一種池塘水動力形成裝備及方法
【專利摘要】本發明公開了一種池塘水動力形成裝備及方法，包括潛水式結構且浮力可調的浮體、減速箱、電機、涌浪葉片和提水葉輪，減速箱的輸出端設有差速轉動的提水轉軸和涌浪轉軸，提水轉軸的轉動速度高于涌浪轉軸，提水葉輪和提水轉軸相連，涌浪葉片通過連接架與涌浪轉軸相連，涌浪葉片與連接架可轉動相連。本發明結構緊湊，操作簡單，集水動力和增氧功能于一體并可自動啟停，在池塘養殖最適宜氧濃度、最大水體溶氧能力和警戒溶氧濃度這三種條件下達到增氧過程中最大程度的節能，增氧效果好，并能保證各部分水體氧濃度的均勻，實現了池塘水體復合式、低能耗的水動力形成及增氧，很好地保護了電機且保證魚類的正常生活。
【專利說明】
一種池塘水動力形成裝備及方法
技術領域
[0001]本發明涉及水產養殖領域，特別涉及到一種池塘水動力形成裝備及方法。
【背景技術】
[0002]在水產養殖中通常會用到增氧機，用以增加水中的氧氣含量以確保水中的魚類不會缺氧，同時也能抑制水中厭氧菌的生長，防止池水變質威脅魚類生存環境。增氧機一般分為水車式、葉輪式、涌浪式、射流式和噴水式。目前常用的增氧機主要有水車式、葉輪式和涌浪式三種。
[0003]然而，傳統的增氧機不僅增氧方法單一，只能對水體的某一層進行增氧，無法保證水體中各個層的氧濃度均勻，使用范圍受到池塘和魚類養殖密度等的限制，增氧效果不理想，單位面積增氧能耗大，增氧效率較低。葉輪式增氧機噪聲較大，影響魚類的生長，在池水較淺地方會把污泥攪起，造成池水渾濁，不適用于淺水池塘；水車式增氧機機械故障率較高，增氧面積不廣，只適用于淺水池塘和長方形池塘；涌浪式增氧機雖然增氧水域面積較廣，但只對中上層水體有增氧效果，對下層缺氧水體增氧效果并不理想。在實際使用的過程中用戶需要根據池塘的狀況選擇一種或多種類型的增氧機，水產養殖的投入大，養殖成本尚O
[0004]水產養殖類池塘水體的最適宜氧濃度為大致為3mg/L至6mg/L之間，魚類生存最低氧濃度為I.5mg/L，1.5mg/L是警戒溶氧濃度，低于這個濃度時魚類生存就會受到威脅。在控制方面，傳統的增氧機的控制大多根據天氣和操作人員的經驗判斷人為地啟停增氧機，操作繁瑣，而且無法準確判斷和控制水體中的含氧量，對魚類的正常生存造成一定的威脅。
[0005]目前市場上的一些遙控式增氧機可通過測量水體中某個點處的溶解氧濃度從而控制增氧機的啟停，但由于水體中的溶解氧存在一定的擴散作用，濃度高處的溶解氧會向溶度低處擴散，水體中的溶解氧處于動態變化的過程，采用這種單一的控制方式無法準確有效地根據水體中溶解氧的含量判斷開關機，在實際使用的過程中會導致增氧機的開關機頻繁，不僅能耗大，對設備也會造成一定的損傷。并且，在養殖池塘中各部分水體的溶氧情況也不一樣，各部分的氧氣濃度也有所差別，上表面水體溶氧能力較好，中部溶氧能力一般，下部最差，現有的增氧方式無法保證各部分水體均勻增氧。與此同時，水體的溫度直接影響了水體氧氣溶解的能力，在一定溫度下水體溶解氧的能力是有限的，在有限的溶解下當達到水體最大氧溶解能力極限，或已達到最適宜養殖溶氧濃度時繼續開機，就會造能耗浪費。而且，在不同的溫度下水體的氧濃度都有一個極限值，當達到這個值后繼續增氧就是無效的，甚至會造成上層水體富氧化使魚得“氣泡病”。
[0006]因此有必要在池塘養殖水體的最適宜氧濃度、最大水體溶氧能力和警戒溶氧濃度這三種條件下提出一個自動啟停且節能有效的增氧裝置和方法以解決以上問題。
【發明內容】
[0007]本發明的目的在于針對現有技術中的不足，提供一種池塘水動力形成裝備及方法，以解決上述問題。
[0008]本發明所解決的技術問題可以采用以下技術方案來實現:
[0009]—種池塘水動力形成裝備，包括浮體、減速箱以及用于驅動減速箱的電機，還包括涌浪葉片以及設于減速箱底部的提水葉輪，減速箱的輸出端設有差速轉動的提水轉軸和涌浪轉軸，提水轉軸的轉動速度高于涌浪轉軸，提水葉輪和提水轉軸相連，涌浪葉片設于提水葉輪的外周的上端，涌浪葉片通過連接架與涌浪轉軸相連，涌浪葉片與連接架可轉動相連；浮體為潛水式結構且浮力可調。
[0010]進一步的，所述減速箱包括殼體，殼體內設有與電機的輸出軸相連的主動齒輪，主動齒輪的一側設有從動軸，從動軸上從上下往下依次固定穿設有第一齒輪、第二齒輪和第三齒輪，主動齒輪與第一齒輪嚙合并帶動其轉動，主動齒輪的下端依次設有第四齒輪和第五齒輪，第二齒輪與第四齒輪嚙合并帶動其轉動，第三齒輪與第五齒輪嚙合并帶動其轉動，第四齒輪和第三齒輪的齒數的乘積小于第五齒輪和第二齒輪的齒數的乘積，第四齒輪與提水轉軸相連，第五齒輪與涌浪轉軸相連;涌浪轉軸的內部空心形成容納腔，提水轉軸穿過第五齒輪的中心且穿設于容納腔內，提水轉軸的長度大于涌浪轉軸且提水轉軸的底部露出容納腔。
[0011 ]進一步的，所述連接架為浮式結構，包括若干浮桿和環形浮圈，若干浮桿的一端相連形成放射狀結構，浮桿沿環形浮圈的徑向設置，涌浪轉軸的底部與連接架的中心相連。
[0012]進一步的，所述涌浪葉片包括可調葉片和調節底板，可調葉片的一端通過轉軸件與連接架的邊沿可轉動相連，調節底板設于可調葉片的下端且與連接架固定相連，調節底板為扇形結構，調節底板的弧形邊沿上均勻設有若干調節孔，可調葉片的底部通過調節孔與調節底板相連。
[0013]進一步的，所述可調葉片為弧形面結構，可調葉片的底部設有連接座，可調葉片通過連接座與調節底板相連，可調葉片與連接座之間設有加強塊，可調葉片上延其長度方向開設有若干曝氣長孔，可調葉片的頂端露出調節底板，且在露出端的底部開設有曝氣圓孔。
[0014]進一步的，所述提水葉輪為螺旋槳;所述浮體為水滴狀結構，且靠近涌浪轉軸的一端的體積大于遠離涌浪轉軸的一端，浮體的數量至少為3個，浮體的內部中空形成儲水腔，浮體上設有與儲水腔相連通的注水口，還設有用于調節浮體浮力的刻度標注線，浮體的頂端的水平高度不高于涌浪葉片底部的水平高度。
[0015]進一步的，所述還包括用于控制電機啟停的自動啟停控制系統，所述自動啟停控制系統包括用于分別檢測水體溫度和氧濃度的溫度傳感器和溶氧傳感器、對溫度傳感器和溶氧傳感器的輸出信號進行調控的信號調理模塊、對信號調理模塊的輸出信號進行數模轉換的16位A/D采樣電路模塊、對16位A/D采樣電路模塊的輸出信號進行處理后得出當前水體溫度和最大溶解氧并依此判別是否啟停電機的處理模塊以及對處理器模塊產生的信號進行控制電機啟停的PLC控制模塊。
[0016]一種池塘水動力形成的方法，在距離岸邊2?3米處根據池塘深度在池塘水體0.5?1.5米的上層、2.5?3米的中層以及最大深度不超過4米的下層分別放置一個溶氧傳感器和一個溫度傳感器，溶氧傳感器和溫度傳感器的信號經信號調理模塊后連接16位A/D采樣電路模塊，而后將信號傳給處理器模塊，處理器模塊處理的判別結果傳入PLC控制模塊從而控制增氧機的電機的啟停;通過處理器模塊導入各水層間氧濃度的最大差值C，以及不同水體溫度下所對應的最大溶氧量M的數據庫，具體方法為:
[0017](I)根據溫度傳感器的信號判斷當前各水層的溫度，由處理器模塊得出各水層水體在當前溫度下的最大溶氧量M，上層的最大溶氧量為Mlmg/L、中層的為M2mg/L、下層的為M3mg/L；
[0018](2)根據溶氧傳感器的信號判斷出當前各層氧濃度T，上層的溶解氧濃度為Tlmg/L、中層的為T2mg/L、下層的為T3mg/ ；
[0019](3)判斷當前各層氧濃度T是否有低于1.5mg/L的值，若有則開機，開機后判斷是否當前各層氧濃度T都達到3mg/L以上，若達到并且當有某一水層的氧濃度T達到最大值P時則關機;若當前各層氧濃度T無低于1.5mg/L的則繼續判斷當前各層氧濃度T是否有低于3mg/L的，若無則不開機，若有則繼續判斷當前各水層氧濃度T的差值τι-τζζα'τι-τβζεζ'τζ-Β=。 中是否至少有一個的差值大于最大差值 C，若有則開機，若無則不開機。
[°02°]進一步的，所述當前溫度下的最大溶氧量M大于6mg/L時最大值P取6mg/L，當前溫度下的最大溶氧量M小于6mg/L時最大值P取M的值。
[0021 ]進一步的，所述PLC控制模塊包括一端相連的自動開啟開關SQl、手動開啟開關SBl和手動停止開關SB2，自動開啟開關SQl、手動開啟開關SBl的手動停止開關SB2的另一端分別與X0、X1和X2相連，還包括一端分別與Y0、Y1和Y2相連的交流接觸器KM、正常工作指示燈Tl和非正常工作指示燈Τ2，交流接觸器ΚΜ、正常工作指示燈Tl和非正常工作指示燈Τ2的另一端與增氧機的電機的輸入端相連;處理器模塊與自動開啟開關SQl相連，當自動開啟開關SQI接通后，XO閉合，繼電器線圈YO得電，電機接通并自鎖；當自動開啟開關SQI斷開，則通路斷開，電機停止運行;通過手動按下手動停止開關SB2使對電機運行時進行手動停止;在自動開啟開關SQl沒有接通的情況下通過手動按下手動開啟開關SBl對電機進行手動開啟。
[0022]與現有技術相比，本發明的有益效果如下:
[0023]通過涌浪葉片的轉動角度調整來控制造浪的大小，在面積低強度增氧時將涌浪葉片的角度調小，從而可有效降低電機的功率達到節能的目的。涌浪葉片與連接架連接可靠，且調節和維修十分方便。涌浪葉片在涌浪的同時，可形成曝氣氣流，從而增強增氧效果。
[0024]通過浮體不僅可以將整機浮設于水上，同時使涌浪葉片產生的波浪在水面能更好地延伸展開，有效避免浮體對造浪的影響，使波浪推進范圍更廣，還可以使淺層的水被推出去時能夠更好地延伸展開。
[0025]提水葉輪的轉速比涌浪葉片的轉速快，很好地保證被涌浪葉片推出去的水都為缺氧水體，水體的增氧充分且噪聲小，同時使電機效率不浪費，增強了水體中氧濃度的擴散作用，使水體各層的氧濃度逐步均勻。
[0026]連接架的不僅可輔助浮體將本裝置浮于水面上，同時在工作的過程中水和空氣的阻力較小，大大減少了電機輸出的能量的不必要損耗，在帶動涌浪葉片轉動的過程中自身也能形成涌浪，增強了涌浪增氧的效果。
[0027]提水葉輪采用螺旋槳，使提水的轉動功率小，更加節能。提水葉輪可以將池塘中下層的缺氧水體攪動提升到水面上，但不會將池塘底部的淤泥攪起，同時也不會引起較大的噪音影響魚類的生長。提水葉輪將下層缺氧水體提升以后，涌浪葉片將水體以浪的形式在水面推開，增大缺氧水體與空氣的接觸面積，很好地實現了增氧效果，使池塘中下層水體也可以達到和上層水體同樣的增氧效果，實現了池塘水體的“一體化”增氧。
[0028]本發明解決了目前市面上增氧機增氧形式單一，增氧效果不理想的問題，還可減少能耗，降低水產養殖成本，同時水產養殖戶可根據天氣和池塘狀況調節增氧效果，無需采購多種增氧機，減少設備投入。本發明結構緊湊，操作簡單，集水動力和增氧功能于一體并可自動啟停，在池塘養殖最適宜氧濃度、最大水體溶氧能力和警戒溶氧濃度這三種條件下達到增氧過程中最大程度的節能，并能實現各部分水體氧濃度的均勻。可實現1.5kw的功耗增氧有效水域8?12畝，大大降低了單位面積增氧的能耗。可在多種水域中應用，擺脫了池塘形狀和大小的約束，可保證池塘內的溶氧量在一個合適的范圍內，并且避免了在無需開機的情況下造成的功耗浪費，節能的電機啟動方法結合設備本身的節能設計更可以達到節省能耗的效果。本發明具有上下水體交換功能，能進將富氧水層的水帶入溶氧量較少的水層，很好地避免了傳統的增氧機一旦檢測到氧含量低于設定值使電機頻繁啟停的情況發生，很好地保護了電機且保證魚類的正常生活。本發明除了能自動啟停以外也可以手動的啟停控制，能保證在特殊情況下進行人為開關機，給用戶提供了靈活處理停開機的選擇。
【附圖說明】
[0029]圖1為本發明所述的池塘水動力形成裝備的結構示意圖。
[0030]圖2為本發明所述的電機和減速箱的局部剖視圖。
[0031 ]圖3為本發明所述的連接架和涌浪葉片的結構示意圖。
[0032]圖4為本發明的圖3中所述的涌浪葉片的局部放大示意圖。
[0033]圖5為本發明所述的池塘水動力形成的方法的流程圖。
[0034]圖6為本發明所述的池塘水動力形成的方法的邏輯流程示意圖。
[0035]圖7為本發明所述的PLC控制模塊的接線圖。
[0036]圖8為本發明所述的PLC控制模塊的主程序的流程圖。
【具體實施方式】
[0037]為使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合【具體實施方式】，進一步闡述本發明。
[0038]參見圖1?圖8，本發明所述的一種池塘水動力形成裝備，包括潛水式結構且浮力可調的浮體10、涌浪葉片20、減速箱30以及用于驅動減速箱30的電機40，還包括設于減速箱30底部的提水葉輪50。減速箱30的輸出端設有差速轉動的提水轉軸51和涌浪轉軸21。提水轉軸51的轉動速度高于涌浪轉軸21，使提水葉輪50的轉速比涌浪葉片20的轉速快，從而保證被涌浪葉片20推出去的水都為缺氧水體，水體的增氧充分且噪聲小，同時使電機40效率不浪費。氧濃度低的水被提水葉輪50提起并通過涌浪葉輪20推出去后，增強了水體中氧濃度的擴散作用，使氧濃度高的地方將氧濃度低的擴散，從而使水體各層的氧濃度逐步均勻。提水葉輪50和提水轉軸51相連。涌浪葉片20設于提水葉輪50的外周的上端。涌浪葉片20通過連接架60與涌浪轉軸21相連，使用的過程中通過涌浪轉軸21帶動連接架60從而帶動涌浪葉片20進行轉動涌浪。涌浪葉片20的角度可調節，涌浪葉片20與連接架60可轉動相連。減速箱30的兩端分別設有固定桿70。
[0039]減速箱30包括殼體31，殼體31內設有與電機40的輸出軸相連的主動齒輪32。主動齒輪32的一側設有從動軸33，從動軸33上從上下往下依次固定穿設有第一齒輪34、第二齒輪35和第三齒輪36。主動齒輪32與第一齒輪34嚙合并帶動其轉動。主動齒輪32的下端依次設有第四齒輪37和第五齒輪38。第二齒輪35與第四齒輪37嚙合并帶動其轉動，第三齒輪36與第五齒輪38嚙合并帶動其轉動。第四齒輪37和第三齒輪36的齒數的乘積小于第五齒輪38和第二齒輪35的齒數的乘積，從而保證提水轉軸51的轉動速度高于涌浪轉軸21。第四齒輪37與提水轉軸51相連，第五齒輪38與涌浪轉軸21相連。
[0040]涌浪轉軸的內部空心形成容納腔，提水轉軸穿過第五齒輪的中心且穿設于容納腔內，提水轉軸的長度大于涌浪轉軸且提水轉軸的底部露出容納腔。
[0041 ] 連接架60為浮式結構，包括若干浮桿61和環形浮圈62，若干浮桿61的一端相連形成放射狀結構，浮桿61沿環形浮圈62的徑向設置。在實際制造的過程中可以使浮桿61的前端略微露出環形浮圈6 2的邊沿，使浮桿61的露出端與涌浪葉片20相連。涌浪轉軸21的底部與連接架60的中心相連。這種結構不僅可輔助浮體10將本裝置浮于水面上，同時在工作的過程中水和空氣的阻力較小，大大減少了電機40輸出的能量的不必要損耗。
[0042]涌浪葉片20包括可調葉片22和調節底板23。可調葉片22的一端通過轉軸件24與連接架60的邊沿可轉動相連。調節底板23設于可調葉片22的下端且與連接架60固定相連。調節底板23為扇形結構，調節底板23的弧形邊沿上均勻設有若干調節孔25，可調葉片22的底部通過調節孔25與調節底板23相連。當然，調節底板23和調節孔25的結構不限于上述結構，只要能夠使可調葉片22的轉動角度可以調節并能很好固定的結構均適用于此。
[0043]可調葉片22為弧形面結構，可很好地將提水葉輪50提起的水兜住后以浪的形式向外推開。可調葉片22的底部設有連接座26，可調葉片22通過連接座26與調節底板23相連，連接座26上開設有與調節孔大小相適應的連接孔，通過螺栓27穿過連接孔后穿設于調節孔25中，從而將連接座26與調節底板23連接固定，使涌浪葉片20與連接架60的連接更加可靠，可調葉片22的調節十分方便，而且即使在實際使用的過程中由于可調葉片22與調節底板23的螺栓27發生松動或掉落，通過轉軸件24也可以確保可調葉片22連接在連接架60上，不至于發生可調葉片22脫離連接架60的現象，使用和維修十分方便。可調葉片22與連接座26之間設有加強塊28，使可調葉片22的強度更大。可調葉片22上延其長度方向開設有若干曝氣長孔291。可調葉片22的頂端露出調節底板23，且在露出端的底部開設有曝氣圓孔292。涌浪葉片20在涌浪的同時，通過曝氣長孔291和曝氣圓孔292可形成曝氣氣流，從而增強增氧效果。造浪的大小可通過涌浪葉片20的轉動角度調整來控制。實際應用中，如需大面積高強度增氧時，可以將涌浪葉片20的角度增大。需小面積低強度增氧時，又可以將涌浪葉片20的角度調小，從而可以降低功率達到節能的目的。涌浪葉片20的數量可根據實際需求設置，一般設置六片。調節孔25沿弧形邊沿的不同角度均勻設置，使涌浪葉片20的可調角度為0°、25°、50°、75°。涌浪葉片20的角度調整為0°時，電機40的功率最大為1.5kw;當涌浪葉片20的角度調整為75°時，電機的整體功率為角度調為0°時的89%。
[0044]提水葉輪50為螺旋槳。螺旋槳在水中的轉動功率要小于傳統葉輪式增氧機的提水葉輪件0.6kw左右，比較節能，而且可以將池塘中下層的缺氧水體攪動提升到水面上，螺旋槳的轉動沒有葉輪式增氧機葉輪劇烈，不會將池塘底部的淤泥攪起，同時也不會引起較大的噪音影響魚類的生長。提水葉輪50將下層缺氧水體提升以后，涌浪葉片20將水體以浪的形式在水面推開，增大缺氧水體與空氣的接觸面積，實現增氧效果。池塘中下層水體也可以達到和上層水體同樣的增氧效果，實現了池塘水體的“一體化”增氧。[0045 ] 浮體1通過浮體架與殼體31相連。浮體1的數量至少為3個，浮體1的內部中空形成儲水腔，浮體10上設有與儲水腔相連通的注水口 11，注水口 11上設有封蓋。浮體上還設有用于調節浮體10的浮力的刻度標注線(圖中未畫)，為了確保刻度標注線能在浮體10上保持得長久，一般將其設于浮體10的內壁上。在使用的過程中通過注水口 11向儲水腔內注入水，通過整機的重量以及由每個浮體10的浮力組成的浮力總和計算出每個浮體10中應加入的水量，從而推算出應加入的水到達刻度標注線的位置，水加入對應的刻度標注線時可以保證每個浮體10全部浸入池塘的水面下10?15cm，從而使得涌浪葉片20產生的波浪在水面能更好地延伸展開，使波浪推進范圍更廣。浮體10的頂端的水平高度不高于涌浪葉片20底部的水平高度，從而可有效避免浮體對造浪的影響。浮體1為水滴狀結構，且靠近涌浪轉軸21的一端的體積大于遠離涌浪轉軸21的一端，可以使淺層的水被推出去時更好地延伸展開。
[0046]—種池塘水動力形成的方法，是在整體增氧設備能耗降低前提下再加入自動啟停控制系統，能達到最大程度的節能。自動啟停控制系統主要由溶氧傳感器、溫度傳感器、信號調理模塊、16位A/D采樣電路模塊、處理器模塊、PLC控制模塊以及相關電線及配件組成。
[0047]在使用的過程中，在距離岸邊2?3米處根據池塘深度在池塘水體0.5?1.5米的上層、2.5?3米的中層以及最大深度不超過4米的下層分別放置一個檢測水體中溶解氧濃度的溶氧傳感器和一個檢測水體溫度的溫度傳感器。采用的溶氧傳感器的測量范圍為0.02?20mg/L，輸出的傳感式電流為20nA/0.1mg/L。根據池塘溶氧量將判斷范圍設置在300nA至1200nA之間，當然，在實際使用的過程中可根據實際養殖魚類所需的溶氧濃度設置調節范圍。溶氧傳感器和溫度傳感器的信號經信號調理模塊后連接16位A/D采樣電路模塊，而后將信號傳給處理器模塊。處理器模塊處理的判別結果傳入PLC控制模塊從而控制增氧機的電機的啟停。通過處理器模塊導入各水層間氧濃度的最大差值C，以及不同水體溫度所對應的最大溶氧量M等的數據庫。具體方法為:
[0048](I)根據溫度傳感器的信號判斷當前各水層的溫度，由處理器模塊得出各水層水體在當前溫度下的最大溶氧量M，上層的最大溶氧量為Mlmg/L、中層的為M2mg/L、下層的為M3mg/L0
[0049](2)根據溶氧傳感器的信號判斷出當前各層氧濃度T，上層的溶解氧濃度為Tlmg/L、中層的為T2mg/L、下層的為T3mg/L。
[0050](3)判斷當前各層氧濃度T是否有低于1.5mg/L的值，若有則開機。池塘里魚類的養殖密度都是不一樣的，有的養殖戶養的多，耗氧量大，3mg/L是保證大濃度養殖情況下的最佳養殖狀態，1.5mg/L是警戒溶氧濃度，但像養殖耗氧量較低的魚類或者魚塘里的魚都還是幼苗期的時候只要不低于1.5mg/L即可。本發明具有上下水體交換功能，能進將富氧水層的水帶入溶氧量較少的水層。開機后判斷是否當前各層氧濃度T都達到3mg/L以上，若達到并且當有某一水層的氧濃度T達到最大值P時則關機，因為此刻若繼續增氧不僅浪費能源同時容易導致魚類生“氣泡病”。若當前各層氧濃度T無低于1.5mg/L的則繼續判斷當前各層氧濃度T是否有低于3mg/L的，若無則不開機，因為此刻的氧濃度能夠維持魚類的正常生存，假設某一層的氧濃度為1.6mg/L，保持不開機的情況下氧濃度會很快降到1.5mg//L以下，此后就會跳轉到判斷當前各層氧濃度T是否有低于1.5mg/L的值，從而會自動開機，很好地避免了傳統的增氧機一旦檢測到氧含量低于設定值使電機頻繁啟停的情況發生，很好地保護了電機且保證魚類的正常生活。魚類的養殖密度較小時，只要保證氧濃度不低于1.5mg/L且各水層間氧濃度的最大差值相差不大即可;而且在養殖密度較小時，如果當前各層氧濃度T有低于1.5mg/L的開機以后會保證每層氧濃度都在最佳氧濃度3mg/L以上，然后很長一段時間就不用開機了。若當前各層氧濃度T無低于1.5mg/L的，但有低于3mg/L的則繼續判斷當前各水層氧濃度T的差值T1-T2 = C1、T1-T3 = C2、T2-T3 = C3中是否至少有一個的差值大于最大差值C，若有則開機，若無則不開機。各水層間氧濃度的最大差值C按實際養殖的魚的種類和需求設定，一般在養殖鱸魚的池塘設置最大差值C為0.5mg/L，根據魚類的種類和養殖密度調整最大差值C的大小。
[0051 ]當前溫度下的最大溶氧量M大于6mg/L時最大值P取6mg/L，當前溫度下的最大溶氧量M小于6mg/L時最大值P取M的值。
[0052]PLC控制模塊包括一端相連的自動開啟開關SQl、手動開啟開關SBl和手動停止開關SB2，自動開啟開關SQ1、手動開啟開關SBl的手動停止開關SB2的另一端分別與X0、X1和X2相連。還包括一端分別與Y0、Y1和Y2相連的交流接觸器KM、正常工作指示燈Tl和非正常工作指示燈Τ2，交流接觸器ΚΜ、正常工作指示燈Tl和非正常工作指示燈Τ2的另一端與增氧機的電機的輸入端相連。處理器模塊與自動開啟開關SQl相連。通過主程序設置，當自動開啟開關SQl接通后，XO閉合，繼電器線圈YO得電，電機接通并自鎖。當自動開啟開關SQl斷開，則通路斷開，電機停止運行。本發明可保證池塘內的氧濃度在一個合適的范圍內，并且避免了在無需開機的情況下造成的功耗浪費，結合設備本身的節能設計更可以達到節省能耗的效果O
[0053]本發明除了能自動啟停以外也可以手動的啟停控制，能保證在特殊情況下進行人為開關機，給用戶提供了靈活處理停開機的選擇。通過手動按下手動停止開關SB2使對電機運行時進行手動停止。在自動開啟開關SQl沒有接通的情況下通過手動按下手動開啟開關SBl對電機進行手動開啟，使用十分方便。
[0054]以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特征和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。本發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【主權項】
1.一種池塘水動力形成裝備，包括浮體、減速箱以及用于驅動減速箱的電機，其特征在于:還包括涌浪葉片以及設于減速箱底部的提水葉輪，減速箱的輸出端設有差速轉動的提水轉軸和涌浪轉軸，提水轉軸的轉動速度高于涌浪轉軸，提水葉輪和提水轉軸相連，涌浪葉片設于提水葉輪的外周的上端，涌浪葉片通過連接架與涌浪轉軸相連，涌浪葉片與連接架可轉動相連;浮體為潛水式結構且浮力可調。2.根據權利要求1所述的池塘水動力形成裝備，其特征在于:所述減速箱包括殼體，殼體內設有與電機的輸出軸相連的主動齒輪，主動齒輪的一側設有從動軸，從動軸上從上下往下依次固定穿設有第一齒輪、第二齒輪和第三齒輪，主動齒輪與第一齒輪嚙合并帶動其轉動，主動齒輪的下端依次設有第四齒輪和第五齒輪，第二齒輪與第四齒輪嚙合并帶動其轉動，第三齒輪與第五齒輪嚙合并帶動其轉動，第四齒輪和第三齒輪的齒數的乘積小于第五齒輪和第二齒輪的齒數的乘積，第四齒輪與提水轉軸相連，第五齒輪與涌浪轉軸相連;涌浪轉軸的內部空心形成容納腔，提水轉軸穿過第五齒輪的中心且穿設于容納腔內，提水轉軸的長度大于涌浪轉軸且提水轉軸的底部露出容納腔。3.根據權利要求1所述的池塘水動力形成裝備，其特征在于:所述連接架為浮式結構，包括若干浮桿和環形浮圈，若干浮桿的一端相連形成放射狀結構，浮桿沿環形浮圈的徑向設置，涌浪轉軸的底部與連接架的中心相連。4.根據權利要求1所述的池塘水動力形成裝備，其特征在于:所述涌浪葉片包括可調葉片和調節底板，可調葉片的一端通過轉軸件與連接架的邊沿可轉動相連，調節底板設于可調葉片的下端且與連接架固定相連，調節底板為扇形結構，調節底板的弧形邊沿上均勻設有若干調節孔，可調葉片的底部通過調節孔與調節底板相連。5.根據權利要求4所述的池塘水動力形成裝備，其特征在于:所述可調葉片為弧形面結構，可調葉片的底部設有連接座，可調葉片通過連接座與調節底板相連，可調葉片與連接座之間設有加強塊，可調葉片上延其長度方向開設有若干曝氣長孔，可調葉片的頂端露出調節底板，且在露出端的底部開設有曝氣圓孔。6.根據權利要求1所述的池塘水動力形成裝備，其特征在于:所述提水葉輪為螺旋槳；所述浮體為水滴狀結構，且靠近涌浪轉軸的一端的體積大于遠離涌浪轉軸的一端，浮體的數量至少為3個，浮體的內部中空形成儲水腔，浮體上設有與儲水腔相連通的注水口，還設有用于調節浮體浮力的刻度標注線，浮體的頂端的水平高度不高于涌浪葉片底部的水平高度。7.根據權利要求1所述的池塘水動力形成裝備，其特征在于:所述還包括用于控制電機啟停的自動啟停控制系統，所述自動啟停控制系統包括用于分別檢測水體溫度和氧濃度的溫度傳感器和溶氧傳感器、對溫度傳感器和溶氧傳感器的輸出信號進行調控的信號調理模塊、對信號調理模塊的輸出信號進行數模轉換的16位A/D采樣電路模塊、對16位A/D采樣電路模塊的輸出信號進行處理后得出當前水體溫度和最大溶解氧并依此判別是否啟停電機的處理模塊以及對處理器模塊產生的信號進行控制電機啟停的PLC控制模塊。8.一種池塘水動力形成的方法，其特征在于:在距離岸邊2?3米處根據池塘深度在池塘水體0.5?1.5米的上層、2.5?3米的中層以及最大深度不超過4米的下層分別放置一個溶氧傳感器和一個溫度傳感器，溶氧傳感器和溫度傳感器的信號經信號調理模塊后連接16位A/D采樣電路模塊，而后將信號傳給處理器模塊，處理器模塊處理的判別結果傳入PLC控制模塊從而控制增氧機的電機的啟停;通過處理器模塊導入各水層間氧濃度的最大差值C，以及不同水體溫度下所對應的最大溶氧量M的數據庫，具體方法為: (1)根據溫度傳感器的信號判斷當前各水層的溫度，由處理器模塊得出各水層水體在當前溫度下的最大溶氧量M，上層的最大溶氧量為Mlmg/L、中層的為M2mg/L、下層的為M3mg/L； (2)根據溶氧傳感器的信號判斷出當前各層氧濃度T，上層的溶解氧濃度為Tlmg/L、中層的為T2mg/L、下層的為T3mg/ ； (3)判斷當前各層氧濃度T是否有低于1.5mg/L的值，若有則開機，開機后判斷是否當前各層氧濃度T都達到3mg/L以上，若達到并且當有某一水層的氧濃度T達到最大值P時則關機;若當前各層氧濃度T無低于1.Smg/!的則繼續判斷當前各層氧濃度T是否有低于3mg/L的，若無則不開機，若有則繼續判斷當前各水層氧濃度T的差值τι-τζζα'τι-τβζεζ'τζ-Β=。 中是否至少有一個的差值大于最大差值 C，若有則開機，若無則不開機。9.根據權利要求8所述的池塘水動力形成裝備，其特征在于:所述當前溫度下的最大溶氧量M大于6mg/L時最大值P取6mg/L，當前溫度下的最大溶氧量M小于6mg/L時最大值P取M的值。10.根據權利要求8所述的池塘水動力形成裝備，其特征在于:所述PLC控制模塊包括一端相連的自動開啟開關SQ1、手動開啟開關SBl和手動停止開關SB2，自動開啟開關SQ1、手動開啟開關SBl的手動停止開關SB2的另一端分別與X0、X1和X2相連，還包括一端分別與Y0、Y1和Υ2相連的交流接觸器ΚΜ、正常工作指示燈Tl和非正常工作指示燈Τ2，交流接觸器ΚΜ、正常工作指示燈Tl和非正常工作指示燈Τ2的另一端與增氧機的電機的輸入端相連;處理器模塊與自動開啟開關SQI相連，當自動開啟開關SQI接通后，XO閉合，繼電器線圈YO得電，電機接通并自鎖；當自動開啟開關SQl斷開，則通路斷開，電機停止運行;通過手動按下手動停止開關SB2使對電機運行時進行手動停止;在自動開啟開關SQl沒有接通的情況下通過手動按下手動開啟開關SBl對電機進行手動開啟。
【文檔編號】A01K63/04GK105875486SQ201610402407
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年6月7日
【發明人】劉暢, 王曼, 黃宇良, 陳雷雷, 李俊, 向鵬, 張宏成
【申請人】上海海洋大學