一種全自動消毒增氧機的製作方法
2024-02-13 11:41:15
專利名稱：一種全自動消毒增氧機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及機械設備的領域，尤其是一種全自動消毒增氧機。
背景技術：
我國發展淡水養殖具有十分優越的客觀條件，國內淡水水面面積達3億多畝，居世界之首，其中可以用來養魚的面積佔1/3以上。江河、湖泊、水庫、塘池遍布全國，且大部分處於溫帶和亞熱帶地區，氣候溫暖，雨量充沛、水質肥沃、餌料豐富、魚類生長期長，適合在我國生長的魚類資源十分豐富，為我國淡水養殖業的發展，提供了一個很好的客觀條件。近年來，隨著養魚產業的發展和單位面積產量的提高，養魚機械已成為不可缺少的設備。我國養魚機械的開發，始於20世紀60年代中期，到目前為止只有40多年的歷史， 但在養殖的主要環節上，已開發出相應設備和產品。如增氧設備、水體改良藥物、飼料機組、 各種起捕設備、保鮮運輸設備，以及適用於機械化、工廠化養魚的專用設備等。其中增氧設備和消毒方式在養殖過程中佔有舉足輕重的地位。增氧設備的投入能有效解決水體缺氧所導致魚類群體浮頭、死亡的狀況。水質的好壞也會導致水體溶氧量的高低與魚病的發生機率。俗話說養魚先養水、好水養好魚，水質對養魚來說非常重要，在養殖過程中，魚苗的孵化、苗種培育、活魚運輸以及成魚飼養等，不論在哪個環節中，都離不開水質的好壞。目前針對上述所說的情況，進行分析比較國內外技術現狀、各自存在的優缺點及發展趨勢1.國外研究現狀東南亞、南美洲等國家，蝦池主要是用水車增氧機，少量使用推流吸氣式增氧機。他們認為，這兩種增氧機能使蝦池產生環流，適合蝦類的生活習性和生態環境，有利於蝦的健康生長。由於養蝦密度較高，氣溫高，耗氧率大，水質易變壞，所以水車式增氧機的配比量較大，面積較少的配0. 75kw.，面積較大的配1. 5kw的增氧機6臺-8臺。 近年來。丹麥、德國等一些國家都成功的設計和建造了使用液氧向養魚池增氧的養殖設備， 大大提高了單位水域面積的魚產量。美國和瑞典等國研製了壓力震蕩吸收系統制氧裝置， 可在魚類養殖直接生產含量為85% -95%的富氧，從而使遠離城市的養殖場也能採用純氧增氧技術。2.國內研究現狀我國增氧機產品在近四十年來，隨著水產養殖業的發展而得到了迅猛發展，至今已成為瓶中規格齊全，不僅能滿足國內養殖業的需要，而且還有出口。江蘇省無錫縣江南電泵廠研製出渦射流複合式增氧機。該增氧機是一種水產養殖業和汙水處理工業中的增氧或曝氣設備。主要有傳動軸、泵體、泵蓋、透平式葉輪組成的渦流泵及兩級射流器組成。其特點在於採用透平式葉輪為第一級渦流增氧，把機械能轉換為液體壓力能， 合理地實現了氣水混合、液體輸送。在第二級第三級射流增氧中由水-氣提升和水-水提升，實現重複混合與增氧。1999年，北京建築工程學院科研處研製新型魚塘增氧機，該增氧機的主要部分是一個流控振蕩器。該振蕩器歲利用電學的反饋、放大和震蕩理論來調節和操縱管道中流體的運動；巧妙地利用電學的反饋，實現了大功率強射流的震蕩。因流控振蕩器中沒有活瓣、 閥門等活動機件，故不易磨損，較傳統方法節能、節材，經久耐用。[0009]1999年北京麥克曼商貿公司，開發了半潛式流控增氧機，該產品特徵是水泵出水口設有密封式聯通器，與分水體連通。在分水體上方設置並列的兩射流器，射流器上方設置擾流體。射流器噴射氣水混合體，同時產生轉矩，帶動擾流體旋轉，向深水域和水面增氧。 機體為塑料製品，輕鬆耐用，便於維修和存儲。通電開機後主機體在水下噴射混合均勻的富氧水並以120轉/分的等速旋轉，水面上的攪水板隨之划動水面形成波紋而完成水面增氧。[0010]由瀋陽司南環保設備有限公司推出的「司南」牌聚氧活化曝氣增氧機，首次應用法拉第原理，採用磁性生物工程技術，把空氣中富聚、活化的氧氣與經磁化的汙水結合，提高汙水溶解氧的飽和度，創下了曝氣機中深水大容量水氣合成技術的先例，在世界曝氣增氧史上第一個徹底甩掉了鼓風機、供氣管道網和曝氣頭等笨重設備。這一成果是由吉林大學物理系研究員、應用磁學專學關品三教授研製成功的，並以獲得發明專利權。現已在瀋陽通過鑑定。來自國家環保總局、中科院、北京大學、清華大學、吉林大學等部門的專家一致認為，該產品為國內首創，達到世界領先水平。據介紹，與傳統方法相比，聚氧活化曝氣增氧機不僅可使水中溶解氧的濃度提高25%，而且一次性投資可減少50%，節能70%左右。[0011]綜合上述，歐美國家的技術在實際運用中可能因成本過高而使用戶的負擔加重， 不適合發展中國家。而國內的設備在價格上可能是有一定的優勢，但是目前為止沒有一種相對比較全面的設備，使用範圍受到局限。本項目是結合實際臨床應用，使魚塘全面增氧， 而且使用成本低。因自帶了消毒功能，所以可以避免大量使用消毒劑，設備的自動開關裝置能根據水中含氧量的高低而實行自動開關，可節省勞動力。[0012]市場形成的背景，過程及發展速度我國池塘養魚自從有了增氧機，促使淡水池塘養殖單產突破了千斤、雙千斤，因為效益大大超過農田而刺激了池塘養魚面積擴大和總產的提高，促使我國淡水漁業進入了良性發展階段。因此，可以認為增氧機開創了中國池塘養魚高產新紀元。現在這種發展勢頭還很強勁，由於平均池塘畝產0. 5噸，與高產2. 5噸，尚有5倍之差，因此，上升的空間也很大。80年代，漁業機械所的增氧機就已經用於高位池，機械化高密度養魚畝淨產已達15噸，上海市水產局於1984年11月組織鑑定。中原油田工業化養魚畝淨產66噸，中國水產科學研究院於1990年12月組織鑑定。這些都屬儲備技術， 均僅在電力系統與油田系統及廣州軍區有所應用，還沒有更廣泛地在水產系統推廣開來， 可以說，增氧機為主的機械化養魚後勁十足。實踐證明，相比於採用生物與化學的手段，採用機械與物理的手段提升與改造傳統的養魚業更加能體現投資省、見效快。生物科學與機械技術兩學科相結合的一體化研究，將帶來養魚業的新的發展機遇。葉輪增氧機的實踐也印證了毛澤東主席關於「農業的根本出路在於機械化」指示的遠見卓識。[0013]現有的市場規模和特點本產品的特點是集消毒增氧自動化一體裝置，利用率高， 目前國內和東南亞的水產養殖業發展迅猛，且東南亞國家在增氧設備的生產和技術方面都相對遲滯，在穩定國內和東南亞市場後在著手歐美市場的開發。根據近年來的統計，全國主要的增氧機廠家每年向市場提供約100萬臺增氧機，其中大部分是採用葉輪式、水車式等用水面扑打方式為魚塘增氧，這種增氧機工作時會產生波浪會造成塘基崩塌，魚塘變淺。而綜合性能較好的射流式增氧機產量不大，遠遠不能滿足水產養殖市場的要求。僅江浙地區水產養殖面積超過500萬畝，一臺射流式增氧機可管水面面積5畝，按機械化程度達到80%的要求，市場需求量就將達到80萬臺，因此發展一種綜合性能較好的射流式增氧機已是大勢所趨，其市場潛力很大，前景極好。[0014]推動市場發展的動力以及市場的發展前景中國池塘養魚一直是淡水漁業的支柱產業，發展歷史3200年，但池塘是「一潭死水」，人力無法控制，幾千年來一直處於靠天吃飯的低產水平，畝產一般僅100-200千克，總產也徘徊不前。建國以後，60年代推廣排灌機械， 單產最高達到400-500千克，但想要再增產就很困難。近年來，我國水產養殖已逐步向高密度、集約化方向發展，養殖總產量逐年上升，這與水產養殖業逐步實現機械化，特別是葉輪增氧機的全面推廣和應用是密不可分的。如今，葉輪增氧機在集約化養殖中正扮演著越來越重要的角色，被漁民譽為「增產機」。可以說，葉輪增氧機已成為全國推廣最廣、數量最多的漁業機械，是池塘養魚高產地區家喻戶曉的一種具有中國特色的養魚機械，開創了中國池塘養魚高產新紀元。發明內容[0015]本實用新型要解決的技術問題是為了克服上述中存在的問題，提供了一種全自動消毒增氧機，能夠有效降低水中亞硝酸鹽和氨氮等有害物質，對藍藻泛濫的水體也有顯著效果，有效的降低和杜絕使用消毒藥劑對水體產生的二次汙染。[0016]本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是一種全自動消毒增氧機，包括機頂罩、機頂罩下方設置有水腔和與水腔通過法蘭相連接的潛水電機以及連接在潛水電機另一端的浮球，機頂罩內安裝有臭氧發生器，臭氧發生器上連接有用於控制臭氧發生器開關的增氧機自動開關控制系統，臭氧發生器的出氣口上連接有導氣管，所述的水腔外壁上環形設置有至少一個出水口，出水口處設置有射流管，射流管側壁上開設有與射流管內腔相連接通的傾斜式進氣管，進氣管與導氣管相連通。[0017]所述的增氧機自動開關控制系統包括單片機，單片機採用89C51微機作為控制系統的核心單元，89C51內部有4KBR0M和U8KBRM存儲器資源可滿足系統設計要求，則不需要外擴存儲器，單片機的輸入端上連接有模數轉換器、接口電路和後備電源過載保護電路以及線路檢測電路，模數轉換器利用ADC0809轉換器的8通道可實現水中含氧量和溫度等多個參數的多路數據採集和轉換，為防止輸出電路電壓過大而損壞AD轉化器，進行模數轉換前應加限幅保護電路，使其輸出電壓範圍在0-5V內，模數轉換器的輸入端上連接有變送器和處理電路，變送器對溶氧傳感器進行供電和信號變送，由溶氧傳感器和測量放大器、24V 開關電源等組成，將溶氧傳感器產生的電流轉換為電位信號並加以放大，輸出信號電壓供數字電壓表讀數或計算機數據採集，極譜型復膜氧電極有極大的溫度係數，而且是非線性的，溫度變化對測量的精度有較大的影響，本系統用鉬式熱敏電阻測量水中溫度，採用橋式電路將電阻變化轉化為電壓變化，用運算放大器進行放大後，進行A/D轉換，通過查表獲得溫度值，變送器和處理電路的輸入端上分別連接有氧探頭和溫度探頭，所述的接口電路的輸入端上連接有鍵盤，所述的單片機的輸出端上連接有輸出驅動電路、第一驅動電路和通訊模塊以及第二驅動電路，所述的輸出驅動電路的輸出端上連接有充氧泵，第一驅動電路的輸出端上連接報警裝置，第二驅動電路的輸出端上連接LCD顯示模塊，增氧機驅動電路是通過光電耦合器MC3061控制雙向晶閘管的通斷來控制增氧機的開停，當水中的溶氧量低於設定的溶氧量下值時，微機通過控制光電耦合器導通雙向晶間管的陽極電平可經過一個低阻值電阻和導通的光電耦合器觸發控制極，從而雙向晶閘管導通增氧機工作；當水中的溶氧量升到設定的上限值時，微機發出控制命令，則增氧機關閉。[0018]所述的臭氧發生器包括ABS外殼，ABS外殼內設置有石英管和電源，石英管內壁和外壁上均包覆有鋁網，所述的石英管與電源相連接。[0019]本實用新型的有益效果是所述的全自動消毒增氧機，採用微機測控系統通過氧傳感器監測水中含氧量和溫度信息，並對採集的數據進行數字運算，當含氧量達到設定最高值時設備自動關閉；臭氧發生器的末端連接在射流的進氣口，利用負壓射流的原理將臭氧和空氣混合氣體帶入射流器中，並與水體混合後射入，從而達到水體的消毒功效，更增加了水體的溶氧率。
[0020]
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。[0021]圖1是本實用新型所述的全自動消毒增氧機的整體結構示意圖；[0022]圖2是圖1中增氧機自動開關控制系統的框圖；[0023]圖3是圖1中臭氧發生器的結構示意圖；[0024]圖4是圖1中射流管的結構示意圖。[0025]附圖中標記分述如下1、機頂罩，2、水腔，21、出水口，3、潛水電機，4、浮球，5、臭氧發生器，51、ABS外殼，52、石英管，53、電源，61、單片機，62、模數轉換器，63、接口電路，64、後備電源過載保護電路，65、線路檢測電路，66、變送器，67、處理電路，68、氧探頭，69、溫度探頭，610、鍵盤，611、輸出驅動電路，612、第一驅動電路，613、通訊模塊，614、第二驅動電路， 615、充氧泵，616、報警裝置，617、IXD顯示模塊，7、導氣管，8、射流管，81、進氣管。
具體實施方式
[0026]現在結合附圖對本實用新型作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖， 僅以示意方式說明本實用新型的基本結構，因此其僅顯示與本實用新型有關的構成。[0027]如圖1和圖4所示的全自動消毒增氧機，包括機頂罩1，在機頂罩1下方設置有水腔2和與水腔2通過法蘭相連接的潛水電機3以及連接在潛水電機3另一端的浮球4，機頂罩1內安裝有臭氧發生器5，臭氧發生器5上連接有用於控制臭氧發生器5開關的增氧機自動開關控制系統，臭氧發生器5的出氣口上連接有導氣管7，水腔2外壁上環形設置有多個出水口 21，出水口 21處設置有射流管8，射流管8側壁上開設有與射流管8內腔相連接通的傾斜式進氣管81，進氣管81與導氣管7相連通。[0028]此全自動消毒增氧機原理是由潛水電機3噴出的水流經過射流管8噴嘴高速射出時，由於水的粘滯性，使和水相接觸的空氣一起進入喉管，造成徑向負壓並使吸入室內腔形成真空狀態，此時吸入室不斷吸入發生器中的臭氧混合氣體，並與噴嘴射出的水柱共同進入混合段，即擴壓室全段和喉管中部以前，最初從噴嘴射出的水柱保持圓柱形，進入喉管區，水與臭氧空氣混合氣體產生激烈的混合一方面進行氣、液之間的紊動擴散與能量交換，另一方面產生水力剪切作用，將氣體切割成非常微細的氣泡，變成呈乳白色泡沫狀混合水氣液，隨後進入喉管後段，這種具有高氧的混合液流，即從擴壓室射出，射入需要增氧的水體，與此同時安裝在增氧機底部的潛水電機3不停的從池塘底部吸氣含氧量較低的水6體，是上層含富氧的水體能夠下潛到池塘的底部形成循環，從而可以達到這個池塘上下同時增氧的目的。[0029]如圖2所示的全自動消毒增氧機，增氧機自動開關控制系統6包括單片機61，單片機61的輸入端上連接有模數轉換器62、接口電路63和後備電源過載保護電路64以及線路檢測電路65，模數轉換器62的輸入端上連接有變送器66和處理電路67，變送器66和處理電路67的輸入端上分別連接有氧探頭68和溫度探頭69，接口電路63的輸入端上連接有鍵盤610，單片機61的輸出端上連接有輸出驅動電路611、第一驅動電路612和通訊模塊613 以及第二驅動電路614，輸出驅動電路611的輸出端上連接有充氧泵615，第一驅動電路612 的輸出端上連接報警裝置616，第二驅動電路614的輸出端上連接IXD顯示模塊617。[0030]全自動消毒增氧機的電路是通過光電耦合器MC3061控制雙向晶閘管的通斷來控制增氧機的開停，當水中的溶氧量低於設定的溶氧量下值時，單片機61通過控制光電耦合器導通雙向晶閘管的陽極電平可經過一個低阻值電阻和導通的光電耦合器觸發控制極，從而雙向晶閘管導通增氧機工作；當水中的溶氧量升到設定的上限值時，單片機61發出控制命令，則增氧機關閉。[0031]如圖3所示的全自動消毒增氧機，臭氧發生器5包括ABS外殼51，ABS外殼51內設置有石英管52和電源53，石英管52內壁和外壁上均包覆有鋁網，石英管52與電源53相連接。[0032]本實用新型所述的全自動消毒增氧機的工作原理是機器頂部的臭氧發生器5工作時利用高壓對石英管52內外兩側的網狀鋁片進行高壓電離產生臭氧，利用網狀結構的原因是其和蜂窩的結構相似，可再最小的單位面積內產生最大了的抽樣，這時在水中的潛水電機3工作將水腔注滿從射流管8中射出，當水經過射流管8噴射出的時候在射流管8 上部的傾斜式進氣管81就會產生負壓，將臭氧發生器5中的臭氧吸入射流管8內部和準備噴射出的水體混合，形成混合水氣混合液，消毒和增氧可同時進行，當無需消毒時可獨立關閉臭氧發生，5，因潛水電機3裝在最底部，所以可以把水中下層汙染嚴重和缺氧嚴重的水體翻上來直接對其消毒增氧，完畢後通過射流管8高壓射出並拍打在水面上形成二次增氧，當高速射出的水打在水面上時可將池塘中心地帶已完成消毒和增氧的水快速的推至岸邊約一分鐘。[0033]本實用新型所述的全自動消毒增氧機的安裝方法是接好電源，電源一定要使用專用電路，每臺增氧機必須有一臺控制器控制，各線口應牢固連接，以免缺相燒壞電機，為安全保護裝置，增氧機安裝後，放入魚塘，用四根尼龍繩固定在魚塘的中央位置，也可根據需要調節增氧機的位置。不允許使用鐵絲等金屬線拉接固定增氧機，安裝增氧機前應檢查池塘的深度，試機查看噴射出的水流，如噴射力度較小，射程較近，交替應高的三相線的任意兩根線頭即可。[0034]根據近年來的統計，全國設備廠家每年向市場提供100萬臺以上增氧機，其中大部分是採用傳統葉輪式、水車式等以水面扑打方式為主的設備，並不能有效解決水質問題和降低魚病發生率。[0035]全國淡水養殖水面面積達3億多畝，僅江浙地區水產養殖面積超過500萬畝，一臺射流式增氧機可管水面面積3-5畝，按機械化程度達到80%的要求，市場需求量就超過80 萬臺，而且現有設備普遍存在老化的情況。因此發展一種能增氧又能消毒的綜合利用設備已是大勢所趨，即可節約大量的人力物力，又能減少對環境的破壞，其市場潛力巨大，前景極好。[0036] 以上述依據本實用新型的理想實施例為啟示，通過上述的說明內容，相關工作人員完全可以在不偏離本項實用新型技術思想的範圍內，進行多樣的變更以及修改。本項實用新型的技術性範圍並不局限於說明書上的內容，必須要根據權利要求範圍來確定其技術性範圍。
權利要求1.一種全自動消毒增氧機，其特徵是包括機頂罩(1)、機頂罩(1)下方設置有水腔 (2)和與水腔( 通過法蘭相連接的潛水電機(3)以及連接在潛水電機( 另一端的浮球 G)，機頂罩(1)內安裝有臭氧發生器(5)，臭氧發生器( 上連接有用於控制臭氧發生器 (5)開關的增氧機自動開關控制系統(6)，臭氧發生器(5)的出氣口上連接有導氣管(7)，所述的水腔( 外壁上環形設置有至少一個出水口(21)，出水口處設置有射流管(8)， 射流管(8)側壁上開設有與射流管(8)內腔相連接通的傾斜式進氣管(81)，進氣管(81)與導氣管(7)相連通。
2.根據權利要求1所述的全自動消毒增氧機，其特徵是所述的增氧機自動開關控制系統包括單片機(61)，單片機(61)的輸入端上連接有模數轉換器(62)、接口電路(63)和後備電源過載保護電路(64)以及線路檢測電路(65)，模數轉換器(6 的輸入端上連接有變送器(66)和處理電路(67)，變送器(66)和處理電路(67)的輸入端上分別連接有氧探頭(68)和溫度探頭(69)，所述的接口電路(63)的輸入端上連接有鍵盤(610)，所述的單片機(61)的輸出端上連接有輸出驅動電路(611)、第一驅動電路(612)和通訊模塊(613)以及第二驅動電路(614)，所述的輸出驅動電路(611)的輸出端上連接有充氧泵(615)，第一驅動電路(612)的輸出端上連接報警裝置(616)，第二驅動電路(614)的輸出端上連接LCD 顯示模塊(617)。
3.根據權利要求1或2所述的全自動消毒增氧機，其特徵是所述的臭氧發生器(5)包括ABS外殼(51)，ABS外殼(51)內設置有石英管(52)和電源(53)，石英管(52)內壁和外壁上均包覆有鋁網，所述的石英管(5 與電源(5 相連接。
專利摘要本實用新型涉及一種全自動消毒增氧機，包括機頂罩、機頂罩下方設置有水腔和與水腔通過法蘭相連接的潛水電機以及連接在潛水電機另一端的浮球，機頂罩內安裝有臭氧發生器，臭氧發生器上連接有用於控制臭氧發生器開關的增氧機自動開關控制系統，臭氧發生器的出氣口上連接有導氣管，水腔外壁上環形設置有至少一個出水口，出水口處設置有射流管，射流管側壁上開設有與射流管內腔相連接通的傾斜式進氣管，進氣管與導氣管相連通。所述的全自動消毒增氧機，採用微機測控系統對採集的數據進行數字運算；臭氧發生器的末端連接在射流的進氣口，利用負壓射流的原理將臭氧和空氣混合氣體帶入射流器中，從而達到水體的消毒功效，更增加了水體的溶氧率。
文檔編號C02F1/78GK202279725SQ20112038962
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月14日 優先權日2011年10月14日
發明者周偉宏, 潘燕飛 申請人:周偉宏, 潘燕飛