CN211746311U - 一种基于静态混合的渔塘增氧系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于静态混合的渔塘增氧系统，送水管路的一端与不锈钢自吸泵的出水口连通，另一端依次通过加气装置和静态混合装置，并伸入养殖鱼塘内；抽水管路的一端与不锈钢自吸泵的进水口连通，另一端依次通过第一气体流量计和球阀，并伸入养殖鱼塘内，抽水管路伸入养殖鱼塘的一端管口处还安装过滤器。本实用新型在接近常温常压的条件下实现气体和水的大通量高效混合曝气，产生复杂的紊流，增强气液传质，促进空气中的氧气溶于水，从而增加水体溶氧，无需额外动力装置，消耗能量少，设备成本低，可以有效提高鱼塘中的氧气含量；同时配套聚四氟乙烯膜，防止水回流，可大规模制造使用，受使用环境的限制小，设备廉价，增氧效果良好。

Description

一种基于静态混合的渔塘增氧系统

技术领域

本实用新型涉及水产养殖技术领域，尤其是一种基于静态混合的渔塘增氧系统。

背景技术

在水产养殖中，特别对生长环境要求苛刻的鱼类，氧气在水中的溶解量是制约鱼类生长的主要因素。保证适当的溶氧量能促使鱼类摄食旺盛、生长良好、产量丰富，获得巨大的经济效益；溶氧量过低就会妨害鱼类生长，引起浮头、甚至大量窒息死亡。

传统的渔塘供养方法有三种：

1、化学增氧：通过向水体中加入化学试剂，与水发生化学反应，释放氧气。但是此方法易对水中生物造成危害，且化学原料需求量大，成本高。若应用在渔塘养殖的初期，易使鱼苗出现气泡病。

2、机械增氧：主要是利用渔业机械向养殖水体中提供含氧量高的水体或通过水体与空气有效接触向水体不断补充氧气的方式来增加水体中的含氧量。但是此方法由于是单点增氧，池塘底层溶解的氧含量低,并不能有效的增加渔塘整体的含氧量；机械噪声大，不利于水中生物的生长，并且机器维修、维护成本高。

3、生物增氧：是指在宜栽植水草的养殖渔塘(如青虾、河蟹、鱼类等)种植适量的水草或人为增加水体中的浮游植物量，通过水草和浮游植物的光合作用，吸收水体中的二氧化碳，释放氧气来达到水体增氧的目的。但此种方法易造成水草疯长，影响池塘的光照度，水草腐烂上浮，造成池水恶化。

在微纳米切割领域，目前市场上已经有了一些气、液态材料微纳米化的相关设备，但基本都采用能量消耗巨大的动力旋转切割机械实现。目前国内外实现气液微纳米化的技术主要有电解、微孔膜和超高压磁化等技术。电解法制造成本高，能耗大，只适用于小规模生产。超高压磁化法的原理是水经过磁场处理后，改变水分子的径向分布函数和分子内能从而破坏氢键。最终改变水分子的团簇结构。高压磁化技术通磁处理能使水的吸光度、渗透压明显升高，水分子团簇断裂成了较小的分子团簇甚至是单个水分子。小分子水渗透性和溶解性都显著增大，然后将氧气经高压压水中，增加水中溶氧浓度。这种方法工艺成本高，水中的氧气微细气泡不稳定，不适合大规模制造使用。微孔膜法是采用聚四氟乙烯等微孔膜毛细管吸收式增氧，通过弥散的原理将氧气均匀溶入水中。纯净水在膜内通过，在膜外施加氧气。微孔膜法具有无气泡，无挥发，氧的利用率高、溶解氧具有良好的稳定性的优势。但该技术工艺复杂，设备昂贵，制造成本高。微孔膜维护困难，容易堵塞，使用寿命短。同样不适合大规模制造使用。

实用新型内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种基于静态混合的渔塘增氧系统，实现高效稳定的鱼塘增氧，且造价低廉，可大范围应用。

本实用新型所采用的技术方案如下：

一种基于静态混合的渔塘增氧系统，包括养殖鱼塘和不锈钢自吸泵，不锈钢自吸泵通过送水管路将增氧后的水体送入养殖鱼塘，并通过抽水管路将养殖鱼塘中的水体抽入不锈钢自吸泵；送水管路的一端与不锈钢自吸泵的出水口连通，另一端依次通过加气装置和静态混合装置，并伸入养殖鱼塘内；抽水管路的一端与不锈钢自吸泵的进水口连通，另一端依次通过第一气体流量计和球阀，并伸入养殖鱼塘内，抽水管路伸入养殖鱼塘的一端管口处还安装过滤器。

其进一步技术方案在于：

静态混合装置包括外壳，外壳为空心圆筒状结构，外壳的两侧分别沿周向向外延伸形成混合装置连接法兰，沿外壳的内腔中心安装芯轴，芯轴的头部安装导水锥，还包括压块，压块与芯轴抵接并通过锁紧螺母固定于芯轴的尾部，芯轴侧壁上还安装有混合单元；

混合单元由两片螺旋状金属片绞合形成，混合单元与芯轴等长；

加气装置包括罗茨风机和水平设置的输气腔，罗茨风机通过输气管道与输气腔连通，输气腔的两侧沿周向向外延伸形成加气连接法兰；输气管道的一端与罗茨风机的出风口连通，另一端依次通过控制阀和第二气体流量计，并垂直伸入输气腔内，输气管道伸入输气腔的一端管口处还安装聚四氟乙烯膜；

聚四氟乙烯膜沿输气腔轴向水平安装；

外壳的尾部和输气腔的头部，通过混合装置连接法兰和加气连接法兰螺接；与外壳的头部连接的管道开口处，具有与混合装置连接法兰相适配的法兰结构；与输气腔的尾部连接的管道开口处，具有与加气连接法兰相适配的法兰结构。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型结构合理，操作方便，在接近常温常压的条件下实现气体和水的大通量高效混合曝气，产生复杂的紊流，增强气液传质，促进空气中的氧气溶于水，从而增加水体溶氧，无需额外动力装置，消耗能量少，设备成本低，可以有效提高鱼塘中的氧气含量；同时配套聚四氟乙烯膜，防止水回流，可大规模制造使用，受使用环境的限制小，设备廉价，增氧效果良好。

本实用新型与现有技术相比还具有如下具体优势：

溶氧过程：静态混合器装置将空气分散为大量微小气泡，在接近常温常压的条件下使其溶于水中，溶解氧含量高、稳定性好，且静态混合装置无动力旋转机构，设备成本低，易维护，大幅改善了渔塘增氧系统，提高了渔塘中的含氧量；

紊流作用：静态混合装置可实现气液体大通量高效曝气，气液体在静态混合器腔均受到紊流作用，流场边界为螺旋叶片形成的切割刃，在一定的流动场和离心力的作用下，气水在有限空间受到紊流作用，理论上可实现无限小尺度的气体分散，从而增大气体与水的接触面积；

隔水透气薄膜：采用特殊设计聚四氟乙烯膜，一种柔韧而富有弹性的微孔材料，孔率高，孔径分布均匀，具有透气不透水的特性。可防止水通过孔膜回流到通气管道。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2为本实用新型的静态混合装置局部结构示意图。

图3为本实用新型的加气装置局部结构示意图。

图4为静态混合装置的混合单元局部结构示意图。

图5为静态混合装置的混合原理示意图。

其中：1、养殖鱼塘；2、静态混合装置；3、加气装置；4、不锈钢自吸泵；5、第一气体流量计；6、球阀；7、过滤器；8、送水管路；9、抽水管路；

201、导水锥；202、外壳；203、芯轴；204、混合单元；205、混合装置连接法兰；206、压块；207、锁紧螺母；

301、加气连接法兰；302、输气腔；303、聚四氟乙烯膜；304、第二气体流量计；305、控制阀；306、罗茨风机；307、输气管道；

3061、出风口；3062、进风口。

具体实施方式

下面结合附图，说明本实用新型的具体实施方式。

如图1所示，本实用新型包括养殖鱼塘1和不锈钢自吸泵4，不锈钢自吸泵4通过送水管路8将增氧后的水体送入养殖鱼塘1，并通过抽水管路9将养殖鱼塘1中的水体抽入不锈钢自吸泵4；送水管路8的一端与不锈钢自吸泵4的出水口连通，另一端依次通过加气装置3和静态混合装置2，并伸入养殖鱼塘1内；抽水管路9的一端与不锈钢自吸泵4的进水口连通，另一端依次通过第一气体流量计5和球阀6，并伸入养殖鱼塘1内，抽水管路9伸入养殖鱼塘1的一端管口处还安装过滤器7。

如图2和图4所示，静态混合装置2包括外壳202，外壳202为空心圆筒状结构，外壳202的两侧分别沿周向向外延伸形成混合装置连接法兰205，沿外壳202的内腔中心安装芯轴203，芯轴203的头部安装导水锥201，还包括压块206，压块206与芯轴203抵接并通过锁紧螺母207固定于芯轴203的尾部，与芯轴203侧壁上安装混合单元204。混合单元204由两片螺旋状金属片绞合形成，混合单元204与芯轴203等长。

如图3所示，加气装置3包括罗茨风机306和水平设置的输气腔302，罗茨风机306通过输气管道307与输气腔302连通，输气腔302的两侧沿周向向外延伸形成加气连接法兰301；输气管道307的一端与罗茨风机306的出风口3061连通，另一端依次通过控制阀305和第二气体流量计304，并垂直伸入输气腔302内，输气管道307伸入输气腔302的一端管口处还安装聚四氟乙烯膜303。聚四氟乙烯膜303沿输气腔302轴向水平安装。

外壳202的尾部和输气腔302的头部，通过混合装置连接法兰205和加气连接法兰301螺接；与外壳202的头部连接的管道开口处，具有与混合装置连接法兰205相适配的法兰结构；与输气腔302的尾部连接的管道开口处，具有与加气连接法兰301相适配的法兰结构。

本实用新型的具体工作过程如下：

如图5所示，本实用新型的混合单元204采用SY型混合单元，通过紊流作用将气液体分散成微纳米量级的小分子团物质，纳米量级的氧气泡自身不断加压膨胀，最后爆裂溶于水中，大幅提高了水中的溶氧量。

通过抽水管路9将鱼塘水抽入不锈钢自吸泵4中，过滤器7可以滤去鱼塘水中的杂质防止堵塞或损坏不锈钢自吸泵4，球阀6可以控制抽水管路9的开闭，第一气体流量计5可以检测抽取鱼塘水的气体流量。通过送水管路8将鱼塘水自不锈钢自吸泵4送回养殖鱼塘1形成循环。打开罗茨风机306，外部空气自罗茨风机306的进风口3062进入，并自罗茨风机306的出风口3061流出，通过控制阀305可以控制输气管道307的开闭，在控制阀305打开时，外部空气通过输气管道307进入输气腔302中，聚四氟乙烯膜303透气不透水，防止鱼塘水倒灌入加气装置3内，第二气体流量计304可以检测输气管道307内的气体流量。鱼塘水通过加气装置3后，与补充入的空气一起进入静态混合装置2，由于水流冲击混合单元204，使其带动芯轴203旋转，促进气液混合，提高水体的含氧量，最后增氧后的鱼塘水通过导水锥201的引导，流入养殖鱼塘1中。

本实施例中，加气装置3中的聚四氟乙烯膜303与静态混合装置2的外壳202轴心线同轴度小于0.1毫米，根据紊流流体的流体力学理论分析可知，出气口附近区域水的流速接近于0，氧气可以顺利散逸到水中，实现均匀加气，这种加气方法效率高，可以顺利实现加气，降低了设备能耗。

本实施例中，以10亩渔塘为例，选用额定流量为600立方米每小时的不锈钢自吸泵4，进出口水管径为300毫米；选用额定功率为3千瓦的罗茨风机306，气体流量为2.04立方米每分钟。氧气常温常压下在纯净水中的溶解度为9毫克每升。若采用普通的曝气增氧，综合考虑渔塘水中杂质含量、氧气在渔塘水中的最大溶解度、以及其他环境因素，最终可使渔塘水中含氧量增加甚微，且氧气在水中易逸出，不仅没有达到增氧的效果，而且浪费能源，不能有效提高渔塘的经济效益。

若采用此种本渔塘增氧系统，罗茨风机306每小时向加气装置通入112立方米的空气，其中21％是氧气，这些气体与不锈钢自吸泵4抽上来的渔塘水在加气装置3内混合，经静态混合装置2稳定后通入静态混合装置2，理论上可将空气中的氧气全部溶于水。采用的混合单元204每小时液体处理量为200吨，采用上述不锈钢自吸泵4与罗茨风机306，理论上可将氧气含量提高到35毫克每升。此计算结果在理想状态下算出，由于现实条件苛刻，会使氧气含量下降，但是通过静态混合装置2后，渔塘水的氧气含量也会大幅提高，若将此高氧水通回渔塘，会大幅度提高整个渔塘的含氧量。且经由实验室测定，此法曝气溶氧稳定性好，30天氧气浓度衰减率为50％。所以此系统所需的开机时间少，维持氧气含量时间长，节省了能源，提高了经济效益。同时为了减少能耗，以及保证鱼塘适宜的含氧量，可以根据鱼塘面积调节装备工作时间，避免鱼塘含氧过高，影响鱼类生长。

以上描述是对本实用新型的解释，不是对实用新型的限定，本实用新型所限定的范围参见权利要求，在本实用新型的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

Claims (6)

1.一种基于静态混合的渔塘增氧系统，其特征在于：包括养殖鱼塘(1)和不锈钢自吸泵(4)，所述不锈钢自吸泵(4)通过送水管路(8)将增氧后的水体送入养殖鱼塘(1)，并通过抽水管路(9)将养殖鱼塘(1)中的水体抽入不锈钢自吸泵(4)；

所述送水管路(8)的一端与不锈钢自吸泵(4)的出水口连通，另一端依次通过加气装置(3)和静态混合装置(2)，并伸入养殖鱼塘(1)内；

所述抽水管路(9)的一端与不锈钢自吸泵(4)的进水口连通，另一端依次通过第一气体流量计(5)和球阀(6)，并伸入养殖鱼塘(1)内，抽水管路(9)伸入养殖鱼塘(1)的一端管口处还安装过滤器(7)。

2.如权利要求1所述的一种基于静态混合的渔塘增氧系统，其特征在于：所述静态混合装置(2)包括外壳(202)，所述外壳(202)为空心圆筒状结构，外壳(202)的两侧分别沿周向向外延伸形成混合装置连接法兰(205)，沿外壳(202)的内腔中心安装芯轴(203)，芯轴(203)的头部安装导水锥(201)，还包括压块(206)，所述压块(206)与芯轴(203)抵接并通过锁紧螺母(207)固定于芯轴(203)的尾部，芯轴(203)侧壁上还安装有混合单元(204)。

3.如权利要求2所述的一种基于静态混合的渔塘增氧系统，其特征在于：所述混合单元(204)由两片螺旋状金属片绞合形成，所述混合单元(204)与芯轴(203)等长。

4.如权利要求1所述的一种基于静态混合的渔塘增氧系统，其特征在于：所述加气装置(3)包括罗茨风机(306)和水平设置的输气腔(302)，罗茨风机(306)通过输气管道(307)与输气腔(302)连通，输气腔(302)的两侧沿周向向外延伸形成加气连接法兰(301)；

输气管道(307)的一端与罗茨风机(306)的出风口(3061)连通，另一端依次通过控制阀(305)和第二气体流量计(304)，并垂直伸入输气腔(302)内，输气管道(307)伸入输气腔(302)的一端管口处还安装聚四氟乙烯膜(303)。

5.如权利要求4所述的一种基于静态混合的渔塘增氧系统，其特征在于：所述聚四氟乙烯膜(303)沿输气腔(302)轴向水平安装。

6.如权利要求1所述的一种基于静态混合的渔塘增氧系统，其特征在于：外壳(202)的尾部和输气腔(302)的头部，通过混合装置连接法兰(205)和加气连接法兰(301)螺接；与外壳(202)的头部连接的管道开口处，具有与混合装置连接法兰(205)相适配的法兰结构；与输气腔(302)的尾部连接的管道开口处，具有与加气连接法兰(301)相适配的法兰结构。

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