灌溉水增氧設備的製作方法

2023-10-29 17:17:22 1

專利名稱：灌溉水增氧設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及農業用水處理領域，尤其涉及一種可以促進農作物增產豐收的灌溉水增氧設備。
背景技術：
農業種植中，作物根系發育需要有足夠的氧氣供給，雖然無土栽培顯著地改善了作物的根系環境條件，但是無土栽培時，尤其是營養液栽培時，如果處理不當，也容易缺氧，影響作物的根系和地上部分植株的正常生 長發育。在營養液循環栽培系統中，作物根系呼吸作用所需的氧氣主要來自營養液中溶解的氧。增氧措施主要是利用機械和物理的方法來增加營養液與空氣的接觸機會，增加氧在營養液中的擴散能力，從而提高營養液中氧氣的含量。常用的加氧方法有落差、噴霧、攪拌、壓縮空氣等幾種，採用這些方法的溶解效率非常低，不僅無法達到較高的溶解氧，而且還浪費了大量的能耗。除此之外，由於夏季溫度較高，只能將營養液池建在地下以降低營養液的溫度，增加溶氧量。另外，甚至通過降低營養液的濃度來增加溶氧量。根據試驗，每降低電導度0. 25毫西門子，可增加溶氧量僅為0. lmg/L。而在固體基質的無土栽培中，為了保持基質中有充足的空氣，除了應選用合適的基質種類外，還應避免基質積水的問題。在設施農業中，這種溶解氧無法從根本上得到提高的問題至今仍然無法解決。對於土壤栽培的情況下，其灌溉水的溶解氧更是無法解決，滴灌設施只能儘可能低減少灌溉水的用量，而無法解決灌溉水的溶解氧問題。

發明內容
本發明實施方式提供一種灌溉水增氧設備，可以解決目前的增氧方式不能有效提高灌溉水的溶解氧問題，該設備可迅速提高灌溉水的溶解氧，提高農作產量，達到增產增收的目的。為解決上述問題本發明提供的技術方案如下本發明實施方式提供一種灌溉水增氧設備，包括微納米氣泡發生裝置、純氧供給裝置和微納米氣泡發生器；其中，所述微納米氣泡發生裝置設有進水管、進氧管和出水管，所述進水管用於引入所處理的灌溉水，所述進氧管與所述純氧供給裝置連接，所述出水管與所述微納米氣泡發生器連接，所述微納米氣泡發生器上設有出水口。由上述提供的技術方案可以看出，本發明實施方式的增氧設備通過微納米氣泡發生裝置、純氧供給裝置和微納米氣泡發生器有機連接，相互配合，可以水為介質，來帶動氣水高效溶合，形成溶解氧濃度超高的微米和納米量級的氣泡水，提高了增氧效率和增氧效果，從而使經過該設備增氧後的富氧氣泡水，直接進行正常的農業灌溉，如將富氧氣泡水灌溉無土栽培農業或土壤栽培農業，增加農產品的產量(作物的產量明顯提高10% 50%)和質量(一些水果如草莓，其甜度增加)。該設備結構簡單，完全改變了原有作物灌溉水和營養液的增氧模式，從而在根本上解決了灌溉水和營養液的溶解氧增氧問題，實現迅速提高農作產量，達到增產增收的目的。


為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域的普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他附圖。圖I為本發明實施例一的增氧設備示意圖；圖2為本發明實施例一的增氧設備的微納米氣泡發生裝置示意圖；
圖3為本發明實施例二的設備示意圖；圖4為本發明實施例三的設備示意圖；圖5為本發明實施例四的設備示意圖；圖6為本發明實施例五的設備示意圖；圖中各標號對應的部件為1、灌溉水池；2、微納米氣泡發生裝置；21、增壓泵；22、溶氣裝置；3、純氧制氧機或純氧氣罐；4、微納米氣泡發生器；5、溶氧罐；6、配水管路；7、微納米氣泡發生裝置的進水管；8、微納米氣泡發生裝置的進氧管；9、微納米氣泡發生裝置的出水管；10、微納米氣泡富氧水出水管；A、供水；B、供純氧。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發明中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明的保護範圍。下面對本發明實施例作進一步地詳細描述。實施例一本發明實施例提供一種灌溉水增氧設備，可用於對農業栽培中的灌溉水進行增氧，達到高效的增氧效果，如圖I所示，該設備包括微納米氣泡發生裝置、純氧供給裝置和微納米氣泡發生器；其中，微納米氣泡發生裝置設有進水管、進氧管和出水管，進水管用於引入所處理的灌溉水，進氧管與純氧供給裝置連接，出水管與微納米氣泡發生器連接，微納米氣泡發生器上設有出水口。上述設備中，微納米氣泡發生裝置的結構如圖2所示，包括增壓泵和溶氣裝置；其中，增壓泵和溶氣裝置分別與微納米氣泡發生裝置的出水管連接，即增壓泵的出水口及溶氣裝置的出氣管分別與微納米氣泡發生裝置的出水管連接；增壓泵上設置進水管；溶氣裝置上設置進氧管。上述微納米氣泡發生裝置中，增壓泵可採用揚程為0. 2MPa IMPa的增壓泵；溶氣裝置可採用文丘裡原理射流器或帶有溶氣功能的氣液混合裝置。上述設備中的微納米氣泡發生器可採用高速旋迴式氣液混合型微納米泡沫發生器。如可採用專利申請號為200610140565. 5的高速旋迴式氣液混合型微納米泡沫發生器。該微納米氣泡發生器與微納米氣泡發生裝置配合，利用水作為介質，通過文丘裡原理的射流器或溶氣泵負壓進氣，將氣液混合後的混合液以一定壓力射入特定結構的微納米氣泡發生器中，將氣體高速旋轉切割後釋放出來，其形成的氣泡直徑主要分布5 60 ii m的氣泡在溶液中處於懸浮狀態，上升流速< 0. lm/s，這樣的氣液混合裝置不僅可以使氣液接觸界面大大增加，從而使氣液傳質效率大大增加，而且產生的微米級的氣泡在溶液中停留時間大大增長。這些微納米氣泡中含有豐富的氧， 作為溶液中的溶解氧的貯備庫，當溶液中的溶解氧減少的時候，氣泡中的溶解氧就會補充進來，形成一個長時間可以保持溶解氧在較高水平的相對穩定的氣液混合體，從而完全保證對灌溉水的增氧需求。上述設備中的微納米氣泡發生器的出水量為0. 6 I. 2m3/h, 一般出水量為Im3/h，微納米氣泡發生裝置的出水管可以作為總出水管，該出水管的出水端分出多個出水管支管，微納米氣泡發生器的數量與所述出水管支管的數量相同，每個微納米氣泡發生器與所述微納米氣泡發生裝置的出水管一個出水管支管連接。實際中，微納米氣泡發生器的數量，可以根據微納米氣泡發生裝置的增壓泵的出水量來設置，使增壓泵供水壓力保持能正常產生微納米泡沫即可。上述設備中，純氧供給裝置可採用純氧制氧機或氧氣罐，主要是穩定地產生標準狀態下的氧氣，以供給微納米氣泡發生裝置，提供的氧氣濃度需大於90%，純氧供給裝置的輸出管路連接至微納米氣泡發生裝置的進氧管。可進一步在本實施例的增氧設備的微納米氣泡發生器設置的進水管、出水管均設置控制閥，以方便控制。下面結合具體實施例對上述增氧設備作進一步說明。實施例二本實施例提供一種灌溉水增氧設備，可用於對農業栽培中的灌溉水進行增氧，達到高效的增氧效果，如圖3所示，本實施例的設備在上述實施例一給出的設備基礎上，還包括溶氧灌和配水管路；微納米氣泡發生器設置在溶氧灌內；其中，灌溉水池(其中可放置灌溉水或無土栽培的營養液)的出水口與微納米氣泡發生裝置的進水管連接；溶氧灌上設有微納米氣泡富氧水出水管，微納米氣泡富氧水出水管與配水管路連接。上述設備中溶氧灌採用耐壓大於0. 2MPa的密閉罐體，溶氧灌的水力停留時間為
0.5 5分鐘。溶氧罐中可設置多個微納米氣泡發生器，設置的數量可根據增壓泵的水量而定，一般情況下單個微納米氣泡發生器的出水量約為0. 6 I. 2m3/h。本實施例的增氧設備使用時，微納米氣泡發生裝置的進水來自灌溉水池(引入灌溉水或營養液)，依次經過微納米氣泡發生器和溶氧罐後，產生的微納米氣泡水，作為灌溉水從溶氧罐出水後經配水管路進行灌溉作業，直接灌溉於農作物。該增氧設備可以連續流運行模式運行，具有結構簡單，增氧效率高的優點。實施例三本實施例提供一種灌溉水增氧設備，可用於對農業栽培中的灌溉水進行增氧，達到高效的增氧效果，如圖4所示，本實施例的設備在上述實施例一給出的設備基礎上，還包括灌溉水池、溶氧灌和配水管路；微納米氣泡發生器設置在溶氧灌內；其中，溶氧灌上設有進水管、灌溉水供水管和微納米氣泡富氧水出水管；進水管用於引入待增氧的灌溉水；灌溉水供水管與微納米氣泡發生裝置的進水管連接；微納米氣泡富氧水出水管與配水管路連接。進一步的，本實施例的增氧設備中，在微納米氣泡發生裝置的出水管可以經管路直接與配水管路連接，為控制方便，出水管可設置兩個控制閥，而將連接配水管路的管路連接至兩控制閥之間。這樣形成微納米氣泡發生裝置的出水管和溶氧灌的微納米氣泡富氧水出水管均可以連接至配水管路，向其輸出增氧後的灌 溉水。本實施例增氧設備中溶氧灌採用耐壓大於0. 2MPa的密閉罐體，溶氧灌的水力停留時間為0. 5 5分鐘。溶氧罐中可設置多個微納米氣泡發生器，設置的數量可根據增壓泵的水量而定，一般情況下單個微納米氣泡發生器的出水量為lm3/h。本實施例的增氧設備使用時,直接在溶氧罐中注入灌溉水(清水或營養液均可)，微納米氣泡發生裝置的進水來自溶氧罐，從微納米氣泡發生器產生的微納米氣泡水再循環注入溶氧罐，經過一定時間的循環後，產生高濃度溶氧值的灌溉水，一次性灌溉農作物。然後重複以上操作。該增氧設備可實現間歇性反應器的運行模式，具有結構簡單，運行費用低，增氧效果好的優點。實施例四本實施例提供一種灌溉水增氧設備，可用於對農業栽培中的灌溉水進行增氧，達到高效的增氧效果，如圖5所示，本實施例的設備在上述實施例一給出的設備基礎上，還包括灌溉水池和配水管路；微納米氣泡發生器設置在灌溉水池內；其中，灌溉水池設有出水口和微納米氣泡富氧水出水管，出水口與微納米氣泡發生裝置的進水管連接；灌溉水池的微納米氣泡富氧水出水管與所述配水管路連接。本實施例的增氧設備使用時，微納米氣泡發生裝置的進水(待增氧的灌溉水或營養液)直接從灌溉水池中引入，引入的進水依次經過微納米氣泡發生裝置、微納米氣泡發生器產生微納米氣泡水，產生的微納米氣泡水再循環注入灌溉水池；然後通過灌溉水池輸出至配水管路進行農作物灌溉。這種增氧設備屬於連續流反應器模式，這樣可省去封閉的溶氧罐，變為敞開體系下的增氧過程，這種模式雖會對溶氧效率產生一定不利影響。但是由於對於水培來說，由於存在大量營養液循環的問題，因此增氧主要設置在水培的XX中，也能以較簡單的設備結構，較低的成本保證增氧效果。實施例五本實施例提供一種灌溉水增氧設備，可用於對農業栽培中的灌溉水進行增氧，達到高效的增氧效果，如圖6所示，本實施例的設備在上述實施例一給出的設備基礎上，還包括灌溉水池、溶氧罐和配水管路；所述的微納米氣泡發生器設置在所述溶氧罐內；其中,溶氧灌上設有出水管；灌溉水池設有進水管、出水口和微納米氣泡富氧水出水管；灌溉水池的進水管與溶氧灌的出水管連接；灌溉水池的出水口與微納米氣泡發生裝置的進水管連接；灌溉水池的微納米氣泡富氧水出水管與配水管路連接。本實施例增氧設備中溶氧灌採用耐壓大於0. 2MPa的密閉罐體，溶氧灌的水力停留時間為0. 5 5分鐘。溶氧罐中可設置多個微納米氣泡發生器，設置的數量可根據增壓泵的水量而定，一般情況下單個微納米氣泡發生器的出水量為lm3/h。本實施例增氧設備使用時，微納米氣泡發生裝置直接從灌溉水池(營養液池)中引入待處理的灌溉水(清水或營養液均可)，引入的灌溉水依次經過微納米氣泡發生裝置、微納米氣泡發生器處理後，產生的微納米氣泡水再注入溶氧罐，溶氧罐出水再循環回灌溉水池，然後通過灌溉水池進行輸出至配水管路進行農作物灌溉。這種增氧設備的工作模式屬於一種連續流反應器模式。具有結構簡單，增氧效率高的優點。
上述各實施例的增氧設備中，灌溉水池可以是農業灌溉或無土栽培營養液的循環蓄水池。配水管路可採用目前農業灌溉中的配水管路，可以是漫灌，也可以是滴灌。綜上所述，本發明實施例的增氧設備具有以下優點(I)該增氧設備完全改變了設施農業原有增氧裝置的弊病，打破了設施農業在灌溉水及營養液的增氧問題上的瓶頸，從而僅以物理作用就達到了農作物的大量增產增收的效用。(2)該增氧設備所產生的富氧微納米氣泡水，可以保證作物根本在較長時間範圍內都能夠處於溶解氧的較高水平，可以完全滿足作物根系對溶解氧的需求。氧氣微納米氣泡粒徑非常小，可以滲入到土壤或者基質的深層次，保證深層次根系的供氧需要，另外，微納米氣泡小到在30 iim以下時，氣泡會逐漸縮小，最後破滅，氣泡在破滅的過程中會產生一個瞬時的高熱量釋放，這個現象被稱為空化效應，這個能量的釋放可以促進作物根部對營養液中成分的吸收，使作物的生長周期縮短或產量提升。(3)該增氧設備具有移動方便，可以與原有灌溉和水循環系統直接連接，簡單方便，無需對原有系統進行改造。另外，該增氧設備可以設置在汽車等運輸工具的車體上，從而完成移動式的灌溉作業，成為現代設施農業不可或缺的增氧設備。以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式
，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明披露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此，本發明的保護範圍應該以權利要求書的保護範圍為準。
權利要求
1.一種灌溉水增氧設備，其特徵在於，包括 微納米氣泡發生裝置、純氧供給裝置和微納米氣泡發生器；其中， 所述微納米氣泡發生裝置設有進水管、進氧管和出水管，所述進水管用於引入所處理的灌溉水，所述進氧管與所述純氧供給裝置連接，所述出水管與所述微納米氣泡發生器連接，所述微納米氣泡發生器上設有出水口。
2.根據權利要求I所述的設備，其特徵在於，所述微納米氣泡發生裝置包括 增壓泵和溶氣裝置；其中， 所述增壓泵和溶氣裝置分別與所述出水管連接； 所述增壓泵上設置所述進水管； 所述溶氣裝置上設置所述進氧管。
3.根據權利要求2所述的設備，其特徵在於，所述增壓泵採用揚程為O.2MPa IMPa的增壓泵； 所述溶氣裝置採用文丘裡原理射流器或帶有溶氣功能的氣液混合裝置。
4.根據權利要求I所述的設備，其特徵在於，所述微納米氣泡發生器採用高速旋迴式氣液混合型微納米泡沫發生器； 所述微納米氣泡發生器的出水量為O. 6 I. 2m3/h。
5.根據權利要求I所述的設備，其特徵在於，所述微納米氣泡發生裝置的出水管的出水端設有多個出水管支管，所述微納米氣泡發生器的數量與所述出水管支管的數量相同，每個微納米氣泡發生器與所述微納米氣泡發生裝置的出水管一個出水管支管連接； 所述純氧供給裝置採用純氧制氧機或氧氣罐。
6.根據權利要求I 5任一項所述的設備，其特徵在於，還包括溶氧灌和配水管路；所述微納米氣泡發生器設置在所述溶氧灌內；其中， 所述灌溉水池的出水口與所述微納米氣泡發生裝置的進水管連接； 所述溶氧灌上設有微納米氣泡富氧水出水管，所述微納米氣泡富氧水出水管與所述配水管路連接。
7.根據權利要求6所述的設備，其特徵在於，所述溶氧灌為耐壓大於O.2MPa的密閉罐體，溶氧灌的水力停留時間為O. 5 5分鐘。
8.根據權利要求I 6任一項所述的設備，其特徵在於，還包括灌溉水池、溶氧灌和配水管路；所述微納米氣泡發生器設置在所述溶氧灌內； 其中，所述溶氧灌上設有進水管、灌溉水供水管和微納米氣泡富氧水出水管；所述進水管用於引入待增氧的灌溉水；所述灌溉水供水管與所述微納米氣泡發生裝置的進水管連接；所述微納米氣泡富氧水出水管與所述配水管路連接。
9.根據權利要求I 6任一項所述的設備，其特徵在於，還包括灌溉水池和配水管路；所述微納米氣泡發生器設置在所述灌溉水池內； 其中，所述灌溉水池設有出水口和微納米氣泡富氧水出水管，所述出水口與所述微納米氣泡發生裝置的進水管連接； 所述灌溉水池的微納米氣泡富氧水出水管與所述配水管路連接。
10.根據權利要求I 6任一項所述的設備，其特徵在於，還包括灌溉水池、溶氧罐和配水管路；所述微納米氣泡發生器設置在所述溶氧罐內；其中，所述溶氧灌上設有出水管； 所述灌溉水池設有進水管、出水口和微納米氣泡富氧水出水管；所述灌溉水池的進水管與所述溶氧灌 的出水管連接；所述灌溉水池的出水口與所述微納米氣泡發生裝置的進水管連接；所述灌溉水池的微納米氣泡富氧水出水管與所述配水管路連接。
全文摘要
本發明公開了一種灌溉水增氧設備，屬於農業用水處理設備領域。該增氧設備包括微納米氣泡發生裝置、純氧供給裝置和微納米氣泡發生器；其中，微納米氣泡發生裝置設有進水管、進氧管和出水管，進水管用於引入所處理的灌溉水，進氧管與所述純氧供給裝置連接，出水管與所述微納米氣泡發生器連接，微納米氣泡發生器上設有出水口。該增氧設備通過微納米氣泡發生裝置、純氧供給裝置和微納米氣泡發生器有機連接，相互配合，可以水為介質，來帶動氣水高效溶合，形成溶解氧濃度超高的微米和納米量級的氣泡水，提高了增氧效率，從而使經過該設備增氧後的富氧氣泡水，直接進行正常的農業灌溉。
文檔編號B01F3/04GK102765797SQ201210244938
公開日2012年11月7日 申請日期2012年7月13日 優先權日2012年7月13日
發明者吳迪, 張天柱, 趙詠梅, 金強 申請人:北京中農天陸微納米氣泡水科技有限公司