一种环境友好型可移动式太阳能精准曝气机的制作方法

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本实用新型涉及水处理设备技术领域，具体一种环境友好型可移动式太阳能精准曝气机。


背景技术：

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为了满足水环境治理过程中富氧曝气需求，国内外学者研发了多种曝气装置。按照曝气位置的不同，通常又分为表面曝气机和潜水曝气机。表面曝气装置一般通过曝气机扰动水体使得空气与水充分接触，从而实现曝气效果。潜水曝气装置一般借助鼓风设备将空气或纯氧注入水体来实现增氧效果。传统曝气装置依靠常规电力，耗电量大；且对于自然水体而言，要实现外接供电往往难度较大。为解决曝气机供电问题，太阳能曝气装置应运而生。通过安装浮体将太阳能板置于水体表面，以太阳能作为设备运转的直接动力。太阳能曝气机主要由壳体、太阳能板、叶轮和内部运转控制装置组成，具有运行管理费用低、寿命长、运行噪音低等特征。
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但目前的太阳能曝气机还存在一些问题：
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1.结构过于复杂且外形与周围自然生态环境不协调，影响水体景观观赏效果，也对生物栖息环境造成一定干扰，比如鸟类等无法靠近水体等。
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2.水体中不同区域的溶解氧浓度随外界环境改变而变化，曝气机在安装固定后不能根据水体的富氧需求实时调整位置。
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3.曝气机体积庞大，由于结构复杂无法拆卸，或可以拆卸但拆开后组装麻烦，从而造成无法定期对曝气机进行清洗和维护，搬运时也比较笨重。
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申请号为“201621336266.4”的实用新型专利“一种太阳能一体式解层式曝气机”，具体提出了一种太阳能固定式曝气机，可使水体解层，收集最高溶解氧区表层水体后强行打入水底层低溶解氧区迅速扩散，但是此结构较为复杂，成本较高，拆装困难，且无法移动。若在水域中仅安装一个，则难以保证环境变化后，周围较远区域水溶解氧浓度稳定；安装多个则成本过大。
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因此，现有的曝气机结构仍需改进。


技术实现要素：

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本实用新型的目的在于为解决上述问题，提供一种环境友好型可移动式太阳能精准曝气机，其结构简单，外形美观，曝气效果好，方便移动和拆卸，能够检测不同区域的溶解氧浓度，可根据水体溶解氧浓度控制各电机转速，逐步逼近实现精准曝气，提高水体整体富氧曝气效果。
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本实用新型的技术方案是：
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一种环境友好型可移动式太阳能精准曝气机，包括中心控制连接体、沿中心控制连接体外周均匀间隔布置的多个太阳能曝气装置，其技术要点是：所述中心控制连接体与太阳能曝气装置间均通过螺栓连接，所述中心控制连接体包括中心控制连接体壳体、置于
中心控制连接体壳体内部通过防水电线彼此相连的蓄电池、数据采集器、信号发射器和继电器，所述信号发射器无线连接plc，所述中心控制连接体的顶部布置有保护罩，所述保护罩顶端布置有与信号发射器相连的天线，所述太阳能曝气装置包括置于顶部与蓄电池相连的心形太阳能板、包裹住太阳能板边沿内部凹陷的瓢状装置壳体、通过连接架组件固定在装置壳体内部的防水变频电动机和溶解氧传感探头，所述防水变频电动机、溶解氧传感探头分别通过防水电线与继电器、数据采集器相连，所述装置壳体末端的中部开设有叶轮孔，所述装置壳体连接端和末端的底部分别开设有安装过水口和测探过水口，所述防水变频电动机的输出轴通过联轴器与连接轴连接，所述连接轴穿过叶轮孔使连接轴的末端置于装置壳体外侧并与叶轮固定连接，所述溶解氧传感探头置于测探过水口处。
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上述的一种环境友好型可移动式太阳能精准曝气机，所述太阳能曝气装置为四个，中心控制连接体壳体为圆柱状，保护罩为半球状。
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1.上述的一种环境友好型可移动式太阳能精准曝气机，所述防水电线分别在中心控制连接体内部和连接架组件内部布置。
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上述的一种环境友好型可移动式太阳能精准曝气机，所述装置壳体末端的上部开设有水深调节孔，水深调节孔带有与水深调节孔紧密配合的水深调节盖。
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上述的一种环境友好型可移动式太阳能精准曝气机，所述中心控制连接体的底部布置有固定罩，固定罩为倒置圆锥状，固定罩的底端通过缆绳与固定在池体底部的水底桩连接，缆绳的长度为l，水底桩上表面到固定罩底端的直线距离为l1，当太阳能曝气装置贴近与水底桩距离最近的水体边沿时，l=l1。
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上述的一种环境友好型可移动式太阳能精准曝气机，所述连接架组件包括固定在装置壳体内侧壁的上层心形方管，上层心形方管连接尖端通过连接方管闭合连接，上层心形方管的心形区域内布置有井字方管，井字方管的四个交叉端和井字方管与连接方管之间的两个接触端分别向下延伸布置有竖向方管a和竖向方管b，竖向方管a长度大于竖向方管b，竖向方管b末端均通过水平方管与竖向方管a中部连接，竖向方管a末端布置有倾斜方管，防水变频电动机和溶解氧传感探头外表面均包裹有附加连接钢条并通过螺栓b分别与竖向方管a下部和倾斜方管底部固定连接。
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上述的一种环境友好型可移动式太阳能精准曝气机，所述装置壳体的中部、下部均向中心控制连接体方向凹陷使叶轮置于太阳板边沿之下，叶轮置于水平面以上的高度占叶轮总高度的1/3-1/2。
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本实用新型的有益效果是：
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1.整体外形呈四叶草形状，运行声音小，不会对生物栖息环境造成显著影响；装置采用分体式结构设计，中心控制连接体与太阳能曝气装置间、防水变频电动机、溶解氧传感探头均采用螺栓连接，便于安装、拆卸及运输。
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2.缆绳长度的设计可有效控制整体结构边沿不与池体发生碰撞，保障曝气机的安全使用。
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3.溶解氧传感探头置于水中，可对周围水域的溶解氧浓度进行探测，汇总到数据采集器并通过信号发射器反馈给后台plc；根据反馈的数据调节各方向变频电动机的开关和转速，开始移动并在移动过程中持续测量不同水域的溶解氧浓度，逐步向较低溶解氧浓度靠近，并停在低于设定的最低溶解氧浓度值水域后，高速旋转叶轮进行精准曝气。
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4.在打开水深调节盖通过释放空气来调节整体结构的漂浮深度时，保护罩内部形成的密闭空间相当于浮块，保证了太阳能板漂浮在水面上。
附图说明
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图1为本实用新型主视结构半剖示意图；
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图2为本实用新型俯视结构示意图；
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图3为本实用新型的连接架组件结构示意图；
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图4为本实用新型的工作原理图。
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图中：1.天线、2.保护罩、3.信号发射器、4.蓄电池、5.连接架组件、6.太阳能板、7.水深调节孔、8.水深调节盖、9.叶轮、10.叶轮孔、11.连接轴、12.溶解氧传感探头、13.防水变频电动机、14.数据采集器、15.继电器、16.缆绳、17.水底桩、18.固定罩、19.安装过水口、20.测探过水口、21.太阳能曝气装置、22.装置壳体、23.中心控制连接体、24.中心控制连接体壳体、25.上层心形方管、26.交叉端、27.竖向方管a、28.附加连接钢条、29.倾斜方管、30.水平方管、31.竖向方管b、32.接触端、33.连接方管、34.井字方管。
具体实施方式
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下面通过具体实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案做进一步说明。
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如图1-图4所示，该环境友好型可移动式太阳能精准曝气机，包括中心控制连接体23、沿中心控制连接体23外周均匀间隔布置的多个太阳能曝气装置21。
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其中，所述中心控制连接体23与太阳能曝气装置21间均通过螺栓连接，所述中心控制连接体23包括中心控制连接体壳体24、置于中心控制连接体壳体24内部通过防水电线彼此相连的蓄电池4、数据采集器14、信号发射器3和继电器15，所述信号发射器3无线连接plc，所述中心控制连接体23的顶部布置有保护罩2，所述保护罩2顶端布置有与信号发射器3相连的天线1，所述太阳能曝气装置21包括置于顶部与蓄电池4相连的心形太阳能板6、包裹住太阳能板6边沿内部凹陷的瓢状装置壳体22、通过连接架组件5固定在装置壳体22内部的防水变频电动机13和溶解氧传感探头12，所述防水变频电动机13、溶解氧传感探头12分别通过防水电线与继电器15、数据采集器14相连，所述装置壳体22末端的中部开设有叶轮孔10，所述装置壳体22连接端和末端的底部分别开设有安装过水口19和测探过水口20，所述防水变频电动机13的输出轴通过联轴器与连接轴11连接，所述连接轴11穿过叶轮孔10使连接轴11的末端置于装置壳体22外侧并与叶轮9固定连接，所述溶解氧传感探头12置于测探过水口20处。
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本实施例中，所述太阳能曝气装置21为四个，中心控制连接体壳体24为圆柱状，保护罩2为半球状。所述防水电线分别在中心控制连接体23内部和连接架组件5内部布置。所述装置壳体22末端的上部开设有水深调节孔7，水深调节孔7带有与水深调节孔7紧密配合的水深调节盖8。
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所述中心控制连接体23的底部布置有固定罩18，固定罩18为倒置圆锥状，固定罩18的底端通过缆绳16与固定在池体底部的水底桩17连接，缆绳16的长度为l，水底桩17上表面到固定罩18底端的直线距离为l1，当太阳能曝气装置21贴近与水底桩17直线距离最近的水体边沿时，l=l1。所述装置壳体22的中部、下部均向中心控制连接体23方向凹陷使叶轮9
置于太阳板边沿之下，叶轮9置于水平面以上的高度占叶轮9总高度的1/3-1/2。
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所述连接架组件5包括固定在装置壳体22内侧壁的上层心形方管25，上层心形方管25连接尖端通过连接方管33闭合连接，上层心形方管25的心形区域内布置有井字方管34，井字方管34的四个交叉端26和井字方管34与连接方管33之间的两个接触端32分别向下延伸布置有竖向方管a 27和竖向方管b 31，竖向方管a 27长度大于竖向方管b 31，竖向方管b 31末端均通过水平方管30与竖向方管a 27中部连接，竖向方管a 27末端布置有倾斜方管29，防水变频电动机13和溶解氧传感探头12外表面均包裹有附加连接钢条28并通过螺栓b分别与竖向方管a 27下部和倾斜方管29底部固定连接。
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本实施例中，装置壳体22和中心控制连接体壳体24可选用硬塑材质，缆绳16可选用不锈钢缆绳，以避免被水体中物质侵蚀，连接架组件5的各方管间采用焊接的方式固定连接。
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工作原理：
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太阳能板6将太阳能转化成电能储存在蓄电池4中，根据后台plc指令供电，后台plc可以根据环境不同来设定溶解氧浓度范围。工作时，置于水平面以下的溶解氧传感探头12对所在水域的溶解氧浓度进行测定后，汇总到数据采集器14并通过信号发射器3反馈给后台plc，根据反馈的数据判定溶解氧浓度相对低侧，启动溶解氧浓度相对较高一侧太阳能曝气装置21内的防水变频电动机13，使整体结构向相对低溶解氧浓度方向逐步移动，直至移动至低于设定的最高溶解氧浓度值的水域。启动所有防水变频电动机13，并增加溶解氧浓度相对较高侧的叶轮9转速。高速旋转的叶轮9开始对此片水域进行曝气，叶轮之间的转速差确保装置继续向溶解氧浓度较低区域移动，从而实现精准曝气。经溶解氧传感探头12测定后，水体各区域溶解氧浓度均高于最高溶解氧浓度值时，可关闭防水变频电动机13，使整体结构停止工作以节约电能。等待再次检测需要曝气处理时，再自行启动防水变频电动机13进行工作。
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在进行精准曝气处理时，防水变频电动机13带动叶轮9高速旋转形成推力，使表层水流向外周分散；同时，通过叶轮9的扰动使空气掺混到叶轮9周围水体之中形成富氧，由于叶轮9外推水流，中心区域表层的水不断地通过安装过水口19、测探过水口20向外周的叶轮处流动，使中心区域表层存在一定负压，所以下方水流向上补充流动，使水底的低溶解氧浓度水体不断涌入中心区域表层，再从中心区域表层流动至叶轮9附近，而后经叶轮9曝气处理后形成富氧水体，逐步向周围扩散和向下补充，由此循环不断地将氧气带入水底，从而实现整个水域的曝气处理，适用于静水或流速较小的河流、湖泊及景观水体的治理。