一种藻类光反应器养殖装置的制作方法

1.本实用新型涉及藻类养殖技术领域，具体涉及一种藻类光反应器养殖装置。


背景技术：

2.目前的藻类养殖装置大多使用透明的光反应养殖桶。然而光反应养殖桶虽然能够同时养殖更多的藻类，但玻璃壁处堆积过多藻类将使处于桶中的其他藻类受到遮挡影响光照作用，且led灯难以穿透藻类进行补光，影响藻类的正常生长。
3.为解决上述问题，现有技术提出使用细长的u型盘管，使单位面积藻类更少，不容易遮挡其他藻类，进而提高培养出的藻类的品质。然而，u型盘管层叠较多，结构相对更加复杂，为保证补光效果只能将补光的led等设置在u型盘管的支架上，导致大量的led等占用了藻类培养装置的空间，导致藻类的产量降低，因此u型盘管现阶段多用于实验室培养藻类，而无法适用于大批量的养殖。
4.因此，现在急需一种养殖装置来解决led灯占用藻类养殖空间影响藻类产量的问题。


技术实现要素：

5.本实用新型意在提供一种藻类光反应器养殖装置，用来解决led灯占用藻类养殖空间的技术问题。
6.本实用新型提供的基础方案为：一种藻类光反应器养殖装置，包括支架，支架上连接有u型盘管，所述u型盘管中设置有与u型盘管同轴的连通管；所述连通管包括同轴设置的内管和外管，内管和外管之间形成安装空间，所述安装空间内设置有补光灯；所述连通管设有贯穿内管和外管的连接通道，所述连接通道与u型盘管的内部空间连通；所述连通管上设有螺旋桨，所述螺旋桨连接有紧贴连通管设置的牵引绳，牵引绳的另一端置于u型盘管的外部。
7.本实用新型的工作原理及优点在于：
8.本实用新型一种藻类光反应器养殖装置，相比于现有技术使用的光反应养殖桶，u型盘管较为细长，能够减小单位体积的藻类数量，防止光照被遮挡影响藻类生长；u型盘管中有连通管，包括同轴设置的内管和外管，补光灯设置在内管和外管之间形成的安装空间中，能够从内部对藻类产生光照作用，防止藻类光照不足；且由于补光灯安装在安装空间中，而不是安装在支架周围，将原本补光灯占用的位置节省出来，从而有足够的空间放置直径更大的u型盘管；内部的内管能够供水和空气进入，保证藻类所需要的水质环境和空气；同时，在完成培育后，能够拉动牵引绳，使连通管上的螺旋桨沿着连通管的方向在u型盘管内移动，对u型盘管的内壁进行清理，防止残余杂质影响后续培育；通过一根连通管补充空气和水，且能够达到更好的补光效果和清洁作用，实现了一物多用，结构简单紧凑，占用藻类的培养空间更小，从而提高藻类的产量。
9.进一步，所述螺旋桨包括安装部和桨叶，所述安装部为套设在连通管上的圆环结
构，所述桨叶均匀分布在安装部上。在完成一批藻类的培育后，能够控制螺旋桨对内部进行清洁。
10.进一步，牵引绳的另一端与电机的机轴连接，所述牵引绳被机轴拉直且紧贴与外管的管壁。当清扫结束时能够通过电机轴拉动牵引绳带动螺旋桨进行清洁，更加省力；牵引绳被机轴拉直且紧贴与外管的管壁能够防止藻类缠绕到牵引绳上。
11.进一步，连通管还包括过滤装置，所述过滤装置包括过滤器和过滤网，所述过滤器设置在连通管的入口端，所述过滤网设置在连通管的出口端。过滤器能够对进入u型盘管内部的水中进行针对性消毒，抑制影响藻类生长的细菌存活，使进入u型盘管的水更适合藻类的生长，过滤网能够过滤藻块和大颗粒杂质。
12.进一步，还包括用来向连通管中持续通水的循环水泵，循环水泵包括入水口和出水口，入水口与外部水管连接。循环水泵能够使u型盘管内部形成水循环，将水质保持在一个适合藻类生产的状态。
13.进一步，循环水泵的出水口连接有水冷机，所述水冷机的另一端与连通管的入口端连接。水冷机控制能够调节进入连通管的水的温度，使水的温度更适合藻类的生长。
14.进一步，连通管的入口端还连接有曝气泵。连通管的入口端通过连接开口竖直朝上的转接头，能够通过输水管和输气管同时连接循环水泵和曝气泵，使曝气泵直接与连通管的入口端连接，为u型盘管提供空气，避免光合作用产生的氧气不足以支持呼吸作用消耗，且避免了长时间充氧气导致持续高氧状态，增加培养成本。
15.进一步，还包括温度传感器和ph探针，所述ph探针设置在连通管的入口端，ph探针的探针头伸入连通管的入口端中，尾端通过导线与显示器连接。ph探针能够监测进入连通管的水的ph值，通过显示器显示能够便于工作人员观察和调控，使进入连通管的水更加适合藻类的生存。
16.进一步，所述显示器还连接有温度传感器，所述温度传感器紧贴于u型盘管的管壁外表面。温度传感器能够实时监测水温变化，为控制系统提供感知基础，从而达到更加智能的温度调节。
附图说明
17.图1为本实用新型一种藻类光反应器养殖装置实施例一的局部剖视图。
具体实施方式
18.下面通过具体实施方式进一步详细的说明：
19.说明书附图中的标记包括：u型盘管1、外管2、补光灯3、内管4、连接通道5、安装部6、桨叶7、牵引绳8。
20.一种藻类光反应器养殖装置，包括支架，支架上安装有多层u型盘管1，每层u型盘管1均水平固定在支架上；u型盘管1的开口端用转接管连接，使u型盘管1成为一个完整的环状结构，在转接管上开口设置入口端与出口端与外部连通，入口端供水和空气进入，出口端供收取完成培育的藻类，由于u型盘管1较大时转接管也较大，因此转接管处也能够养殖藻类，增大养殖空间。
21.如附图1所示，u型盘管1中设置有与之同轴的连通管；连通管为分层结构，包括同
轴设置的内管4和外管2，外管2为透明防水壁，内管4为中空结构且与u型盘管1外部连接，内管4和外管2之间形成安装空间，能够用来放置补光灯3，在u型盘管1的内部进行补光，内管4和外管2之间有贯穿安装空间的连接通道5。连通管的一端设置在u型盘管1的入口端，另一端设置在u型盘管1的出口端。连通管上设有螺旋桨以及与螺旋桨连接的牵引绳8，旋桨包括安装部6和桨叶7，安装部6为套设在连通管上的圆环结构，安装部6的端面上开有数个小孔，安装部6上均匀分布有桨叶7，牵引绳8紧贴连通管设置，牵引绳8的一端连接在螺旋桨的安装部6上，牵引绳8的另一端置于u型盘管1的外部使牵引绳8拉直，外部的一端连接电机，电机与plc控制系统连接，能够控制螺旋桨沿着连通管的方向在u型盘管1内移动，对u型盘管1的内壁进行清理。
22.本装置本装置通过plc控制系统和与之连接的交流变频器进行控制，交流变频器还连接有循环水泵和水冷机，通过plc系统与交流变频器的通信完成对循环水泵和水冷机的控制，进而完成对u型盘管1内的温度和水压的控制。循环水泵一端连接外部管道，一端连接水冷机，水冷机的另一端与连通管的入口端连接；u型盘管1的外部有紧贴管壁安装的温度传感器，温度传感器与plc控制系统连接，将获取的温度数据传输给plc控制系统；相比于将防水封装的温度传感器置于u型盘管1内，紧贴在u型盘管1外的温度传感器得到的温度数据与实际水温的误差较小，且相比于在传感器中加设无线通信芯片，有线传输的电磁辐射较小，能够避免无线通信的电磁辐射影响藻类的代谢。循环水泵能够与u型盘管1和其他管道一起构成水循环系统，将水质保持在一个适合藻类生产的状态；plc控制系统能够根据温度传感器反馈的温度自动控制水冷机调节水温，满足藻类生长对温度的需求。连通管的入口端内部还设有与plc控制系统连接的ph探针，能够监测进入连通管的水的ph值，使进入连通管的水更加适合藻类的生存。plc控制系统还连接有曝气泵，曝气泵通过转接头与连通管的入口端连接。曝气泵能够不断地充入空气，避免光合作用产生的氧气不足以支持呼吸作用消耗，且避免了长时间充氧气导致持续高氧状态，增加培养成本。连通管还安装了过滤器和过滤网，过滤器安装在连通管的入口端，过滤网安装在连通管的出口端。过滤器能够对进入u型盘管1内部的水中进行针对性消毒，抑制影响藻类生长的细菌存活，使进入u型盘管1的水更适合藻类的生长，过滤网能够过滤藻块和大颗粒杂质。上述内容中，连通管的入口端是指内管与外部连接的部分。
23.本实施例中的支架采用4040工业铝型材，表面的氧化层便于清洁，同时具有便于安装、拆卸和轻巧便于搬移的特点；补光灯3采用藻类专用led光源，led光源的波长范围完全覆盖藻类需求的光的波长；交流变频器为abb变频器，便于安装和移动；水冷机采用功率为3p的外置水冷机，能够放置在离支架较远的地方，不仅能够减小空间占用还能弱化震动，避免水冷机工作时的震动对u型盘管1内部造成影响。此外，本方案采用了plc控制系统只是为了使控制更加智能化，但不依赖于程序，可通过abb变频器直接控制或手动控制实现本方案。
24.相比于现有技术使用的光反应养殖桶，u型盘管1较为细长，能够减小单位体积的藻类数量，防止光照被遮挡；u型盘管1中有连通管，连通管包括分为外管2和内管4，外层的外管2中设有补光灯3，能够从内部对藻类产生光照作用，防止藻类光照不足导致部分藻类不能进行光合作用产生有机物和氧气，不需要补充额外的营养物质和氧气，降低了养殖成本，且避免藻类死亡产生有毒物质影响其他藻类生长导致藻类的产量减少或品质下降；同
时，由于补光灯3安装在外管2中，而不是安装在支架周围，将原本补光灯3占用的位置节省出来，从而有足够的空间放置直径更大的u型盘管1；内部的内管4能够供水和空气进入，保证藻类所需要的水质环境和空气；在完成培育后，通过plc控制系统控制电机拉动牵引绳8，使连通管上的螺旋桨沿着连通管的方向在u型盘管1内移动，对u型盘管1的内壁进行清理，防止残余杂质影响后续培育；本方案通过一根连通管补充空气和水，且能够达到更好的补光效果，实现了一物多用，相比于现有技术集成度更高，且结构更加简单紧凑，占用藻类的培养空间更小，提高了藻类的产量。同时，本方案不仅对温度和ph实时监测，还通过水循环和曝气改善水中的溶解氧含量，更是考虑到了细菌和藻类死亡或产生的毒素对藻类生长的影响，并进行了解决，使得水环境极为适合藻类生产，提高了藻类的品质。
25.实施例二：
26.实施例二与实施例一的不同仅在于，所述plc控制系统还连接有溶解氧传感器，能够实时监测u型盘管内的溶解氧含量，从而进行更加智能的控制。在溶解氧含量低于plc控制系统设定的光合作用阈值时，即当光合作用产生的氧气不足以支持藻类的呼吸作用时，plc控制系统将控制补光灯进行补光；在溶解氧含量低于plc控制系统设定的溶解氧阈值时，plc控制系统将控制曝气泵进行曝气；同时，plc控制系统还能够设置定时补光和定时曝气。曝气泵还连接有储气罐，储气罐与连通管的出口端和入口端连接，储气罐设有与plc控制系统连接的气阀；能够将曝气泵充气时多余的气体存储起来，当u型盘管中的氧气维持在较为平衡时，即藻类光合作用产生的氧气和呼吸作用消耗的氧气持平时，plc控制系统控制气阀打开，使储气罐中的气体回流从连通管的入口端进入u型盘管，从而使u型盘管中的水中氧气略大于藻类需求。
27.本方案能够使养殖的控制更加智能，plc控制系统根据藻类生长实际需要进行控制，不用一直开启补光灯或曝气泵，且储气罐能够使曝气泵补充的空气最大化的利用，既节省了电能，减少了养殖的成本，又能维持适合藻类生长的环境，增加藻类的产量和品质。
28.上述功能都可通过基础控制逻辑实现，可通过plc控制系统中自带的比较器和定时器实现，也可以单独使用定时器和比较器实现，不依赖与plc程序。
29.以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前实用新型所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本技术给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本技术的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本技术要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。