CN202279725U - 一种全自动消毒增氧机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种全自动消毒增氧机，包括机顶罩、机顶罩下方设置有水腔和与水腔通过法兰相连接的潜水电机以及连接在潜水电机另一端的浮球，机顶罩内安装有臭氧发生器，臭氧发生器上连接有用于控制臭氧发生器开关的增氧机自动开关控制系统，臭氧发生器的出气口上连接有导气管，水腔外壁上环形设置有至少一个出水口，出水口处设置有射流管，射流管侧壁上开设有与射流管内腔相连接通的倾斜式进气管，进气管与导气管相连通。所述的全自动消毒增氧机，采用微机测控系统对采集的数据进行数字运算；臭氧发生器的末端连接在射流的进气口，利用负压射流的原理将臭氧和空气混合气体带入射流器中，从而达到水体的消毒功效，更增加了水体的溶氧率。

Description

一种全自动消毒增氧机

技术领域

本实用新型涉及机械设备的领域，尤其是一种全自动消毒增氧机。

背景技术

我国发展淡水养殖具有十分优越的客观条件，国内淡水水面面积达3亿多亩，居世界之首，其中可以用来养鱼的面积占1/3以上。江河、湖泊、水库、塘池遍布全国，且大部分处于温带和亚热带地区，气候温暖，雨量充沛、水质肥沃、饵料丰富、鱼类生长期长，适合在我国生长的鱼类资源十分丰富，为我国淡水养殖业的发展，提供了一个很好的客观条件。

近年来，随着养鱼产业的发展和单位面积产量的提高，养鱼机械已成为不可缺少的设备。我国养鱼机械的开发，始于20世纪60年代中期，到目前为止只有40多年的历史，但在养殖的主要环节上，已开发出相应设备和产品。如增氧设备、水体改良药物、饲料机组、各种起捕设备、保鲜运输设备，以及适用于机械化、工厂化养鱼的专用设备等。

其中增氧设备和消毒方式在养殖过程中占有举足轻重的地位。增氧设备的投入能有效解决水体缺氧所导致鱼类群体浮头、死亡的状况。水质的好坏也会导致水体溶氧量的高低与鱼病的发生机率。俗话说养鱼先养水、好水养好鱼，水质对养鱼来说非常重要，在养殖过程中，鱼苗的孵化、苗种培育、活鱼运输以及成鱼饲养等，不论在哪个环节中，都离不开水质的好坏。

目前针对上述所说的情况，进行分析比较国内外技术现状、各自存在的优缺点及发展趋势：

1.国外研究现状：东南亚、南美洲等国家，虾池主要是用水车增氧机，少量使用推流吸气式增氧机。他们认为，这两种增氧机能使虾池产生环流，适合虾类的生活习性和生态环境，有利于虾的健康生长。由于养虾密度较高，气温高，耗氧率大，水质易变坏，所以水车式增氧机的配比量较大，面积较少的配0.75kw.，面积较大的配1.5kw的增氧机6台-8台。近年来。丹麦、德国等一些国家都成功的设计和建造了使用液氧向养鱼池增氧的养殖设备，大大提高了单位水域面积的鱼产量。美国和瑞典等国研制了压力震荡吸收系统制氧装置，可在鱼类养殖直接生产含量为85％-95％的富氧，从而使远离城市的养殖场也能采用纯氧增氧技术。

2.国内研究现状：我国增氧机产品在近四十年来，随着水产养殖业的发展而得到了迅猛发展，至今已成为瓶中规格齐全，不仅能满足国内养殖业的需要，而且还有出口。江苏省无锡县江南电泵厂研制出涡射流复合式增氧机。该增氧机是一种水产养殖业和污水处理工业中的增氧或曝气设备。主要有传动轴、泵体、泵盖、透平式叶轮组成的涡流泵及两级射流器组成。其特点在于采用透平式叶轮为第一级涡流增氧，把机械能转换为液体压力能，合理地实现了气水混合、液体输送。在第二级第三级射流增氧中由水-气提升和水-水提升，实现重复混合与增氧。

1999年，北京建筑工程学院科研处研制新型鱼塘增氧机，该增氧机的主要部分是一个流控振荡器。该振荡器岁利用电学的反馈、放大和震荡理论来调节和操纵管道中流体的运动；巧妙地利用电学的反馈，实现了大功率强射流的震荡。因流控振荡器中没有活瓣、阀门等活动机件，故不易磨损，较传统方法节能、节材，经久耐用。

1999年北京麦克曼商贸公司，开发了半潜式流控增氧机，该产品特征是：水泵出水口设有密封式联通器，与分水体连通。在分水体上方设置并列的两射流器，射流器上方设置扰流体。射流器喷射气水混合体，同时产生转矩，带动扰流体旋转，向深水域和水面增氧。机体为塑料制品，轻松耐用，便于维修和存储。通电开机后主机体在水下喷射混合均匀的富氧水并以120转/分的等速旋转，水面上的搅水板随之划动水面形成波纹而完成水面增氧。

由沈阳司南环保设备有限公司推出的“司南”牌聚氧活化曝气增氧机，首次应用法拉第原理，采用磁性生物工程技术，把空气中富聚、活化的氧气与经磁化的污水结合，提高污水溶解氧的饱和度，创下了曝气机中深水大容量水气合成技术的先例，在世界曝气增氧史上第一个彻底甩掉了鼓风机、供气管道网和曝气头等笨重设备。这一成果是由吉林大学物理系研究员、应用磁学专学关品三教授研制成功的，并以获得发明专利权。现已在沈阳通过鉴定。来自国家环保总局、中科院、北京大学、清华大学、吉林大学等部门的专家一致认为，该产品为国内首创，达到世界领先水平。据介绍，与传统方法相比，聚氧活化曝气增氧机不仅可使水中溶解氧的浓度提高25％，而且一次性投资可减少50％，节能70％左右。

综合上述，欧美国家的技术在实际运用中可能因成本过高而使用户的负担加重，不适合发展中国家。而国内的设备在价格上可能是有一定的优势，但是目前为止没有一种相对比较全面的设备，使用范围受到局限。本项目是结合实际临床应用，使鱼塘全面增氧，而且使用成本低。因自带了消毒功能，所以可以避免大量使用消毒剂，设备的自动开关装置能根据水中含氧量的高低而实行自动开关，可节省劳动力。

市场形成的背景，过程及发展速度：我国池塘养鱼自从有了增氧机，促使淡水池塘养殖单产突破了千斤、双千斤，因为效益大大超过农田而刺激了池塘养鱼面积扩大和总产的提高，促使我国淡水渔业进入了良性发展阶段。因此，可以认为增氧机开创了中国池塘养鱼高产新纪元。现在这种发展势头还很强劲，由于平均池塘亩产0.5吨，与高产2.5吨，尚有5倍之差，因此，上升的空间也很大。80年代，渔业机械所的增氧机就已经用于高位池，机械化高密度养鱼亩净产已达15吨，上海市水产局于1984年11月组织鉴定。中原油田工业化养鱼亩净产66吨，中国水产科学研究院于1990年12月组织鉴定。这些都属储备技术，均仅在电力系统与油田系统及广州军区有所应用，还没有更广泛地在水产系统推广开来，可以说，增氧机为主的机械化养鱼后劲十足。实践证明，相比于采用生物与化学的手段，采用机械与物理的手段提升与改造传统的养鱼业更加能体现投资省、见效快。生物科学与机械技术两学科相结合的一体化研究，将带来养鱼业的新的发展机遇。叶轮增氧机的实践也印证了毛泽东主席关于“农业的根本出路在于机械化”指示的远见卓识。

现有的市场规模和特点：本产品的特点是集消毒增氧自动化一体装置，利用率高，目前国内和东南亚的水产养殖业发展迅猛，且东南亚国家在增氧设备的生产和技术方面都相对迟滞，在稳定国内和东南亚市场后在着手欧美市场的开发。根据近年来的统计，全国主要的增氧机厂家每年向市场提供约100万台增氧机，其中大部分是采用叶轮式、水车式等用水面扑打方式为鱼塘增氧，这种增氧机工作时会产生波浪会造成塘基崩塌，鱼塘变浅。而综合性能较好的射流式增氧机产量不大，远远不能满足水产养殖市场的要求。仅江浙地区水产养殖面积超过500万亩，一台射流式增氧机可管水面面积5亩，按机械化程度达到80％的要求，市场需求量就将达到80万台，因此发展一种综合性能较好的射流式增氧机已是大势所趋，其市场潜力很大，前景极好。

推动市场发展的动力以及市场的发展前景：中国池塘养鱼一直是淡水渔业的支柱产业，发展历史3200年，但池塘是“一潭死水”，人力无法控制，几千年来一直处于靠天吃饭的低产水平，亩产一般仅100-200千克，总产也徘徊不前。建国以后，60年代推广排灌机械，单产最高达到400-500千克，但想要再增产就很困难。近年来，我国水产养殖已逐步向高密度、集约化方向发展，养殖总产量逐年上升，这与水产养殖业逐步实现机械化，特别是叶轮增氧机的全面推广和应用是密不可分的。如今，叶轮增氧机在集约化养殖中正扮演着越来越重要的角色，被渔民誉为“增产机”。可以说，叶轮增氧机已成为全国推广最广、数量最多的渔业机械，是池塘养鱼高产地区家喻户晓的一种具有中国特色的养鱼机械，开创了中国池塘养鱼高产新纪元。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：为了克服上述中存在的问题，提供了一种全自动消毒增氧机，能够有效降低水中亚硝酸盐和氨氮等有害物质，对蓝藻泛滥的水体也有显著效果，有效的降低和杜绝使用消毒药剂对水体产生的二次污染。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种全自动消毒增氧机，包括机顶罩、机顶罩下方设置有水腔和与水腔通过法兰相连接的潜水电机以及连接在潜水电机另一端的浮球，机顶罩内安装有臭氧发生器，臭氧发生器上连接有用于控制臭氧发生器开关的增氧机自动开关控制系统，臭氧发生器的出气口上连接有导气管，所述的水腔外壁上环形设置有至少一个出水口，出水口处设置有射流管，射流管侧壁上开设有与射流管内腔相连接通的倾斜式进气管，进气管与导气管相连通。

所述的增氧机自动开关控制系统包括单片机，单片机采用89C51微机作为控制系统的核心单元，89C51内部有4KBROM和128KBRM存储器资源可满足系统设计要求，则不需要外扩存储器，单片机的输入端上连接有模数转换器、接口电路和后备电源过载保护电路以及线路检测电路，模数转换器利用ADC0809转换器的8通道可实现水中含氧量和温度等多个参数的多路数据采集和转换，为防止输出电路电压过大而损坏AD转化器，进行模数转换前应加限幅保护电路，使其输出电压范围在0-5V内，模数转换器的输入端上连接有变送器和处理电路，变送器对溶氧传感器进行供电和信号变送，由溶氧传感器和测量放大器、24V开关电源等组成，将溶氧传感器产生的电流转换为电位信号并加以放大，输出信号电压供数字电压表读数或计算机数据采集，极谱型复膜氧电极有极大的温度系数，而且是非线性的，温度变化对测量的精度有较大的影响，本系统用铂式热敏电阻测量水中温度，采用桥式电路将电阻变化转化为电压变化，用运算放大器进行放大后，进行A/D转换，通过查表获得温度值，变送器和处理电路的输入端上分别连接有氧探头和温度探头，所述的接口电路的输入端上连接有键盘，所述的单片机的输出端上连接有输出驱动电路、第一驱动电路和通讯模块以及第二驱动电路，所述的输出驱动电路的输出端上连接有充氧泵，第一驱动电路的输出端上连接报警装置，第二驱动电路的输出端上连接LCD显示模块，增氧机驱动电路是通过光电耦合器MC3061控制双向晶闸管的通断来控制增氧机的开停，当水中的溶氧量低于设定的溶氧量下值时，微机通过控制光电耦合器导通双向晶闸管的阳极电平可经过一个低阻值电阻和导通的光电耦合器触发控制极，从而双向晶闸管导通增氧机工作；当水中的溶氧量升到设定的上限值时，微机发出控制命令，则增氧机关闭。

所述的臭氧发生器包括ABS外壳，ABS外壳内设置有石英管和电源，石英管内壁和外壁上均包覆有铝网，所述的石英管与电源相连接。

本实用新型的有益效果是：所述的全自动消毒增氧机，采用微机测控系统通过氧传感器监测水中含氧量和温度信息，并对采集的数据进行数字运算，当含氧量达到设定最高值时设备自动关闭；臭氧发生器的末端连接在射流的进气口，利用负压射流的原理将臭氧和空气混合气体带入射流器中，并与水体混合后射入，从而达到水体的消毒功效，更增加了水体的溶氧率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型所述的全自动消毒增氧机的整体结构示意图；

图2是图1中增氧机自动开关控制系统的框图；

图3是图1中臭氧发生器的结构示意图；

图4是图1中射流管的结构示意图。

附图中标记分述如下：1、机顶罩，2、水腔，21、出水口，3、潜水电机，4、浮球，5、臭氧发生器，51、ABS外壳，52、石英管，53、电源，61、单片机，62、模数转换器，63、接口电路，64、后备电源过载保护电路，65、线路检测电路，66、变送器，67、处理电路，68、氧探头，69、温度探头，610、键盘，611、输出驱动电路，612、第一驱动电路，613、通讯模块，614、第二驱动电路，615、充氧泵，616、报警装置，617、LCD显示模块，7、导气管，8、射流管，81、进气管。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

如图1和图4所示的全自动消毒增氧机，包括机顶罩1，在机顶罩1下方设置有水腔2和与水腔2通过法兰相连接的潜水电机3以及连接在潜水电机3另一端的浮球4，机顶罩1内安装有臭氧发生器5，臭氧发生器5上连接有用于控制臭氧发生器5开关的增氧机自动开关控制系统，臭氧发生器5的出气口上连接有导气管7，水腔2外壁上环形设置有多个出水口21，出水口21处设置有射流管8，射流管8侧壁上开设有与射流管8内腔相连接通的倾斜式进气管81，进气管81与导气管7相连通。

此全自动消毒增氧机原理是由潜水电机3喷出的水流经过射流管8喷嘴高速射出时，由于水的粘滞性，使和水相接触的空气一起进入喉管，造成径向负压并使吸入室内腔形成真空状态，此时吸入室不断吸入发生器中的臭氧混合气体，并与喷嘴射出的水柱共同进入混合段，即扩压室全段和喉管中部以前，最初从喷嘴射出的水柱保持圆柱形，进入喉管区，水与臭氧空气混合气体产生激烈的混合：一方面进行气、液之间的紊动扩散与能量交换，另一方面产生水力剪切作用，将气体切割成非常微细的气泡，变成呈乳白色泡沫状混合水气液，随后进入喉管后段，这种具有高氧的混合液流，即从扩压室射出，射入需要增氧的水体，与此同时安装在增氧机底部的潜水电机3不停的从池塘底部吸气含氧量较低的水体，是上层含富氧的水体能够下潜到池塘的底部形成循环，从而可以达到这个池塘上下同时增氧的目的。

如图2所示的全自动消毒增氧机，增氧机自动开关控制系统6包括单片机61，单片机61的输入端上连接有模数转换器62、接口电路63和后备电源过载保护电路64以及线路检测电路65，模数转换器62的输入端上连接有变送器66和处理电路67，变送器66和处理电路67的输入端上分别连接有氧探头68和温度探头69，接口电路63的输入端上连接有键盘610，单片机61的输出端上连接有输出驱动电路611、第一驱动电路612和通讯模块613以及第二驱动电路614，输出驱动电路611的输出端上连接有充氧泵615，第一驱动电路612的输出端上连接报警装置616，第二驱动电路614的输出端上连接LCD显示模块617。

全自动消毒增氧机的电路是通过光电耦合器MC3061控制双向晶闸管的通断来控制增氧机的开停，当水中的溶氧量低于设定的溶氧量下值时，单片机61通过控制光电耦合器导通双向晶闸管的阳极电平可经过一个低阻值电阻和导通的光电耦合器触发控制极，从而双向晶闸管导通增氧机工作；当水中的溶氧量升到设定的上限值时，单片机61发出控制命令，则增氧机关闭。

如图3所示的全自动消毒增氧机，臭氧发生器5包括ABS外壳51，ABS外壳51内设置有石英管52和电源53，石英管52内壁和外壁上均包覆有铝网，石英管52与电源53相连接。

本实用新型所述的全自动消毒增氧机的工作原理是：机器顶部的臭氧发生器5工作时利用高压对石英管52内外两侧的网状铝片进行高压电离产生臭氧，利用网状结构的原因是其和蜂窝的结构相似，可再最小的单位面积内产生最大了的抽样，这时在水中的潜水电机3工作将水腔注满从射流管8中射出，当水经过射流管8喷射出的时候在射流管8上部的倾斜式进气管81就会产生负压，将臭氧发生器5中的臭氧吸入射流管8内部和准备喷射出的水体混合，形成混合水气混合液，消毒和增氧可同时进行，当无需消毒时可独立关闭臭氧发生，5，因潜水电机3装在最底部，所以可以把水中下层污染严重和缺氧严重的水体翻上来直接对其消毒增氧，完毕后通过射流管8高压射出并拍打在水面上形成二次增氧，当高速射出的水打在水面上时可将池塘中心地带已完成消毒和增氧的水快速的推至岸边约一分钟。

本实用新型所述的全自动消毒增氧机的安装方法是：接好电源，电源一定要使用专用电路，每台增氧机必须有一台控制器控制，各线口应牢固连接，以免缺相烧坏电机，为安全保护装置，增氧机安装后，放入鱼塘，用四根尼龙绳固定在鱼塘的中央位置，也可根据需要调节增氧机的位置。不允许使用铁丝等金属线拉接固定增氧机，安装增氧机前应检查池塘的深度，试机查看喷射出的水流，如喷射力度较小，射程较近，交替应高的三相线的任意两根线头即可。

根据近年来的统计，全国设备厂家每年向市场提供100万台以上增氧机，其中大部分是采用传统叶轮式、水车式等以水面扑打方式为主的设备，并不能有效解决水质问题和降低鱼病发生率。

全国淡水养殖水面面积达3亿多亩，仅江浙地区水产养殖面积超过500万亩，一台射流式增氧机可管水面面积3-5亩，按机械化程度达到80％的要求，市场需求量就超过80万台，而且现有设备普遍存在老化的情况。因此发展一种能增氧又能消毒的综合利用设备已是大势所趋，即可节约大量的人力物力，又能减少对环境的破坏，其市场潜力巨大，前景极好。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (3)

1.一种全自动消毒增氧机，其特征是：包括机顶罩(1)、机顶罩(1)下方设置有水腔(2)和与水腔(2)通过法兰相连接的潜水电机(3)以及连接在潜水电机(3)另一端的浮球(4)，机顶罩(1)内安装有臭氧发生器(5)，臭氧发生器(5)上连接有用于控制臭氧发生器(5)开关的增氧机自动开关控制系统(6)，臭氧发生器(5)的出气口上连接有导气管(7)，所述的水腔(2)外壁上环形设置有至少一个出水口(21)，出水口(21)处设置有射流管(8)，射流管(8)侧壁上开设有与射流管(8)内腔相连接通的倾斜式进气管(81)，进气管(81)与导气管(7)相连通。

2.根据权利要求1所述的全自动消毒增氧机，其特征是：所述的增氧机自动开关控制系统包括单片机(61)，单片机(61)的输入端上连接有模数转换器(62)、接口电路(63)和后备电源过载保护电路(64)以及线路检测电路(65)，模数转换器(62)的输入端上连接有变送器(66)和处理电路(67)，变送器(66)和处理电路(67)的输入端上分别连接有氧探头(68)和温度探头(69)，所述的接口电路(63)的输入端上连接有键盘(610)，所述的单片机(61)的输出端上连接有输出驱动电路(611)、第一驱动电路(612)和通讯模块(613)以及第二驱动电路(614)，所述的输出驱动电路(611)的输出端上连接有充氧泵(615)，第一驱动电路(612)的输出端上连接报警装置(616)，第二驱动电路(614)的输出端上连接LCD显示模块(617)。

3.根据权利要求1或2所述的全自动消毒增氧机，其特征是：所述的臭氧发生器(5)包括ABS外壳(51)，ABS外壳(51)内设置有石英管(52)和电源(53)，石英管(52)内壁和外壁上均包覆有铝网，所述的石英管(52)与电源(53)相连接。

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