基於風光互補混合動力垂直式食物鏈系統試驗裝置製造方法
2023-05-21 10:58:36
基於風光互補混合動力垂直式食物鏈系統試驗裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種基於風光互補混合動力垂直式食物鏈系統試驗裝置，包括一密閉大棚，棚內設有魚池，所述魚池上方設有多層植物栽培架，所述植物栽培架上方設有噴淋器，所述噴淋器經輸水管與設置於魚池內的揚水機相連接，所述揚水機後側連接有輸氣管，所述輸氣管與設置於大棚旁側活塞相連通以為揚水機提供壓力活塞，該活塞採用風光互補的能源提供驅動力。利用本實用新型裝置可實現各級食物鏈的連結，利用水培機制，來培育出比土培葉菜質量好，潔淨、鮮嫩、口感好、品質優良的蔬菜，且培育周期較短，具有較大的市場前景。此外，以風能、光能作為動力源來進行植物—動物密閉整合試驗，可以為紅萍等生物部件進行CELSS總體地面閉合試驗以及今後空間應用奠定基礎。
【專利說明】基於風光互補混合動力垂直式食物鏈系統試驗裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種基於風光互補混合動力垂直式食物鏈系統試驗裝置。
【背景技術】
[0002]在受控密閉艙內進行新食物鏈研究，現在已經可以做到把紅萍、蔬菜、魚整合在一個空間的水平，通過紅萍和高等植物供氧特性的研究，以及對魚類養殖循環水體「植物淨化」作用的研究，然而現有的這些實驗系統都還需要採用人工資源如電能或化學養分水等其他能源進行驅動，無法實現封閉的系統循環機制。
【發明內容】
[0003]本發明對上述問題進行了改進，即本發明要解決的技術問題是現有的食物鏈研究需要藉助人工資源進行實現，無法形成單獨自然資源系統的循環機制。
[0004]本發明的具體實施方案是:包括一密閉大棚，棚內設有魚池，所述魚池上方設有多層植物栽培架，所述植物栽培架上方設有噴淋器，所述噴淋器經輸水管與設置於魚池內的揚水機相連接，所述揚水機後側連接有輸氣管，所述輸氣管與設置於大棚旁側活塞相連通以為揚水機提供揚水氣壓，活塞由風光互補裝置提供驅動力。
[0005]進一步的，所述活塞設置於一機架上，所述活塞的活塞杆上設有驅使活塞杆上下運動的凸輪軸，所述凸輪軸一端連接有第一離合器，所述第一離合器經一錐齒輪機構與電機軸體相連接，所述機架上還設有太陽能電池板，所述太陽能電池板與一蓄電池連接，蓄電池經逆變器控制電機轉動。
[0006]進一步的，所述機架上部還設有一風葉，所述風葉中部固定連接有一轉軸，所述凸輪軸另一端連接有第二離合器，所述第二離合器設有輸入軸，所述輸入軸與轉軸經齒輪傳動機構以使轉軸驅動輸入軸轉動。
[0007]進一步的，所述大棚頂部設有照明燈。
[0008]進一步的，所述第一離合器與第二離合器為超越離合器。
[0009]進一步的，所述植物栽培架上設有多層栽培盤，所述栽培盤上設有水流滲透孔。
[0010]進一步的，所述機架上設有支板，所述太陽能電池板後側設有支撐杆，所述支撐杆中部設有槽孔，一鎖緊螺栓穿過槽孔將支撐杆鎖緊與支板上。
[0011]與現有技術相比，本發明具有以下有益效果:研製一種基於風光互補混合動力垂直式食物鏈系統。利用該系統中風光互補機制實現水循環工作，實現各級食物鏈的連結，利用水培機制，來培育出比土培葉菜質量好，潔淨、鮮嫩、口感好、品質優良的蔬菜，且培育周期較短，具有較大的市場前景。除此之外，以風能、光能作為動力源來進行植物(紅萍、蔬菜、水稻等)一動物(魚)密閉整合試驗，可以為紅萍等生物部件進行CELSS總體地面閉合試驗以及今後空間應用奠定基礎。
【專利附圖】
【附圖說明】[0012]圖1為本發明結構示意圖。
[0013]圖2為本發明風光互補供壓結構示意圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明做進一步詳細的說明。
[0015]如圖1?2所示，本發明包括一密閉大棚10，大棚10內設有魚池110，所述魚池110上方設有多層植物栽培架120，所述植物栽培架120上方設有噴淋器130，所述噴淋器130經輸水管與設置於魚池內的揚水機20相連接，大棚頂部設有照明燈140，所述揚水機20依靠氣壓進行驅動揚水，活塞30由風光互補裝置提供驅動力。照明等140可採用設置在大棚頂部的太陽能電池板進行供電。
[0016]揚水機20的水流流經輸水管，開始從栽培架120最上端自上而下滲透回流，水中的營養供給水培植物根系吸收，促進植物生長發育。經過植物吸收淨化的水體，過濾後流回魚池110，繼續作為魚代謝產物傳遞介質，魚池110上養殖有紅萍，紅萍既吸收了水體氨氮含量，又提高了水體中溶氧量，同時解決高密度魚類養殖所帶來的兩個瓶頸問題。溫溼度大棚給水培植物適合生長的溫溼度環境，大棚室內由照明燈提供光照，供植物生長需要。
[0017]揚水機20後側連接有輸氣管210，所述輸氣管210穿過大棚10與設置於大棚10旁側活塞30相連通，活塞30的活塞杆310上下運動為揚水機提供揚水氣壓。
[0018]活塞30可以單獨設置，也可以採用空壓機的機型進行改造，其原理如圖2所示，所述活塞30設置於一機架上，所述活塞30的活塞杆310上設有驅使活塞杆上下運動的凸輪軸40,所述凸輪軸一端連接有第一離合器410,另一端連接有第二離合器420,第一離合器410與第二離合器420均為超越離合器。
[0019]凸輪軸40主要依靠光能或風能驅動轉動，具體方式如下:
[0020]光能驅動:
[0021]所述第一離合器410經一錐齒輪機構與一電機50軸體相連接，所述機架上還設有太陽能電池板60，所述太陽能電池板60與一蓄電池連接，蓄電池經逆變器控制電機轉動，最終實現驅動離合器第一 410實現凸輪軸40轉動。
[0022]機架上設有支板，太陽能電池板60後側設有支撐杆610，支撐杆610中部設有槽孔，一鎖緊螺栓穿過槽孔將支撐杆鎖緊與支板上，支持杆610可根據需要進行調整太陽能電池板60的角度。
[0023]風能驅動:
[0024]所述機架上部還設有一風葉70，所述風葉70中部固定連接有一轉軸710，所述第二離合器420設有輸入軸,所述輸入軸與轉軸經齒輪傳動機構以使轉軸驅動輸入軸轉動。
[0025]在離合器作用下帶動凸輪軸旋轉，凸輪軸旋轉作用下，活塞30往復直線運動，壓縮氣體輸出，形成氣壓流。凸輪軸40兩端利用超越離合器的主、從動部分的速度變化或旋轉方向的變換，具有自行離合功能來保持動力單向傳遞特點，不會造成次級軸旋轉帶動輸入軸旋轉情況，也避免產生兩輸入端互相帶動、互相干涉造成的能量浪費現象。
[0026]壓縮的氣流經過不斷的累加，形成一定氣壓，促使魚池內揚水機開始供水，水流流經連通管，開始從栽培架最上端自上而下滲透回流，整個水培植物-動物(魚)的水循環由太陽能、風能提供動力，理論上能量無汙染，低成本，且綠色的一套能源系統。在這種垂直式的全綠色能耗食物鏈系統下，形成植物(蔬菜、水稻、紅萍等)一動物(魚)密閉整合食物鏈系統。
[0027]整個水培植物-動物(魚)的水循環由太陽能、風能提供動力，理論上能量無汙染，低成本，且綠色的一套能源系統。在這種垂直式的全綠色能耗食物鏈系統下，形成植物(蔬菜、水稻、紅萍等)一動物(魚)密閉整合食物鏈系統。
[0028]以上所述僅為本發明的較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做的均等變化與修飾，皆應屬本發明的涵蓋範圍。
【權利要求】
1.一種基於風光互補混合動力垂直式食物鏈系統試驗裝置，其特徵在於，包括一密閉大棚，棚內設有魚池，所述魚池上方設有多層植物栽培架，所述植物栽培架上方設有噴淋器，所述噴淋器經輸水管與設置於魚池內的揚水機相連接，所述揚水機後側連接有輸氣管，所述輸氣管與設置於大棚旁側活塞相連通以為揚水機提供揚水氣壓，所述活塞由風光互補裝置提供驅動力。
2.根據權利要求1所述的一種基於風光互補混合動力垂直式食物鏈系統試驗裝置，所述活塞設置於一機架上，所述活塞的活塞杆上設有驅使活塞杆上下運動的凸輪軸，所述凸輪軸一端連接有第一離合器，所述第一離合器經一錐齒輪機構與電機軸體相連接，所述機架上還設有太陽能電池板，所述太陽能電池板與一蓄電池連接，蓄電池經逆變器控制電機轉動。
3.根據權利要求2所述的一種基於風光互補混合動力垂直式食物鏈系統試驗裝置，所述機架上部還設有一風葉，所述風葉中部固定連接有一轉軸，所述凸輪軸另一端連接有第二離合器，所述第二離合器設有輸入軸，所述輸入軸與轉軸經齒輪傳動機構以使轉軸驅動輸入軸轉動。
4.根據權利要求3所述的一種基於風光互補混合動力垂直式食物鏈系統試驗裝置，所述大棚頂部設有照明燈。
5.根據權利要求3所述的一種基於風光互補混合動力垂直式食物鏈系統試驗裝置，所述第一離合器與第二離合器為超越離合器。
6.根據權利要求1所述的一種基於風光互補混合動力垂直式食物鏈系統試驗裝置，所述植物栽培架上設有多層栽培盤，所述栽培盤上設有水流滲透孔。
7.根據權利要求2所述的一種基於風光互補混合動力垂直式食物鏈系統試驗裝置，所述機架上設有支板，所述太陽能電池板後側設有支撐杆，所述支撐杆中部設有槽孔，一鎖緊螺栓穿過槽孔將支撐杆鎖緊與支板上。
【文檔編號】F21V33/00GK203735257SQ201420128882
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年3月21日 優先權日:2014年3月21日
【發明者】郭林偉, 張翔, 羅龍和, 鍾壽洋, 林琪, 宋洋, 吳翠蘭 申請人:福建農林大學