基于太阳能供电的智能水体增氧修复机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及富营养化水体或有机污染水体增氧处理技术领域，特别是一种基于太阳能供电的智能水体增氧修复机。
【背景技术】
[0002]我国的区域性水体(城市河流水系、护城河、景观水、中小湖泊等)因其水体水系循环不畅，富含有机质的污水注入渠道较多，使水体富营养化严重，最终导致水系中生态系统崩溃，使其失去景观性能甚至演变为新的污染源；一些水产养殖水体因有机污染物过高，水体更新不及时也会造成水质恶化，既不利于养殖生产，又对环境造成污染。通过向水中通往空气或氧气，可提高水体中的氧含量，从而能够治理因水体中氮磷含量过多引发的生态系统崩溃问题。传统的曝气增氧技术利用机械搅拌水体或者利用空气压缩机向水中注入宏观气泡的方式向水体增氧，但因宏观气泡在水中上浮快，与水体之间的氧交换时间短，增氧效率极低。相比之下，微纳米气泡水处理技术在水体中注入微纳米气泡，由于气泡体积小，气泡在水中的滞留时间和表面积比普通气泡增大了数万倍，对水体溶氧量的提高效果明显，又极大的提高了水体中悬浮物的分享效率，非常有利于水体中需氧菌的降解活动，这对于改善水质、抑制水体一富营养化尤为重要。
[0003]微纳米气泡水处理的关键是高效、廉价和大量的产生微纳米气泡。常规的微纳米气泡发生装置有两个阻碍其实际应用的缺点，一个是气泡发生和其他附属部分等多个环节组成，结构复杂，成本高，而且微纳米气泡产生效率较低；第二个是由于电源的限制，装置需固定在一个位置不能移动，使接受气泡的局部水体过度曝气，远离气泡发生装置的部分不能增氧，这样，过度曝气部分反而不利于好氧微生物的生长，也大大浪费了能源，不利于生产规模的应用。因此，微纳米气泡发生装置的改进是目前亟需解决的问题。
【发明内容】
[0004]针对上述情况，为解决现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种基于太阳能供电的智能水体增氧修复机，可有效解决现有技术结构复杂，成本高，微纳米气泡产生效率较低的问题。
[0005]本发明解决的技术方案是，包括太阳能电池板、储电瓶、浮载板和微纳米气泡发生器，太阳能电池板、储电瓶、空气压缩机均安装在浮载板的上方，露出水面以上，浮载板的前端横轴上装有电机，电机前部有固定在垂直挡板上的压力开关，用来控制电机电源，垂直挡板装在横轴最前端，太阳能电池板与储电瓶相连接，储电瓶经第一导线分别与空气压缩机、增压泵、电机相连接，储电瓶经第二导线与控制器、微纳米气泡发生器的腔内压力传感器和控制气源的电磁阀相连接，增压泵经增压泵固定杆装在浮载板的下方，空气压缩机通过导气管与增压泵的入水口相连接，微纳米气泡发生器通过入水口与增压泵出水口相连接，增益管的入水口与微纳米气泡发生器的出水口相连接，微纳米气泡发生器侧壁上有螺纹接口，螺纹接口连接微纳米气泡发生器的腔内压力传感器，微纳米气泡发生器的入水口通过外螺纹与增压泵出水口内螺纹相连接，电机通过连接杆与驳轮相连接，6支驳杆呈中心对称辐射状装在驳轮上，6支驳杆在同一水平面内，增压泵、微纳米气泡发生器、增益管、连接杆均装在浮载板下方，浸没在水面以下，太阳能电池板的储电瓶通过第一导线对空气压缩机、增压泵、电机供电，同时通过第二导线对控制器、微纳米气泡发生器的腔内压力传感器和控制气源的电磁阀供电，压力传感器将压力信息通过第二导线反馈给控制器，控制器根据腔内压力数据处理，控制控制气源的电磁阀，为安全和便于控制，控制器和控制气源的电磁阀均安装在浮载板上方，增益管17、微纳米气泡发生器8均和增压泵7同轴布置，连接杆12垂直于水面，横轴24与浮载板6的连接处位于增压泵7轴线在浮载板6上的投影线上。
[0006]本发明提高了微纳米气泡的发生效率和发生量，提高了水体中微纳米气泡的利用率，降低了设备制造成本和运行成本，有效解决了传统电源对机器使用的限制，是微纳米气泡发生装置上的创新。
【附图说明】
[0007]图1为本发明整体结构连接示意图，其中浮载板以上为水上部分，浮载板以下为水下部分。
[0008]图2为本发明微纳米气泡发生器主视图。
[0009]图3为本发明微纳米气泡发生器侧视图。
[0010]图4为本发明微纳米气泡发生器俯视图。
[0011]图5为本发明增益管主视图。
[0012]图6为本发明增益管侧视图。
[0013]图7为本发明增益管剖视图。
[0014]图8为本发明缓释节流片主视图。
【具体实施方式】
[0015]以下结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步详细说明。
[0016]由图1-8给出，本发明包括太阳能电池板、储电瓶、浮载板和微纳米气泡发生器，太阳能电池板1、储电瓶2、空气压缩机4均安装在浮载板6的上方，露出水面以上，浮载板6的前端横轴24上装有电机9，电机9前部有固定在垂直挡板25上的压力开关11，用来控制电机电源，垂直挡板25装在横轴24最前端，太阳能电池板I与储电瓶2相连接，储电瓶2经第一导线14分别与空气压缩机4、增压泵7、电机9相连接，储电瓶2经第二导线15与控制器3、微纳米气泡发生器8的腔内压力传感器和控制气源的电磁阀5相连接，增压泵7经增压泵固定杆16装在浮载板6的下方，空气压缩机4通过导气管13与增压泵7的入水口相连接，微纳米气泡发生器8通过入水口 18与增压泵7出水口相连接，增益管17的入水口 22与微纳米气泡发生器8的出水口 20相连接，微纳米气泡发生器8侧壁上有螺纹接口19，螺纹接口 19连接微纳米气泡发生器8的腔内压力传感器，微纳米气泡发生器8的入水口 18通过外螺纹与增压泵出水口内螺纹相连接，电机9通过连接杆12与驳轮10相连接，6支驳杆26呈中心对称辐射状装在驳轮10上，6支驳杆在同一水平面内，增压泵7、微纳米气泡发生器8、增益管17、连接杆12均装在浮载板6下方，浸没在水面以下，太阳能电池板的储电瓶2通过第一导线14对空气压缩机4、增压泵7、电机9供电，同时通过第二导线15对控制器3、微纳米气泡发生器8的腔内压力传感器和控制气源的电磁阀5供电，压力传感器将压力信息通过第二导线15反馈给控制器3，控制器根据腔内压力控制气源电磁阀5，为安全和便于控制，控制器和电磁阀均安装在浮载板6上方，增益管17、微纳米气泡发生器8均和增压泵7同轴布置，连接杆12垂直于水面，横轴24与浮载板6的连接处位于增压泵7轴线在浮载板6上的投影线上。
[0017]为了保证使用效果，所述的浮载板6为长l-3m、宽0.5_lm、厚5_10cm的船形。
[0018]所述的增压泵固定杆16至少有2个，均为长度0.5m-1.5m，Φ l_2cm的钢筋或外径3_5cm、壁厚2_5mm的钢管。
[0019]所述的连接杆12为长度0.2m-lm，Φ 2_4cm的钢筋或外径5_8cm、壁厚2_5mm的钢管。
[0020]所述的驳杆26为长度0.2m-0.5m，Φ l_2cm的钢筋或外径3_5cm、壁厚2_5mm的钢管。
[0021]所述的螺纹接口 19内螺纹与微纳米气泡发生器8的腔内压力传感器外螺纹相匹配。
[0022]所述的微纳米气泡发生器8出水口 20为内径20_30mm的外螺纹接口。
[0023]所述的增益管17的入水口 22外螺纹与微纳米气泡发生器8的出水口 20的内螺纹相匹配，增益管17为长20-150cm，内径15-20mm的钢管，钢管上有一条沿轴线方向贯通单壁的狭缝21，狭缝21宽度为l-5mm0
[0024]所述的增益管17的入水口 22与微纳米气泡发生器8的出水口 20之间装有缓释节流片23，缓释节流片23为与增益管入水口 22等内径的圆形金属片，金属片厚度为
1.5-4.5mm，圆心处有一直径l_5mm的缓释节流孔27。
[0025]所述的控制器为程序控制器或单片机8051控制器。
[0026]所述的微纳米气泡发生器8的腔内压力传感器为市售产品(现有技术)，如彪贺(上海)仪器仪表有限公司的PH102防水型压力传感器，在本发明中安装位置为微纳米气泡发生器腔侧壁(图中19)处，控制气源的电磁阀5也为市售产品，如上海金钢自控阀门有限公司的JGZCA系列的常闭式电磁阀。
[0027]本发明的使用情况是，太阳能电池I将能量存储于储电瓶2中，经储电瓶2进行调节后对空气压缩机4、增压泵7、电机9、压力传感器、电磁阀5、控制器等供电，空气经由空气压缩机4压缩后通过导气管13进入增压泵7入水口，与水流一起经由增压泵7加压溶解后进入微纳米气泡发生器8的入水口 18，气体进一步溶解后气水混合流由微纳米气泡发生器8的出水口 20进入缓释节流片的缓释节流孔，经缓释节流后气体以微纳米气泡的形式析出，进入增益管17，在增益管17中经折流、水气流互相剪切、碰撞等过程使气泡量进一步增加，由于增益管17的入水口 22处气水流流速大，形成负压，使外部水经由狭缝自增益管入水口 22处附近进入增益管17，增加水的流量，减小气泡分散浓度，减小气泡的合并机率。在增益管17远离入水口 22的一端，增益管17内压力变大，气水混合流由管内向管外涌出，增加气水混合液体的分散空间，减少气泡混合浓度，最大限度的提高微纳米气泡的形成效率与分散效果。最后，大量含有微纳米气泡的气水混合液体从增益管末端喷出。
[0028]在本发明使用过程中，不同的气水比会导致微纳米气泡发生器8内部压力变化，使用压力传感器对微纳米气泡发生器8内部的压力进行传感，当压力偏离正常值时，传感器将信号反馈给控制器3，控制器根据腔内压力控制电磁阀5的开闭以调节气流压力从而使微纳米气泡传感器8中压力恢复正常，当微纳米气泡发生器8内部的压力通过电磁阀5无法调节回正常值时，传感器把信息反馈给控制器3，控制器3便断开电源，使机器停止工作，并发出警报，提醒管理人员进行维修。