CN213427589U - 一种智能潮汐式鱼菜共生装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能潮汐式鱼菜共生装置，包括角钢支架、养殖缸、种植缸、水循环系统、过滤系统、补光照明系统及测温系统，养殖缸和种植缸均位于角钢支架上，且种植缸位于养殖缸上方，种植缸内上层为种植层、下层为过滤层，种植层和过滤层组成过滤系统，在种植缸侧面设有与其内部相连通的进水口和出水口；装置整体结构工整，坚固耐用；该装置拥有可实现对水循环自动化控制，节省人力；过滤效果明显，不同过滤材料分层且可根据种植植物与鱼苗类别不同，随时调整更换，使用简单；池底鱼粪中的营养可被作物根系充分吸收；使用寿命长；占地面积小。

Description

一种智能潮汐式鱼菜共生装置

技术领域

本实用新型涉及鱼菜共生技术，具体是一种智能潮汐式鱼菜共生装置。

背景技术

鱼菜共生将水产养殖和水耕栽培两种不同的农业工程技术融合起来，是一种生态型农业新技术，主要原理是系统中鱼的排泄物等杂质通过种植区利用陶粒基质将蛋质、有机氮等大分子物质通过消化分解作用转化为硝酸盐被植物吸收利用，从而实现养鱼不换水、种菜不施肥的生态农业；鱼菜共生让动物、植物、微生物三者之间达到一种和谐的生态平衡关系，是可持续循环型零排放的低碳生产模式，更是有效解决农业生态危机的有效方法；立题在前人研究的基础上进行了创新和补充，针对现今单独养鱼、单独种菜投入成本高昂，土地资源使用率低等问题，结合传统的水产化养殖与无土栽培蔬菜技术，设计制作出普通庭院适用的立体鱼菜共生系统装置，侧重于水循环利用的系统装置设计及低成本配套设备的研制，以潮汐灌溉(基于潮水涨落而设计的一种高效节水灌溉系统)为理论基础，以实现鱼菜共生装置自动化控制为目的，兼顾节约能源，美化环境。

现今国内外鱼菜共生已经实现产业化运作，追求规模效益，休闲性的家庭式鱼菜共生已渐渐走进各家各户，研究不同生长情况下的鱼菜共生和鱼菜共生装置，可以用有限的资源实现最大化的效益，切实有效的将这一技术运用到生活中去，实现四季化生产和农业集中规模化生产，改善制约农业发展的瓶颈，提高农业生产效率，大力推进农业经济的飞跃发展，提高人民的生活品质。

国外对于鱼菜共生的技术发展模式主要包括利用深水浮阀栽培方法、适用于室外大规模生产的UVI模式和温室内采用固体基质栽培的NCSU模式，两种模式较为简单，适用范围较窄；国内研究主要偏重于鱼菜共生的技术实现上，目前鱼菜共生系统研究方向正朝着两种趋势发展，一种是工业化养殖方向，为追求规模效益已开始产业化运作，因其系统结构复杂，易受环境、种植品种配比和系统工艺等多方面因素的影响，导致投资成本高，风险大；另一种是休闲“家庭版”养殖方向，近些年还研发运用纳米等高新技术，家庭种植蔬菜一般采用阳台种植形式，需要专人管理其生长过程，客厅里养殖观赏鱼类因为产生排泄物以及过量鱼饵，需要间歇换水以净化水环境；为了节约资源，低碳环保，将家庭种植蔬菜与养鱼有机结合，景观式“家庭版”的鱼菜共生系统应运而生；但大量研究表明，该系统仍存在诸多问题，如水产养殖中所投放饲料仅有小部分被利用，系统中容易在微生物作用下分解有害物质，导致系统水体富营养化等。

菜共生系统作为一种循环水养殖的新兴生产模式对于我国农业生产既是机遇也是一种挑战；目前，国外该领域研究已深入到系统水、营养、能源利用效率及系统性能影响因素等方面，较国内超前一些；在我国大规模建设鱼菜共生系统，将大幅度减少水资源的使用，并且减少水处理的费用；然而鱼菜共生系统结构复杂，易受环境、种植品种配比和系统工艺等多方面因素的影响，难以形成集约化循环生产；我国需要进一步推进鱼菜共生系统技术研究水平，以达到科学、绿色、可持续的农业生产。

移动式鱼菜共生装置(移动式鱼菜共生装置专利号ZL2018 2 0299109)，是前期研究的移动式装置，其特点是利用水车的运行原理进行水循环，形式新颖又具有兰州本地景观特色，但在家庭中使用体量大，不可自动运行控制；另一阳台型装置小巧观赏性强，但是过滤层简易，抽底水能力弱。相比近年来很多虹吸式的鱼菜共生装置，本装置设计既能做到自动控制水循环，而且又合理搭配了简便易选的过滤层组合，同时满足家庭养鱼种菜的需求量，立体层架不占地，便于观察和维护使用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种智能潮汐式鱼菜共生装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种智能潮汐式鱼菜共生装置，包括角钢支架、养殖缸、种植缸、水循环系统、过滤系统、补光照明系统及测温系统，养殖缸和种植缸均位于角钢支架上，且种植缸位于养殖缸上方，种植缸内上层为种植层、下层为过滤层，种植层和过滤层组成过滤系统，在种植缸侧面设有与其内部相连通的进水口和出水口，所述进水口位于种植缸右侧，其口径为10mm，种植缸底部与养殖缸通过出水口相连通，在养殖缸内底部设有底吸水泵，底吸水泵的输入端与养殖缸内相连通，底吸水泵的输出端通过管道伸入种植缸内顶部，在出水口上设有电磁阀，进水口、出水口、底吸水泵及底吸水泵连接的管道组成水循环系统；所述补光照明系统包括位于角钢支架顶部的补光灯架及位于养殖缸和种植缸之间的照明灯，在补光灯架侧面设有位于种植缸正上方的补光灯。

所述种植层为平铺的陶粒砂；水循环系统还包括位于种植缸侧面顶部的溢水口，溢水口与出水口相连通；所述角钢支架侧面设有与电磁阀相连接的时控开关；所述过滤层包括从上至下依次设置的过滤隔板、火山岩和麦饭石、生物环、活性炭、生化过滤棉，在过滤隔板下层设有过滤球，过滤隔板上层放置有滤材起支撑作用；过滤球内部中空并填充生化棉滤芯；生化过滤棉由竹炭层、生化棉层、椰壳炭层组成；所述测温系统包括位于养殖缸内的温度计。

所述角钢支架采用冷轧钢板，由等边角钢双边冲孔成型，孔距离以10mm距离沿直线排列，角钢支架具有上层板、下层板和滑轨，上层板固定在角钢支架内侧，且种植缸固定在上层板上，养殖缸固定在下层板上，下层板位于滑轨内并与其滑动连接，滑轨固定在角钢支架内侧；所述角钢支架主体为四根62cm长38×38×1.5型号的竖杆，所述滑轨长30cm，在每个竖杆底部设有一个万向轮，方便装置整体的移动。

所述种植缸和养殖缸的缸体均为亚力克板制成；亚力克板的厚度为5mm。

作为本实用新型的优选方案：所述种植缸内底部设有多个间距相同隔板，隔板单侧与种植缸内壁贴合，且多个隔板在水平方向上交错设置使种植缸内部形成弯曲通道。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：装置整体结构工整，坚固耐用；该装置拥有可实现对水循环自动化控制，节省人力；过滤效果明显，不同过滤材料分层且可根据种植植物与鱼苗类别不同，随时调整更换，使用简单；池底鱼粪中的营养可被作物根系充分吸收；使用寿命长；占地面积小；需彻底清理养殖缸时，养殖缸可抽拉出来；补光、增温系统的设计可即可保证植物和鱼的生长需要又可起到增添家居景观的效果。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构图。

图2为本实用新型的侧视图。

图3为本实用新型的角钢支架正视图。

图4为本实用新型的角钢支架右视图。

图5为本实用新型中种植缸的正视图。

图6为本实用新型中种植缸的俯视图。

图中1-补光灯；2-进水口；3-万向轮；4-底吸水泵；5-养殖缸；6-照明灯；7-时控开关；8-出水口；9-电磁阀；10-溢水口；11-补光灯架；12-种植层；13-生化过滤棉；14-生物环；15-火山岩和麦饭石；16-活性炭；17-过滤隔板；18-过滤球；19-种植缸；20-滑轨；21-角钢支架；22-上层板；24-下层板；25-隔板。

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做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，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”“竖直”、“水平”、“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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1-4，一种智能潮汐式鱼菜共生装置，包括角钢支架21、养殖缸5、种植缸19、水循环系统、过滤系统、补光照明系统及测温系统，养殖缸5和种植缸19均位于角钢支架21上，且种植缸19位于养殖缸5上方，种植缸19内上层为种植层12、下层为过滤层，种植层12和过滤层组成过滤系统，在种植缸19侧面设有与其内部相连通的进水口2和出水口8，所述进水口2位于种植缸19右侧，其口径为10mm，种植缸19底部与养殖缸5通过出水口8相连通，在养殖缸5内底部设有底吸水泵4，底吸水泵4的输入端与养殖缸5内相连通，底吸水泵4的输出端通过管道伸入种植缸19内顶部，在出水口8上设有电磁阀9，进水口2、出水口8、底吸水泵4及底吸水泵4连接的管道组成水循环系统；所述补光照明系统包括位于角钢支架21顶部的补光灯架11及位于养殖缸5和种植缸19之间的照明灯6，在补光灯架11侧面设有位于种植缸19正上方的补光灯1。

具体的，所述种植层12为平铺的陶粒砂，使用无土栽培，保证鱼菜共生系统的正常。

水循环系统在工作时，能够为水提供源源不断的溶解氧，使植物和鱼儿生长的更好，养殖缸5底吸水泵4抽水进入上方种植缸19，水流经过滤层过滤后通过与进水口2相对位置的出水口8流出进入到下面的养殖缸5中使水在回路中完成环形流动，完成一次水循环，不在灌溉期时，电磁阀9时常开启，养殖缸5污水经过滤后回流到下方养殖缸5，灌溉开始时，电磁阀9关闭，使种植缸19水位上升，达到灌溉目的，灌溉结束后，电磁阀9再度开启，种植缸19水位下降，灌溉后水流入下方养殖缸5，完成水循环，在此循环系统中所用电磁阀9为常闭型电磁阀9，通电打开，断电关闭，动作方式为直动式膜片式。

水循环系统还包括位于种植缸19侧面顶部的溢水口10，溢水口10与出水口8相连通，当种植缸19遭遇堵塞、水位过高时，能够通过溢水口10进行水的排放。

进一步的，为保证灌溉自动化控制，所述角钢支架21侧面设有与电磁阀9相连接的时控开关7，我们所选时控开关7每天可订制16组开关控制，可以满足水循环系统的工作需要，经过计算，电磁阀9关闭后，水位经13分钟后达到灌溉需求，为了达到灌溉需求，我们将灌溉时间订为每晚23:45，灌溉时间段为15分钟，在此期间，时控开关7控制电磁阀9关闭，水位上升，开始灌溉，15分钟后，时控开关7控制电磁阀9开启，水位下降恢复正常，灌溉完毕，使用电磁阀9和时控开关7的组合，可以满足大部分供水工作需求，并且操作简单，成本低廉，大大提高了工作效率，同时符合家庭用电的安全范围，不会造成用电费用的过度增加，方便用户在长时间使用后随时自行更换，配件易购买。

所述过滤层包括从上至下依次设置的过滤隔板17、火山岩15和麦饭石、生物环14、活性炭16、生化过滤棉13，在过滤隔板17下层设有过滤球18，过滤隔板17上层放置有滤材起支撑作用；过滤球18内部中空并填充生化棉滤芯，可大量的附着硝化细菌，水流经过时不会产生阻力，中空的结构可将水分成细流，并将大块的污垢击碎，过滤效果极好；火山岩15结构紧凑不易粉化，表面是培养水中硝化细菌的温床，亲水性强，能把水中各种原因产生的有害氨氮分解掉，麦饭石是多种矿物的集合体，孔隙结构复杂，溶解性能稳定，有良好的吸附和分解能力；生物环14为经过高温烧结的制成的细密微孔材料，可在过滤中迅速发挥培菌力，降低养殖缸5换水频率，使用寿命长，大量的细微孔为硝化细菌提供适宜的繁殖场所；活性炭16含有大量微孔，具有较大的表面积，能去除色度，有害重金属等，广泛用于水族箱的过滤；生化过滤棉13由竹炭层、生化棉层、椰壳炭层组成，椰壳炭层吸附并分解鱼便垃圾、余氯、病菌等有害物质，生化棉层具有微小孔洞，是培养繁殖水中硝化细菌的良好温床，并可抑制有害病菌、稳定水质，竹炭层吸附异色异味、净化水质，保留有利于鱼儿的微量元素。

养殖缸5中的水被底吸水泵4抽取到种植杠的过滤层中，通过层层过滤，在此过程中分解有害氨氮，吸附水中的金属离子、有害细菌和异色异味等，最终在底层过过滤球18层培养硝化细菌，在水位上升过程中再经过一次过滤层，达到双重过滤的效果。

所述测温系统包括位于养殖缸5内的温度计，用于检测水温。

植物生长最不可或缺的条件便是光照，适当的光照可促进植物的生长，达到增产、优质、高效的目的，补光灯1可以调节植物的生长发育，提高农作物光合速率，增加叶面积，因鱼菜共生装置是利用水培，作物很容易发生徒长，补光灯1可以防止徒长，还可进行植物营养品质的调控，提高有益化学物质的生成。

所述角钢支架21采用冷轧钢板，由等边角钢双边冲孔成型，孔距离以10mm距离沿直线排列，角钢支架21具有上层板22、下层板24和滑轨20，上层板22固定在角钢支架21内侧，且种植缸19固定在上层板22上，养殖缸5固定在下层板24上，下层板24位于滑轨20内并与其滑动连接，滑轨20固定在角钢支架21内侧；在使用时，通过滑动的下层板24对养殖缸5进行拉出后的清理、维护等操作。

进一步的，所述角钢支架21主体为四根62cm长38×38×1.5型号的竖杆，所述滑轨20长30cm，在每个竖杆底部设有一个万向轮3，方便装置整体的移动。

所述种植缸19和养殖缸5的缸体均为亚力克板制成，亚克力板材具有水晶一般的透明度，透光率达92％以上，用染料着色的亚克力板又有很好的知展色效果，此外，亚克力板材具有极佳的耐候性，较高的表面硬度和表面光泽以及较好的耐高温性能，也有良好的加工性能，还可制作出比传统方式更精美的图案和造型；亚力克板的厚度为5mm。

装置将养殖与种植系统设计在一个垂直空间内，相比传统单一的养殖、种植极大的节省了空间资源；设计将养殖系统的水通过静音水泵抽取到种植系统，又在种植系统经过过滤后，通过潮汐原理设计的定时管道流回养殖系统，种植系统将养殖系统的水、残食、粪便和有害物质加以过滤、吸收后重新循环至养殖系统中，使种植和养殖系统中的生长环境不断的得到更新，提供其优越的生长环境；整个装置移动方便，可根据人为的需求随意移动，降低搬运所致的碰撞和水晃动溢出的风险；简单的装置更易于放在家庭阳台上，使生活在都市的人们能够体验自己养鱼种菜的快乐，使人怡情自乐，装饰人们的精神世界，改善人们的生活环境，增添人们的生活乐趣。

装置整体结构工整，坚固耐用；该装置拥有可实现对水循环自动化控制，节省人力；过滤效果明显，不同过滤材料分层且可根据种植植物与鱼苗类别不同，随时调整更换，使用简单；池底鱼粪中的营养可被作物根系充分吸收；使用寿命长；占地面积小；需彻底清理养殖缸5时，养殖缸5可抽拉出来；补光、增温系统的设计可即可保证植物和鱼的生长需要又可起到增添家居景观的效果。

实施例2：

参阅图5、图6，在实施例1的基础之上，所述种植缸19内底部设有多个间距相同隔板25，隔板25单侧与种植缸19内壁贴合，且多个隔板25在水平方向上交错设置使种植缸19内部形成弯曲通道，通过多隔板25的设置延缓水流流速，为硝化细菌提供一个更好的生存繁殖环境的同时提高过滤效率，隔板25也对上层种植层12起了支撑作用。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种智能潮汐式鱼菜共生装置，包括角钢支架(21)、养殖缸(5)、种植缸(19)、水循环系统、过滤系统、补光照明系统及测温系统，其特征在于，养殖缸(5)和种植缸(19)均位于角钢支架(21)上，且种植缸(19)位于养殖缸(5)上方，种植缸(19)内上层为种植层(12)、下层为过滤层，种植层(12)和过滤层组成过滤系统，在种植缸(19)侧面设有与其内部相连通的进水口(2)和出水口(8)，种植缸(19)底部与养殖缸(5)通过出水口(8)相连通，在养殖缸(5)内底部设有底吸水泵(4)，底吸水泵(4)的输入端与养殖缸(5)内相连通，底吸水泵(4)的输出端通过管道伸入种植缸(19)内顶部，在出水口(8)上设有电磁阀(9)，进水口(2)、出水口(8)、底吸水泵(4)及底吸水泵(4)连接的管道组成水循环系统；所述补光照明系统包括位于角钢支架(21)顶部的补光灯架(11)及位于养殖缸(5)和种植缸(19)之间的照明灯(6)，在补光灯架(11)侧面设有位于种植缸(19)正上方的补光灯(1)。

2.根据权利要求1所述的一种智能潮汐式鱼菜共生装置，其特征在于，所述进水口(2)位于种植缸(19)右侧，其口径为10mm。

3.根据权利要求1所述的一种智能潮汐式鱼菜共生装置，其特征在于，所述种植层(12)为平铺的陶粒砂。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种智能潮汐式鱼菜共生装置，其特征在于，水循环系统还包括位于种植缸(19)侧面顶部的溢水口(10)，溢水口(10)与出水口(8)相连通。

5.根据权利要求1所述的一种智能潮汐式鱼菜共生装置，其特征在于，所述角钢支架(21)侧面设有与电磁阀(9)相连接的时控开关(7)。

6.根据权利要求1或2或3所述的一种智能潮汐式鱼菜共生装置，其特征在于，所述过滤层包括从上至下依次设置的过滤隔板(17)、火山岩(15)和麦饭石、生物环(14)、活性炭(16)、生化过滤棉(13)，在过滤隔板(17)下层设有过滤球(18)，过滤隔板(17)上层放置有滤材起支撑作用。

7.根据权利要求6所述的一种智能潮汐式鱼菜共生装置，其特征在于，过滤球(18)内部中空并填充生化棉滤芯；生化过滤棉(13)由竹炭层、生化棉层、椰壳炭层组成；所述测温系统包括位于养殖缸(5)内的温度计。

8.根据权利要求1或2或3所述的一种智能潮汐式鱼菜共生装置，其特征在于，所述角钢支架(21)采用冷轧钢板，由等边角钢双边冲孔成型，孔距离以10mm距离沿直线排列，角钢支架(21)具有上层板(22)、下层板(24)和滑轨(20)，上层板(22)固定在角钢支架(21)内侧，且种植缸(19)固定在上层板(22)上，养殖缸(5)固定在下层板(24)上，下层板(24)位于滑轨(20)内并与其滑动连接，滑轨(20)固定在角钢支架(21)内侧；所述角钢支架(21)主体为四根62cm长38×38×1.5型号的竖杆，所述滑轨(20)长30cm，在每个竖杆底部设有一个万向轮(3)，方便装置整体的移动。

9.根据权利要求8所述的一种智能潮汐式鱼菜共生装置，其特征在于，所述种植缸(19)和养殖缸(5)的缸体均为亚力克板制成；亚力克板的厚度为5mm。

10.根据权利要求9所述的一种智能潮汐式鱼菜共生装置，其特征在于，所述种植缸(19)内底部设有多个间距相同隔板(25)，隔板(25)单侧与种植缸(19)内壁贴合，且多个隔板(25)在水平方向上交错设置使种植缸(19)内部形成弯曲通道。

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