基于太陽(yáng)能供電的智能水體增氧修復(fù)機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及富營(yíng)養(yǎng)化水體或有機(jī)污染水體增氧處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種基于太陽(yáng)能供電的智能水體增氧修復(fù)機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)的區(qū)域性水體(城市河流水系、護(hù)城河、景觀(guān)水、中小湖泊等)因其水體水系循環(huán)不暢，富含有機(jī)質(zhì)的污水注入渠道較多，使水體富營(yíng)養(yǎng)化嚴(yán)重，最終導(dǎo)致水系中生態(tài)系統(tǒng)崩潰，使其失去景觀(guān)性能甚至演變?yōu)樾碌奈廴驹?；一些水產(chǎn)養(yǎng)殖水體因有機(jī)污染物過(guò)高，水體更新不及時(shí)也會(huì)造成水質(zhì)惡化，既不利于養(yǎng)殖生產(chǎn)，又對(duì)環(huán)境造成污染。通過(guò)向水中通往空氣或氧氣，可提高水體中的氧含量，從而能夠治理因水體中氮磷含量過(guò)多引發(fā)的生態(tài)系統(tǒng)崩潰問(wèn)題。傳統(tǒng)的曝氣增氧技術(shù)利用機(jī)械攪拌水體或者利用空氣壓縮機(jī)向水中注入宏觀(guān)氣泡的方式向水體增氧，但因宏觀(guān)氣泡在水中上浮快，與水體之間的氧交換時(shí)間短，增氧效率極低。相比之下，微納米氣泡水處理技術(shù)在水體中注入微納米氣泡，由于氣泡體積小，氣泡在水中的滯留時(shí)間和表面積比普通氣泡增大了數(shù)萬(wàn)倍，對(duì)水體溶氧量的提高效果明顯，又極大的提高了水體中懸浮物的分享效率，非常有利于水體中需氧菌的降解活動(dòng)，這對(duì)于改善水質(zhì)、抑制水體一富營(yíng)養(yǎng)化尤為重要。
[0003]微納米氣泡水處理的關(guān)鍵是高效、廉價(jià)和大量的產(chǎn)生微納米氣泡。常規(guī)的微納米氣泡發(fā)生裝置有兩個(gè)阻礙其實(shí)際應(yīng)用的缺點(diǎn)，一個(gè)是氣泡發(fā)生和其他附屬部分等多個(gè)環(huán)節(jié)組成，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，而且微納米氣泡產(chǎn)生效率較低；第二個(gè)是由于電源的限制，裝置需固定在一個(gè)位置不能移動(dòng)，使接受氣泡的局部水體過(guò)度曝氣，遠(yuǎn)離氣泡發(fā)生裝置的部分不能增氧，這樣，過(guò)度曝氣部分反而不利于好氧微生物的生長(zhǎng)，也大大浪費(fèi)了能源，不利于生產(chǎn)規(guī)模的應(yīng)用。因此，微納米氣泡發(fā)生裝置的改進(jìn)是目前亟需解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)上述情況，為解決現(xiàn)有技術(shù)之缺陷，本發(fā)明之目的就是提供一種基于太陽(yáng)能供電的智能水體增氧修復(fù)機(jī)，可有效解決現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，微納米氣泡產(chǎn)生效率較低的問(wèn)題。
[0005]本發(fā)明解決的技術(shù)方案是，包括太陽(yáng)能電池板、儲(chǔ)電瓶、浮載板和微納米氣泡發(fā)生器，太陽(yáng)能電池板、儲(chǔ)電瓶、空氣壓縮機(jī)均安裝在浮載板的上方，露出水面以上，浮載板的前端橫軸上裝有電機(jī)，電機(jī)前部有固定在垂直擋板上的壓力開(kāi)關(guān)，用來(lái)控制電機(jī)電源，垂直擋板裝在橫軸最前端，太陽(yáng)能電池板與儲(chǔ)電瓶相連接，儲(chǔ)電瓶經(jīng)第一導(dǎo)線(xiàn)分別與空氣壓縮機(jī)、增壓泵、電機(jī)相連接，儲(chǔ)電瓶經(jīng)第二導(dǎo)線(xiàn)與控制器、微納米氣泡發(fā)生器的腔內(nèi)壓力傳感器和控制氣源的電磁閥相連接，增壓泵經(jīng)增壓泵固定桿裝在浮載板的下方，空氣壓縮機(jī)通過(guò)導(dǎo)氣管與增壓泵的入水口相連接，微納米氣泡發(fā)生器通過(guò)入水口與增壓泵出水口相連接，增益管的入水口與微納米氣泡發(fā)生器的出水口相連接，微納米氣泡發(fā)生器側(cè)壁上有螺紋接口，螺紋接口連接微納米氣泡發(fā)生器的腔內(nèi)壓力傳感器，微納米氣泡發(fā)生器的入水口通過(guò)外螺紋與增壓泵出水口內(nèi)螺紋相連接，電機(jī)通過(guò)連接桿與駁輪相連接，6支駁桿呈中心對(duì)稱(chēng)輻射狀裝在駁輪上，6支駁桿在同一水平面內(nèi)，增壓泵、微納米氣泡發(fā)生器、增益管、連接桿均裝在浮載板下方，浸沒(méi)在水面以下，太陽(yáng)能電池板的儲(chǔ)電瓶通過(guò)第一導(dǎo)線(xiàn)對(duì)空氣壓縮機(jī)、增壓泵、電機(jī)供電，同時(shí)通過(guò)第二導(dǎo)線(xiàn)對(duì)控制器、微納米氣泡發(fā)生器的腔內(nèi)壓力傳感器和控制氣源的電磁閥供電，壓力傳感器將壓力信息通過(guò)第二導(dǎo)線(xiàn)反饋給控制器，控制器根據(jù)腔內(nèi)壓力數(shù)據(jù)處理，控制控制氣源的電磁閥，為安全和便于控制，控制器和控制氣源的電磁閥均安裝在浮載板上方，增益管17、微納米氣泡發(fā)生器8均和增壓泵7同軸布置，連接桿12垂直于水面，橫軸24與浮載板6的連接處位于增壓泵7軸線(xiàn)在浮載板6上的投影線(xiàn)上。
[0006]本發(fā)明提高了微納米氣泡的發(fā)生效率和發(fā)生量，提高了水體中微納米氣泡的利用率，降低了設(shè)備制造成本和運(yùn)行成本，有效解決了傳統(tǒng)電源對(duì)機(jī)器使用的限制，是微納米氣泡發(fā)生裝置上的創(chuàng)新。
【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)連接示意圖，其中浮載板以上為水上部分，浮載板以下為水下部分。
[0008]圖2為本發(fā)明微納米氣泡發(fā)生器主視圖。
[0009]圖3為本發(fā)明微納米氣泡發(fā)生器側(cè)視圖。
[0010]圖4為本發(fā)明微納米氣泡發(fā)生器俯視圖。
[0011]圖5為本發(fā)明增益管主視圖。
[0012]圖6為本發(fā)明增益管側(cè)視圖。
[0013]圖7為本發(fā)明增益管剖視圖。
[0014]圖8為本發(fā)明緩釋節(jié)流片主視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0016]由圖1-8給出，本發(fā)明包括太陽(yáng)能電池板、儲(chǔ)電瓶、浮載板和微納米氣泡發(fā)生器，太陽(yáng)能電池板1、儲(chǔ)電瓶2、空氣壓縮機(jī)4均安裝在浮載板6的上方，露出水面以上，浮載板6的前端橫軸24上裝有電機(jī)9，電機(jī)9前部有固定在垂直擋板25上的壓力開(kāi)關(guān)11，用來(lái)控制電機(jī)電源，垂直擋板25裝在橫軸24最前端，太陽(yáng)能電池板I與儲(chǔ)電瓶2相連接，儲(chǔ)電瓶2經(jīng)第一導(dǎo)線(xiàn)14分別與空氣壓縮機(jī)4、增壓泵7、電機(jī)9相連接，儲(chǔ)電瓶2經(jīng)第二導(dǎo)線(xiàn)15與控制器3、微納米氣泡發(fā)生器8的腔內(nèi)壓力傳感器和控制氣源的電磁閥5相連接，增壓泵7經(jīng)增壓泵固定桿16裝在浮載板6的下方，空氣壓縮機(jī)4通過(guò)導(dǎo)氣管13與增壓泵7的入水口相連接，微納米氣泡發(fā)生器8通過(guò)入水口 18與增壓泵7出水口相連接，增益管17的入水口 22與微納米氣泡發(fā)生器8的出水口 20相連接，微納米氣泡發(fā)生器8側(cè)壁上有螺紋接口19，螺紋接口 19連接微納米氣泡發(fā)生器8的腔內(nèi)壓力傳感器，微納米氣泡發(fā)生器8的入水口 18通過(guò)外螺紋與增壓泵出水口內(nèi)螺紋相連接，電機(jī)9通過(guò)連接桿12與駁輪10相連接，6支駁桿26呈中心對(duì)稱(chēng)輻射狀裝在駁輪10上，6支駁桿在同一水平面內(nèi)，增壓泵7、微納米氣泡發(fā)生器8、增益管17、連接桿12均裝在浮載板6下方，浸沒(méi)在水面以下，太陽(yáng)能電池板的儲(chǔ)電瓶2通過(guò)第一導(dǎo)線(xiàn)14對(duì)空氣壓縮機(jī)4、增壓泵7、電機(jī)9供電，同時(shí)通過(guò)第二導(dǎo)線(xiàn)15對(duì)控制器3、微納米氣泡發(fā)生器8的腔內(nèi)壓力傳感器和控制氣源的電磁閥5供電，壓力傳感器將壓力信息通過(guò)第二導(dǎo)線(xiàn)15反饋給控制器3，控制器根據(jù)腔內(nèi)壓力控制氣源電磁閥5，為安全和便于控制，控制器和電磁閥均安裝在浮載板6上方，增益管17、微納米氣泡發(fā)生器8均和增壓泵7同軸布置，連接桿12垂直于水面，橫軸24與浮載板6的連接處位于增壓泵7軸線(xiàn)在浮載板6上的投影線(xiàn)上。
[0017]為了保證使用效果，所述的浮載板6為長(zhǎng)l-3m、寬0.5_lm、厚5_10cm的船形。
[0018]所述的增壓泵固定桿16至少有2個(gè)，均為長(zhǎng)度0.5m-1.5m，Φ l_2cm的鋼筋或外徑3_5cm、壁厚2_5mm的鋼管。
[0019]所述的連接桿12為長(zhǎng)度0.2m-lm，Φ 2_4cm的鋼筋或外徑5_8cm、壁厚2_5mm的鋼管。
[0020]所述的駁桿26為長(zhǎng)度0.2m-0.5m，Φ l_2cm的鋼筋或外徑3_5cm、壁厚2_5mm的鋼管。
[0021]所述的螺紋接口 19內(nèi)螺紋與微納米氣泡發(fā)生器8的腔內(nèi)壓力傳感器外螺紋相匹配。
[0022]所述的微納米氣泡發(fā)生器8出水口 20為內(nèi)徑20_30mm的外螺紋接口。
[0023]所述的增益管17的入水口 22外螺紋與微納米氣泡發(fā)生器8的出水口 20的內(nèi)螺紋相匹配，增益管17為長(zhǎng)20-150cm，內(nèi)徑15-20mm的鋼管，鋼管上有一條沿軸線(xiàn)方向貫通單壁的狹縫21，狹縫21寬度為l-5mm0
[0024]所述的增益管17的入水口 22與微納米氣泡發(fā)生器8的出水口 20之間裝有緩釋節(jié)流片23，緩釋節(jié)流片23為與增益管入水口 22等內(nèi)徑的圓形金屬片，金屬片厚度為
1.5-4.5mm，圓心處有一直徑l_5mm的緩釋節(jié)流孔27。
[0025]所述的控制器為程序控制器或單片機(jī)8051控制器。
[0026]所述的微納米氣泡發(fā)生器8的腔內(nèi)壓力傳感器為市售產(chǎn)品(現(xiàn)有技術(shù))，如彪賀(上海)儀器儀表有限公司的PH102防水型壓力傳感器，在本發(fā)明中安裝位置為微納米氣泡發(fā)生器腔側(cè)壁(圖中19)處，控制氣源的電磁閥5也為市售產(chǎn)品，如上海金鋼自控閥門(mén)有限公司的JGZCA系列的常閉式電磁閥。
[0027]本發(fā)明的使用情況是，太陽(yáng)能電池I將能量存儲(chǔ)于儲(chǔ)電瓶2中，經(jīng)儲(chǔ)電瓶2進(jìn)行調(diào)節(jié)后對(duì)空氣壓縮機(jī)4、增壓泵7、電機(jī)9、壓力傳感器、電磁閥5、控制器等供電，空氣經(jīng)由空氣壓縮機(jī)4壓縮后通過(guò)導(dǎo)氣管13進(jìn)入增壓泵7入水口，與水流一起經(jīng)由增壓泵7加壓溶解后進(jìn)入微納米氣泡發(fā)生器8的入水口 18，氣體進(jìn)一步溶解后氣水混合流由微納米氣泡發(fā)生器8的出水口 20進(jìn)入緩釋節(jié)流片的緩釋節(jié)流孔，經(jīng)緩釋節(jié)流后氣體以微納米氣泡的形式析出，進(jìn)入增益管17，在增益管17中經(jīng)折流、水氣流互相剪切、碰撞等過(guò)程使氣泡量進(jìn)一步增加，由于增益管17的入水口 22處氣水流流速大，形成負(fù)壓，使外部水經(jīng)由狹縫自增益管入水口 22處附近進(jìn)入增益管17，增加水的流量，減小氣泡分散濃度，減小氣泡的合并機(jī)率。在增益管17遠(yuǎn)離入水口 22的一端，增益管17內(nèi)壓力變大，氣水混合流由管內(nèi)向管外涌出，增加氣水混合液體的分散空間，減少氣泡混合濃度，最大限度的提高微納米氣泡的形成效率與分散效果。最后，大量含有微納米氣泡的氣水混合液體從增益管末端噴出。
[0028]在本發(fā)明使用過(guò)程中，不同的氣水比會(huì)導(dǎo)致微納米氣泡發(fā)生器8內(nèi)部壓力變化，使用壓力傳感器對(duì)微納米氣泡發(fā)生器8內(nèi)部的壓力進(jìn)行傳感，當(dāng)壓力偏離正常值時(shí)，傳感器將信號(hào)反饋給控制器3，控制器根據(jù)腔內(nèi)壓力控制電磁閥5的開(kāi)閉以調(diào)節(jié)氣流壓力從而使微納米氣泡傳感器8中壓力恢復(fù)正常，當(dāng)微納米氣泡發(fā)生器8內(nèi)部的壓力通過(guò)電磁閥5無(wú)法調(diào)節(jié)回正常值時(shí)，傳感器把信息反饋給控制器3，控制器3便斷開(kāi)電源，使機(jī)器停止工作，并發(fā)出警報(bào)，提醒管理人員進(jìn)行維修。