CN212368180U - 一种独立智能集装箱式水产养殖系统 - Google Patents

Abstract

一种全封闭智能集装箱式水产养殖系统摈弃对传统集装箱的依赖，以可灵活拆卸钢结构龙骨与冷库保温板为基材搭建模块化集装箱式养殖箱；并在单一集装箱内部包含完整的功能模块，此外，创新性的，在节省人工，减少养殖劳动强度的角度上添加了自动饲喂系统，智能养殖云平台，省力高效出鱼系统，从养殖，监控、收鱼三大方面在节省人工同时提高效率。与此同时，上下的分层结构实现了“ALL in ONE”的结构理念，更进一步地，养殖池底板采用倾斜设计，可以实现功能和结构上双赢的好处。最终该装置给投资者提供了一套高效可靠的全功能一站式解决方案。

Description

一种独立智能集装箱式水产养殖系统

技术领域

该装置属于水产养殖智能装备领域，具体涉及一种独立智能集装箱式水产养殖系统。

背景技术

近几年，基于循环水养殖技术的发展，集装箱水产养殖装备技术日趋成熟，集装箱式养殖系统有养殖地可灵活选择、需水量少、节能环保、相比天然水域可供养殖周期长，年产量高、收鱼方便等优点，集装箱养鱼方式在将来有广阔的市场前景。

随着移动互联网、大数据、云存储等技术的发展成熟，基于移动互联网的云平台能够实时方便监控养殖装备的实际情况，形成养殖大数据系统，构建水产养殖专家库系统。平台的搭建涉及多工种多学科，需克服设备选型、控制系统研发、专有网络设备安装、APP平台搭建、系统联调、数据系统研发。

在对集装箱养殖系统的应用实践中发现，目前集装箱的利用技术越来越广，集装箱民宿、集装箱酒吧、集装箱集体宿舍等等，因此集装箱的采购成本较以往高。与此同时，采购的集装箱往往需要进一步的添加保温材料。安装相应的设备时不能保证集装箱的型号规格完全一致。这为批量化生产和规模化应用带来了不便。同时集装箱的运输离不开大型拖车的帮助，对公路运输的条件要求较高，而且需要大吨位吊车协助上下吊装作业，运输装卸成本高，为进一步拓宽养殖设备的地域限制，降低运输成本和运输装卸难度，可移动模块化装配是最好的选择。为水产设备分布式养殖提供有力的技术支持。

目前市场上集装箱养殖系统，主要是陆基推水式和“二拖一”式两种，其应用还需要有外部池塘参与，在部署上也会依然受到外部环境条件的限制。同时绝大多数这类集装箱缺乏很好的保温措施，或限制了养殖周期的长短，或需要消耗更多电能来保持养殖水体的温度，不能达到更佳的节能环保效果。

水产养殖过程属于劳动密集型产业，养殖的饲喂过程需要人工的频繁参与，养殖过程中还需要人员的频繁监视查看，养殖的后期需要人工参与拖网收鱼。这些也是目前集装箱养殖系统未能完善的地方。

现有集装箱养殖技术商业推广缓慢，因前期投入成本较高，且仅能部分解决原有养殖中的问题，未能真正实现理论上养殖系统的高可靠性，高盈利模式，没能让投资者产生足够的信心。

目前集装箱养殖提供的技术支持多为单一养殖系统装备的搭建，主要构建水产养殖的生存环境，没有能够提供全功能一站式解决方案，例如全养殖环境的自动控制、饲喂系统、收鱼系统、远程监控及突发事件报警等。

目前一体式养殖水箱设备空间狭小，对操作带来不便。

发明内容

本装置主要解决的问题是：摈弃对传统集装箱的依赖，以可灵活拆卸钢结构龙骨与冷库保温板为基材搭建模块化集装箱式养殖箱；并在单一集装箱内部包含完整的功能模块，包括养殖池、微滤机、蛋白分离器、多级生物滤池、紫外线消毒、水温控制、增氧系统、空气流通系统等全功能模块，并实现各功能参数自动监测及自动控制、现场及远程监控、控制参数调整、突发意外报警等功能，还集成进了ATS自动发电机(含油位监测)以应对意外断电给养殖带来的巨大损失；此外，创新性的，在节省人工，减少养殖劳动强度的角度上添加了自动饲喂系统，智能养殖云平台，省力高效出鱼系统，从养殖，监控、收鱼三大方面在节省人工同时提高效率。与此同时，上下的分层结构实现了“ALL in ONE”的结构理念，更进一步地，养殖池底板采用倾斜设计，可以实现功能和结构上双赢的好处。最终该装置给投资者提供了一套高效可靠的全功能一站式解决方案。

本装置通过下述技术方案实现：

一种独立智能集装箱式水产养殖系统包括上部养殖区和下部设备区，上部养殖区主要提供养殖主体的生存空间配备有负压出水箱、溶解氧传感器、PH值传感器、电导率传感器、温度传感器、水下摄像头、纳米增氧盘、自动饲喂系统、饲喂电控箱、活动出鱼管、水质监测箱、箱体顶盖。

下部设备区包括微滤机、蛋白分离器、厌氧菌净化池1、厌氧菌净化池2、好氧菌净化池1、好氧菌净化池2、水泵、紫外消毒器、制冷机、恒温加热器、文丘里射流器、电控箱、发电机、ATS配电柜、空气滤芯、压缩空气泵、增氧系统、补水电磁阀。

进一步地，养殖池底板采用倾斜结构能够有效的解决下部设备区的操作空间不足的问题，同时倾斜的底部能够在进水口的作用下形成的紊流带动底部固体沉淀物通过出水口加速进入微滤机，减少固体沉淀物长时间暂留养殖水体造成污染。

进一步地，倾斜的底部能够在收鱼的过程中有效的保证鱼顺利的进入到收鱼孔，避免人工进入内部清理，提高收鱼的效率。

进一步地，上下结构的布局能够很好的利用水体自身重力的作用，养殖箱循环水体的运行只需要小功率提升水泵进行，养殖水体从养殖池到微滤机是在具有负压的暂留水箱，在重力的作用下形成虹吸原理，进入微滤机。

进一步地，上部养殖箱在钢筋龙骨和保温板构成密闭养殖环境。

进一步地，全封闭养殖水体能够通过冷库板有效的和外界形成热交换的隔离，减少制冷和制热的能耗问题，换言之，能够轻松的调节水体温度，扩展装置养殖种类。与此同时，能够隔绝外界病原微生物进入养殖水体，减少甚至不使用鱼药进行消毒杀菌。

进一步地，全天实时对养殖水体PH值、溶解氧、电导率、温度进行采集记录，养殖区水下摄像头24H监视水产生长情况，饲喂系统自动投料满足水产采食的频率周期不受时间限制全天候保证。

进一步地，水产参数的记录能形成专家养殖数据库，对不同种类和不同生长周期的水产记录形成一套有效的养殖参数，将过去的经验养殖转变成工厂化标准养殖。水质参数通过本地电控箱进行存储的同时，通过设备网关上传至互联网服务器进行备份存储，数据帧头还包括地域信息。

进一步地，养殖区水下摄像头24H监视水产生长情况可以实时查看水产生长情况及采食积极性。超大容量存储，能够满足对整个生长周期进行视频回放对照。

手机养殖客户端集成了视频数据流，不需要登录第三方软件进行查看。

进一步地，对现场发电机、微滤机、生物滤池也可添加摄像头进行监视，可以根据具需要扩展摄像头的数量。

进一步地，已知水产养殖种类，可以根具其采食规律进行饲料投喂设置，提高鱼类生长的饲料比。也可以结合水产采食积极性灵活调整投喂参数，对于试养水产品种人工投喂，电控箱能够将投喂数据记录至本地，同时通过设备网关上传至互联网服务器进行备份存储，形成经验数据，水产养殖成功后，该数据可以作为专家系统数据库进行存储。

进一步地，生物滤池分为厌氧池和好氧池，生物滤池充分利用水质净化区大面积空间，在此基础上，对水池进行分格处理，延长水体在池内的行走路径，延长滞留时间，为生物反应提供充足的时间。与此同时，备用水泵的进水管直接和蛋白分离器出水口进行连接，可以保证生物滤池的液位不超限溢出，同时也减缓了水体在生物滤池的流速，从另外的途径提高了生物反应的时间。

进一步地，对生物滤池液位进行监测，当生物滤池液位低于阈值启动补水阀进行自动补水操作。

进一步地，活动出鱼管有效的解决了出鱼口的密封问题，同时也减少了放鱼过程拆卸人孔螺栓的繁琐。出鱼口的开关时间可以通过活动出鱼管的插拔进行控制。

进一步地，出鱼口的多余水体通过回流管道回流至生物滤池，便于水的回收利用。

进一步地，箱体顶盖在集装箱顶部左中右三个部分提供了人员进入养殖区的通道，进行养殖区清洗、提供活动出鱼管的操作空间，便于打捞死鱼，便于小批量出鱼。

进一步地，全功能一站式解决方案，养殖装备加技术服务，只需提供场地和水电接入就可以进行水产养殖。

进一步地，同时电控箱根据触摸屏设定值对溶解氧、温度进行闭环自动调节控制，保证高密度养殖的存活率和摄食率。实现高密度养殖的产出率。

进一步地，紫外线消毒器的石英灯光布设至生物滤池末端出水口进行微生物病毒消杀。

进一步地，增氧纳米管在倾斜鱼池底部成蛇形布置，能够通过气柱的作用在补氧的同时实现水体紊流的形成，加速水体代谢物加速排出养殖水体。

进一步地，增氧装置通过文丘里射流器提高养殖水体溶解氧的含量。

进一步地，发电机带ATS控制箱，在市电断电的时候，能够维持养殖装置的正常运行。

进一步地，发电机带加装油位传感器、机油液位传感器，可通过养殖平台APP告知管理员及时加油和维护，避免因发电机故障造成重大损失。

进一步地，电控箱多通道电能分析剩余电流监测装置对主要用电设备进行电能数据监测，能够及时发现设备的非正常停机故障，实时告知管理员，第一时间进行处置。

本装置具有如下的优点和有益效果：

1、养殖箱体上部为养殖区下部为水处理设备区，通过合理的功能分区，实现了养殖设备和养殖区“ALL in ONE”的设计构想。

2、模块化设计，利于运输及安装，利于快速部署到目标养殖地区。

3、通过用保温板代替普通钢板，降低养殖水体与外界的热交换，减少能耗，减少养殖成本。

4、突出的节水节能效果，并最大限度减少外部气温、水源等环境资源的影响，打破养殖受温度、水源等因素的限制，可在各温度环境下部署工作。

5、集成化高，整箱占地面积小，可方便部署在土地资源有限的地区。

6、不受外部环境影响，可四季养殖和出鱼，且单位水体养殖量大，利于养殖户增收。

7、添加有自动饲喂系统，简便省力出鱼装置，减少了劳动强度，提高了效率。

8、同对电控箱功能升级，实现了远程通讯+云存储+APP(含视频监控和信息推送、报警)。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本设备实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本设备实施例的限定。在附图中；

图1为一种独立智能集装箱式水产养殖系统的布置图

附图中标记及对应的零部件名称：

1-保温箱体，2-鱼池底板，3-微滤机，4-自动饲喂系统，5-蛋白质分离器，6-发电机，7-制冷机，8压缩空气泵，9-制氧机，10-中央控制系统，11-厌氧菌净化池Ⅰ,12- 厌氧菌净化池Ⅱ,13-好氧菌净化池Ⅰ,14-好氧菌净化池Ⅱ,15-排气风扇，16-箱体顶盖，17-溶解氧+温度+PH+电导率18-出鱼管，19-活动出鱼管，20-纳米增氧盘， 21-水泵，22-增氧系统，23-紫外线消毒器，24-恒温加热器，25-设备区Ⅰ,26-设备区Ⅱ,27-水质净化区，28-养殖区。

具体实施方式

为使一种独立智能集装箱式水产养殖系统的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对一种独立智能集装箱式水产养殖系统作进一步详细说明，其示意性实施方式及其说明仅用于解释其本身，并不作为对其的限定。

实施例1

图1所示，一种独立智能集装箱式水产养殖系统，包括上部养殖区和下部设备区。设备区包括水质净化区27、设备区Ⅰ25、设备区Ⅱ26。

上部养殖区主要提供养殖主体的生存空间配备有溶解氧传感器+PH值传感器+电导率传感器+温度传感器17、水下摄像头、纳米增氧盘20、自动饲喂系统4、饲喂电控箱、活动出鱼管19、水质监测箱、箱体顶盖16。

下部设备区包括微滤机3、蛋白分离器5、厌氧菌净化池Ⅰ11、厌氧菌净化池Ⅱ12、好氧菌净化池Ⅰ13、好氧菌净化池Ⅱ14、水泵21、紫外消毒器23、制冷机7、恒温加热器24、文丘里射流器22、电控箱、发电机6、ATS配电柜、空气滤芯、压缩空气泵8、增氧系统、补水电磁阀。

装置循环水由养殖区倾斜底部通过虹吸水管在负压的作用下进入负压水箱，在通过负压水箱底部出水管与微滤机进水口相连，当进水液位因固体废弃物堵塞滤网使得水体液位到达微滤机上限位置，自动启动微滤机旋转电机，过滤出水体中的固体废弃物，通过排污管自动排放至沼液或污水处理池。

过滤以后的水体通过微滤机出水管进入蛋白分离器，通过空压机鼓入的空气与水体混合后形成气泡将蛋白质等大分子包裹在气泡内，通过排污管将气泡污物排放至沼液池或污水处理池。

底部的水体通过蛋白分离器的出水管进入生物滤池1进行厌氧细菌处理掉水体的NH4、生物滤池中的填料上培养特定的有益真菌，进行生物降解，类似肠道原理，水体在生物滤池中会经过漫长的路径及大面积的有益真菌填料，充分进行降解。水体将通过生物滤池1的出水口进入生物滤池2进行喜氧硝化细菌生物降解亚硝酸盐。来自空压机的压缩空气提供了充足的溶解氧，同时促进填料的上下翻滚使得填料上的硝化细菌充分与水体接触，同时类似于生物滤池1的构造延长了水体的处理时间，同时大体积的生物滤池提供了足够的缓冲空间。水体通过生物滤池2的出水口进入循环水泵的进水口。

水泵21是水体循环的核心部件，将水质净化区27的水体提升至养殖区 28，采取一用一备的水泵布局。

恒温加热器24采用管件模块，体积小，发热功率大，节省安装空间。

外部设备区26，该区域与外界环境通过铁丝网进行隔离，便于发热量大的制冷机7、制氧机9、发电机6的散热、压缩空气泵8吸取外界新鲜空气。

控制设备区25，该区域通过带锁的门与外部设备区26隔离，避免无关人员及鼠类的侵入，能够有效的保护设备的安全，保证系统安全运行。

实施例2

在市电断电后，发电机6自动切换成发电状态，油箱液位传感器通过电控箱PLC 进行模拟采集，存储于固定寄存器中，现场一种多协议网关设备通过通讯协议与 PLC建立联系读取该寄存器的内容，上传至固定IP地址的云服务器，通过云服务器数据库存储油位数据，当与触及报警阀值，服务器下发报警信息到添加该养殖装备的云平台手机客户端进行报警信息推送，告知现场人员及时加油，避免停电事故的发生。

Claims (4)

1.一种独立智能集装箱式水产养殖系统，其特征在于，包括上部养殖区和下部设备区，上部养殖区(28)主要提供养殖主体的生存空间配备有负压出水箱、溶解氧传感器、PH值传感器、电导率传感器、温度传感器、水下摄像头、纳米增氧盘(20)、自动饲喂系统(4)、饲喂电控箱、活动出鱼管(19)、水质监测箱(17)、箱体顶盖(16)，下部设备区包括微滤机(3)、蛋白分离器(5)、厌氧菌净化池Ⅰ(11)、厌氧菌净化池Ⅱ(12)、好氧菌净化池Ⅰ(13)、好氧菌净化池Ⅱ(14)、水泵(21)、紫外消毒器(23)、制冷机(7)、恒温加热器(24)、文丘里射流器、电控箱、发电机(6)、ATS配电柜、空气滤芯、压缩空气泵(8)、增氧系统(22)、补水电磁阀，养殖区(28)和设备区Ⅰ(25)设备区Ⅱ(26)水质净化区(27)成上下结构，减少了养殖设施的占地面积。

2.根据权利要求1所述的一种独立智能集装箱式水产养殖系统，其特征在于，水质水质净化区(27) 、设备区Ⅰ(25) 、设备区Ⅱ(26)从负压出水箱一侧到紫外消毒器(23)依次排列，水质净化区(27) 、设备区Ⅰ(25) 、设备区Ⅱ(26)与养殖区(28)底板的距离由低变高。

3.根据权利要求1所述的一种独立智能集装箱式水产养殖系统，其特征在于，活动出鱼管(19)位于养殖区(28)倾斜底板低点位置，活动出鱼管(19)正上方是箱体顶盖(16)，活动出鱼管(19)与养殖区(28)倾斜底板预留开孔采用插拔的方式固定。

4.根据权利要求1所述的一种独立智能集装箱式水产养殖系统，其特征在于，养殖区(28)是由模块化安装材料构建的密闭养殖环境，放弃对传统集装箱的依赖。

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