CN115088607B - 一种改善水域水质的生态浮草种植装置 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种改善水域水质的生态浮草种植装置，包括浮床和用于固定浮床的锚固装置，浮床上设置有若干用于种植浮草植物的种植管，种植管上转动套接有保护管，浮床的下方固定连接有围护框，围护框内设置有浮板，浮板的上表面与浮床的下表面之间留有间距，保护管穿透浮板并与浮板滑动连接，浮板连接有带动保护管转动的传动机构，当浮板上下浮动时，保护管在传动机构的作用下相对种植管转动。本申请具有使得垃圾不易积聚在浮床下方，从而有利于浮草植物生长的效果。

Description

一种改善水域水质的生态浮草种植装置
技术领域
本申请涉及生态浮床的技术领域，尤其是涉及一种改善水域水质的生态浮草种植装置。
背景技术
随着我国工业与经济的飞速发展，人民生活水平的不断提高，近年来生产废水和生活废水量不断增多，许多未经处理或者处理不完善的废水被排入河流、湖泊中，使水体遭受不同程度的污染，导致水生生态系统退化严重。为此，会恢复水体的自净功能，目前正在大力推广在河流和湖泊中布置生态浮床。
生态浮岛是人工浮岛的一种，针对富营养化的水质，利用生态工学原理，降解水中的CO2、氮和磷的含量。它以浮床为载体，通过运用无土栽培技术原理在浮床上栽种浮草植物，应用物种间共生关系，充分利用水体空间生态位和营养生态位，从而建立高效人工生态系统，用以削减水体中的污染负荷。通过设置生态浮岛，能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，并使水体透明度大幅度提高。
现有技术中对浮床上一般设置有多个用于种植浮草植物的种植管，当浮床长期使用后，河流或湖泊中的垃圾容易聚集浮草植物的根部位置，容易损伤植物根系，从而影响浮草植物的生长。
发明内容
为了解决上述技术问题，本申请提供一种改善水域水质的生态浮草种植装置。
本申请提供的一种改善水域水质的生态浮草种植装置采用如下的技术方案：
一种改善水域水质的生态浮草种植装置，包括浮床和用于固定浮床的锚固装置，所述浮床上设置有若干用于种植浮草植物的种植管，所述种植管上转动套接有保护管，所述浮床的下方固定连接有围护框，所述围护框内设置有浮板，所述浮板的上表面与浮床的下表面之间留有间距，所述保护管穿透浮板并与浮板滑动连接，所述浮板连接有带动保护管转动的传动机构，当浮板上下浮动时，所述保护管在传动机构的作用下相对种植管转动；所述传动机构包括固定在浮板上的斜齿条，所述斜齿条的齿牙呈45°倾斜，所述斜齿条与浮板垂直设置，所述浮床上滑动连接有传动齿条，所述传动齿条与斜齿条垂直设置，所述传动齿条设置有斜齿面和直齿面，位于传动齿条斜齿面的齿牙呈45°倾斜并与斜齿条的齿牙啮合，所述保护管上套接固定有齿圈，所述齿圈与传动齿条的直齿面啮合；所述浮板的上表面与浮床的下表面之间设置有多个弹性件；所述弹性件包括固定在浮床下表面的固定管，所述固定管内滑动插接有活动杆，所述活动杆插入固定管的一端与固定管的管底之间设置有弹簧。
通过采用上述技术方案，当水位上升时，由于锚固装置拽住浮床，使得浮板在浮力作用下能够相对围护框上移，从而通过传动机构带动保护管转动，保护管在转动过程中将依附在其表面的垃圾甩下并扰动周围水体，从而垃圾向远离浮床的方向移动。同理，当水位下放后，浮板下移以使得保护管朝相反的方向转动，也能将依附在保护管上的垃圾甩下。由于河流或湖泊的水位在南方多雨地区是经常变化的，因此保护管处于转动状态的时间较多，保护管转动扰动水体，使得垃圾难以聚集在浮床下方，从而有效保护植物根系，不仅有利于浮草植物生长，也有利于净化水质；当水位上升时，斜齿条跟随浮板上移从而带动传动齿条移动，传动齿条在移动过程中带动齿圈转动，从而驱使保护管转动；当水位上升时，浮板上浮挤压弹性件，当水位下降后，浮板在自身重力和弹性件的作用下下落，从而通过传动机构带动保护管朝相反的方向快速转动，提高了保护管的转速，使得垃圾不易聚集在浮床下方，有利于植物生长；固定管和活动杆对弹簧起保护作用，从而延缓弹簧生锈的时间。
优选的，所述浮床上开设有若干排气孔，所述浮板上开设有若干排水孔。
通过采用上述技术方案，通过设置排气孔，减小浮板上浮时所受到的阻力，当下雨时，雨水会经过排气孔落在浮板上，因此，通过设置排水孔，使得浮板、围护框以及浮床所围成的空间内不易积水。
优选的，所述锚固装置包括锚杆和拉绳，所述拉绳的一端与锚杆固定连接，所述浮床上设置有收卷装置，所述收卷装置包括设置在浮床上的控制器、液位传感器和卷扬机，所述液位传感器和卷扬机均与控制器电性连接，所述拉绳远离锚杆的一端绕圈在卷扬机的卷筒上。
通过采用上述技术方案，液位传感器实时监测水位变化，当水位上升的高度达到浮板上浮的最大高度时，液位传感器将信号传递给控制器，控制器控制卷扬机运转以放松拉绳，从而使得浮床能够上浮，使得在暴雨天气水位上涨较大的情况下，浮床不会被水淹没，有利于提高浮草植物的存活率。
优选的，所述保护管的下端固定连接有喇叭口。
通过采用上述技术方案，喇叭口的存在，一方面不会抑制浮草植物的根系生长；另一方面，有利于扩大扰动范围，使得垃圾不易集聚在浮床下方。
优选的，所述排气孔内设置有过滤网。
通过采用上述技术方案，使得浮草植物的枯叶不会掉进浮板、围护框、浮床所围成的空间内，且后续浮板上移会挤压空气，空气从排气孔排出，从而将枯叶吹开，使得排气孔不易被堵住。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.本申请通过水位上涨以带动浮板上移，浮板上移通过传动机构带动保护管转动，从而浮床下方搅动水体，使得垃圾不易聚集在浮床下方，从而有利于植物生长。
2.通过在浮床与浮板之间设置弹性件，当水位下降后，弹性件推动浮板下移，从而驱使保护管快速转动，提高了保护管的转速，从而增强对水体的扰动效果，进一步使得垃圾不易聚集在浮床下方，有利于植物生长；
3.通过设置液位传感器监测水位，并通过卷扬机放松或收卷拉绳，从而使得浮床能够适应水位变化，有利于浮草植物生长。
附图说明
图1是本申请的整体结构示意图；
图2是本申请中围护框的内部结构示意图；
图3是本申请中图2中A的放大示意图；
图4是本申请中传动齿条的结构示意图；
图5是本申请弹性件与浮床、浮板的连接示意图。
附图标记说明：
1、浮床；2、锚固装置；21、锚杆；22、拉绳；3、液位传感器；4、卷扬机；5、种植管；6、保护管；7、喇叭口；8、围护框；9、浮板；10、传动机构；101、斜齿条；102、传动齿条；103、齿圈；11、滑槽；12、限位条；13、限位槽；14、斜齿面；15、直齿面；16、弹性件；161、固定管；162、活动杆；163、弹簧；17、排气孔；18、排水孔；19、安装板。
具体实施方式
以下结合附图1-5对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种改善水域水质的生态浮草种植装置。参照图1，包括浮床1和用于固定浮床1的锚固装置2。浮床1整体呈长方体状设置，锚固装置2设置有四组，四组锚固装置2均埋设在水下土层中并分别位于浮床1的四个边角处。锚固装置2包括打入水下土层的锚杆21，锚杆21的上端浮出水面并绑接有拉绳22。浮床1上设置有用于收卷拉绳22的收卷装置，通过收卷装置收卷或放松拉绳22，一方面使得浮床1能够稳定的漂浮在水面上；另一方面，使得浮床1能够适应水位变化，从而使得浮床1不会被水淹没，有利于浮草植物生长。
参照图1，收卷装置包括设置浮床1上的控制器(图中未示出)、液位传感器3和四个卷扬机4。液位传感器3与控制器电性连接，液位传感器3安装在浮床1的侧边，液位传感器3用于检测水位变化，并将检测到的数据转化为信号传递给控制器。浮床1的四个边角处均固定连接有安装板19，安装板19与卷扬机4一一对应，卷扬机4安装在对应的安装板19上。拉绳22远离锚杆21的一端绕卷在靠近其的卷扬机4的卷筒上。卷扬机4与控制器电性连接，控制器处理分析液位传感器3发出的信号并做出判断，以此控制卷扬机4运转以调整拉绳22的长度，从而使得浮床1能够适应水位变化。
参照图2，浮床1上设置有若干用于种植浮草植物的种植管5，若干种植管5呈矩形阵列状分布在浮床1上。种植管5的下端穿透浮床1并与浮床1固定连接。种植管5上转动套接有保护管6，保护管6的下端固定连接有喇叭口7，喇叭口7用于保护浮草植物的根系，同时，又不会限制浮草植物生长。
参照图2，浮床1的下表面固定连接有围护框8，围护框8的外壁与浮床1的侧壁齐平。围护框8内滑动连接有浮板9，浮板9的上表面与浮床1的下表面之间留有间隙。保护管6穿透浮板9，保护管6可相对浮板9转动，浮板9可沿保护管6的长度方向滑动。浮板9连接有带动保护管6转动的传动机构10，当浮板9上下浮动时，保护在传动机构10的作用下相对种植管5转动，从而扰动周围水体，使得垃圾不易聚集在浮床1下方，有利于浮草植物生长。
参照图2和图3，传动机构10设置有多组，每组传动机构10在浮板9上下浮动的作用下带动位于同一排的多根保护管6转动。具体的，传动机构10包括垂直固定在浮板9上表面的斜齿条101，斜齿条101的齿牙呈45°倾斜，斜齿条101的上端穿透浮床1并与浮床1滑动连接。浮床1的下表面滑动连接有传动齿条102，传动齿条102与斜齿条101垂直，浮床1的下表面沿长度方向凹陷有滑槽11，传动齿条102滑动插接在滑槽11内。
参照图3和图4，传动齿条102的一侧凸设有限位条12，滑槽11的槽壁上凹陷有与限位条12配合的限位槽13，限位条12滑动插接内限位槽13内。通过设置限位条12和限位槽13，使得传动齿条102能够稳定的相对浮床1滑动。
参照图2和图4，传动齿条102设置有斜齿面14和直齿面15，斜齿面14和直齿面15分别分布在传动齿条102相对的一对侧壁上，位于传动齿条102斜齿面14上的齿牙呈45°倾斜且与斜齿条101的齿牙啮合。直齿面15设置在传动齿条102设置有凸条的一侧，传动齿条102的直齿面15位于滑槽11外，活动套上套接固定有齿圈103，位于同一排的活动套上的多个齿圈103均与同一传动齿条102的直齿面15啮合。
当水位上涨时，液位传感器3检测水位上涨的高度，当水位上涨的高度小于浮板9的最大上浮高度时，浮床1还不会被淹没，因此，卷扬机4不会运转。此时，浮床1被锚杆21拽住，浮板9在浮力作用下上移，斜齿条101跟随浮板9上移从而带动传动齿条102在滑槽11内移动，传动齿条102移动带动齿圈103转动，从而带动保护转动相对种植管5转动，进而扰动周围水体，使得垃圾不易聚集在浮床1下方。
参照图5，浮板9的上表面与浮床1的下表面之间固定连接有多个弹性件16。弹性件16包括固定在浮床1下表面的固定管161，固定管161内滑动插接有活动杆162，活动杆162插入固定管161的一端与固定管161的管底之间设置有弹簧163。当弹簧163不受外力时，活动杆162的下端伸出固定管161并与浮板9固定连接。通过设置弹性件16，当浮板9上浮后，浮板9挤压弹簧163，使得浮力所做的功一部分转化为弹性势能储存起来。当水位下降后，弹簧163回弹以释放弹性势能，配合浮板9自身的重力，从而抵消传动机构10运转和保护管6转动所需消耗的能量。使得浮板9在下落过程中，保护管6能够快速反转，从而提高了保护管6转速，使得垃圾更加不易聚集在浮床1下方，从而有利于浮草植物生长。
参照图5，浮床1上开设有若干排气孔17，排气孔17内固定有过滤网(图中未示出)。通过设置排气孔17，能够减小浮板9在上浮过程中所受到的阻力，过滤网的存在则能够拦截浮草植物掉落的枯叶，使得浮床1、围护框8以及浮板9所围成的空间内不易积蓄垃圾。且浮板9上移时会挤压空气，从而对排气孔17起疏通作用。
浮板9上开有若干排水孔18，使得浮板9、围护框8以及浮床1所围成的空间内不易积水。
本申请实施例一种改善水域水质的生态浮草种植装置的实施原理为：
本申请中的种植装置适用在多雨气候地区，在使用时，通过利用水位的涨落带动浮板9上下浮动，并利用浮板9上下浮动带动保护管6转动，从而能够扰动浮床1下方水体，使得垃圾不易积聚在浮床1下方，有利于浮草植物生长。由于河流会湖泊的水位变化是经常发生的，因此，浮板9上下浮动的时间较多，从而使得保护管6和喇叭口7处于运动状态的时间较多，进而使得浮床1下方的水体处于动态，因此，使得垃圾不易积聚在浮床1下方。
且通过设置液位传感器3、控制器和卷扬机4，当液位传感器3检测到水位的上升高度大于浮板9的最大上浮高度后，控制器控制卷扬机4运转以放松拉绳22，使得浮床1能够上浮，从而使得浮床1不会被淹没，从而有利于提高浮草植物的存活率。当液位传感器3检测到水位的下降高度大于浮板9的最大上浮高度后，控制器控制卷扬机4运转以放松拉绳22，从而使得浮床1能够随着水位下降和下浮，不仅使得浮床1能够稳定的漂浮在水面上，而且使得浮草植物不易因失水而死亡。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种改善水域水质的生态浮草种植装置，包括浮床(1)和用于固定浮床(1)的锚固装置(2)，其特征在于：所述浮床(1)上设置有若干用于种植浮草植物的种植管(5)，所述种植管(5)上转动套接有保护管(6)，所述浮床(1)的下方固定连接有围护框(8)，所述围护框(8)内设置有浮板(9)，所述浮板(9)的上表面与浮床(1)的下表面之间留有间距，所述保护管(6)穿透浮板(9)并与浮板(9)滑动连接，所述浮板(9)连接有带动保护管(6)转动的传动机构(10)，当浮板(9)上下浮动时，所述保护管(6)在传动机构(10)的作用下相对种植管(5)转动；所述传动机构(10)包括固定在浮板(9)上的斜齿条(101)，所述斜齿条(101)的齿牙呈45°倾斜，所述斜齿条(101)与浮板(9)垂直设置，所述浮床(1)上滑动连接有传动齿条(102)，所述传动齿条(102)与斜齿条(101)垂直设置，所述传动齿条(102)设置有斜齿面(14)和直齿面(15)，位于传动齿条(102)斜齿面(14)的齿牙呈45°倾斜并与斜齿条(101)的齿牙啮合，所述保护管(6)上套接固定有齿圈(103)，所述齿圈(103)与传动齿条(102)的直齿面(15)啮合；所述浮板(9)的上表面与浮床(1)的下表面之间设置有多个弹性件(16)；所述弹性件(16)包括固定在浮床(1)下表面的固定管(161)，所述固定管(161)内滑动插接有活动杆(162)，所述活动杆(162)插入固定管(161)的一端与固定管(161)的管底之间设置有弹簧(163)。
2.根据权利要求1所述的一种改善水域水质的生态浮草种植装置，其特征在于：所述浮床(1)上开设有若干排气孔(17)，所述浮板(9)上开设有若干排水孔(18)。
3.根据权利要求1所述的一种改善水域水质的生态浮草种植装置，其特征在于：所述锚固装置(2)包括锚杆(21)和拉绳(22)，所述拉绳(22)的一端与锚杆(21)固定连接，所述浮床(1)上设置有收卷装置，所述收卷装置包括设置在浮床(1)上的控制器、液位传感器(3)和卷扬机(4)，所述液位传感器(3)和卷扬机(4)均与控制器电性连接，所述拉绳(22)远离锚杆(21)的一端绕圈在卷扬机(4)的卷筒上。
4.根据权利要求1所述的一种改善水域水质的生态浮草种植装置，其特征在于：所述保护管(6)的下端固定连接有喇叭口(7)。
5.根据权利要求2所述的一种改善水域水质的生态浮草种植装置，其特征在于：所述排气孔(17)内设置有过滤网。
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