活鱼运输生命维持系统

1.本发明涉及活体养殖运输技术领域中的生命维持系统，尤其涉及一种活鱼运输生命维持系统。


背景技术：

2.与传统的深远海人工养殖渔业资源捕获运输相比，传统运输为保障高档养殖鱼类蛋白质资源的新鲜度，其运输方式一般采用深冷，直升飞机海上悬停装载运输和运输工船将捕获的鱼类冰水保险，人工宰杀，分块包装，冷藏运输的方式。
3.第一种直升机深冷运输方式运输的鱼货批量少，经济价值高，运输成本极其昂贵，因此不利于海上牧场大规模鱼货的运输；第二种运输工船运输方式，由于运输型式的限制，此类船舶要求有足够空间进行鱼货的加工与存储，因此该类船舶上需要的船工人数较多，建造的吨位较高，投资成本相对于活鱼运输船也比较高，同时易受气候条件的航行制约以及鱼货加工对沿途海洋水域的污染。
4.普通保障方式无法过滤鱼类排泄物等有害离子，鱼类保存在不干净的水质中影响鱼的品质，不利于鱼类的长期运输。
5.活鱼运输生命维持系统主要用于有水保活运输技术，提高鱼类运输的成活率，但传统的保障方法上存在缺陷，即在长期运输过程中，鱼类存活率低，只适用于中短期运输，在长期运输中鱼类死亡率高，严重影响运输效率。而活鱼运输生命维持系统主要用于保障深远海人工养殖渔业资源的开发，但是如何确保人工渔业养殖牧场养殖的高档鱼类蛋白质资源能够在长途、长时间的运输过程中保持其鲜活度，从而保证其市场的经济价值，且从根本上解决长途、长时活鱼运输的保鲜问题，以及投资成本过高的问题；同时，如何不需船工进行鱼货的加工、保鲜和冷冻存储，节约船舶空间和冷媒生产能源的损耗，且不受气候条件对运输的影响，是需要探讨解决的技术问题。


技术实现要素：

6.发明目的：针对现有技术中存在的不足之处，本发明提供了一种活鱼运输生命维持系统，不需船工进行鱼货的加工、保鲜和冷冻存储，节约了船舶空间和冷媒生产能源的损耗，且不受气候条件对运输的影响，从根本上解决了深海养殖活鱼长途、长时运输的保鲜问题，以及投资成本过高的问题，提高了远洋鱼类运输的存活率。
7.技术方案：本发明活鱼运输生命维持系统包括鱼舱，鱼舱设有控制器和透气阀；鱼舱内有传感器组、进水口、出水口、循环排污泵、旋流过滤器、制氧机、超声波吹出氨氮辅助系统、注氧阀、供氧阀、呼吸阀、杀菌器、第二文丘里气水混合器、制氧机、水温调节器和供氧水驱动阀；旋流过滤器上方连接文丘里气水混合器，下方直通排污泵连接排弦外阀；
8.鱼舱由传感器组检测水温、二氧化碳、氨氮、氧气和压力数据，通过控制器控制进水口和出水口，通过透气阀调节鱼舱内部压力；循环排污泵抽出的污水从出水口流入旋流过滤器，通过离心力将重的颗粒固体由排污泵经排舷外阀抽出船外，轻的水流入文丘里气
水混合器；
9.通过制氧机提出的氧气通过供氧阀以及注氧阀与旋流过滤器上方的水进入文丘里气水混合器形成含氧气的水体，流入超声波吹出氨氮辅助系统后进入杀菌器消毒后通过供氧水驱动阀进入水温调节器中混合；接着与第二文丘里气水混合器和制氧机制备的氧气混合后形成含氧水体，含氧水体通过进水口进入鱼舱。
10.鱼舱入口处为二氧化碳处理仓，使进入二氧化碳和氨氮处理舱的水体中溶解的氧气浓度高于溶解的二氧化碳浓度，将溶解在水体中的二氧化碳释放到空气中同时调节内部压力；中部为氨氮处理舱，通过超声波空化将氨氮离子变为水溶液，再通过舱顶部文丘里管形成的负压，将释放出的氨氮吸除，排放到舷外上方；之后通过缓冲过渡舱流出，通过给水泵进入杀菌器中。
11.超声波吹出氨氮辅助系统上方并连负压旁通阀。
12.传感器组包括温度传感器、氧传感器、氨氮传感器和压力传感器，鱼舱通过传感器组检测水中温度、二氧化碳、氨氮、氧气以及压力数据。
13.出水口带有多道废物沉淀槽，便于饲料的沉淀物和鱼类排泄的沉淀物的排出。
14.还包括氨氮吸除器，氨氮吸除器上方并联了一个负压旁通阀。
15.还包括截止阀和给水泵，氨氮辅助系统流出的水通过截止阀和给水泵进入到杀菌器消毒后通过供氧水驱动阀进入水温调节器中混合。
16.进水口为螺旋式多口水氧混合扩散进水口。
17.还包括通海阀和压载泵，通海阀带有负压驱动阀。
18.鱼舱的水箱底部设有便于沉淀物排出的坡度。
19.工作原理：本发明通过以下措施来提高鱼类存活率：首先，对运输鱼舱的实时监控，对养殖水水质的含氧量的调节通过鱼舱底部螺旋式的水氧混合扩散进水口，将高度溶解氧气的气水混合物在鱼舱内均匀分布，提高舱内运输鱼类的成活率。其次，对于鱼舱内投放饲料的沉淀物和鱼类排泄的沉淀物，在舱底设置多道锥形废物沉淀槽，通过循环排污泵将舱底沉淀物从舱内吸出，通过旋流分离器将养殖水与沉淀物分离，通过排污泵，将所分离出的杂质排出到舷外。再者，采用二氧化碳与氨氮从养殖水中去除的技术，二氧化碳和氨氮处理舱以及缓冲过渡舱之间由上下三块隔板分割，将二氧化碳和氨氮处理舱分成三个彼此独立的分舱部分，第一部分为二氧化碳处理舱，利用文丘里气水混合器将分子筛制氧机制备的氧气与循环养殖水混合，使进入二氧化碳和氨氮处理舱的水体中溶解的氧气浓度高于溶解的二氧化碳浓度，利用总压定律与分压定律，将溶解在养殖水体中的二氧化碳释放出来，通过呼吸阀，将释放出的二氧化碳释放到空气中；第二部分为氨氮处理舱，利用超声波空化及浓度析出法，实现溶解在循环养殖水中的氨氮从养殖水中释放出来，通过舱顶部文丘里管形成的负压，将释放出的氨氮吸除，排放到舷外。其四是对于鱼舱养殖水进水的杀菌技术，利用带有螺旋导叶的紫外杀菌器，使进入紫外杀菌器腔内的养殖水尽可能多地获得紫外灯光的紫外杀菌剂量，有效杀灭病菌，利用安装在紫外杀菌器杀菌腔进水端管壁上的超声波换能器，辅助将细菌膜破裂，同时在压载水中产生振动机械波，防止杀菌器腔内紫外灯管防水石英套管上结垢，使得辐照在处理水上的紫外剂量减小，超声波换能器腔与紫外杀菌器间采用柔性连接，防止超声波振动损坏杀菌器腔内紫外灯光防水石英套管破裂。第五是通过水温度调节控制，通过设定的活鱼运输适合水温与处理过的养殖水温度比较，控
制三通阀来改变进入热交换器的养殖水量，并使经过热交换器的养殖水与未经过热交换器由三通阀另一出口排出的养殖水混合，调节成满足运输活鱼的养殖水温，再通过文丘里管将分子筛制氧机制备的氧气混合，形成含氧量充足的新鲜养殖水进入活鱼运输舱。第六为采用全舱氨氮、含氧量和水温全自动监控技术，在活鱼运输舱壁均匀分层布置温度传感器、氧传感器、氨氮传感器和压力传感器，依据测量到的养殖水温与预设满足活鱼运输的水温对比，调节三通阀的开度和热交换器换热介质的温度，实时调节活鱼运输舱的养殖水温；通过氧传感器，测量活鱼运输舱内水的溶解氧气含量，调节新鲜养殖水文丘里混氧器输氧阀的开度，调节活鱼运输舱养殖水中的含氧量；通过氨氮传感器，感知水中的氨氮含量，调节二氧化碳和氨氮处理舱置换二氧化碳的氧气输入流和超声波换能器的输出功率，更好的驱除二氧化碳和氨氮；通过压力传感器，开启舱顶通大气阀数量，及时调节舱内压力。通过完成以上措施来保证鱼类存活率。
20.有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：
21.(1)本发明活鱼运输生命维持系统保障深远海人工养殖渔业资源的开发，确保人工渔业养殖牧场养殖的高档鱼类蛋白质资源能够在长途、长时间的运输过程中保持其鲜活度，从而保证其市场的经济价值，
22.(2)本发明从根本上解决了深海养殖活鱼长途、长时运输的保鲜问题，以及投资成本过高的问题，提高了远洋鱼类运输的存活率。
23.(3)本发明采用自动化保鲜技术，无需船工进行鱼货的加工、保鲜和冷冻存储，节约了船舶空间和冷媒生产能源的损耗，且不受气候条件对运输的影响。
附图说明
24.图1为本发明活鱼生命维持系统的总体结构示意图；
25.图2为本发明的鱼舱结构示意图；
26.图3为排污过程结构示意图；
27.图4为本发明的超声波去除氨氮与二氧化碳装置结构示意图；
28.图5为本发明的杀菌与保温装置结构示意图。
具体实施方式
29.如图1和2所示，本发明实施例中的活鱼运输生命维持系统中的鱼舱1由内部通过舱壁均匀布置的传感器组4来检测水中温度、二氧化碳、氨氮、氧气以及压力的数据，将数据传递给上方的第一控制器2，通过第二控制器3控制鱼舱底部螺旋式的水氧混合扩散进水口6和带有多道锥形废物沉淀槽的出水口7；通过鱼舱1上方的球形透气阀5来调节鱼舱1内部的压力，鱼舱1中带有坡度的水箱底部有利于于鱼舱内投放饲料的沉淀物和鱼类排泄的沉淀物的排出。鱼舱1下方的循环排污泵9通过带动鱼舱下方流出的污水，将污水带入旋流过滤器8。
30.如图3所示，旋流过滤器8的上方连接文丘里气水混合器13，下方直通排污泵11连接排弦外阀12。由循环排污泵9抽出的污水从出水口7流出，通过截止阀10进入旋流过滤器8，通过离心力将较重的颗粒固体由排污泵11经排舷外阀12抽出至船外，较轻的水流经上方出口流入文丘里气水混合器13。
31.旋流过滤器8将水与沉淀物分离，分离出固体杂质与水体，上方连接文丘里气水混合器13，水体从上方流入文丘里气水混合器13，下方由排污泵11带动将固体杂质通过排舷外阀排出船外。
32.如图4所示，空气通过分子筛制氧机26提取出的氧气，排出其他气体，氧气通过供氧阀25以及注氧阀24与旋流过滤器8上方流出的水一起进入文丘里气水混合器13，将大量的氧气混合进入水体后形成富含大量氧气的水体，之后流进超声波吹出氨氮辅助系统14，左侧连接着由分子筛制氧机提取出的氧气与水在文丘里气水混合器中带来富含大量氧气的水体，内部三块隔板将系统分为三部分，二氧化碳处理仓和氨氮处理舱以及缓冲过渡舱，入口处为二氧化碳处理仓，使进入二氧化碳和氨氮处理舱的水体中溶解的氧气浓度高于溶解的二氧化碳浓度，利用总压定律与分压定律，将溶解在水体中的二氧化碳释放出来，通过上方的球形呼吸阀16，将释放出的二氧化碳释放到空气中同时调节内部压力，中部为氨氮处理舱，上方带有驱散阀22，出水口处为缓冲过渡仓，外部的文丘里气水混合器13连接分子筛制氧机26，具体为，通过超声波空化将氨氮离子变为水溶液，再利用浓度析出法通过舱顶部文丘里管形成的负压，将释放出的氨氮吸除，排放到舷外上方带有驱散阀23；之后通过缓冲过渡舱流出，通过给水泵进入带有螺旋导叶紫外杀菌器29中。
33.通过图5的通海阀37与压载泵36与外界气压进行调节，为了防止意外与故障的发生，在文丘里负压泵氨氮吸除器15上方并联了一个负压旁通阀20，防止文丘里负压泵氨氮吸除器15故障导致船体压力异常，进而保证船体内部的气压稳定。其中通海阀37带有负压驱动阀21。
34.如图5所示，由超声波吹出氨氮辅助系统14流出的水流通过截止阀27和给水泵28进入到带有螺旋导叶紫外杀菌器29中灭菌消毒后流进三向供氧水驱动阀30，调节处理水比例进入鱼舱水温调节器31中混合。该结构使进入紫外杀菌器腔内的处理水获得紫外灯光的紫外杀菌剂量，有效杀灭病菌，利用安装在紫外杀菌器杀菌腔壁上的超声波换能器，辅助将细菌膜破裂，同时防止杀菌器腔内紫外灯管防水石英套管上结垢，使得辐照在处理水上的紫外剂量减小。鱼舱温度调节器31的上方由带有螺旋导叶的紫外杀菌器流出的水进入三向供氧水驱动阀30，再通过三向供氧水驱动阀30调节进入交换器的处理水比例，并使经过换热器的水与未经过换热器由三通阀另一出口排出的处理水混合，调节成满足运输活鱼的水温，以达到节能的目的。接着与第二文丘里气水混合器34与分子筛制氧机26制备的氧气混合后形成氧含量充足的水体，最后通过鱼舱底部螺旋式的水氧混合扩散进水口6进入鱼舱1。
35.在活鱼运输生命维持系统中，鱼舱下方进水口6为螺旋式的水氧混合扩散进水口，连接文丘里气水混合器，再次与分子筛制氧机制备的氧气混合后形成氧含量充足的水体进入鱼舱，其结构上更有利于氧气与水的混合。
36.在舱壁均匀布置温度传感器、氧传感器、氨氮传感器和压力传感器，依据测量到的水温与预设满足活鱼运输的水温对比，调节三通阀的开度和热交换器换热介质的温度，实时调节活鱼运输舱的水温；通过氧传感器，测量活鱼运输舱内水的溶解氧气含量，调节新鲜水文丘里混氧器输氧阀的开度，调节活鱼运输舱水中的含氧量；通过氨氮传感器，感知水中的氨氮含量，调节二氧化碳和氨氮处理舱超声波换能器的输出功率，更好的驱除氨氮；通过压力传感器，开启舱顶通大气阀数量，及时调节舱内压力。