CN202047059U - 藻类生长试验系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种藻类生长试验系统，涉及生态实验领域。该藻类生长试验系统包括藻类生长试验装置、调速装置以及用于固定所述藻类生长试验装置的固定装置，其中，所述藻类生长试验装置包括：外筒，所述外筒由外筒底盖、外筒上盖以及外筒体组成；与所述外筒底盖一体连接的空心内筒，所述内筒由内筒上盖和内筒体组成，所述内筒体的下端口与外界相通，所述外筒与内筒组成整体的纵截面呈倒凹字形，所述内筒与外筒之间形成用于盛装试验水体的环形空间；固定在所述外筒上盖上的电机；以及位于所述环形空间内、通过联轴器与所述电机相连接的桨叶结构。本实用新型既能模拟自然状态下的生境条件，又能实现营养盐、水动力条件的可控性。

Description

藻类生长试验系统
技术领域
本实用新型涉及用生态实验领域，特别是指一种藻类生长试验系统。
背景技术
现有技术中一般利用生态水槽(水箱)实验来研究紊动混合在藻类生长中的作用机理，国内已开展的生态槽实验主要有：(1)室内容器培育试验，是在一系列营养盐相同的水体中培养藻类，实验水体体积较小(容器体积1～2L)，流速控制主要通过电动搅拌器搅拌。(2)室内水槽实验，通过水泵控制循环水流，流量流速可控，相比容器培育实验水体体积增加，水体动力条件为自然流动而非转动或者搅动，光照、温度等为室内环境。(3)室外水槽实验，一般水槽尺寸长度为5-10m，宽度2-3m，采用江河水库的原水进行实验，气象条件为自然条件。
但是在室内进行生态槽实验，与野外条件相差较大，模拟实验的与自然条件下原型水体的相似性无法保证，尤其是针对于藻类这样体积较小，对于环境较为敏感的研究对象，室内实验效果与野外的实际情况可能相关数个数量级。现有的室外生态槽(水箱)实验虽然布设在室外，而且引入采用江河水库的原水进行实验，但是一般是位于岸边，由于水体中与岸边的小气候条件(光照、水温、湿度)等都有所变化，所以采用这种方式而建立的生态槽与原水的条件也有许多差异，试验效果也受影响。并且现有的小型生态槽无法模拟真实的水动力条件，而大型生态槽由于尺度过大，虽然可以通过控制水流的流速来模拟原水的水动力条件，但是因为水流量过大，无法调节试验水中的营养盐浓度、藻类的种类、水温等因素，无法测试在不同的自然条件下藻类的生长情况，设计工况达不到理想的效果。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种藻类生长试验系统，既能模拟自然状态下的生境条件，又能实现营养盐、水动力条件的可控性。
为解决上述技术问题，本实用新型的实施例提供技术方案如下：
一方面，提供一种藻类生长试验系统，包括位于自然水体中的藻类生长试验装置、通过控制电缆与所述藻类生长试验装置相连接的调速装置以及用于固定所述藻类生长试验装置的固定装置，
其中，所述藻类生长试验装置包括：
外筒，所述外筒由外筒底盖、外筒上盖以及外筒体组成；
与所述外筒底盖一体连接的空心内筒，所述内筒由内筒上盖和内筒体组成，所述内筒体的下端口与外界相通，所述外筒与内筒组成整体的纵截面呈倒凹字形，所述内筒与外筒之间形成用于盛装试验水体的环形空间；
固定在所述外筒上盖上的电机；以及
位于所述环形空间内、通过联轴器与所述电机相连接的桨叶结构。
进一步地，所述桨叶结构包括两个桨叶和桨叶骨架。
进一步地，所述桨叶骨架通过万向转轮固定在所述内筒上盖上。
进一步地，所述电机外还套设有一电机盒，所述控制电缆通过所述电机盒上端的孔洞与所述调速装置相连接。
进一步地，所述外筒上盖上设置有若干个孔，所述外筒上盖与所述外筒之间为可拆卸连接。
进一步地，所述外筒的直径为1m，高度为2m，所述内筒的直径为0.5m，所述外筒和内筒的厚度均为0.01m。
进一步地，所述桨叶的宽度为0.22m。
进一步地，所述固定装置通过支架与所述外筒上部相连接。
进一步地，所述电机的转速为0.5转/分钟～20转/分钟。
本实用新型的实施例具有以下有益效果：
上述方案中，对藻类的生长试验在自然水体中开展，光照、温度、水下光热结构均为自然状态，藻类生长空间接近自然条件，实验流速控制是通过浆片带动水体流动，对水体扰动小，更接近于水库、河道中的自然流动状态。因此，本实用新型既能模拟自然状态下的生境条件，又能实现营养盐、水动力条件的可控性。
附图说明
图1为本实用新型实施例的藻类生长试验系统的结构示意图；
图2为本实用新型实施例的藻类生长试验装置的结构示意图；
图3为本实用新型实施例的藻类生长试验装置的截面示意图；
图4为本实用新型实施例的藻类生长试验装置的又一结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的实施例要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本实用新型的实施例针对现有技术藻类生长试验槽无法真正模拟原水状态(包括温度、光照、营养物、水流流态)的问题，提供一种藻类生长试验系统，既能模拟自然状态下的生境条件，又能实现营养盐、水动力条件的可控性。
图1为本实用新型实施例的藻类生长试验系统的结构示意图，如图1所示，本实施例包括位于自然水体中的藻类生长试验装置1、通过控制电缆与藻类生长试验装置1相连接的调速装置2以及用于固定藻类生长试验装置1的固定装置3。其中，藻类生长试验装置1固定在与固定装置3相连接的支架上，浮于水域表面。
图2为本实用新型实施例的藻类生长试验装置的结构示意图，如图2所示，藻类生长试验装置包括外筒4，外筒4由外筒底盖41、外筒上盖42以及外筒体43组成，外筒体43的上部固定在与固定装置3相连接的支架上；与外筒底盖41一体连接的空心内筒5，内筒5由内筒上盖51和内筒体52组成，内筒体的下端口与外界相通，如图3所示，若沿外筒的轴心将内筒和外筒剖开，外筒4与内筒5组成整体的纵截面呈倒凹字形，内筒5与外筒4之间形成用于盛装试验水体的环形空间45。
具体地，可采用亚克力来制作内筒和外筒，外筒直径可以设置为1m，深度为2.0m，内筒直径为0.5m，内筒与外筒之间组成内径0.5m，外径1m，高度为2000mm的盛水空间，由于亚克力的密度为1.2×103kg/m3，采用10mm厚亚克力制成的内外筒的重量约为100kg。内外筒可以采用一次成型加工，与底盖采用无缝熔接，以保证整个装置的强度。由于内筒体的下端口与外界相通，因此试验时，内筒体内也充满水，平衡了对内筒体两侧的压力。
进一步地，如图2所示，该装置还包括固定在外筒上盖42上的电机6；以及位于环形空间45内、通过联轴器与电机6相连接的桨叶结构7，桨叶结构7包括由两个桨叶71和桨叶骨架72，其中，桨叶71及桨叶骨架72可以通过2个小的万向转轮8放置在内筒上盖51上，用内筒来支撑整个桨叶和骨架的重量。实际应用中，可以采用铝合金型材来制作桨叶骨架，一是可以保证强度；二是可以使得桨叶结构的整体重量不大，不会对内筒强度造成影响。浆叶的宽度可以设置为0.22m，与外筒体和内筒体之间均保留有15mm的间隙，以防止加工误差导致的转动不畅。
进一步地，如图4所示，为防止雨淋，并考虑到电机的散热，电机6外还可套设一电机盒9，控制电缆通过电机盒9上端的孔洞与岸边的调速装置2相连接；外筒上盖42可以可拆卸的连接方式与外筒相连，外筒上盖42上可设置若干个孔10，以不遮挡阳光照射到水槽中，使试验的光照更接近自然条件。在实际应用中，外筒上盖可以为任意形状，尺寸以最小遮光为宜，只需要能够固定电机，保证电机平稳运行，且将整个桨叶骨架固定住，仅能以电机轴作转动。
实际操作中，由于普通电机的转速较快，在调速装置2和电机6之间还需要加一个减速装置来进行多级减速，电机及减速装置均可固定在外筒上盖上，电机通过联轴器与桨叶骨架相连，带动其转动。调速装置具体可以为利用220V交流电源工作的电机转速控制器，并提供可以挡雨的操作箱来放置电机转速控制器。电机转速要求在0.5转/分钟～20转/分钟之间，优先保证可以在0.5转/分钟～2转/分钟之间长期稳定运行。本实施例中，内筒和外筒均固定，通过电机带动浆叶推动水体在环形空间内循环流动，利用调速装置调整浆叶转速，控制桶内水体的流速。
本实施例对藻类的生长试验在自然水体中开展，光照、温度、水下光热结构均为自然状态；并且实验水体体积相对较大，藻类生长空间更接近自然条件；流速控制是通过浆叶带动水体流动，对水体扰动小，更接近于水库、河道中的自然流动状态；并且实验水体与环境水体没有交换，保证了实验水体内营养盐浓度的可控性。因此，采用本实用新型的技术方案即可以保证原水状态，又可以人为调节感兴趣的影响藻类的因素，从而不但避免了实验室装置试验的失真性，又可以针对“藻类自然生长要素”进行人工干预，较真实的反应不同的因素对藻类生长的控制与促进作用。
以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种藻类生长试验系统，其特征在于，包括位于自然水体中的藻类生长试验装置、通过控制电缆与所述藻类生长试验装置相连接的调速装置以及用于固定所述藻类生长试验装置的固定装置，
其中，所述藻类生长试验装置包括：
外筒，所述外筒由外筒底盖、外筒上盖以及外筒体组成；
与所述外筒底盖一体连接的空心内筒，所述内筒由内筒上盖和内筒体组成，所述内筒体的下端口与外界相通，所述外筒与内筒组成整体的纵截面呈倒凹字形，所述内筒与外筒之间形成用于盛装试验水体的环形空间；
固定在所述外筒上盖上的电机；以及
位于所述环形空间内、通过联轴器与所述电机相连接的桨叶结构。
2.根据权利要求1所述的藻类生长试验系统，其特征在于，所述桨叶结构包括两个桨叶和桨叶骨架。
3.根据权利要求2所述的藻类生长试验系统，其特征在于，所述桨叶骨架通过万向转轮固定在所述内筒上盖上。
4.根据权利要求1或3所述的藻类生长试验系统，其特征在于，所述电机外还套设有一电机盒，所述控制电缆通过所述电机盒上端的孔洞与所述调速装置相连接。
5.根据权利要求1所述的藻类生长试验系统，其特征在于，所述外筒上盖上设置有若干个孔，所述外筒上盖与所述外筒之间为可拆卸连接。
6.根据权利要求1所述的藻类生长试验系统，其特征在于，所述外筒的直径为1m，高度为2m，所述内筒的直径为0.5m，所述外筒和内筒的厚度均为0.01m。
7.根据权利要求2所述的藻类生长试验系统，其特征在于，所述桨叶的宽度为0.22m。
8.根据权利要求1所述的藻类生长试验系统，其特征在于，所述固定装置通过支架与所述外筒上部相连接。
9.根据权利要求1所述的藻类生长试验系统，其特征在于，所述电机的转速为0.5转/分钟～20转/分钟。
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