CN114249430B - 一种抗水流风动供氧型生态浮岛 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及生态治理技术领域，尤其涉及一种抗水流风动供氧型生态浮岛，生态浮岛包括：漂浮在河道水面的浮床；以及至少有部分结构插入河底淤泥中用于固定浮床位置的固定桩；以及位于浮床下方的沉水种植床，沉水种植床固定在固定桩上；以及沿浮床的周向设置的防护台；以及设置在浮床上的气体供应装置和风力发电装置，风力发电装置为气体供应装置提供电能。本发明通过防护台和固定桩增加了浮床的稳定性，减少了水流对浮床的冲击力，有效避免了浮床出现侧翻的现象，并通过风力发电装置和气体供应装置的设置，保证了水体上下部之间相互交融，增加了水中含氧量，并且通过在深水种植床内种植水生植物，进一步改善了深水区域的水质。
Description
技术领域
本发明涉及生态治理技术领域，尤其涉及一种抗水流风动供氧型生态浮岛。
背景技术
生态浮岛是一种针对富营养化的水质，利用生态工学原理，降解水中的COD、氮、磷的含量，使水体透明度大幅度提高，同时水质指标也得到有效的改善，特别是对藻类有很好的抑制效果。生态浮岛对水质净化最主要的功效是利用植物的根系吸收水中的富营养化物质，例如总磷、氨氮、有机物等，使得水体的营养得到转移，减轻水体由于封闭或自循环不足带来的水体腥臭、富营养化现象，在生态治理领域起着越来越重要的作用。
现有的生态浮岛，一般由若干个生态浮岛片材拼接而成，通过连接扣合卡孔的配合实现单元浮岛片材之间的组合，但是采用这种连接方式的生态浮岛在流速较快的河流中，经常出现浮床整体侧翻、浮岛散落和种植丢失等现象，且由于水体上下部之间缺乏交融导致水中含氧量低，使得深水中的微生物降解活动十分缓慢，严重影响深水区域的治理效果。
鉴于上述问题的存在，本发明人基于从事此类产品工程应用多年丰富的实务经验及专业知识，积极加以研究创新，以期创设一种抗水流风动供氧型生态浮岛，使其更具有实用性。
发明内容
本发明提供一种抗水流风动供氧型生态浮岛，以解决背景技术中的问题。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种抗水流风动供氧型生态浮岛，所述生态浮岛包括：漂浮在河道水面的浮床；
以及至少有部分结构插入河底淤泥中用于固定所述浮床位置的固定桩；
以及位于所述浮床下方的沉水种植床，所述沉水种植床固定在所述固定桩上；
以及沿所述浮床的周向设置的防护台；
以及设置在所述浮床上的气体供应装置和风力发电装置，所述风力发电装置为所述气体供应装置提供电能。
进一步地，所述浮床为夹层结构，包括漂浮层及对称设置在所述漂浮层两侧的浮板，且所述浮板上设置透气孔。
进一步地，所述漂浮层采用改性沸石、改性陶粒及秸秆碎屑的一种或两种的组合物。
进一步地，所述防护台呈梯形结构，且内部包括与所述浮床固定的连接面，及设置于所述防护台外侧面的弧形抵御面；
所述连接面上设有的T型凸台与所述浮床上的凹槽卡接固定，所述弧形抵御面向内凹陷。
进一步地，所述弧形抵御面的底面端部铰接有缓冲装置；
所述缓冲装置包括缓冲板和弹簧，所述弹簧设置在所述缓冲板远离铰接处的一端，其所述弹簧的另一端抵接固定在所述弧形抵御面上，且所述弹簧表面设有防腐蚀涂层；
所述缓冲板设置成与所述弧形抵御面相匹配的圆弧形结构。
进一步地，所述浮床内可拆卸地安装有若干种植篮，若干所述种植篮部分位于水面以下；
所述种植篮的底部开设有网孔，所述种植篮的顶部设有一圈向外周扩展的安装沿，位于所述种植篮内设有滤网，所述滤网上盛装有种植填料。
进一步地，所述风力发电装置包括安装在所述浮床上的蓄电池，及与所述蓄电池通过导线连接的风力发电桩。
进一步地，所述气体供应装置包括气泵、主供气管和若干分支供气管；
所述气泵的输出端与所述主供气管的一端固定连接，所述主供气管的另一端设有集气腔，所述集气腔沿圆周方向开设多个出气口，若干所述分支供气管一端封闭，另一端对应多个所述出气口与所述集气腔固定连接，所述分支供气管上设有若干出气嘴。
进一步地，所述集气腔内设有滑块，所述滑块与所述集气腔的底部弹簧连接。
进一步地，所述固定桩包括支撑杆和插入河底淤泥的固定锚，所述固定锚螺纹固定连接在所述支撑杆的端部；
所述固定锚内设有空腔结构，所述空腔结构内设有活塞、伸缩导向件和多个连杆组件；
所述支撑杆内设有第一气体通道，所述第一气体通道与所述气泵连接，所述活塞的头部嵌入所述第一气体通道内，所述活塞的杆部与所述伸缩导向件连接，所述伸缩导向杆远离所述活塞的一端与所述空腔结构的底部固定连接；
所述连杆组件包括第一活动杆和第二活动杆，所述第一活动杆的一端铰接在所述活塞的杆部，所述第一活动杆的另一端铰接在所述第二活动杆的中间位置，所述第二活动杆的一端与所述空腔结构的底部铰接。
本发明的有益效果为：本发明通过防护台和固定桩增加了浮床的稳定性，减少了水流对浮床的冲击力，有效避免了浮床出现侧翻、浮岛散落和种植丢失的现象，并通过风力发电装置和气体供应装置的设置，保证了水体上下部之间相互交融，增加了水中含氧量，并且通过在深水种植床内种植水生植物，进一步改善了深水区域的水质，对深水区域起到了有效治理。
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中记载的一些实施例，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为本发明实施例中抗水流风动供氧型生态浮岛的结构示意图；
图2为本发明实施例中防护台的结构示意图；
图3为本发明实施例中防护台与浮床连接结构示意图；
图4为本发明实施例中安装沿与浮床的连接结构示意图；
图5为本发明实施例中集气腔的结构示意图；
图6为本发明实施例中出气嘴的结构示意图；
图7为本发明实施例中固定桩未进气状态的结构示意图；
图8为本发明实施例中固定桩进气状态的结构示意图。
附图标记：1、浮床；11、种植篮；111、安装沿；112、滤网；2、固定桩；21、支撑杆；211、第一气体通道；22、固定锚；221、活塞；222、伸缩导向件；223、第一活动杆；224、第二活动杆；3、沉水种植床；4、防护台；41、连接面；42、弧形抵御面；43、缓冲装置；5、气体供应装置；51、主供气管；511、集气腔；511a、出气口；511b、滑块；52、分支供气管；53、出气嘴；531、外套筒；5311、出气孔；532、调节结构；532a、贯穿通孔；532b、滚珠；532c、密封圈；532d、迎风面；6、风力发电装置。
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。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图1至图8所示的抗水流风动供氧型生态浮岛，生态浮岛包括：漂浮在河道水面的浮床1；以及至少有部分结构插入河底淤泥中用于固定浮床1位置的固定桩2；以及位于浮床1下方的沉水种植床3，沉水种植床3固定在固定桩2上；以及沿浮床1的周向设置的防护台4；以及设置在浮床1上的气体供应装置5和风力发电装置6，风力发电装置6为气体供应装置5提供电能。
本发明实施例中，当生态浮岛面临风浪时，浮床1上防护台4和均布分布在浮床1四角的固定桩2增加了浮床1的稳定性，减少了水流对浮床1的冲击力，有效避免了浮床1出现侧翻、浮岛散落和种植丢失的现象，并通过风力发电装置和气体供应装置5的设置，保证了水体上下部之间相互交融，增加了水中含氧量，并且通过在深水种植床内种植水生植物，进一步改善了深水区域的水质，对深水区域起到了有效治理。
本发明优选实施例中，浮床1为夹层结构，包括漂浮层及对称设置在漂浮层两侧的浮板，且浮板上设置透气孔，实现空气与水体之间的氧传输，达到自然复氧的目的。
在上述实施例基础上，漂浮层采用改性沸石、改性陶粒及秸秆碎屑其中一种或两种的组合物，利用环保可降解的天然材质，不会对水造成二次污染。
为了保证防护台4具有一定抵御水流的作用，防护台4呈梯形结构，且内部包括与浮床1固定的连接面41，及设置于防护台4外侧面的弧形抵御面42；连接面41上设有的T型凸台与浮床1上的凹槽卡接固定，弧形抵御面42向内凹陷。
具体地，防护台4采用高密度聚乙烯材质，绿色环保，避免了水质的二次污染，弧形抵御面42的结构，使水流的冲击力在弧形抵御面42的作用下具有一定的缓冲效果，减轻了水流对浮床1的影响。
在上述实施例基础上，弧形抵御面42的底面端部铰接有缓冲装置43；缓冲装置43包括缓冲板和弹簧，弹簧设置在缓冲板远离铰接处的一端，其弹簧的另一端抵接固定在弧形抵御面42上，且弹簧表面设有防腐蚀涂层；缓冲板设置成与弧形抵御面42相匹配的圆弧形结构。
具体地，当水流冲击至缓冲板上时，水流会沿着缓冲板的圆弧形结构运动，其冲击力作用在弹簧上，进一步削减了水流的冲击力，保证了浮床1的稳定性。
本发明优选实施例中，浮床1内可拆卸地安装有若干种植篮11，若干种植篮11部分位于水面以下；种植篮11的底部开设有网孔，种植篮11的顶部设有一圈向外周扩展的安装沿111，位于种植篮11内设有滤网112，滤网112上盛装有种植填料。
具体地，种植篮11的安装沿111扣在浮床1的卡接槽内，其安装沿111底部边缘处的挂钩钩扣在卡接槽的凸台圆管上，保证了种植盘与浮床1位置的可靠性，种植篮11上网孔保证了空气和水的流通，避免了植物根部坏死对水质造成的二次污染。
本发明优选实施例中，风力发电装置6包括安装在浮床1上的蓄电池，及与蓄电池通过导线连接的风力发电桩。
本发明优选实施例中，气体供应装置5包括气泵、主供气管51和若干分支供气管52；气泵的输出端与主供气管51的一端固定连接，主供气管51的另一端设有集气腔511，集气腔511沿圆周方向开设多个出气口511a，若干分支供气管52一端封闭，另一端对应多个出气口511a与集气腔511固定连接，分支供气管52上设有若干出气嘴53。
具体地，气泵将带有氧气的空气输送至主供气管51内，并通过集气腔511上多个出气口511a排入分支供气管52，最后通过若干出气嘴53排入深水区域中，为深水区域中的动植物及水生物提供氧气，保证了深水区域中微生物降解活动的进行，从而有效改善了深水水质。
为了避免氧气供给过程中，鱼类产生的粪便被氧气吹散造成水质浑浊，因此，集气腔511内设有滑块511b，滑块511b与集气腔511的底部弹簧连接，通过滑块511b在集气腔511内滑动，挤压弹簧，集气腔511内的氧气从出气口511a间歇进入若干分支供气管52，减少了与鱼类粪便接触的概率，进而保证了水质的清澈。
具体地，当气体未进入主供气管51时，滑块511b自由状态下封堵圆周方向上的多个出气口511a，出气嘴53处于封闭状态；当气体进入主供气管51时，滑块511b压缩弹簧511c，气体通过多个出气口511a进入若干分支供气管52内，并进入出气嘴53后排出。
在上述实施例基础上，为了进一步保证氧气的间歇排放，出气嘴53包括外套筒531及设置在外套筒531空腔内的调节结构532，调节结构532转动设置在外套筒531空腔内，所述调节结构532圆周上设有贯穿通孔532a，贯穿通孔532a水平设置，主通孔垂直设置并与贯穿通孔532a连通，其外套筒531的外侧圆周方向设有与贯穿通孔532a对应的至少两个出气孔5311，两个出气孔5311轴线共线，调节结构532的顶面与底面均设有滚珠532b，且调节结构532与外套筒531接触的外侧面上设置至少两个密封圈532c，且两个密封圈532c设置在贯穿通孔532a的上下侧，当调节机构的迎风面532d受到气体作用产生自身的转动，从而使贯穿通孔532a间歇与外套筒531上的出气孔5311连通，其中，调节机构的迎风面532d上均布设有若干扇叶状凹槽，迎风面532d在气体作用下产生转向力，从而使调节结构532产生转动。
本发明优选实施例中，固定桩2包括支撑杆21和插入河底淤泥的固定锚22，固定锚22螺纹固定连接在支撑杆21的端部；固定锚22内设有空腔结构，空腔结构内设有活塞221、伸缩导向件222和多个连杆组件；支撑杆21内设有第一气体通道211，第一气体通道211与气泵连接，活塞221的头部嵌入第一气体通道211内，活塞221的杆部与伸缩导向件222连接，伸缩导向杆远离活塞221的一端与腔体结构的底部固定连接；连杆组件包括第一活动杆223和第二活动杆224，第一活动杆223的一端铰接在活塞221的杆部，第一活动杆223的另一端铰接在第二活动杆224的中间位置，第二活动杆224的一端与空腔结构的底部铰接。
具体地，当浮床1需要固定在某一位置时，气泵将空气注入支撑杆21内的第一气体通道211内，活塞221在气体压力作用下朝向固定锚22方向动作，使伸缩导向件222呈压缩状态，第一活动杆223和第二活动杆224在活塞221作用下产生联动，使第二活动杆224的自由端以空腔结构的底部铰接为圆心作圆弧运动，从而形成机械爪结构，增大了固定桩2与河底淤泥的接触面积，增加了固定锚22的抓牢性，从而提高了浮床1整体的稳定性，而当浮床1需要变换位置时，下压浮床1使第一活动杆223和第二活动杆224收进固定锚22的空腔结构内，活塞221上升，操作简单便捷，提高了浮床1的安装固定效率。
本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (6)
1.一种抗水流风动供氧型生态浮岛，其特征在于，所述生态浮岛包括：
漂浮在河道水面的浮床(1)；
以及至少有部分结构插入河底淤泥中用于固定所述浮床(1)位置的固定桩(2)；
以及位于所述浮床(1)下方的沉水种植床(3)，所述沉水种植床(3)固定在所述固定桩(2)上；
以及沿所述浮床(1)的周向设置的防护台(4)；
以及设置在所述浮床(1)上的气体供应装置(5)和风力发电装置(6)，所述风力发电装置(6)为所述气体供应装置(5)提供电能；
其中，所述防护台(4)呈梯形结构，且内部包括与所述浮床(1)固定的连接面(41)，及设置于所述防护台(4)外侧面的弧形抵御面(42)；所述连接面(41)上设有的T型凸台与所述浮床(1)上的凹槽卡接固定，所述弧形抵御面(42)向内凹陷，所述弧形抵御面(42)的底面端部铰接有缓冲装置(43)；所述缓冲装置(43)包括缓冲板和弹簧，所述弹簧设置在所述缓冲板远离铰接处的一端，其所述弹簧的另一端抵接固定在所述弧形抵御面(42)上，且所述弹簧表面设有防腐蚀涂层；所述缓冲板设置成与所述弧形抵御面(42)相匹配的圆弧形结构；当水流冲击至缓冲板上时，水流会沿着缓冲板的圆弧形结构运动，其冲击力作用在弹簧上，进一步削减了水流的冲击力，保证了浮床(1)的稳定性；
所述气体供应装置(5)包括气泵、主供气管(51)和若干分支供气管(52)；所述气泵的输出端与所述主供气管(51)的一端固定连接，所述主供气管(51)的另一端设有集气腔(511)，所述集气腔(511)沿圆周方向开设多个出气口(511a)，若干所述分支供气管(52)一端封闭，另一端对应多个所述出气口(511a)与所述集气腔(511)固定连接，所述分支供气管(52)上设有若干出气嘴(53)，气泵将带有氧气的空气输送至主供气管(51)内，并通过集气腔(511)上多个出气口(511a)排入分支供气管(52)，最后通过若干出气嘴(53)排入深水区域中，为深水区域中的动植物及水生物提供氧气；
所述集气腔(511)内设有滑块(511b)，所述滑块(511b)与所述集气腔(511)的底部弹簧(511c)连接，当气体未进入主供气管(51)时，滑块(511b)自由状态下封堵圆周方向上的多个出气口(511a)，出气嘴(53)处于封闭状态；当气体进入主供气管(51)时，滑块(511b)压缩弹簧(511c)，气体通过多个出气口(511a)进入若干分支供气管(52)内，并进入出气嘴(53)后排出；
为了进一步保证氧气的间歇排放，出气嘴(53)包括外套筒(531)及设置在外套筒(531)空腔内的调节结构(532)，调节结构(532)转动设置在外套筒(531)空腔内，所述调节结构(532)圆周上设有贯穿通孔(532a)，贯穿通孔(532a)水平设置，主通孔垂直设置并与贯穿通孔(532a)连通，其外套筒(531)的外侧圆周方向设有与贯穿通孔(532a)对应的至少两个出气孔(5311)，两个出气孔(5311)轴线共线，调节结构(532)的顶面与底面均设有滚珠(532b)，且调节结构(532)与外套筒(531)接触的外侧面上设置至少两个密封圈(532c)，且两个密封圈(532c)设置在贯穿通孔(532a)的上下侧，当调节机构的迎风面(532d)受到气体作用产生自身的转动，从而使贯穿通孔(532a)间歇与外套筒(531)上的出气孔(5311)连通，调节机构的迎风面(532d)上均布设有若干扇叶状凹槽，迎风面(532d)在气体作用下产生转向力，从而使调节结构(532)产生转动。
2.根据权利要求1所述的抗水流风动供氧型生态浮岛，其特征在于，所述浮床(1)为夹层结构，包括漂浮层及对称设置在所述漂浮层两侧的浮板，且所述浮板上设置透气孔。
3.根据权利要求2所述的抗水流风动供氧型生态浮岛，其特征在于，所述漂浮层采用改性沸石、改性陶粒及秸秆碎屑的一种或两种的组合物。
4.根据权利要求1所述的抗水流风动供氧型生态浮岛，其特征在于，所述浮床(1)内可拆卸地安装有若干种植篮(11)，若干所述种植篮(11)部分位于水面以下；所述种植篮(11)的底部开设有网孔，所述种植篮(11)的顶部设有一圈向外周扩展的安装沿(111)，位于所述种植篮(11)内设有滤网(112)，所述滤网(112)上盛装有种植填料。
5.根据权利要求1所述的抗水流风动供氧型生态浮岛，其特征在于，所述风力发电装置包括安装在所述浮床(1)上的蓄电池，及与所述蓄电池通过导线连接的风力发电桩。
6.根据权利要求1所述的抗水流风动供氧型生态浮岛，其特征在于，所述固定桩(2)包括支撑杆(21)和插入河底淤泥的固定锚(22)，所述固定锚(22)螺纹固定连接在所述支撑杆(21)的端部；所述固定锚(22)内设有空腔结构，所述空腔结构内设有活塞(221)、伸缩导向件(222)和多个连杆组件；所述支撑杆(21)内设有第一气体通道(211)，所述第一气体通道(211)与所述气泵连接，所述活塞(221)的头部嵌入所述第一气体通道(211)内，所述活塞(221)的杆部与所述伸缩导向件(222)连接，所述伸缩导向杆远离所述活塞(221)的一端与所述空腔结构的底部固定连接；所述连杆组件包括第一活动杆(223)和第二活动杆(224)，所述第一活动杆(223)的一端铰接在所述活塞(221)的杆部，所述第一活动杆(223)的另一端铰接在所述第二活动杆(224)的中间位置，所述第二活动杆(224)的一端与所述空腔结构的底部铰接。
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