水动力循环富氧控藻装置及方法与流程

1.本发明涉及水环境治理技术领域，具体为水动力循环富氧控藻装置及方法。


背景技术：

2.水动力循环富氧控藻技术是利用高效纵向循环将底层低溶解氧的水提升到表层使之形成表面流，使表层水体不断更新，此过程不仅有助于改善水体的表面张力,而且加快了界面富氧速度。另外,在水体自重作用下,被抽走的底层水由邻近的上层水体替代,实现了上下层水体的交换(如附图1所示)。覆盖面积内水体不仅实现了水体的纵向循环,而且改善了水体溶解氧及营养盐的分布状况,使整个水体溶解氧含量明显提高,并逐渐均化。
3.现有技术中，公开号为cn206927643u和cn212609620u的中国专利文献中分别提出了一种新型蓝藻深井处理设备和一种深潜式高压灭藻装备，均采用类似水动力循环富氧控藻技术，将水面蓝绿藻引导至深井底部，利用水底压力对蓝绿藻进行破碎处理，以达到控藻目的，但是这两类控藻装置在实际应用时发现，采用泵体向外围输送藻类时，容易受到环境的自然风力影响，风力形成的水波使得向外扩散的表面水以及蓝绿藻难以扩散开来，同时，由于自然风力造成的远距离水波也会对需要下潜的表面蓝藻液水体造成冲击阻碍，进而影响富氧控藻装置的净化范围，因此，本技术公开了水动力循环富氧控藻装置及方法来满足水体的净化需求。


技术实现要素：

4.(一)解决的技术问题
5.针对现有技术的不足，本发明提供了一种水动力循环富氧控藻装置及方法，具备实现稳定净化水体、优化控藻效果等优点，解决了现有技术中对水体富氧控藻效果不佳等系列问题。
6.(二)技术方案
7.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：水动力循环富氧控藻装置，包括位于水面上的安装架，以及位于所述安装架上的固定台，所述固定台的底部转动安装有多组伸缩杆，同一组内的多个相邻的所述伸缩杆依次首尾套接，且多个所述伸缩杆均为中空状态，所述固定台上还安装有用于对多个所述伸缩杆内充气的气泵，且多个所述伸缩杆相互远离的一端均连接有同一个直径可变的冲击气囊；
8.所述固定台上还安装有用于抽取底部水体的泵体组件，所述泵体组件包括多段可伸缩的主流管以及与所述主流管相连通的进水箱，且所述主流管上还连通有扩散盒和涡轮泵，所述涡轮泵上开设有多个分布均匀的连通管，所述冲击气囊上还连接有多个倾斜设置的弧形导向板，多个所述弧形导向板分别于对应的所述连通管的位置相对应，且所述冲击气囊上还连通有多个充气软管，多个所述充气软管分别用于支撑对应的所述弧形导向板。
9.进一步地，所述固定台的底部固定安装有多个分布均匀的固定座，多组所述伸缩杆的一端均固定连接有连接块，多个所述连接块分别套设在对应的所述固定座上；
10.多个所述连接块的另一端均套设有连接环，多个所述连接环内均套设有同一个升降环，多个所述连接块与所述升降环之间的最小距离大于多个所述连接块一端与所述固定台底部的间距大小，且所述固定台的顶部还安装有气缸，所述气缸的伸缩断贯穿至所述固定台的底部并固定连接有升降盘，所述升降环与所述升降盘之间连接有多个共同的连接杆。
11.进一步地，所述升降环上还固定连接有多个分布均匀的垂直导杆，多个所述垂直导杆均滑动套设在所述固定台内，且多个所述垂直导杆的顶端均贯穿所述固定台并均延伸至所述固定台的顶部外。
12.进一步地，同一组内的多段所述伸缩杆的一端内壁上均固定套接有限位圈，同一组内的多段所述伸缩杆的另一端均固定套接有与对应所述限位圈相适配的限位环；
13.多组所述限位圈与所述限位环相互卡合，且多段所述伸缩杆位于相邻段所述伸缩杆内的一端均固定连接有与所述伸缩杆内壁相贴合的密封橡胶圈。
14.进一步地，多组所述伸缩杆相互远离的一端均连通有连接管，所述冲击气囊套接在多个所述连接管内，且多组所述伸缩杆分别通过对应的所述连接管与所述冲击气囊相连通；
15.多个所述连接管上均设有泄压阀，多组所述伸缩杆的一端均设有第一电磁阀，所述气泵固定安装在所述固定台的顶部并与多组所述伸缩杆相互靠近的一端相连通。
16.进一步地，所述固定台上还连接有多个垂直螺栓，多个所述垂直螺栓的底端均套设有支撑块，所述扩散盒套设在多个所述垂直螺栓上，且最高位置上的所述主流管与所述扩散盒的底端相连通，所述涡轮泵安装在最高位置上的所述主流管上，多段所述主流管依次首尾套接，且多段所述主流管的两端分别安装有相适配的限位卡环和限位凸环。
17.进一步地，所述进水箱与最低位置上的所述主流管的底端相连通，所述进水箱的外径大于所述主流管的外径大小，且所述进水箱的侧壁与底部均开设有多个分布均匀的过滤孔。
18.进一步地，所述固定台的顶部还安装有卷扬机，所述固定台的侧壁安装有定滑轮，所述卷扬机上缠绕有拉绳，所述拉绳的底端绕过所述定滑轮并贯穿最高位置的所述主流管，且所述拉绳的底端连接在所述进水箱的底部，所述进水箱的顶部还设有配重环。
19.进一步地，所述冲击气囊上还固定连接有多个分布均匀的连通管，多个所述弧形导向板分别通过对应的连杆与相应的所述连通管转动连接，且相对位置上的两个所述弧形导向板的底端间距大于顶端间距大小，所述扩散盒上还开设有多个分别于对应的所述弧形导向板位置相对应的喷射孔；
20.多个所述连通管上还均固定连接有硬质管，多个所述弧形导向板上均固定连接有固定管，同一相对位置上的所述固定管与所述硬质管之间连通有同一个充气软管，且多个所述充气软管分别通过对应的所述硬质管与所述冲击气囊相连通，多个所述硬质管上还均设有第二电磁阀。
21.本发明还提供采用上述装置的水动力循环富氧控藻方法，包括以下操作步骤：
22.s1、展开：将整个水动力循环富氧控藻装置安装在需要净化的水面上，并控制所述气泵与所述气缸同步运行，将所述冲击气囊完全展开；
23.s2、下潜：经s1步骤完全展开所述冲击气囊后，将所述进水箱下潜至合适深度；
24.s3、运行：控制所述气泵持续运转，将多个所述弧形导向板偏转至对应角度，关闭所述气泵，开启所述涡轮泵，实现水动力循环富氧控藻装置整体运行，净化水体。
25.与现有技术相比，本发明提供了水动力循环富氧控藻装置及方法，具备以下有益效果：
26.1、本发明提供的水动力循环富氧控藻装置及方法，通过伸缩杆在水底一边转动一边延伸的方式，避免了伸缩杆在水面伸展开对水面蓝绿藻造成拨动影响，多段伸缩杆达到既定效果后，气泵持续运作，并通过多段伸缩杆向冲击气囊内输入气体，使其膨胀，形成对固定台的合围之势，进而对冲击气囊外围因自然风力形成的水波形成阻挡之势，能够有效减轻自然风力对控藻装置喷射出的水体造成的水流导向影响，实现控藻装置的稳定控藻。
27.2、本发明提供的水动力循环富氧控藻装置及方法，通过卷扬机运转，并在配重环的作用下，使得进水箱下潜至对应深度，进而对应调整整个主流管的长度，由于涡轮泵安装在最高位置对应段的主流管上，其运行不受水体深度影响，此外，通过设置限位卡环与限位凸环，避免多段主流管之间发生脱节，同时，通过开设多个过滤孔，在深层水体进入进水箱内时起到过滤效果，避免较大杂质吸入主流管内对涡轮泵造成影响。
28.3、本发明提供的水动力循环富氧控藻装置及方法，通过气泵持续运作，并通过冲击气囊与多个硬质管向对应的充气软管内输入气体，从而使得充气软管膨胀至设定状态，并在连杆的连接作用下，使得多个弧形导向板保持倾斜状态，同时，涡轮泵运转，通过进水箱将深层水体吸入后，由主流管输送至扩散盒内，并通过多个喷射孔向外围喷出，喷出的水流撞击在对应的弧形导向板上后，通过折射原理，将水流导入下方，进而对流动水体起到导流作用，促进水体的循环流动，实现上下层水体的充分交换混合，优化了对水体“充氧”作用，提高了整个水动力循环富氧控藻装置的净化效果。
附图说明
29.图1为本发明控藻原理示意图；
30.图2为本发明水动力循环富氧控藻装置第一视角立体结构示意图；
31.图3为本发明水动力循环富氧控藻装置第二视角立体结构示意图；
32.图4为本发明冲击气囊立体结构示意图；
33.图5为本发明升降环立体结构示意图；
34.图6为本发明部分伸缩杆剖开立体结构示意图；
35.图7为本发明部分主流管剖开立体结构示意图；
36.图8为本发明扩散盒立体结构示意图；
37.图9为本发明弧形导向板立体结构示意图；
38.图10为本发明图9中部分放大结构示意图。
39.图中：1、固定台；2、固定座；3、连接块；4、伸缩杆；5、连接环；6、升降环；7、气缸；8、升降盘；9、垂直导杆；10、限位圈；11、限位环；12、密封橡胶圈；13、连接管；14、冲击气囊；15、泄压阀；16、第一电磁阀；17、垂直螺栓；18、扩散盒；19、主流管；20、涡轮泵；21、限位卡环；22、进水箱；23、过滤孔；24、连通管；25、弧形导向板；26、连杆；27、固定管；28、充气软管；29、第二电磁阀；30、气泵；31、卷扬机；32、定滑轮；33、拉绳；34、配重环；35、喷射孔。
具体实施方式
40.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
41.正如背景技术所介绍的，现有技术中存在的不足，为了解决如上的技术问题，本技术提出了水动力循环富氧控藻装置及方法。
42.本技术的一种典型的实施方式中，如图1-10所示，水动力循环富氧控藻装置，包括位于水面上的安装架，以及位于安装架上的固定台1，固定台1的底部转动安装有多组伸缩杆4，同一组内的多个相邻的伸缩杆4依次首尾套接，且多个伸缩杆4均为中空状态，固定台1上还安装有用于对多个伸缩杆4内充气的气泵30，且多个伸缩杆4相互远离的一端均连接有同一个直径可变的冲击气囊14，固定台1上还安装有用于抽取底部水体的泵体组件，泵体组件包括多段可伸缩的主流管19以及与主流管19相连通的进水箱22，且主流管19上还连通有扩散盒18和涡轮泵20，涡轮泵20上开设有多个分布均匀的连通管24，冲击气囊14上还连接有多个倾斜设置的弧形导向板25，多个弧形导向板25分别于对应的连通管24的位置相对应，且冲击气囊14上还连通有多个充气软管28，多个充气软管28分别用于支撑对应的弧形导向板25，蓝绿藻的生长繁殖需要几个因素：温水，营养物质(主要是无机磷和氮)，光照和静水环境，控制营养物质比较难，因为营养物质的源头多，有很多不定的因素，而且短期内难见效果，而水动力循环富氧控藻装置通过破坏蓝绿藻喜好的生长环境，可以有效抑制和消除有害蓝绿藻泛滥，使用时，将固定台1安装完毕后，控制气泵30运行，使其对多个伸缩杆4内充入气体，从而将多段伸缩杆4达到最大长度，随即持续输入气体，促进冲击气囊14膨胀至最大程度，进而通过外围冲击气囊14的围挡作用，避免自然风力形成的水波使得固定台1向外扩散的表面水以及蓝绿藻难以扩散开来，同时，阻断了由于自然风力造成的远距离水波，避免对需要下潜的表面蓝藻液水体造成冲击阻碍，进而确保了整个富氧控藻装置的净化范围，实现稳定控藻效果，相较于现有技术，优化了对蓝绿藻的净化效果，此外，通过气泵30的持续运行，由冲击气囊14向多个充气软管28内充入气体，进而使得多个弧形导向板25能够保持倾斜状态，如此，通过涡轮泵20抽吸的中央主水流通过扩散盒18向四周扩散时，能够在对应侧弧形导向板25的导向作用下，折射至水面以下，从而促进上下层的水体对流，以实现对水体的富氧作用，从而促进了整个水动力富氧控藻装置的净化效果。
43.作为本实施例中的一种优选实施方式，固定台1的底部固定安装有多个分布均匀的固定座2，多组伸缩杆4的一端均固定连接有连接块3，多个连接块3分别套设在对应的固定座2上，多个连接块3的另一端均套设有连接环5，多个连接环5内均套设有同一个升降环6，多个连接块3与升降环6之间的最小距离大于多个连接块3一端与固定台1底部的间距大小，且固定台1的顶部还安装有气缸7，气缸7的伸缩断贯穿至固定台1的底部并固定连接有升降盘8，升降环6与升降盘8之间连接有多个共同的连接杆，同一组内的多段伸缩杆4的一端内壁上均固定套接有限位圈10，同一组内的多段伸缩杆4的另一端均固定套接有与对应限位圈10相适配的限位环11，多组限位圈10与限位环11相互卡合，且多段伸缩杆4位于相邻段伸缩杆4内的一端均固定连接有与伸缩杆4内壁相贴合的密封橡胶圈12，通过设置密封橡胶圈12，提高了伸缩杆4滑动过程中其内部的相对密封强度，避免后续传输气体发生泄漏，
多组伸缩杆4相互远离的一端均连通有连接管13，冲击气囊14套接在多个连接管13内，且多组伸缩杆4分别通过对应的连接管13与冲击气囊14相连通，多个连接管13上均设有泄压阀15，多组伸缩杆4的一端均设有第一电磁阀16，气泵30固定安装在固定台1的顶部并与多组伸缩杆4相互靠近的一端相连通，采用水体循环富氧控藻时，首先控制气缸7与气泵30同步运行，一方面，气缸7运作后，通过其伸缩断向下延伸，使得升降盘8带动多个连接杆以及升降环6下移，进而在对应固定座2的转动作用以及连接块3的连接作用下，使得多个连接块3分别带动对应的伸缩杆4的一端同步转动，多组伸缩杆4由垂直状态逐渐转动至水平状态，另一方面，气泵30运作后，向多组伸缩杆4内充入气体，并促使同一组内的多段伸缩杆4的一端逐渐向外延伸，当伸缩杆4转动至水平状态时，多段伸缩杆4在限位圈10与限位环11的作用下恰好达到最长状态，通过在水底一边转动一边延伸的方式，避免了伸缩杆4在水面伸展开对水面蓝绿藻造成拨动影响，多段伸缩杆4达到既定效果后，气泵30持续运作，并通过多段伸缩杆4向冲击气囊14内输入气体，使其膨胀，形成对固定台1的合围之势，进而对冲击气囊14外围因自然风力形成的水波形成阻挡之势，能够有效减轻自然风力对控藻装置喷射出的水体造成的水流导向影响，实现控藻装置的稳定控藻，通过设置泄压阀15与第一电磁阀16，在冲击气囊14内温度较高时，关闭第一电磁阀16并开启泄压阀15，对冲击气囊14进行泄压，防止温度高造成冲击气囊14内气体热涨效应过大影响冲击气囊14的耐力，提高其使用寿命。
44.作为本实施例中的一种优选实施方式，升降环6上还固定连接有多个分布均匀的垂直导杆9，多个垂直导杆9均滑动套设在固定台1内，且多个垂直导杆9的顶端均贯穿固定台1并均延伸至固定台1的顶部外，通过设置多个垂直导杆9，使得气缸7运作时，其伸缩端能够带动升降环6在垂直导杆9的导向作用下实现稳定升降，提高了整个控藻装置运转时的稳定性。
45.作为本实施例中的一种优选实施方式，固定台1上还连接有多个垂直螺栓17，多个垂直螺栓17的底端均套设有支撑块，扩散盒18套设在多个垂直螺栓17上，且最高位置上的主流管19与扩散盒18的底端相连通，涡轮泵20安装在最高位置上的主流管19上，多段主流管19依次首尾套接，且多段主流管19的两端分别安装有相适配的限位卡环21和限位凸环，进水箱22与最低位置上的主流管19的底端相连通，进水箱22的外径大于主流管19的外径大小，且进水箱22的侧壁与底部均开设有多个分布均匀的过滤孔23，固定台1的顶部还安装有卷扬机31，固定台1的侧壁安装有定滑轮32，卷扬机31上缠绕有拉绳33，拉绳33的底端绕过定滑轮32并贯穿最高位置的主流管19，且拉绳33的底端连接在进水箱22的底部，进水箱22的顶部还设有配重环34，实际控藻时，根据待净化水体的整体深度，控制卷扬机31运转，并在配重环34的作用下，使得进水箱22下潜至对应深度，进而对应调整整个主流管19的长度，由于涡轮泵20安装在最高位置对应段的主流管19上，其运行不受水体深度影响，此外，通过设置限位卡环21与限位凸环，避免多段主流管19之间发生脱节，同时，通过开设多个过滤孔23，在深层水体进入进水箱22内时起到过滤效果，避免较大杂质吸入主流管19内对涡轮泵20造成影响。
46.作为本实施例中的一种优选实施方式，冲击气囊14上还固定连接有多个分布均匀的连通管24，多个弧形导向板25分别通过对应的连杆26与相应的连通管24转动连接，且相对位置上的两个弧形导向板25的底端间距大于顶端间距大小，扩散盒18上还开设有多个分
别于对应的弧形导向板25位置相对应的喷射孔35，多个连通管24上还均固定连接有硬质管，多个弧形导向板25上均固定连接有固定管27，同一相对位置上的固定管27与硬质管之间连通有同一个充气软管28，且多个充气软管28分别通过对应的硬质管与冲击气囊14相连通，多个硬质管上还均设有第二电磁阀29，当冲击气囊14完全展开后，气泵30持续运作，并通过冲击气囊14与多个硬质管向对应的充气软管28内输入气体，从而使得充气软管28膨胀至设定状态，并在连杆26的连接作用下，使得多个弧形导向板25保持倾斜状态，同时，涡轮泵20运转，通过进水箱22将深层水体吸入后，由主流管19输送至扩散盒18内，并通过多个喷射孔35向外围喷出，喷出的水流撞击在对应的弧形导向板25上后，通过折射原理，将水流导入下方，进而对流动水体起到导流作用，促进水体的循环流动，实现上下层水体的充分交换混合，优化了对水体“充氧”作用，提高了整个水动力循环富氧控藻装置的净化效果。
47.本发明还提供采用上述装置的水动力循环富氧控藻方法，包括以下操作步骤：
48.s1、展开：将整个水动力循环富氧控藻装置安装在需要净化的水面上，并控制气泵30与气缸7同步运行，将冲击气囊14完全展开；
49.s2、下潜：经s1步骤完全展开冲击气囊14后，将进水箱22下潜至合适深度；本发明提供的方法中通过控制卷扬机31运行，实现进水箱22下潜至合适深度；
50.s3、运行：控制气泵30持续运转，将多个弧形导向板25偏转至对应角度，关闭气泵30，开启涡轮泵20，实现水动力循环富氧控藻装置整体运行，净化水体。
51.本发明工作原理：采用水体循环富氧控藻时，首先控制气缸7与气泵30同步运行，一方面，气缸7运作后，通过其伸缩断向下延伸，使得升降盘8带动多个连接杆以及升降环6下移，进而在对应固定座2的转动作用以及连接块3的连接作用下，使得多个连接块3分别带动对应的伸缩杆4的一端同步转动，多组伸缩杆4由垂直状态逐渐转动至水平状态，另一方面，气泵30运作后，向多组伸缩杆4内充入气体，并促使同一组内的多段伸缩杆4的一端逐渐向外延伸，当伸缩杆4转动至水平状态时，多段伸缩杆4在限位圈10与限位环11的作用下恰好达到最长状态，通过在水底一边转动一边延伸的方式，避免了伸缩杆4在水面伸展开对水面蓝绿藻造成拨动影响，多段伸缩杆4达到既定效果后，气泵30持续运作，并通过多段伸缩杆4向冲击气囊14内输入气体，使其膨胀，形成对固定台1的合围之势，进而对冲击气囊14外围因自然风力形成的水波形成阻挡之势，能够有效减轻自然风力对控藻装置喷射出的水体造成的水流导向影响，实现控藻装置的稳定控藻。
52.实际控藻时，根据待净化水体的整体深度，控制卷扬机31运转，并在配重环34的作用下，使得进水箱22下潜至对应深度，进而对应调整整个主流管19的长度，由于涡轮泵20安装在最高位置对应段的主流管19上，其运行不受水体深度影响，此外，通过设置限位卡环21与限位凸环，避免多段主流管19之间发生脱节，同时，通过开设多个过滤孔23，在深层水体进入进水箱22内时起到过滤效果，避免较大杂质吸入主流管19内对涡轮泵20造成影响。
53.当冲击气囊14完全展开后，气泵30持续运作，并通过冲击气囊14与多个硬质管向对应的充气软管28内输入气体，从而使得充气软管28膨胀至设定状态，并在连杆26的连接作用下，使得多个弧形导向板25保持倾斜状态，同时，涡轮泵20运转，通过进水箱22将深层水体吸入后，由主流管19输送至扩散盒18内，并通过多个喷射孔35向外围喷出，喷出的水流撞击在对应的弧形导向板25上后，通过折射原理，将水流导入下方，进而对流动水体起到导流作用，促进水体的循环流动，实现上下层水体的充分交换混合，优化了对水体“充氧”作
用，提高了整个水动力循环富氧控藻装置的净化效果。
54.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。