CN208964620U - 雷达感应式自行走太阳能曝气器装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种雷达感应式自行走太阳能曝气器装置，包括：太阳能电力采集系统、风机、整体底座、浮体和曝气器，太阳能电力采集系统包括光能采集电池板和蓄电池，光能采集电池板一侧倾斜固定于整体底座上，光能采集电池板与蓄电池电连接；整体底座下方固定浮体，浮体放置于水面上，风机固定于整体底座的上方，风机与蓄电池电连接；曝气器设置于浮体的下方并通过供气管道与风机的出风口相连通。通过本实用新型的技术方案，实现了水体的均匀稳定、全自动、高经济性曝气充氧、改善水体中微生物活性，从而实现了良好的生物降解效果，有效去除了水体中的污染物，解决了区域性水处理曝气充氧。

Description

雷达感应式自行走太阳能曝气器装置

技术领域

本实用新型涉及水体修复技术领域，尤其涉及一种雷达感应式自行走太阳能曝气器装置。

背景技术

污水生物处理过程中的水体曝气充氧，尤其是村镇河湖等微污染水体的曝气充氧面临着整体电力供应不畅、船坞式曝气充氧不均、沉水式曝气设备维护不便等问题，极大地制约了村镇微污染水体的治理。在村镇水污染情况越来越恶劣，而国家对农村污水处理的重视程度越来越高的背景之下，急需开发一种对能源依赖程度低、自控化程度高、管理维护方便，且曝气效果均匀稳定的新型曝气技术或装置，以有效提高村镇污染水体的处理效率。

实用新型内容

针对上述问题中的至少之一，本实用新型提供了一种雷达感应式自行走太阳能曝气器装置，通过其太阳能电力采集系统产生并收集的电能，用于驱动风机及集成控制系统等部件的工作，通过曝气推流方向控制管来控制行走方向，实现均匀曝气及避开障碍物，通过控制底座转向驱动来调整光能采集电池板的方向，实现太阳能的最大采集率，从而实现对水体的最佳充氧效果，增加水体溶氧量，促进水体中有机污染物的降解，有效抑制富营养化现场的产生。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种雷达感应式自行走太阳能曝气器装置，包括：太阳能电力采集系统、风机、整体底座、浮体和曝气器，所述太阳能电力采集系统包括光能采集电池板和蓄电池，所述光能采集电池板一侧倾斜固定于所述整体底座上，所述光能采集电池板与所述蓄电池电连接；所述整体底座下方固定所述浮体，所述浮体放置于水面上，所述风机固定于所述整体底座的上方，所述风机与所述蓄电池电连接；所述曝气器设置于所述浮体的下方并通过供气管道与所述风机的出风口相连通。

在上述技术方案中，优选地，所述曝气器的曝气开孔方向与竖直方向呈45°夹角向下倾斜设置。

在上述技术方案中，优选地，雷达感应式自行走太阳能曝气器装置还包括集成控制系统，所述集成控制系统与所述太阳能电力采集系统相连接，所述集成控制系统包括用于采集光照强度的数据采集仪以及指令发射器，所述指令发射器与所述风机相连接。

在上述技术方案中，优选地，雷达感应式自行走太阳能曝气器装置还包括雷达距离感应器，所述雷达距离感应器设置于所述整体底座的四周边缘，所述雷达距离感应器分别与所述太阳能电力采集系统和所述集成控制系统相连接。

在上述技术方案中，优选地，雷达感应式自行走太阳能曝气器装置还包括曝气推流方向控制管，所述曝气推流方向控制管通过供气管道与所述风机相连通，所述曝气推流方向控制管中设置有控制管道开启/闭合的电磁阀，所述电磁阀分别与所述太阳能电力采集系统和所述集成控制系统相连接。

在上述技术方案中，优选地，所述曝气推流方向控制管包括两路，两路所述曝气推流方向控制管分别设置于所述整体底座同一边的两侧，所述曝气推流方向控制管为水平方向设置。

在上述技术方案中，优选地，所述太阳能电力采集系统还包括底座转向驱动、从动齿轮、下底座、旋转滚轮、可旋转密闭连接管和控制元件，所述控制元件与所述集成控制系统的所述数据采集仪相连接，所述控制元件为单片机或嵌入式控制器；所述底座转向驱动固定于所述下底座上方，所述底座转向驱动的驱动齿轮与所述从动齿轮相咬合，所述从动齿轮的下部与所述下底座相焊接，所述下底座与所述整体底座之间设置所述旋转滚轮，所述风机与所述供气管道通过所述可旋转密闭连接管相连。

在上述技术方案中，优选地，所述旋转滚轮在所述从动齿轮的反作用力下可分别在顺时针方向和逆时针方向旋转90°。

在上述技术方案中，优选地，所述风机的配套电机为IP68防护级别电机。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：通过太阳能电力采集系统产生并收集的电能，用于驱动风机及集成控制系统等部件的工作，通过曝气推流方向控制管来控制行走方向，实现均匀曝气及避开障碍物，通过控制底座转向驱动来调整光能采集电池板的方向，实现太阳能的最大采集率，从而实现对水体的最佳充氧效果，增加水体溶氧量，促进水体中有机污染物的降解，有效抑制富营养化现场的产生。

附图说明

图1为本实用新型一种实施例公开的雷达感应式自行走太阳能曝气器装置的结构示意图；

图2为本实用新型一种实施例公开的曝气器的P向结构示意图；

图3为本实用新型一种实施例公开的雷达感应式自行走太阳能曝气器装置的基础平面示意图；

图4为本实用新型一种实施例公开的雷达感应式自行走太阳能曝气器装置的俯视结构示意图。

图中，各组件与附图标记之间的对应关系为：

1.浮体，2.光能采集电池板，3.雷达距离感应器，4.风机，5.集成控制系统，6.曝气器，7.曝气推流方向控制管，8.整体底座，9.底座转向驱动，10.供气管道，11.可旋转密闭连接管，12.下底座，13.旋转滚轮，14.驱动齿轮，15.从动齿轮。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细描述：

如图1至图4所示，根据本实用新型提供的一种雷达感应式自行走太阳能曝气器装置，包括：太阳能电力采集系统、风机4、整体底座8、浮体1和曝气器6，太阳能电力采集系统包括光能采集电池板2和蓄电池(图中未示出)，光能采集电池板2一侧倾斜固定于整体底座8上，光能采集电池板2与蓄电池电连接；整体底座8下方固定浮体1，浮体1放置于水面上，风机4固定于整体底座8的上方，风机4与蓄电池电连接；曝气器6设置于浮体1的下方并通过供气管道10与风机4的出风口相连通。

在该实施例中，风机4与太阳能电力采集系统相连，由太阳能电力采集系统供电并运行。曝气器6通过供气管道10与风机4相连，由风机4提供气体，并曝气实现水体充氧。浮体1为太阳能电力采集系统、风机4、曝气器6的浮动载体；所述太阳能电力采集系统、风机4位于浮体1的设备底座上；所述曝气器6位于浮体1之下，并通过供气管道10与风机4相连，实现对水体的充氧。

在上述实施例中，优选地，曝气器6的曝气开孔方向与竖直方向呈45°夹角向下倾斜设置，通过斜向曝气推流作用及反作用力，可实现曝气器6水平反方向自动行走。

在上述实施例中，优选地，雷达感应式自行走太阳能曝气器6装置还包括集成控制系统5，集成控制系统5与太阳能电力采集系统相连接，集成控制系统5包括用于采集光照强度的数据采集仪以及指令发射器，指令发射器与风机4相连接。集成控制系统5优选为嵌入式控制器或PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)。

在上述实施例中，优选地，雷达感应式自行走太阳能曝气器6装置还包括雷达距离感应器3，雷达距离感应器3设置于整体底座8的四周边缘，雷达距离感应器3分别与太阳能电力采集系统和集成控制系统5相连接。优选地，选用4个雷达距离感应器3分别设置于整体底座8的四角，4个雷达距离感应器3可准确判断曝气器6装置距离岸边或障碍物的距离，并通过4个雷达距离感应器3的协同工作，判断曝气器6的转向角度。

在上述实施例中，优选地，雷达感应式自行走太阳能曝气器6装置还包括曝气推流方向控制管7，曝气推流方向控制管7通过供气管道10与风机4相连通，曝气推流方向控制管7中设置有控制管道开启/闭合的电磁阀，电磁阀分别与太阳能电力采集系统和集成控制系统5相连接。在集成控制系统5对雷达距离感应器3采集的距离数据进行分析后，电磁阀根据控制指令进行开启或关闭，从而将风机4中的气流通过曝气推流方向控制管7喷出，反向推动曝气器6转动，直至根据雷达距离感应器3采集的数据判断出曝气器6转动到合适角度或位置。

在上述实施例中，优选地，曝气推流方向控制管7包括两路，两路曝气推流方向控制管7分别设置于整体底座8同一边的两侧，曝气推流方向控制管7为水平方向设置。

具体地，曝气推流方向控制管7是与集成控制系统5、雷达距离感应系统协同工作的，集成控制系统5采集雷达距离感应系统的相关距离信息并分析，指示曝气推流方向控制管7进行工作，从而控制曝气装置均匀行走水面进行曝气，并有效避开岸边等障碍物。具体地，当曝气装置行进至距离岸边≤3m时，曝气推流方向控制管7开启工作，同时通过雷达距离感应系统判断大概的转向角度，控制转向角度约为45°、90°、135°或180°，使曝气装置按所需设定路线行走至开阔区域，实现曝气装置均匀行走水面进行曝气，并有效避开岸边等障碍物。在控制其中一路曝气推流方向控制管7喷气时，根据气流的反向推动作用，曝气器6会向另一侧方向转动并行进，如果两路曝气推流方向控制管7同时喷气但喷气量不同，则曝气器6会向喷气量小的一侧方向转动并行进。

在上述实施例中，优选地，太阳能电力采集系统还包括底座转向驱动9、从动齿轮15、下底座12、旋转滚轮13、可旋转密闭连接管11和控制元件，控制元件与集成控制系统5的数据采集仪相连接，控制元件优选为单片机或嵌入式控制器；底座转向驱动9固定于整体底座8上方，底座转向驱动9的驱动齿轮14与从动齿轮15相咬合，从动齿轮15的下部与下底座12相焊接，下底座12与整体底座8之间设置旋转滚轮13，风机4与供气管道10通过可旋转密闭连接管11相连。太阳能电力采集系统所在的整体底座8，通过集成控制系统5进行太阳辐照强度数据持续采集分析，并控制整体底座8的转向角度，以确保光能采集电池板2处于最佳角度，以获取最佳的太阳能采集效果。具体地，集成控制系统5通过底座转向驱动9控制整体底座8每间隔30min或60min，顺时针或逆时针(保持与太阳轨迹方向一致)转动15°，集成控制系统5连续采集来自太阳能电力采集系统的辐射强度数据，取其峰值时的角度作为最终工作状态的角度。

在上述实施例中，优选地，风机4的配套电机为IP68防护级别电机，从而有效保证防水效果。

以上所述为本实用新型的实施方式，根据本实用新型提出的雷达感应式自行走太阳能曝气器装置通过太阳能采集系统，为风机及集成控制系统供电，可以实现能量自给、全自动高效运行，解决能源来源问题及维护管理问题。通过雷达距离感应器，控制曝气器的均匀行走路径及避开障碍物，可以实现更加均匀的全池曝气效果和避免设备的碰撞损坏。通过集成整体底座转向驱动，可以实现太阳能采集电池板的自动角度调整，实现最高效的光能采集效果。通过曝气推流方向控制管，可以实现控制曝气装置的行走放向。通过曝气器曝气的开孔方向与垂直方向呈45°夹角，形成斜向曝气推流作用及反作用力，可实现曝气器水平反方向自动行走。综合以上功能，可以实现水体的均匀、稳定、全自动、高经济性曝气充氧、改善水体中微生物活性，实现良好的生物降解效果，有效去除水体中的污染物。整个曝气装置集成度高、结构合理、设计紧凑、自动化程度高、投资费用合理、运行费用低、过程维护量少，有效解决了区域性水处理曝气充氧，尤其是村镇污水生物处理曝气充氧技术创新性、实用性不足的问题，可很好地提高村镇污水生物处理的效率。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种雷达感应式自行走太阳能曝气器装置，用于水体曝气充氧过程，其特征在于，包括：太阳能电力采集系统、风机、整体底座、浮体和曝气器，

所述太阳能电力采集系统包括光能采集电池板和蓄电池，所述光能采集电池板一侧倾斜固定于所述整体底座上，所述光能采集电池板与所述蓄电池电连接；

所述整体底座下方固定所述浮体，所述浮体放置于水面上，所述风机固定于所述整体底座的上方，所述风机与所述蓄电池电连接；

所述曝气器设置于所述浮体的下方并通过供气管道与所述风机的出风口相连通。

2.根据权利要求1所述的雷达感应式自行走太阳能曝气器装置，其特征在于，所述曝气器的曝气开孔方向与竖直方向呈45°夹角向下倾斜设置。

3.根据权利要求1或2所述的雷达感应式自行走太阳能曝气器装置，其特征在于，还包括集成控制系统，所述集成控制系统与所述太阳能电力采集系统相连接，所述集成控制系统包括用于采集光照强度的数据采集仪以及指令发射器，所述指令发射器与所述风机相连接。

4.根据权利要求3所述的雷达感应式自行走太阳能曝气器装置，其特征在于，还包括雷达距离感应器，所述雷达距离感应器设置于所述整体底座的四周边缘，所述雷达距离感应器分别与所述太阳能电力采集系统和所述集成控制系统相连接。

5.根据权利要求4所述的雷达感应式自行走太阳能曝气器装置，其特征在于，还包括曝气推流方向控制管，所述曝气推流方向控制管通过供气管道与所述风机相连通，所述曝气推流方向控制管中设置有控制管道开启/闭合的电磁阀，所述电磁阀分别与所述太阳能电力采集系统和所述集成控制系统相连接。

6.根据权利要求5所述的雷达感应式自行走太阳能曝气器装置，其特征在于，所述曝气推流方向控制管包括两路，两路所述曝气推流方向控制管分别设置于所述整体底座同一边的两侧，所述曝气推流方向控制管为水平方向设置。

7.根据权利要求4所述的雷达感应式自行走太阳能曝气器装置，其特征在于，所述太阳能电力采集系统还包括底座转向驱动、从动齿轮、下底座、旋转滚轮、可旋转密闭连接管和控制元件，所述控制元件与所述集成控制系统的所述数据采集仪相连接，所述控制元件为单片机或嵌入式控制器；

所述底座转向驱动固定于所述下底座上方，所述底座转向驱动的驱动齿轮与所述从动齿轮相咬合，所述从动齿轮的下部与所述下底座相焊接，所述下底座与所述整体底座之间设置所述旋转滚轮，所述风机与所述供气管道通过所述可旋转密闭连接管相连。

8.根据权利要求7所述的雷达感应式自行走太阳能曝气器装置，其特征在于，所述旋转滚轮在所述从动齿轮的反作用力下可分别在顺时针方向和逆时针方向旋转90°。

9.根据权利要求1所述的雷达感应式自行走太阳能曝气器装置，其特征在于，所述风机的配套电机为IP68防护级别电机。