CN212559659U - 一种自动化水下轨道式推流促水体循环装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动化水下轨道式推流促水体循环装置，包括控制房、电机柜、基柱、承柱、滑轨、滑模、波纹履带、溶解氧监测传感器、齿轮传动轴及硬塑扇叶，所述控制房通过电缆连接电机柜，所述滑轨固定安装于承柱的顶端，所述基柱固定连接承柱的底端，所述电机柜安装于承柱上，所述电机柜的输出端连接齿轮传动轴，所述滑模的内侧连接波纹履带，所述波纹履带与齿轮传动轴啮合连接，所述硬塑扇叶安装于滑模的上端，所述溶解氧监测传感器安装于电机柜上并与电机柜电连接。本实用新型从根本上解决了现有水体易分层、自净效率低、推流范围小、驳岸环境扰动大、修复成本高的问题，保障水体时刻循环溶氧充足，促进水生态系统的恢复与水景观的提升。

Description

一种自动化水下轨道式推流促水体循环装置

技术领域

本实用新型属于水体循环与增氧技术领域，具体涉及一种自动化水下轨道式推流促水体循环装置。

背景技术

新时代背景下，景观生态文明建设步入到河道与湖泊，水环境的生态修复运行期间离不开水体的长效循环与富氧。

得益于我国传统的园林设计历史文化，中国的风景园林设计固有无水不成景，无水不成园，因此也有“无水不园，园因水活”一说。小到几百，大到上万平方的水面，如此令人心旷神怡，同时也带来了相应的水体环境如何保障其水质稳定等一系列问题。

园林中的水体，大都以封闭或半封闭为主，水体长时间的静置，极易降低水体底层溶解氧的含量，造成底层水体因缺氧而腐化变质，产生硫化物、胺类等化学物质。静止水体在夏季，水体表层也会出现水华等现象，藻类物质漂浮于水面，在高温、强光条件下，繁殖迅速，造成水体富营养化，致使水质状况快速降低，透明度降低，水生动物类死亡，异味迸发，整体水体环境感观越来越差。

目前市场主流的推流与增氧设备有喷泉式增氧曝气、微孔增氧曝气、纳米增氧曝气、传统推流增氧曝气，其相应的缺点如下：

1、喷泉式增氧曝气对底层上升体力不够大，对深水区增氧效果不理想，曝气机位于水体表面，噪音大。

2、微孔增氧曝气与纳米增氧曝气的曝气范围较小，其曝气主要依靠曝气管路来实现，曝气管路在停止运行期间管道内易进水，孔口易堵塞，容易造成曝气无法再次启用。且相关曝气机需布设于驳岸上，设备运行期间，噪音明显，扰动较大。

3、传统的推流增氧技术主要以点的形式布设在水下，推流范围较小，且每台都需设置独立的控制管线与驳岸上的电控柜相连，电控柜数量设置较多，造成较大的资源浪费，且不易控制。

4、以上市场主流的技术均需人为控制，人工成本较高，且不易实时了解水体溶氧情况，易造成资源浪费。

因此，对于一种自动化促水体循环与增氧的技术或设备趋于亟待。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种自动化水下轨道推式水体循环增氧装置，本实用新型能够从根本上解决现有水体易分层、自净效率低、推流范围小、驳岸环境扰动大、修复成本高等问题，保障水体时刻循环溶氧充足，促进水生态系统的恢复与水景观的提升。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供一种自动化水下轨道式推流促水体循环装置，包括控制房、电机柜、基柱、承柱、滑轨、滑模、波纹履带、溶解氧监测传感器、齿轮传动轴及硬塑扇叶，所述控制房通过电缆连接所述电机柜，所述承柱沿所述滑轨的长度方向设置为若干个，所述滑轨固定安装于所述承柱的顶端，所述基柱固定连接所述承柱的底端，所述电机柜安装于所述承柱上，所述电机柜的上端设置有齿轮传动轴，所述电机柜的输出端连接所述齿轮传动轴，所述滑模滑动安装于所述滑轨上，所述滑模的内侧连接所述波纹履带，所述波纹履带与所述齿轮传动轴啮合连接，所述硬塑扇叶安装于所述滑模的上端，所述溶解氧监测传感器安装于所述电机柜上并与所述电机柜电连接。

作为优选的技术方案，所述滑模的主体为矩形结构，所述滑模的下端面沿长度方向开设有通槽，所述通槽的两侧连接所述波纹履带，所述滑模的中部设置有U型槽，所述滑轨配合安装于所述U型槽内，所述U型槽与所述通槽连通。

作为优选的技术方案，所述U型槽沿周向镶嵌设置有滑轮。

作为优选的技术方案，所述滑模设置为若干个，相邻的所述滑模通过钢丝绳连接，每个所述滑模上安装一个所述硬塑扇叶。

作为优选的技术方案，所述硬塑扇叶与所述滑模的顶部倾斜设置。

作为优选的技术方案，相邻的所述滑模通过四根钢丝绳连接，每根钢丝绳的两端设置有安装旋转头，所述安装旋转头螺纹拧入所述滑模内。

作为优选的技术方案，所述控制房包括木屋、通风扇及智能控制柜，所述木屋的顶部与四周做防水处理，所述通风扇安装于所述木屋的任意一面，所述智能控制柜安装于所述木屋内且电连接所述电机柜。

作为优选的技术方案，所述电机柜包括柜体及电动机，所述柜体采用防水材料制作而成，所述电动机的脚座安装于所述柜体内，输出端伸出所述柜体连接所述齿轮传动轴。

作为优选的技术方案，所述电缆包括PE管、电线及信号传输线，所述电线及信号传输线连接所述控制房及电机柜，所述PE管包裹于所述电线及所述信号传输线的外部，所述PE管的室外段埋深300mm。

作为优选的技术方案，所述基柱采用混凝土材料制作而成，所述承柱采用热铸锌方钢制作而成。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

(1)本实用新型通过水下溶解氧监测传感器实时检测水体下层的溶解氧含量，传入控制房内的控制柜的控制程序中，根据预先设定的数值，自动化开启电机柜内的电动机，带动滑模移动，实现轨道式推流，解决了水体自然分层的问题，使表层高温富氧水体扩散至水体底部，激发底层生物活性，提高水体自净能力，同时防止磷的厌氧释放，含蓝绿藻的表层水在底部弱光低温环境下，生长繁殖受到抑制而衰减。

(2)本实用新型在不改变水下地形、驳岸原有结构的基础上，提供一种操作简单、增氧效率高、循环效率高、维护方便、投资较少的自动化促水体循环与增氧装置，为水环境生态治理与长效保障做好坚实的基础工作，克服了现有水体循环与增氧技术中存在的上述技术问题。

(3)本实用新型从根本上解决了现现有水体易分层、自净效率低、推流范围小、驳岸环境扰动大、修复成本高的问题，保障水体时刻循环溶氧充足，促进水生态系统的恢复与水景观的提升。本实用新型具有结构简单、自动化效率高、建设效果好、建设成本低廉、施工方便、维护管理简便等优点，体现生态、低碳、环保等理念，具有较好的经济性、实用性及广泛的适用性，特别适合在封闭与半封闭的水域水面、较深的水体内推广使用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型自动化水下轨道式推流促水体循环装置的结构示意图。

图2为本实用新型自动化水下轨道式推流促水体循环装置的局部放大图之一。

图3为本实用新型自动化水下轨道式推流促水体循环装置的局部放大图之二。

图4为本实用新型自动化水下轨道式推流促水体循环装置的局部放大图之三。

图5为本实用新型自动化水下轨道式推流促水体循环装置的局部放大图之四。

图6为本实用新型电机柜的安装结构示意图之一。

图7为本实用新型电机柜的安装结构示意图之二。

图8为本实用新型滑模的安装结构示意图之一。

图9为本实用新型滑模的安装结构示意图之二。

其中，附图标记具体说明如下：控制房1、电缆2、电机柜3、齿轮传动轴31、承柱4、螺栓口41、波纹履带5、钢丝绳6、滑模7、滑轮71、通槽72、U型槽73、硬塑扇叶8、滑轨9、溶解氧监测传感器10、基柱11。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，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付出创造性劳动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。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

如图1-图8所示，本实施例提供一种自动化水下轨道式推流促水体循环装置，其整体运行推流方式为循环推流，装置中主材包含控制房1、电缆2、电机柜3、承柱4、波纹履带5、钢丝绳6、滑模7、硬塑扇叶8、滑轨9、溶解氧监测头、基柱11。

其中，控制房1由木屋、通风扇、智能控制柜组成。木屋构成的主材为木材，顶部与四周做防水处理，屋内地面抬高200mm，木屋长2500mm×宽2500mm×高2000mm为宜，并设有开关控制的灯光与电源插口。通风扇为直流风扇，材质不限，安装于木屋任意一面，通风扇长350mm×宽350mm为宜。

智能控制柜技术参数：规格为15-45KW；输入：电压为380VAC±20％、相数为三相四线+地线、频率50Hz+10％；输出：同市电压、频率10Hz(可设置)、输出支路8路；巡检时间60min(可调)；保护功能：过压、欠压、缺相、错相、过流、过载、短路等；过载能力为120％正常工作；通讯接口为RS485、RS232；显示为指示灯、触摸屏；工作环境：湿度10-90％且无结露、温度-20～+40℃、环境条件为不含腐蚀、油性、灰尘及可燃性气体，通风良好；开门方式为上门单开；进出线方式为下进下出；防护等级为IP30；安装方式为落地式；尺寸为宽800mm×深600mm×高800mm。

智能控制柜功能：开启周期可以根据需要进行手/自动设置；根据水下溶解氧监测传感器10反馈信息实时监测水体溶解氧含量；可实现双电源进线柜自动巡检，可定期切换运行，检测主、务用电源是否正常；可实现电机柜3自动开启或关闭，依次针对控制柜内器件、水下主要设施进行状态监测；设置7英寸高可靠触摸屏人机界面；高清晰状态显示、声光警告；具有柜内自动恒温调节；多方位运行、故障信息记录，可通过打印机或是短信发送方式输出监测状况；具有RS485标准接口，预留楼宇监控接口可数据远程传输和遥控；远程网络故障诊断及数据维护和功能升级。

电缆2由PE管、电线、信号传输线组成，电线与信号传输线连接木屋中智能控制柜及电机柜3，均采用配套产品。PE管采购成品，室外段埋深300mm，做好焊接，防止管内进水，具体尺寸可以容纳所需的电线与信号传输线即可，不做硬性要求。

电机柜3由柜体、电动机组成。柜体面板为工程ABS材料，强度高，适用于户外，防水IP66。电动机机械材质为铝或铸铁，功率为≥3KW，安装方式为脚座安装于电动机柜内，电极为三相，接线方向为底部，电机的输出端连接齿轮传动轴31，齿轮传动轴31伸出长度为300mm，且适配安装3种转换轴，通过智能控制柜对速度1挡、速度2挡、速度3挡进行控制。速度1档最终传输至齿轮传动轴31为转速0.2m/s，速度2档最终传输至齿轮传动轴31转速0.6m/s，速度3档最终传输至齿轮传动轴31为转速1.2m/s。

溶解氧监测传感器10技术参数：量程为0-20.00mg/1或0-200％饱和度；分辨率为0.01mg/L，0.1℃；精度为±5％F.S，±0.5℃；工作温度0～45℃；工作压力<0.2MPa，供电为12～24VDC±10％；信号输出方式为Rs485(Modbus/RTU)；接液材质为POM和不锈钢；安装方式为3/4"NPT螺纹，浸入式安装；维护保养为半年校准一次，每12个月更换一次电极膜头；测量原理为荧光法，根据红光的时间长短来算出氧的浓度。

溶解氧监测传感器10功能：带有温度自动补偿；输出标准Rs485(Modbus/RTU协议)数字信号或4～20mA信号；lRs485信号方便连接到PLC、DCS、工业控制计算机、通用控制器、无纸记录仪器或触摸屏等第三方设备；参数设置更加方便快捷；校准功能可提供简单快捷的校准方式；实时数据传输及时准确地获取监测水体的数据。

承柱4为热镀锌方钢管(壁厚8mm)材质，上、下焊接钢板(壁厚10mm)，钢板上设有螺栓口41，上端固定于滑轨9下端面，下端固定于基柱11顶面。长度不限，根据具体实施情况而定。

基柱11为专利内容需求定制的钢筋混凝土材质柱体，一般安装于水体底部，用于固定设备，整体尺寸不限，根据具体实施情况而定。

波纹履带5为硬塑材质，总厚度为30mm，外侧厚10mm、宽100mm，内侧厚20mm、宽40mm，履带总长度根据具体实施情况而定。

钢丝绳6为双捻多股高碳钢材质，抗拉强度1570-1970MPa,直径5-20mm，绳体两侧安装旋转头，两头分别旋转于前后相邻的两个滑模7中，用于连接滑模7。长度不限，根据具体实施情况而定。

滑模7为专利内容需求定制的硬塑材质滑模7，滑模7内设有7个不锈钢材质滑轮71，整体尺寸不限，根据具体实施情况而定。

硬塑扇叶8为专利内容需求定制的硬塑材质扇叶，扇叶固定于滑模7上，整体尺寸不限，根据具体实施情况而定。

滑轨9为专利内容需求定制的不锈钢材质滑轨9，滑轨9固定于承柱4之上，滑轨9为可拼接，10m设置一段，端头设有卡扣，方便拼接，整体其余尺寸不限，根据具体实施情况而定。

本实施例中各个部件的安装关系如下：控制房1通过电缆2连接电机柜3，承柱4沿滑轨9的长度方向设置为若干个(根据使用需要)，滑轨9固定安装于承柱4的顶端，基柱11固定连接承柱4的底端，电机柜3安装于承柱4上，电机柜3的上端设置有齿轮传动轴31，每个电机座上对称设置有两个齿轮传动轴31，电机柜3的输出端连接齿轮传动轴31，滑模7滑动安装于滑轨9上，滑模7的内侧连接波纹履带5，波纹履带5与齿轮传动轴31啮合连接，硬塑扇叶8安装于滑模7的上端，溶解氧监测传感器10安装于电机柜3上并与电机柜3电连接。

更详细的，滑模7的主体为矩形结构，滑模7的下端面沿长度方向开设有通槽72，通槽72的两侧连接波纹履带5，滑模7的中部设置有U型槽73，滑轨9配合安装于U型槽73内，U型槽73与通槽72连通。这样的结构避免了滑轨9与波纹履带5相互干扰。U型槽73沿周向镶嵌设置有滑轮71，减少了滑模7与滑轨9之间的摩擦力。滑模7根据实际使用需要设置为多个，相邻的滑模7通过四根钢丝绳6连接，每根钢丝绳6的两端设置有安装旋转头，安装旋转头螺纹拧入滑模7内。每个滑模7上安装一个硬塑扇叶8，硬塑扇叶8与滑模7的顶部倾斜设置。

本实施例的使用过程如下：预先人为在控制房1的只能控制柜设置不同等级的溶氧数据指标，通过水下溶解氧监测传感器10反馈的实时数据情况，只要达到预先设置值时，控制房1的智能控制柜自动根据设置好的速度，通过电缆2启动水下电机柜3，电机柜3里面的电动机驱动齿轮传动轴31，转动的齿轮传动轴31带动滑模7上波纹履带5，波纹履带5带动滑模7，致使滑模7沿滑轨9前进，滑模7上的硬塑扇叶8对水体产生相应速度的推流作用。

推流作用首先带动上、下层水体交换，将表层富含溶解氧水转移到底层，提高底层水体溶解氧含量，预防水体因缺氧而腐化变质，并防止硫化物、胺类等化学物质散发，促进底层水体净水效果。同时，水底富氧防止磷的厌氧释放，悬浮泥可有效吸附溶解性磷化物，激发了环境自净能力。底部水体在温度提升和溶解氧增加情况下，对底部沉积的动物排泄物、有机淤泥和腐败藻类等有害物质进行分解，改善底质，激活底泥生态功能，水体自净负荷得到提高，还可强力循环制造活水，活水是湖泊水体的第二次生命，自动化推流设备形成强大的主水流和感应流，能有效打破温跃层形成的自然滞水带，使整个水体形成循环活水流。

推流作用还可以快速抑制并消除水华，通过自动化推流解层方式，消除水体中溶解氧、温度和盐度的分层，稳定水质。表层高浓度含藻水转移到底部，在低温、无光条件下受到抑制，表层藻类迅速减少，部分被底层浮游生物摄食而消除，可快速消除水华并防止再次发生。

最后是提高观感、改善生态，形成污染物资源化利用，表层水体中高浓度的藻类，转移到水体底层后部分成为鱼类、贝类的饵料。设备短期内可以降低生化需氧量(BOD)，减少水中固体悬浮物(TSS)，提高水体能见度，去除异味和降解水体底部淤泥。

本实施例主要用于园林内的封闭或半封闭水体内，在河道与湖泊也可使用，其不受水深限制，也不受驳岸形状的影响，适用范围广，从根本上解决水体长期静置分层造成的一系列水质恶化等问题，保障水体时刻干净清洁，促进水生态系统的恢复与水景观的提升。具有结构简单、增氧效率高、建设效果好、建设成本低廉、施工方便、维护管理简便等优点，体现生态、低碳、环保等理念，具有较好的经济性、实用性及广泛的适用性，特别适合在封闭或半封闭较大的生态修复水域水面、水深比较大的水体内推广使用。

尽管上述实施例已对本实用新型作出具体描述，但是对于本领域的普通技术人员来说，应该理解为可以在不脱离本实用新型的精神以及范围之内基于本实用新型公开的内容进行修改或改进，这些修改和改进都在本实用新型的精神以及范围之内。

Claims (10)

1.一种自动化水下轨道式推流促水体循环装置，其特征在于，包括控制房、电机柜、基柱、承柱、滑轨、滑模、波纹履带、溶解氧监测传感器、齿轮传动轴及硬塑扇叶，所述控制房通过电缆连接所述电机柜，所述承柱沿所述滑轨的长度方向设置为若干个，所述滑轨固定安装于所述承柱的顶端，所述基柱固定连接所述承柱的底端，所述电机柜安装于所述承柱上，所述电机柜的上端设置有齿轮传动轴，所述电机柜的输出端连接所述齿轮传动轴，所述滑模滑动安装于所述滑轨上，所述滑模的内侧连接所述波纹履带，所述波纹履带与所述齿轮传动轴啮合连接，所述硬塑扇叶安装于所述滑模的上端，所述溶解氧监测传感器安装于所述电机柜上并与所述电机柜电连接。

2.如权利要求1所述的一种自动化水下轨道式推流促水体循环装置，其特征在于，所述滑模的主体为矩形结构，所述滑模的下端面沿长度方向开设有通槽，所述通槽的两侧连接所述波纹履带，所述滑模的中部设置有U型槽，所述滑轨配合安装于所述U型槽内，所述U型槽与所述通槽连通。

3.如权利要求2所述的一种自动化水下轨道式推流促水体循环装置，其特征在于，所述U型槽沿周向镶嵌设置有滑轮。

4.如权利要求2所述的一种自动化水下轨道式推流促水体循环装置，其特征在于，所述滑模设置为若干个，相邻的所述滑模通过钢丝绳连接，每个所述滑模上安装一个所述硬塑扇叶。

5.如权利要求4所述的一种自动化水下轨道式推流促水体循环装置，其特征在于，所述硬塑扇叶与所述滑模的顶部倾斜设置。

6.如权利要求4所述的一种自动化水下轨道式推流促水体循环装置，其特征在于，相邻的所述滑模通过四根钢丝绳连接，每根钢丝绳的两端设置有安装旋转头，所述安装旋转头螺纹拧入所述滑模内。

7.如权利要求1所述的一种自动化水下轨道式推流促水体循环装置，其特征在于，所述控制房包括木屋、通风扇及智能控制柜，所述木屋的顶部与四周做防水处理，所述通风扇安装于所述木屋的任意一面，所述智能控制柜安装于所述木屋内且电连接所述电机柜。

8.如权利要求1所述的一种自动化水下轨道式推流促水体循环装置，其特征在于，所述电机柜包括柜体及电动机，所述柜体采用防水材料制作而成，所述电动机的脚座安装于所述柜体内，输出端伸出所述柜体连接所述齿轮传动轴。

9.如权利要求1所述的一种自动化水下轨道式推流促水体循环装置，其特征在于，所述电缆包括PE管、电线及信号传输线，所述电线及信号传输线连接所述控制房及电机柜，所述PE管包裹于所述电线及所述信号传输线的外部，所述PE管的室外段埋深300mm。

10.如权利要求1所述的一种自动化水下轨道式推流促水体循环装置，其特征在于，所述基柱采用混凝土材料制作而成，所述承柱采用热铸锌方钢制作而成。

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