一种高效光利用的沉床-浮床耦合装置

1.本实用新型涉及一种高效光利用的沉床-浮床耦合装置，属于水生植物载体领域。


背景技术：

2.内陆水体的富营养化是当前全球不容忽视的生态学问题和极富挑战性的环境问题。近20年来，利用水生植物进行生态修复已逐渐成为水体富营养化治理研究的重要领域；已有大量研究表明，水生植物可有效改善富营养化水体的水质状况、修复受损水生态系统，在治理水体富营养化方面采用基于水生植物的生态恢复技术具有高效、安全、成本低等突出优势应用前景极为广阔。
3.水生植物几种类型的载体也在不断发展，但目前所使用的最多的水生植物载体还是沉床与浮床这两种。单一的浮床空间利用率低，浮床下部的大量空间都被浪费，而浮床与沉床的耦合也因为光照强度不够而常常导致沉床植物无法正常的生长发育。因此亟需一种可以实现浮床与沉床结合的载体构造，同时可以解决光照强度不充足的问题。


技术实现要素：

4.本实用新型提供一种高效光利用的沉床-浮床耦合装置，通过模块化拼接提高了空间利用率，同时在装置内种植水生植物降低了水体中的总氮总磷。
5.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
6.一种高效光利用的沉床-浮床耦合装置，包括设于上层水面部分的浮床装置、设于水体底部的沉床装置、安装在浮床装置上的光反射装置以及设置于浮床装置与沉床装置之间的连接装置；
7.在所述浮床装置内安装机械传动装置，所述的光反射装置通过机械传动装置进行角度调节；
8.在浮床装置位于水体内的部分上设置配套的浮力装置；
9.作为本实用新型的进一步优选，所述浮床装置包括若干浮床连接部件以及若干亚克力管，相邻亚克力管之间通过浮床连接部件连接，且若干亚克力管顺次连接形成闭环结构；
10.所述的闭环结构包括多个，且同轴心设置，由外向内的闭环结构直径逐渐变小，相邻的闭环结构之间通过在相邻的浮床连接部件之间安装亚克力管连接；
11.作为本实用新型的进一步优选，所述浮床连接部件包括十二个，所述亚克力管包括十八根，形成两个闭环结构；
12.其中六根亚克力管之间通过六个浮床连接部件顺次连接形成六边形状的闭环结构，另外六根亚克力管之间通过六个浮床连接部件顺次连接形成另一个六边形装的闭环结构，且第一个闭环结构的直径大于第二个闭环结构的直径，即第二个闭环结构位于第一个闭环结构内，两者同心布设；
13.第一个闭环结构与第二闭环结构通过在相邻的浮床连接部件之间设置亚克力管
进行连接；
14.作为本实用新型的进一步优选，所述的沉床装置包括七个沉床连接部件以及十二根亚克力管，在六个沉床连接部件中，相邻之间连接亚克力管形成六边形状闭环结构，在闭环结构中心设置一个沉床连接部件，位于中心的沉床连接部件通过六根亚克力管分别与闭环结构内的六个沉床连接部件连接；
15.作为本实用新型的进一步优选，所述光反射装置包括亚克力板，在亚克力板表面贴设反光纸；
16.每块亚克力板的底部安装在浮床装置第一个闭环结构的亚克力管管壁上；
17.作为本实用新型的进一步优选，所述的浮床连接部件与沉床连接部件结构相同；
18.所述的浮床连接部件包括呈六边形状的腔体，在腔体的每个侧壁分别设置插槽，亚克力管的端部插设在插槽内；
19.作为本实用新型的进一步优选，还包括若干机械传动装置，分别安装在浮床装置第一个闭环结构的浮床连接部件内；
20.所述机械传动装置包括电机、控制模块以及转轴，每个转轴穿设插槽与位于第一个闭环结构上的亚克力管连接，转轴与电机的电机轴固定，控制模块与电机连接；
21.作为本实用新型的进一步优选，所述浮力装置包括若干气囊，且气囊通过尼龙绳与浮床装置绑扎；
22.作为本实用新型的进一步优选，所述连接装置为若干条尼龙绳绑扎形成的整体结构，整体结构的一端固定在第一个闭环结构的浮床连接部件上，整体结构的另一端固定在沉床连接部件上。
23.通过以上技术方案，相对于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：
24.1、本实用新型将沉床装置与浮床装置结合，改进的结构节约了空间，提高了植物的种植率以及空间利用率，使单位空间的水体能够得到充分净化；
25.2、本实用新型通过设置的机械传动装置与光反射装置结合，光反射装置可以适用于每日不同时刻太阳角度的变化，解决了沉床装置在自然水体中光照强度不足的问题，大大提高了光的利用率；
26.3、本实用新型提供的浮床连接部件与沉床连接部件为结构相同的且统一定制的零件，可以实现多种结构、方式以及数量的任意拼合，提高了整个装置的灵活性，依据水体形状的不同进行适应性调整，适用于不同种类的水体；
27.4、本实用新型提供的装置可以通过改变种植植物的种类以达到净化不同类型污染水体的目的，具有较高的实用性，应用前景较广。
附图说明
28.下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
29.图1是本实用新型提供的优选实施例的侧视图；
30.图2是本实用新型提供的优选实施例中浮床装置结构示意图；
31.图3是本实用新型提供的优选实施例中沉床装置结构示意图；
32.图4是本实用新型提供的优选实施例中机械传动装置与浮床装置连接示意图。
33.图中：1为浮床装置，2为沉床装置，3为光反射装置，4为浮力装置，5为插槽，6为机
械传动装置，7为连接装置，8为亚克力管，9为浮床连接部件，10为沉床连接部件，11为亚克力板，12为气囊，13为控制模块，14为转轴。
具体实施方式
34.现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。本技术的描述中，需要理解的是，术语“左侧”、“右侧”、“上部”、“下部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，“第一”、“第二”等并不表示零部件的重要程度，因此不能理解为对本实用新型的限制。本实施例中采用的具体尺寸只是为了举例说明技术方案，并不限制本实用新型的保护范围。
35.如背景技术中阐述的，现有的浮床多为单一结构，导致浮床下方的大量空间都被浪费，而将浮床与沉床结合的结构也常常因为光照强度的不充足导致沉床上的植物无法生长发育；基于此，本技术提供了一种高效光利用的沉床-浮床耦合装置，可以同时解决上述两个问题，下面做一个具体陈述。
36.从整体来看，如图1所示，本技术主要包括以下几个部件：设于上层水面部分的浮床装置1、设于水体底部的沉床装置2、安装在浮床装置上的光反射装置3以及设置于浮床装置与沉床装置之间的连接装置7；浮床装置，位于水体上部水面的部分，是浮床的框架，作为浮水植物种植的主体部分；沉床装置，位于水体底部河床的部分，是沉床的框架，作为沉水植物种植的主体部分；光反射装置，设置于浮床装置之上，与浮床装置配套，在所述浮床装置内安装机械传动装置6，通过机械插和的方式与浮床装置结合，所述的光反射装置通过机械传动装置进行角度调节，光反射装置通过调整反射角度使沉床部分光照强度增加；浮力装置4，设置于浮床装置之下，与浮床装置配套，为整个浮床装置提供足够的浮力使其能漂浮在水面上；连接装置，设置于沉床装置和浮床装置之间，将沉床装置与浮床装置连接起来，使其在空间上处于垂直状态，提高空间利用率。
37.接下来本技术分别给出了相关结构的优选结构，首先是浮床装置，所述浮床装置包括若干浮床连接部件9以及若干亚克力管8，相邻亚克力管之间通过浮床连接部件连接，且若干亚克力管顺次连接形成闭环结构；所述的闭环结构包括多个，且同轴心设置，由外向内的闭环结构直径逐渐变小，相邻的闭环结构之间通过在相邻的浮床连接部件之间安装亚克力管连接。通过多个闭环结构的同心设置，可以保证浮床装置的稳固性，同时在浮床上可以放置更多的浮水植物。
38.如图2所示，本技术优先选用了两个闭环结构，所述浮床连接部件包括十二个，所述亚克力管包括十八根，形成两个闭环结构；其中六根亚克力管之间通过六个浮床连接部件顺次连接形成六边形状的闭环结构，另外六根亚克力管之间通过六个浮床连接部件顺次连接形成另一个六边形装的闭环结构，且第一个闭环结构的直径大于第二个闭环结构的直径，即第二个闭环结构位于第一个闭环结构内，两者同心布设；第一个闭环结构与第二闭环结构通过在相邻的浮床连接部件之间设置亚克力管进行连接。第二个闭环结构内安装网状结构，用于种植浮水植物，从图2中可以明显看出，第一个闭环结构与第二个闭环结构之间存在多个镂空部分，多个镂空部分可以作为光反射装置反射光的通路，保证位于浮床装置下方的沉床装置中的植物也得到有效光照。
39.图3所示是本技术提供的沉床装置的优选结构示意图，所述的沉床装置包括七个沉床连接部件10以及十二根亚克力管，在六个沉床连接部件中，相邻之间连接亚克力管形成六边形状闭环结构，在闭环结构中心设置一个沉床连接部件，位于中心的沉床连接部件通过六根亚克力管分别与闭环结构内的六个沉床连接部件连接。从图中可以看出沉床装置内通过沉床连接部件与亚克力管分成了多个镂空部分，镂空部分安装网状结构，作为种植区域的网状结构上种植沉水植物。由此将整个装置充分利用。
40.本技术提供的所述光反射装置包括亚克力板11，在亚克力板表面贴设反光纸；每块亚克力板的底部安装在浮床装置第一个闭环结构的亚克力管管壁上。通过机械传动装置的启动，只要亚克力管进行转动，那么就可以带动亚克力板以对应的亚克力管为转轴14进行转动，从而将光反射至沉床装置上。
41.在阐述机械传动装置前，先对本技术内的连接部件进行阐述，本技术中所述的浮床连接部件与沉床连接部件结构相同；以浮床连接部件为示例，所述的浮床连接部件包括呈六边形状的腔体，在腔体的每个侧壁分别设置插槽5，亚克力管的端部插设在插槽内。采用此种结构的连接部件，可以实现前述中提到的沉床装置或者浮床装置与同类结构进行拼接的操作，可以依据不同的水体允许多种结构，方式，数量的任意拼合得到相应的沉床装置或者浮床装置，从而提高了整个装置的灵活性。
42.所述的机械传动装置，分别安装在浮床装置第一个闭环结构的浮床连接部件内，每一个浮床连接部件内的机械传动装置匹配一根亚克力管即可，因此本技术中机械传动装置共设置六个；图4所示，机械传动装置包括电机、控制模块13以及转轴，每个转轴穿设插槽与位于第一个闭环结构上的亚克力管连接，转轴与电机的电机轴固定，控制模块与电机连接。控制模块包括电池与电子模块，其中，电池作为能源为电机和电子模块的运转提供电能，电子模块通过信号控制电机运行的方向，电机连接转轴，转轴连接作为浮床框架的亚克力管，使其能够沿轴心方向做360度旋转，从而达到上述光反射装置中带动亚克力板进行光反射装置夹角的调整。这里需要说明的是，所谓的电子模块可以是各种类型的单片机，只要能实现对电机启动闭合指令的发送即可，是一项较为成熟的技术，这里不做赘述。
43.本技术中沉床装置以及浮床装置自身可以实现在水体内的漂浮，但是为了保证其浮力，因此在浮床装置之下设置的浮力装置，优选实施例中，所述浮力装置包括若干气囊12，且气囊通过尼龙绳与浮床装置绑扎。
44.前述还提到了连接沉床装置与浮床装置的连接装置，所述连接装置为若干条尼龙绳绑扎形成的整体结构，整体结构的一端固定在第一个闭环结构的浮床连接部件上，整体结构的另一端固定在沉床连接部件上；优选实施例中，采用六根粗尼龙绳捆绑扎紧即可满足需求。
45.通过本技术的高效光利用的沉床-浮床耦合装置，具体使用时，在城市河道或其他水体治理方案提出后，结合水域形势分布，进行装置的模块化拼接布置，通过浮床装置外接口进行装置间连接，利用沉床浮床的连接装置结合水域深度、光照条件调节布置。通过浮床装置和沉床装置上水生植物的组合种植，利用植物物理过滤，化学吸收，生物富集等作用去除水体污染。设于浮床装置之上与之配套的光反射装置以及设于浮床连接处的机械传动装置联合作用，对一天的不同时间的太阳高度角、光照强度进行对光通量最优化的提高，以此提高植物的光吸收率，促进植物生长发育，提高装置的污染处理效率。
46.本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本技术所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
47.本技术中所述的“和/或”的含义指的是各自单独存在或两者同时存在的情况均包括在内。
48.本技术中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。
49.以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。