一種具有避障功能的浮游太陽能曝氣與超聲波除藻裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種具有避障功能的浮游太陽能曝氣與超聲波除藻裝置。包括一以浮游式工作方式在水面上運(yùn)行的船體，浮游式包括漂浮與游動(dòng)，所述船體的前部安裝有實(shí)現(xiàn)船體對水面障礙物規(guī)避的紅外避障裝置，所述船體后部位于水面下方安裝有用于向水體供氧的曝氣裝置，所述船體的前部周側(cè)還設(shè)置有用于發(fā)射超聲波去除及抑制藻類生長的若干超聲波換能器，所述船體的后部相對于水平面還傾斜設(shè)置有太陽能板，該太陽能板將轉(zhuǎn)換的電能傳輸給設(shè)置于船體上的供電系統(tǒng)，以供整個(gè)裝置使用，所述船體的尾部還設(shè)置有實(shí)現(xiàn)船體游動(dòng)的螺旋槳推進(jìn)器，本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了裝置遇障礙物轉(zhuǎn)彎，并通過曝氣裝置提高水體自凈能力，提高治理藍(lán)藻水華的效率，造價(jià)、運(yùn)行成本低。
【專利說明】
一種具有避障功能的浮游太陽能曝氣與超聲波除藻裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種具有避障功能的浮游太陽能曝氣與超聲波除藻裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]藍(lán)藻水華所引起的環(huán)境問題越來越受到社會各界的關(guān)注。2015年7月國務(wù)院發(fā)布《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》(簡稱“水十條”)，旨在2030年改善全國水環(huán)境質(zhì)量?！八畻l”要求深化重點(diǎn)流域污染防治，對排入富營養(yǎng)河流湖泊的N、P元素進(jìn)行監(jiān)測，同時(shí)控制富營養(yǎng)化水體水華。
[0003]傳統(tǒng)的除藻方法有遮光、混凝、絮凝、氯化、光分解等。傳統(tǒng)的除藻方法都是采用大規(guī)模的殺死藻類，導(dǎo)致藻細(xì)胞內(nèi)的藻毒素釋放到水體中，雖然傳統(tǒng)的方法達(dá)到了除藻的效果，但藻毒素的釋放卻給環(huán)境安全帶來了更進(jìn)一步的威脅。
[0004]超聲技術(shù)是近年來發(fā)展起來的一種新型環(huán)境技術(shù)，主要原理是利用超聲產(chǎn)生的空化作用、自由基效應(yīng)等直接去除水中三鹵甲烷前體物、消毒后形成的消毒副產(chǎn)物、持久性有機(jī)污染物、內(nèi)分泌干擾物、藻毒素、有毒有害的難降解有機(jī)物等，因此，在水處理中的應(yīng)用越來越廣泛。近年來人們發(fā)現(xiàn)超聲能夠有效抑制藻類的生長，并且在尋找合適的超聲參數(shù)范圍使得超聲技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)抑制藻類生長的同時(shí)又不使藻毒素釋放到水體中。
[0005]之前相類似的超聲除藻裝置雖然能夠去除藻類，但在實(shí)際使用過程中發(fā)現(xiàn)當(dāng)裝置遇到水體中雜草阻擋時(shí)則無法繼續(xù)工作，這使得裝置的除藻效率大大降低，同時(shí)一般除藻裝置固定于岸邊，作用范圍很小。另外，由于富營養(yǎng)化水體中一般缺乏溶解氧，水體自凈能力低，這也是降低除藻裝置效率的一個(gè)原因。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型的目的在于提供一種具有避障功能的浮游太陽能曝氣與超聲波除藻裝置，該裝置造價(jià)、運(yùn)行成本低;利用曝氣裝置增加水體含氧量，提高裝置處理藍(lán)藻水華的效率;利用紅外線感應(yīng)湖面上的障礙物，通過控制板控制裝置及時(shí)規(guī)避障礙物，實(shí)驗(yàn)裝置智能避障功能;利用太陽能作為動(dòng)力源，綠色環(huán)保，節(jié)能減排。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種具有避障功能的浮游太陽能曝氣與超聲波除藻裝置，包括一以浮游式工作方式在水面上運(yùn)行的船體，浮游式包括漂浮與游動(dòng)，所述船體的前部安裝有實(shí)現(xiàn)船體對水面障礙物規(guī)避的紅外避障裝置，所述船體后部位于水面下方安裝有用于向水體供氧的曝氣裝置，所述船體的前部周側(cè)還設(shè)置有用于發(fā)射超聲波去除及抑制藻類生長的若干超聲波換能器，所述船體的后部相對于水平面還傾斜設(shè)置有太陽能板，該太陽能板將轉(zhuǎn)換的電能傳輸給設(shè)置于船體上的供電系統(tǒng)，以供整個(gè)裝置使用，所述船體的尾部還設(shè)置有實(shí)現(xiàn)船體游動(dòng)的螺旋槳推進(jìn)器。
[0008]在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，還包括一與所述超聲波換能器連接的超聲波發(fā)生器，該超聲波發(fā)生器由所述供電系統(tǒng)供電，所述超聲波發(fā)生器由信號發(fā)生器和功率放大器組成。
[0009]在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述供電系統(tǒng)包括依次連接的太陽能控制器、蓄電池、用于控制蓄電池工作時(shí)間的時(shí)間控制器和逆變器，所述太陽能控制器和時(shí)間控制器分別用于控制太陽能板和蓄電池的工作時(shí)間，以保證發(fā)電量低于蓄電池電容量，所述逆變器用于將蓄電池輸出的直流電轉(zhuǎn)化為220V交流電，輸出給所述信號發(fā)生器。
[0010]在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述螺旋槳推進(jìn)器包括與所述逆變器連接的電機(jī)調(diào)速開關(guān)、電動(dòng)機(jī)和螺旋槳;所述電機(jī)調(diào)速開關(guān)通過控制電動(dòng)機(jī)來控制螺旋槳的轉(zhuǎn)速，以控制船體在水面上的游動(dòng)速度，進(jìn)而控制整個(gè)裝置的除藻作用范圍。
[0011]在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述曝氣裝置與所述逆變器連接，所述曝氣裝置還經(jīng)配氣裝置連接一曝氣頭，以便于曝氣裝置通過曝氣頭向水體釋放氧氣。
[0012]在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述紅外避障裝置包括與時(shí)間控制器連接的紅外線傳感器、與紅外線傳感器連接且用于控制船體游動(dòng)方向的控制板，所述控制板還連接至所述電動(dòng)機(jī)。
[0013]在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述超聲波換能器頻率范圍20kHz?100kHz。
[0014]在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述的裝置設(shè)計(jì)外形采用最寬處置于中間靠后的流線形體。
[0015]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型具有以下有益效果:
[0016]①采用避障裝置，利用紅外線感應(yīng)前方障礙物，通過控制板控制裝置方向，實(shí)現(xiàn)裝置遇障礙物轉(zhuǎn)彎的功能，增強(qiáng)了裝置的實(shí)用性；
[0017]②采用曝氣裝置，提高水體自凈能力，進(jìn)一步提高了裝置除藻的效率。
【附圖說明】
[0018]圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；其中，1、超聲波發(fā)生器;2、超聲波換能器;3、太陽能板;4、螺旋槳;5、供電系統(tǒng);6-1，6-2，6-3、紅外線感應(yīng)裝置;7、曝氣裝置;8、配氣裝置;9、曝氣孔;10、控制板。
[0019]圖2是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖3是本實(shí)用新型工作原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行具體說明。
[0022]本實(shí)用新型的一種具有避障功能的浮游太陽能曝氣與超聲波除藻裝置，包括一以浮游式工作方式在水面上運(yùn)行的船體，浮游式包括漂浮與游動(dòng)，所述船體的前部安裝有實(shí)現(xiàn)船體對水面障礙物規(guī)避的紅外避障裝置，所述船體后部位于水面下方安裝有用于向水體供氧的曝氣裝置，所述船體的前部周側(cè)還設(shè)置有用于發(fā)射超聲波去除及抑制藻類生長的若干超聲波換能器(還包括一與所述超聲波換能器連接的超聲波發(fā)生器，該超聲波發(fā)生器由所述供電系統(tǒng)供電，所述超聲波發(fā)生器由信號發(fā)生器和功率放大器組成，所述超聲波換能器頻率范圍20kHz?100kHz)，所述船體的后部相對于水平面還傾斜設(shè)置有太陽能板，該太陽能板將轉(zhuǎn)換的電能傳輸給設(shè)置于船體上的供電系統(tǒng)，以供整個(gè)裝置使用，所述船體的尾部還設(shè)置有實(shí)現(xiàn)船體游動(dòng)的螺旋槳推進(jìn)器。
[0023]所述供電系統(tǒng)包括依次連接的太陽能控制器、蓄電池、用于控制蓄電池工作時(shí)間的時(shí)間控制器和逆變器，所述太陽能控制器和時(shí)間控制器分別用于控制太陽能板和蓄電池的工作時(shí)間，以保證發(fā)電量低于蓄電池電容量，所述逆變器用于將蓄電池輸出的直流電轉(zhuǎn)化為220V交流電，輸出給所述信號發(fā)生器。所述螺旋槳推進(jìn)器包括與所述逆變器連接的電機(jī)調(diào)速開關(guān)、電動(dòng)機(jī)和螺旋槳;所述電機(jī)調(diào)速開關(guān)通過控制電動(dòng)機(jī)來控制螺旋槳的轉(zhuǎn)速，以控制船體在水面上的游動(dòng)速度，進(jìn)而控制整個(gè)裝置的除藻作用范圍。
[0024]所述曝氣裝置與所述逆變器連接，所述曝氣裝置還經(jīng)配氣裝置連接一曝氣頭，以便于曝氣裝置通過曝氣頭向水體釋放氧氣。所述紅外避障裝置包括與時(shí)間控制器連接的紅外線傳感器、與紅外線傳感器連接且用于控制船體游動(dòng)方向的控制板，所述控制板還連接至所述電動(dòng)機(jī)。
[0025]所述的裝置設(shè)計(jì)外形采用最寬處置于中間靠后的流線形體。
[0026]以下具體講述本實(shí)用新型技術(shù)方案。
[0027]本實(shí)用新型是一種具有避障功能的浮游太陽能曝氣與超聲波除藻裝置，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1和圖2所示。電池內(nèi)儲存的電能由太陽能板3和供電系統(tǒng)5將太陽能轉(zhuǎn)化的。供電系統(tǒng)5主要包括:太陽能控制器、蓄電池、時(shí)間控制器和逆變器。蓄電池和太陽能板的工作時(shí)間分別由時(shí)間控制器和太陽能控制器控制。光能經(jīng)太陽能板后被轉(zhuǎn)化為電能，當(dāng)蓄電池內(nèi)的電能儲量達(dá)到設(shè)定值時(shí)便可向超聲波發(fā)生器1、電動(dòng)機(jī)、紅外線感應(yīng)裝置6和曝氣裝置7供電，超聲波除藻裝置啟動(dòng)運(yùn)行。
[0028]圖3是裝置的工作原理圖，電能能過供電系統(tǒng)內(nèi)的逆變器將直流電轉(zhuǎn)化為裝置所需要的220V交流電，交流電被輸送至超聲波發(fā)生器、電動(dòng)機(jī)和曝氣裝置。供電系統(tǒng)所提供的交流電流經(jīng)信號發(fā)生器、功率放大器和換能器后，最終被轉(zhuǎn)換為特定頻率的超聲波信號。超聲波換能器的特定頻率是根據(jù)不同頻率超聲對藻細(xì)胞去除率優(yōu)選而確定的，裝置可以根據(jù)水體中不同優(yōu)勢藻種選取不同頻率進(jìn)行處理，對于藍(lán)藻，可采用20?100 kHz ο
[0029]供電系統(tǒng)所提供的交流電流經(jīng)電機(jī)調(diào)速開關(guān)和電動(dòng)機(jī)，為裝置提供工作所需的動(dòng)力。供電系統(tǒng)所提供的交流電流經(jīng)信號發(fā)生器和功率放大器后被轉(zhuǎn)換為高頻交流電信號，從而為曝氣裝置提供所需電能。曝氣裝置7通電后，壓縮空氣進(jìn)入配氣裝置8通過曝氣孔9向受污染水體供氧，增大水中溶解氧的含量。在供電系統(tǒng)內(nèi)還未流經(jīng)逆變器的一部分直流電直接輸送至紅外線傳感器內(nèi)，利用紅外線感應(yīng)前方障礙物距離產(chǎn)生信號，通過電路控制板1控制除藻裝置的方向，從而實(shí)現(xiàn)遇到障礙物轉(zhuǎn)彎。
[0030]以上是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，凡依本實(shí)用新型技術(shù)方案所作的改變，所產(chǎn)生的功能作用未超出本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍時(shí)，均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有避障功能的浮游太陽能曝氣與超聲波除藻裝置，包括一以浮游式工作方式在水面上運(yùn)行的船體，浮游式包括漂浮與游動(dòng)，其特征在于:所述船體的前部安裝有實(shí)現(xiàn)船體對水面障礙物規(guī)避的紅外避障裝置，所述船體后部位于水面下方安裝有用于向水體供氧的曝氣裝置，所述船體的前部周側(cè)還設(shè)置有用于發(fā)射超聲波去除及抑制藻類生長的若干超聲波換能器，所述船體的后部相對于水平面還傾斜設(shè)置有太陽能板，該太陽能板將轉(zhuǎn)換的電能傳輸給設(shè)置于船體上的供電系統(tǒng)，以供整個(gè)裝置使用，所述船體的尾部還設(shè)置有實(shí)現(xiàn)船體游動(dòng)的螺旋槳推進(jìn)器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有避障功能的浮游太陽能曝氣與超聲波除藻裝置，其特征在于:還包括一與所述超聲波換能器連接的超聲波發(fā)生器，該超聲波發(fā)生器由所述供電系統(tǒng)供電，所述超聲波發(fā)生器由信號發(fā)生器和功率放大器組成。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有避障功能的浮游太陽能曝氣與超聲波除藻裝置，其特征在于:所述供電系統(tǒng)包括依次連接的太陽能控制器、蓄電池、用于控制蓄電池工作時(shí)間的時(shí)間控制器和逆變器，所述太陽能控制器和時(shí)間控制器分別用于控制太陽能板和蓄電池的工作時(shí)間，以保證發(fā)電量低于蓄電池電容量，所述逆變器用于將蓄電池輸出的直流電轉(zhuǎn)化為220V交流電，輸出給所述信號發(fā)生器。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種具有避障功能的浮游太陽能曝氣與超聲波除藻裝置，其特征在于:所述螺旋槳推進(jìn)器包括與所述逆變器連接的電機(jī)調(diào)速開關(guān)、電動(dòng)機(jī)和螺旋槳;所述電機(jī)調(diào)速開關(guān)通過控制電動(dòng)機(jī)來控制螺旋槳的轉(zhuǎn)速，以控制船體在水面上的游動(dòng)速度，進(jìn)而控制整個(gè)裝置的除藻作用范圍。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種具有避障功能的浮游太陽能曝氣與超聲波除藻裝置，其特征在于:所述曝氣裝置與所述逆變器連接，所述曝氣裝置還經(jīng)配氣裝置連接一曝氣頭，以便于曝氣裝置通過曝氣頭向水體釋放氧氣。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種具有避障功能的浮游太陽能曝氣與超聲波除藻裝置，其特征在于:所述紅外避障裝置包括與時(shí)間控制器連接的紅外線傳感器、與紅外線傳感器連接且用于控制船體游動(dòng)方向的控制板，所述控制板還連接至所述電動(dòng)機(jī)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有避障功能的浮游太陽能曝氣與超聲波除藻裝置，其特征在于:所述超聲波換能器頻率范圍20kHz?10kHz。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有避障功能的浮游太陽能曝氣與超聲波除藻裝置，其特征在于:所述的裝置設(shè)計(jì)外形采用最寬處置于中間靠后的流線形體。
【文檔編號】C02F7/00GK205556255SQ201620272091
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年4月5日
【發(fā)明人】范功端, 陳薇, 羅靜, 林修詠, 許仁星, 林茹晶, 蘇昭越
【申請人】福州大學(xué)