集中式供氧系统的固有缺陷，通过设置成模块化分布式制氧系统，既解决在大规模工厂建设时供氧能力横向扩容的问题，也同时解决供氧系统单点故障的问题，为水产养殖工厂提供一个可无限扩展同时又具备高可用、节能属性的模块化分布式制氧系统。
本发明提供的模块化分布式制氧系统，按照渔场若干个养殖单元配置一套制氧系统作为基础化模块，根据渔场规模按需配比；渔场的所有模块化制氧设备内部连通，作为一个整体的制氧系统；当制氧系统内，某套制氧模块出现问题，其他制氧模块依然不影响整体养殖单元的需求量；
本发明提供的模块化分布式制氧系统，整体系统留出管道接口，便于以后渔场增加养殖单元后增加制氧模块；本模块化分布式制氧系统配合模块化养殖单元设计，每个供氧单元可以满足800～1000立方米的高密度养殖供氧需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明模块化分布式制氧系统的结构示意图。
图中1、供氧主管；2、供氧管；3、制氧单元；4、养殖模块；41、水循环设备；42、养殖单元；43、鱼池进水管；44、鱼池出水管。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
如图1所示，本发明提供了一种模块化分布式制氧系统，包括供氧主管1、供氧管2和制氧单元3，供氧主管1上相对的两侧分别设置有多个进口和多个出口，供氧管2数量为多条，并排设置，每根供氧管2两端分别连接在一个养殖模块4和一个出口上；制氧单元3数量为多个，并排设置，每个制氧单元3连接在一个进口上。
相邻两个出口之间的供氧主管1上以及制氧单元3的输送管上均设置有启闭件。通过以上结构设计，多个制氧单元3和多个供氧管2组合成多套制氧模块，多套制氧模块通过供氧主管1连通，当制氧模块内某一套的制氧单元3出现故障时，其他制氧模块内的制氧单元3还可以继续进行供氧，依然不影响整体养殖模块的需求量。
作为本发明的一种可选实施方式，进口数量大于制氧单元3数量，通过此种结构设置，可在后续系统扩展时，进行制氧单元3的增设的连接。
进一步的，出口数量大于供氧管2数量。通过此种结构设置，可在后续养殖模块4扩展时，进行养殖模块4的增设和连接。
进一步的，进口和出口数量相等或不等。
当进口和出口数量相等时，可以设置养殖模块4数量与制氧单元3数量相等，也就是说可以一个制氧单元3对应一套养殖模块4，从而使得一个制氧单元3满足一套养殖模块4的供氧需求，而相邻两套制氧单元3之间通过供氧主管1连通，使得当某一套制氧单元3出现故障时，其他制氧单元3可以通过供氧主管1向该故障的制氧单元3供应的养殖模块4供应氧气，不会影响整套系统的运行，也不会影响整体养殖单元的需求量。当采用此种结构设置时，每一套制氧单元3的供氧能力要稍大于一套养殖模块4的需氧量。采用此种结构设置时，既满足了渔场氧气需求，又可以在渔场氧气需求较大时，可更换配置较大的制氧单元3，系统灵活性强，调整方便；在者还可以在渔场需要扩大规模建设时，方便投入新的制氧单元3和新的养殖模块4；通过供氧主管1连接所有的制氧单元3，且供氧主管1内部连通，可与所有的养殖模块4连通，使得渔场在只需要使用部分养殖模块4的情况下，可关闭部分制氧单元3，降低系统功耗，不会造成能源的浪费。
例如图1所示，每一套制氧模块均供应一套养殖模块的供氧需求，在正常运行时，每套制氧模块独立运行互相不影响，一旦其中一条制氧模块中的制氧单元3出现问题时，则可利用供氧主管1将其他制氧模块与该养殖模块连接，从而继续供氧，不会使得养殖模块内因缺氧而导致养殖产品的损失。
当进口和出口数量不等时，可以设置制氧单元3数量少于养殖模块4数量，也就是说可以一个制氧单元3对应一条或多套养殖模块4，从而使得一个制氧单元3满足一条或多套养殖模块4的供氧需求。而相邻两套制氧单元3之间通过供氧主管1连通，使得当某一套制氧单元3出现故障时，其他制氧单元3可以通过供氧主管1向该故障的制氧单元3供应的养殖模块4供应氧气，不会影响整套系统的运行，也不会影响整体养殖单元的需求量。采用此种结构设置时，既满足了渔场氧气需求，又可以在渔场氧气需求较大时，可更换配置较大的制氧单元3，系统灵活性强，调整方便；在者还可以在渔场需要扩大规模建设时，方便投入新的制氧单元3和新的养殖模块4；通过供氧主管1连接所有的制氧单元3，且供氧主管1内部连通，可与所有的养殖模块4连通，使得渔场在只需要使用部分养殖模块4的情况下，可关闭部分制氧单元3，降低系统功耗，不会造成能源的浪费。
作为本发明的一种可选实施方式，制氧单元3包括依次连接的空压系统、压缩空气净化系统、氧氮分离系统和氧气缓冲系统，氧气缓冲系统通过输送管与供氧主管1连接，输送管和供氧主管1上设置有启闭件。
具体的，启闭件为开关阀。
通过设置启闭件可以使输送管或者是供氧主管处于连通或断开状态。当然，在供氧主管上设置的启闭件数量也为多个，通过控制不同位置的启闭件开启或关闭，从而实现由部分或全部制氧单元3对某一个或某几个出口进行供氧。
如图1所示，在本附图中，示意出设置三套制氧单元3的实施例，在该实施例中，由三套制氧单元3为三套养殖模块4进行供氧的制氧系统。在该供氧主管1上预留接口，方便后续增设制氧单元3。
以图1为例，在最左侧制氧单元3的输送管上安装第一阀门，在中间制氧单元3的输送管上安装第二阀门，在最右侧制氧单元3的输送管上安装第三阀门；最左侧出口和中间出口之间的供氧主管1上安装第四阀门，中间出口和右侧中间出口的供氧主管1上安装第五阀门，在右侧中间出口和最右侧出口的供氧主管1上安装第六阀门；正常使用时，第四阀门、第五阀门和第六阀门关闭，第一阀门、第二阀门和第三阀门开启，各个养殖系统间互不相连。当最左侧制氧单元3发生故障时，立即关闭第一阀门，打开第四阀门，使得中间的制氧单元3对最左侧的养殖单元42供氧(2备一)，或者是打开第四阀门和第五阀门，用中间和右侧的制氧单元3对最左侧的养殖单元42进行供氧(3备一)或者将第四阀门、第五阀门和第六阀门均打开，使供氧主管1上的所有制氧单元3均对最左侧养殖单元42进行供氧，整个系统做到N备1，或N备2，理论上，可以做到无限扩展和无限备份。
养殖模块4包括水循环设备41和养殖单元42，水循环设备41和养殖单元42之间设置有鱼池进水管43和鱼池出水管44，供氧管2连接在水循环设备41上。
进一步的，养殖单元42内设置有氧浓度传感器。
还包括与制氧单元3和氧浓度传感器均电性连接的控制系统。控制系统包括各种电磁阀门和PLC控制器。
空压系统为空压机，压缩空气净化系统包括冷干机、过滤器和空气罐；氧氮分离系统包括吸附塔和过滤器；氧气缓冲系统包括氧气罐和减压阀等。
空气进入到空压机，通过空压机的压缩空气进入到空气净化系统(冷干机、过滤器、空气罐)，过滤后的空气进入氧氮分离系统(吸附塔、过滤器)，生成的氧气经过压缩到氧气缓冲系统(氧气罐、减压阀等)再通过相应管路输入到养殖单元。控制系统包括各种电磁阀门、PLC控制器。通过能够远程控制制氧设备的开启和关闭，以及制氧状况的数据监控，当氧气纯度低于设定值时报警并自动放空。在鱼池配置氧溶度传感器，但鱼池氧溶度达到设定高值时自动停机，鱼池氧溶度低于设定低值时自动开启。
制氧单元3氧气不直接输出到养殖单元42内，所有的制氧单元3全部连接到供氧主管1上，再由供氧主管1输送到各个养殖单元42的水循环设备41中。
供氧主管1一端为封口结构，另一端为敞口结构，且该敞口处设置有可拆卸的堵头。通过设置成敞口结构并设置可拆卸堵头，可在后续过程中接续新的供氧主管1，便于系统扩张增容。
作为本发明的一种可选实施方式，出口和进口正对设置或错位设置。
当出口和进口正对设置时，出口和进口数量可以设置成数量相同，也就是制氧单元3和养殖模块4一一对应设置；
当出口和进口错位设置时，出口和进口数量可以设置成数量不同，也就是一套制氧单元3可以对一套或多套养殖模块4进行供氧。
本发明提供的模块化分布式制氧系统，旨在解决工厂集中式供氧系统的固有缺陷，通过设置成模块化分布式制氧系统，既解决在大规模工厂建设时供氧能力横向扩容的问题，也同时解决供氧系统单点故障的问题，为水产养殖工厂提供一个可无限扩展同时又具备高可用、节能属性的模块化分布式制氧系统。
本发明提供的模块化分布式制氧系统，按照渔场若干个养殖单元配置一套制氧系统作为基础化模块，根据渔场规模按需配比；渔场的所有模块化制氧设备内部连通，作为一个整体的制氧系统；当制氧系统内，某套制氧模块出现问题，其他制氧模块依然不影响整体养殖单元的需求量；
本发明提供的模块化分布式制氧系统，整体系统留出管道接口，便于以后渔场增加养殖单元后增加制氧模块；本模块化分布式制氧系统配合模块化养殖单元设计，每个供氧单元可以满足800～1000立方米的高密度养殖供氧需求。
这里首先需要说明的是，“向内”是朝向容置空间中央的方向，“向外”是远离容置空间中央的方向。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图1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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种模块化分布式制氧系统，其特征在于，包括供氧主管、供氧管和制氧单元，所述供氧主管上相对的两侧分别设置有多个进口和多个出口，所述供氧管数量为多条，并排设置，每根所述供氧管两端分别连接在一个养殖模块和一个所述出口上；所述制氧单元数量为多个，并排设置，每个所述制氧单元连接在一个所述进口上。
2.根据权利要求1所述的模块化分布式制氧系统，其特征在于，相邻两个所述出口之间的所述供氧主管上以及所述制氧单元的输送管上均设置有启闭件。
3.根据权利要求1所述的模块化分布式制氧系统，其特征在于，所述进口数量大于所述制氧单元数量；所述出口数量大于所述供氧管数量。
4.根据权利要求1所述的模块化分布式制氧系统，其特征在于，所述进口和所述出口数量相等或不等。
5.根据权利要求1-4中任一所述的模块化分布式制氧系统，其特征在于，所述制氧单元包括依次连接的空压系统、压缩空气净化系统、氧氮分离系统和氧气缓冲系统，所述氧气缓冲系统通过输送管与所述供氧主管连接。
6.根据权利要求1所述的模块化分布式制氧系统，其特征在于，养殖模块包括水循环设备和养殖单元，所述水循环设备和所述养殖单元之间设置有鱼池进水管和鱼池出水管，所述供氧管连接在所述水循环设备上。
7.根据权利要求6所述的模块化分布式制氧系统，其特征在于，所述养殖单元内设置有氧浓度传感器。
8.根据权利要求6所述的模块化分布式制氧系统，其特征在于，还包括与所述制氧单元和所述氧浓度传感器均电性连接的控制系统。
9.根据权利要求1所述的模块化分布式制氧系统，其特征在于，所述供氧主管一端为封口结构，另一端为敞口结构，且该敞口处设置有可拆卸的堵头。
10.根据权利要求1所述的模块化分布式制氧系统，其特征在于，所述出口和所述进口正对设置或错位设置。
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