一种湖泊挺水植物水面种植装置及工作方法与流程

文档序号:17099092发布日期:2019-03-14 00:08阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种湖泊挺水植物水面种植装置,包括浮动容器(1),挺水植被(2),的湖面平衡装置(3),湖底平衡装置(4),涌浪感应器(5),中央控制器(6),太阳能电池板(7);其特征在于,位于浮动容器(1)内部上方的挺水植被(2),位于浮动容器(1)侧壁上方的湖面平衡装置(3),位于浮动容器(1)底部的湖底平衡装置(4);位于浮动容器(1)一侧的涌浪感应器(5)和中央控制器(6),所述涌浪感应器(5)与中央控制器(6)导线连接;位于浮动容器(1)另一侧的太阳能电池板(7),太阳能电池板(7)与中央控制器(6)导线连接;所述湖面平衡装置(3)为四组,分别固定在浮动容器(1)侧壁上方的四个顶角位置;所述湖底平衡装置(4)为四组,分别固定在浮动容器(1)底部的四个顶角位置,所述浮动容器(1)的四壁和底部为微孔通透结构;

所述湖泊挺水植物水面种植装置的工作方法包括以下几个步骤:

第1步:依次在浮动容器(1)内部放入泡沫浮板(1-5)、中央隔板(1-4)、营养介质层(1-3)颗粒及营养介质层防护网(1-2);在营养介质层(1-3)颗粒内种植挺水植被幼苗;

第2步:在浮动容器(1)外壁及底部安装湖面平衡装置(3)及湖底平衡装置(4),将该装置至于湖泊内,打开太阳能电池板(7)为系统发电,打开中央控制器(6)开关,系统处于工作状态;

第3步:涌浪感应器(5)对湖面涌浪的高低进行实时监测,反馈给中央控制器(6);当湖面涌浪的高于1 m~4 m时,涌浪感应器(5)向中央控制器(6)发出信号,中央控制器(6)通过导线驱动电机(3-5)运转,带动湖面平衡调节悬臂(3-3)收缩,由水平状态旋转为竖直状态,促使浮动容器(1)潜伏在水中,减少大浪对箱体和植物的破坏;与此同时,湖底浮力调节块(4-6)通过湖底浮力调节块耳板(4-5)向下拉动湖底平衡调节绳(4-4),促使大滑轮(4-2)向下移动,大滑轮(4-2)通过大滑轮耳板(4-1),带动浮动容器(1)整体下移,并发出音频报警30秒;当湖面涌浪的低于0.1 m~1 m时,涌浪感应器(5)向中央控制器(6)发出信号,中央控制器(6)通过导线驱动电机(3-5)运转,带动湖面平衡调节悬臂(3-3)展开,由竖直状态旋转为水平状态,促使浮动容器(1)上浮在水面,促进箱体植物降解水体污染物;与此同时,湖底浮力调节块(4-6)通过湖底浮力调节块耳板(4-5)向上推动湖底平衡调节绳(4-4),促使大滑轮(4-2)向上移动,大滑轮(4-2)通过大滑轮耳板(4-1),带动浮动容器(1)整体上浮,系统恢复正常工作状态。

2.根据权利要求1所述的一种湖泊挺水植物水面种植装置,其特征在于,所述浮动容器(1)包括:浮动容器外壳(1-1),营养介质层防护网(1-2),营养介质层(1-3),中央隔板(1-4),泡沫浮板(1-5);所述中央隔板(1-4)位于浮动容器(1)内部中间位置,中央隔板(1-4)四壁与浮动容器(1)内壁无缝连接,中央隔板(1-4)表面密布贯通小孔,贯通小孔的数量为20~50个,贯通小孔行列等距排列,贯通小孔行距为100mm~200mm,贯通小孔列距为100mm~150mm,贯通小孔的直径为20mm~50mm;所述营养介质层(1-3)位于中央隔板(1-4)上方位置,营养介质层(1-3)为高分子吸附材料结构,所述高分子吸附材料为颗粒体,颗粒体的直径为0.01mm~1mm;所述营养介质层防护网(1-2)位于营养介质层(1-3)上方,营养介质层防护网(1-2)与浮动容器外壳(1-1)上开口端面距离为20mm~50mm,所述营养介质层防护网(1-2)表面均匀分布着大量的矩形通孔,数量为100~300个,矩形通孔外形尺寸范围值为1~3mm×1~3mm;所述泡沫浮板(1-5)位于中央隔板(1-4)下方位置,泡沫浮板(1-5)上下均匀排布,泡沫浮板(1-5)层数为10~30层,每层厚度10mm~20mm,相邻二层间距为10mm~500mm;泡沫浮板(1-5)表面密布贯通小孔,贯通小孔的数量为20~50个,贯通小孔行列等距排列,贯通小孔行距为100mm~200mm,贯通小孔列距为100mm~150mm,贯通小孔的直径为20mm~50mm。

3.根据权利要求1所述的一种湖泊挺水植物水面种植装置,其特征在于,所述湖面平衡装置(3)包括:湖面浮力箱(3-1),湖面浮力箱耳板(3-2),湖面平衡调节悬臂(3-3),湖面平衡调节悬臂固定耳板(3-4),电机(3-5),转轴(3-6);所述湖面平衡调节悬臂固定耳板(3-4)位于所述浮动容器(1)侧壁上方位置,湖面平衡调节悬臂固定耳板(3-4)与浮动容器(1)侧壁无缝焊接,湖面平衡调节悬臂固定耳板(3-4)与转轴(3-6)转动连接;所述湖面浮力箱(3-1)位于湖面位置,湖面浮力箱(3-1)不锈钢材质中空箱体结构,大小为200mm~500mm(长)×200mm~500mm(宽)×100mm~200mm(高);所述湖面浮力箱耳板(3-2)位于湖面浮力箱(3-1)顶面中间位置,所述湖面平衡调节悬臂(3-3)一端与湖面浮力箱耳板(3-2)转动连接,湖面平衡调节悬臂(3-3)另一端与转轴(3-6)固定连接,所述湖面平衡调节悬臂(3-3)不锈钢材质中空管结构,管直径为100mm~200mm,管壁厚为2mm~8mm,长度为1m~5m;电机(3-5)与转轴(3-6)连接,电机(3-5)与中央控制器(6)导线连接。

4.根据权利要求1所述的一种湖泊挺水植物水面种植装置,其特征在于,所述湖底平衡装置(4)包括:大滑轮耳板(4-1),大滑轮(4-2),大滑轮固定滚轴(4-3),湖底平衡调节绳(4-4),湖底浮力调节块耳板(4-5),湖底浮力调节块(4-6),小滑轮耳板(4-7),小滑轮固定滚轴(4-8),小滑轮(4-9),湖底平衡沉水块耳板(4-10),湖底平衡沉水块(4-11);所述大滑轮耳板(4-1)分别用螺钉固定在所述浮动容器(1)底平面四角位置,所述大滑轮耳板(4-1)中间含直径为10mm~30mm的通孔;所述大滑轮(4-2)用大滑轮固定滚轴(4-3)安装在大滑轮耳板(4-1)中间的通孔处,大滑轮(4-2)以大滑轮固定滚轴(4-3)的中心轴线为轴心做圆周运动;所述湖底浮力调节块耳板(4-5)位于湖底浮力调节块(4-6)顶面中间位置;所述小滑轮耳板(4-7)用螺钉固定在湖底浮力调节块(4-6)侧面中间位置,所述小滑轮耳板(4-7)中间含直径为5mm~20mm的通孔;所述小滑轮(4-9)用小滑轮固定滚轴(4-8)安装在小滑轮耳板(4-7)中间的通孔处,所述小滑轮(4-9)以小滑轮固定滚轴(4-8)的中心轴线为轴心做圆周运动;所述湖底平衡沉水块(4-11)位于湖水底面,所述湖底平衡沉水块耳板(4-10)位于湖底平衡沉水块(4-11)顶面中间位置;所述湖底平衡调节绳(4-4)一端固定在湖底浮力调节块耳板(4-5)上,另一端分别穿过大滑轮(4-2)及小滑轮(4-9),最后固定在湖底平衡沉水块耳板(4-10)上。

5.根据权利要求 2所述的一种湖泊挺水植物水面种植装置,其特征在于,所述营养介质层(1-3)由高分子吸附材料造粒成型,营养介质层(1-3)颗粒体的组成成分和制造过程如下:

(1)营养介质层(1-3)颗粒体组成成分:

按重量份数计,对联苯胺8~20份,对氨基二乙苯胺17~35份,正三十烷10~20份,邻甲基苯乙烯3~12份,邻苯二甲腈5~22份,多聚腈4~22份,浓度为10ppm~110ppm的甲酸烯丙酯300~500份,丁二酸二正丙酯20~45份,反式丁烯二酸17~35份,交联剂15~30份,甘油磷酸7~23份,对甲苯基甲醇1~15份,异丁醛3~14份,全氯乙醚6~10份;

所述交联剂为乙酰乙酸乙酯、次氯酸甲酯、磷酸三正丁酯中的任意一种;

(2)营养介质层(1-3)颗粒体的制造过程,包含以下步骤:

第1步:在反应釜中加入电导率为0.003μS/cm~0.05μS/cm的超纯水200~600份,启动反应釜内搅拌器,转速为110rpm~230rpm,启动加热泵,使反应釜内温度上升至40℃~65℃;依次加入对联苯胺、对氨基二乙苯胺、正三十烷,搅拌至完全溶解,调节pH值为3.0~5.5,将搅拌器转速调至70rpm~90rpm,温度为50~65℃,酯化反应2~10小时;

第2步:取邻甲基苯乙烯、邻苯二甲腈粉碎,粉末粒径为420~510目;加入多聚腈混合均匀,平铺于托盘内,平铺厚度为20mm~45mm,采用剂量为1.55kGy~4.75kGy、能量为2.5MeV~9.5MeV的α射线辐照20~38分钟;

第3步:经第2步处理的混合粉末溶于甲酸烯丙酯中,加入反应釜,搅拌器转速为45rpm~65rpm,温度为70℃~95℃,启动真空泵使反应釜的真空度达到-0.06MPa~-0.08MPa,保持此状态反应3~15小时;泄压并通入氮气,使反应釜内压力为0.008MPa~0.060MPa,保温静置2~7小时;搅拌器转速提升至100rpm~195rpm,同时反应釜泄压至0MPa;依次加入丁二酸二正丙酯、反式丁烯二酸完全溶解后,加入交联剂搅拌混合,使得反应釜溶液的亲水亲油平衡值为4.0~7.5,保温静置4~10小时;

第4步:在搅拌器转速为80rpm~110rpm时,依次加入甘油磷酸、对甲苯基甲醇、异丁醛和全氯乙醚,提升反应釜压力,使其达到0.05MPa~0.55MPa,温度为110℃~190℃,聚合反应3~15小时;反应完成后将反应釜内压力降至0MPa,降温至18℃~30℃,出料,入造粒机即可制得营养介质层(1-3)颗粒体。

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