基于风光互补混合动力垂直式食物链系统试验装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种基于风光互补混合动力垂直式食物链系统试验装置，包括一密闭大棚，棚内设有鱼池，所述鱼池上方设有多层植物栽培架，所述植物栽培架上方设有喷淋器，所述喷淋器经输水管与设置于鱼池内的扬水机相连接，所述扬水机后侧连接有输气管，所述输气管与设置于大棚旁侧活塞相连通以为扬水机提供压力活塞，该活塞采用风光互补的能源提供驱动力。利用本实用新型装置可实现各级食物链的连结，利用水培机制，来培育出比土培叶菜质量好，洁净、鲜嫩、口感好、品质优良的蔬菜，且培育周期较短，具有较大的市场前景。此外，以风能、光能作为动力源来进行植物—动物密闭整合试验，可以为红萍等生物部件进行CELSS总体地面闭合试验以及今后空间应用奠定基础。
【专利说明】基于风光互补混合动力垂直式食物链系统试验装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于风光互补混合动力垂直式食物链系统试验装置。
【背景技术】
[0002]在受控密闭舱内进行新食物链研究，现在已经可以做到把红萍、蔬菜、鱼整合在一个空间的水平，通过红萍和高等植物供氧特性的研究，以及对鱼类养殖循环水体“植物净化”作用的研究，然而现有的这些实验系统都还需要采用人工资源如电能或化学养分水等其他能源进行驱动，无法实现封闭的系统循环机制。
【发明内容】
[0003]本发明对上述问题进行了改进，即本发明要解决的技术问题是现有的食物链研究需要借助人工资源进行实现，无法形成单独自然资源系统的循环机制。
[0004]本发明的具体实施方案是:包括一密闭大棚，棚内设有鱼池，所述鱼池上方设有多层植物栽培架，所述植物栽培架上方设有喷淋器，所述喷淋器经输水管与设置于鱼池内的扬水机相连接，所述扬水机后侧连接有输气管，所述输气管与设置于大棚旁侧活塞相连通以为扬水机提供扬水气压，活塞由风光互补装置提供驱动力。
[0005]进一步的，所述活塞设置于一机架上，所述活塞的活塞杆上设有驱使活塞杆上下运动的凸轮轴，所述凸轮轴一端连接有第一离合器，所述第一离合器经一锥齿轮机构与电机轴体相连接，所述机架上还设有太阳能电池板，所述太阳能电池板与一蓄电池连接，蓄电池经逆变器控制电机转动。
[0006]进一步的，所述机架上部还设有一风叶，所述风叶中部固定连接有一转轴，所述凸轮轴另一端连接有第二离合器，所述第二离合器设有输入轴，所述输入轴与转轴经齿轮传动机构以使转轴驱动输入轴转动。
[0007]进一步的，所述大棚顶部设有照明灯。
[0008]进一步的，所述第一离合器与第二离合器为超越离合器。
[0009]进一步的，所述植物栽培架上设有多层栽培盘，所述栽培盘上设有水流渗透孔。
[0010]进一步的，所述机架上设有支板，所述太阳能电池板后侧设有支撑杆，所述支撑杆中部设有槽孔，一锁紧螺栓穿过槽孔将支撑杆锁紧与支板上。
[0011]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:研制一种基于风光互补混合动力垂直式食物链系统。利用该系统中风光互补机制实现水循环工作，实现各级食物链的连结，利用水培机制，来培育出比土培叶菜质量好，洁净、鲜嫩、口感好、品质优良的蔬菜，且培育周期较短，具有较大的市场前景。除此之外，以风能、光能作为动力源来进行植物(红萍、蔬菜、水稻等)一动物(鱼)密闭整合试验，可以为红萍等生物部件进行CELSS总体地面闭合试验以及今后空间应用奠定基础。
【专利附图】
【附图说明】[0012]图1为本发明结构示意图。
[0013]图2为本发明风光互补供压结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明做进一步详细的说明。
[0015]如图1?2所示，本发明包括一密闭大棚10，大棚10内设有鱼池110，所述鱼池110上方设有多层植物栽培架120，所述植物栽培架120上方设有喷淋器130，所述喷淋器130经输水管与设置于鱼池内的扬水机20相连接，大棚顶部设有照明灯140，所述扬水机20依靠气压进行驱动扬水，活塞30由风光互补装置提供驱动力。照明等140可采用设置在大棚顶部的太阳能电池板进行供电。
[0016]扬水机20的水流流经输水管，开始从栽培架120最上端自上而下渗透回流，水中的营养供给水培植物根系吸收，促进植物生长发育。经过植物吸收净化的水体，过滤后流回鱼池110，继续作为鱼代谢产物传递介质，鱼池110上养殖有红萍，红萍既吸收了水体氨氮含量，又提高了水体中溶氧量，同时解决高密度鱼类养殖所带来的两个瓶颈问题。温湿度大棚给水培植物适合生长的温湿度环境，大棚室内由照明灯提供光照，供植物生长需要。
[0017]扬水机20后侧连接有输气管210，所述输气管210穿过大棚10与设置于大棚10旁侧活塞30相连通，活塞30的活塞杆310上下运动为扬水机提供扬水气压。
[0018]活塞30可以单独设置，也可以采用空压机的机型进行改造，其原理如图2所示，所述活塞30设置于一机架上，所述活塞30的活塞杆310上设有驱使活塞杆上下运动的凸轮轴40,所述凸轮轴一端连接有第一离合器410,另一端连接有第二离合器420,第一离合器410与第二离合器420均为超越离合器。
[0019]凸轮轴40主要依靠光能或风能驱动转动，具体方式如下:
[0020]光能驱动:
[0021]所述第一离合器410经一锥齿轮机构与一电机50轴体相连接，所述机架上还设有太阳能电池板60，所述太阳能电池板60与一蓄电池连接，蓄电池经逆变器控制电机转动，最终实现驱动离合器第一 410实现凸轮轴40转动。
[0022]机架上设有支板，太阳能电池板60后侧设有支撑杆610，支撑杆610中部设有槽孔，一锁紧螺栓穿过槽孔将支撑杆锁紧与支板上，支持杆610可根据需要进行调整太阳能电池板60的角度。
[0023]风能驱动:
[0024]所述机架上部还设有一风叶70，所述风叶70中部固定连接有一转轴710，所述第二离合器420设有输入轴,所述输入轴与转轴经齿轮传动机构以使转轴驱动输入轴转动。
[0025]在离合器作用下带动凸轮轴旋转，凸轮轴旋转作用下，活塞30往复直线运动，压缩气体输出，形成气压流。凸轮轴40两端利用超越离合器的主、从动部分的速度变化或旋转方向的变换，具有自行离合功能来保持动力单向传递特点，不会造成次级轴旋转带动输入轴旋转情况，也避免产生两输入端互相带动、互相干涉造成的能量浪费现象。
[0026]压缩的气流经过不断的累加，形成一定气压，促使鱼池内扬水机开始供水，水流流经连通管，开始从栽培架最上端自上而下渗透回流，整个水培植物-动物(鱼)的水循环由太阳能、风能提供动力，理论上能量无污染，低成本，且绿色的一套能源系统。在这种垂直式的全绿色能耗食物链系统下，形成植物(蔬菜、水稻、红萍等)一动物(鱼)密闭整合食物链系统。
[0027]整个水培植物-动物(鱼)的水循环由太阳能、风能提供动力，理论上能量无污染，低成本，且绿色的一套能源系统。在这种垂直式的全绿色能耗食物链系统下，形成植物(蔬菜、水稻、红萍等)一动物(鱼)密闭整合食物链系统。
[0028]以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
【权利要求】
1.一种基于风光互补混合动力垂直式食物链系统试验装置，其特征在于，包括一密闭大棚，棚内设有鱼池，所述鱼池上方设有多层植物栽培架，所述植物栽培架上方设有喷淋器，所述喷淋器经输水管与设置于鱼池内的扬水机相连接，所述扬水机后侧连接有输气管，所述输气管与设置于大棚旁侧活塞相连通以为扬水机提供扬水气压，所述活塞由风光互补装置提供驱动力。
2.根据权利要求1所述的一种基于风光互补混合动力垂直式食物链系统试验装置，所述活塞设置于一机架上，所述活塞的活塞杆上设有驱使活塞杆上下运动的凸轮轴，所述凸轮轴一端连接有第一离合器，所述第一离合器经一锥齿轮机构与电机轴体相连接，所述机架上还设有太阳能电池板，所述太阳能电池板与一蓄电池连接，蓄电池经逆变器控制电机转动。
3.根据权利要求2所述的一种基于风光互补混合动力垂直式食物链系统试验装置，所述机架上部还设有一风叶，所述风叶中部固定连接有一转轴，所述凸轮轴另一端连接有第二离合器，所述第二离合器设有输入轴，所述输入轴与转轴经齿轮传动机构以使转轴驱动输入轴转动。
4.根据权利要求3所述的一种基于风光互补混合动力垂直式食物链系统试验装置，所述大棚顶部设有照明灯。
5.根据权利要求3所述的一种基于风光互补混合动力垂直式食物链系统试验装置，所述第一离合器与第二离合器为超越离合器。
6.根据权利要求1所述的一种基于风光互补混合动力垂直式食物链系统试验装置，所述植物栽培架上设有多层栽培盘，所述栽培盘上设有水流渗透孔。
7.根据权利要求2所述的一种基于风光互补混合动力垂直式食物链系统试验装置，所述机架上设有支板，所述太阳能电池板后侧设有支撑杆，所述支撑杆中部设有槽孔，一锁紧螺栓穿过槽孔将支撑杆锁紧与支板上。
【文档编号】F21V33/00GK203735257SQ201420128882
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年3月21日 优先权日:2014年3月21日
【发明者】郭林伟, 张翔, 罗龙和, 钟寿洋, 林琪, 宋洋, 吴翠兰 申请人:福建农林大学