一种可持续改善城市景观水体富营养化状况的装置

摘要

一种可持续改善城市景观水体富营养化状况的装置，涉及水环境治理技术领域。近年来，由于一些城市的景观水体自净能力差、易污染等特点，出现了水体富营养化现象，藻类疯狂生长，城市内景观水体水质变差的状况。本发明主要包含六叶扇转向驱动机构、深度可调式曝气系统以及浮藻收集装置。所述六叶扇转向驱动机构，采用遥控的方式，利用舵机带动转向梁，进行装置的方向控制。所述深度可调式曝气系统通过滑动圆筒和气缸的共同作用调节曝气扇叶的深度。所述浮藻收集装置，利用水流作用收集浮藻并对其进行清理。本发明所述的装置可广泛应用于公园、小区观赏池等城市内景观水体的富营养化改善。

说明书

技术领域

涉及水环境治理技术领域，具体涉及一种可持续改善城市景观水体富营养化状况的装置。

背景技术

城市内景观水体是城市生态系统的重要组成，具有面积小、数量大以及人类干扰强的特征。为了改善城市内景观水体的水质，人们提出了以模拟水体的“呼吸”、“精滤”、“免疫力”等系统功能为核心的仿生态修复技术体系并开展了相关设备的开发研究。但是此项新型技术设备对技术要求和硬件要求高，且功能较为单一、体积大，造成较高成本，市场推广困难，不能够很好地解决实际生活中城市内景观水体富营养化的问题。且市面上其他传统城市景观水体富营养化治理常采取的物理、化学方法，维持时间短，治标不治本，且容易产生二次污染，破坏生态环境，不能可持续改善城市景观水体富营养化状况。

发明内容

由于城市景观水体多处于静止、封闭或半封闭状态，流动缓慢，近年来，城市中景观水体污染问题变得越来越突出。而传统城市景观水体富营养化改善设备与新型仿生态修复技术体系不能很好的可持续的改善城市内景观水体富营养化状况。

针对上述问题，本发明提出了一种可持续改善城市景观水体富营养化状况的装置，具体为：

一种可持续改善城市景观水体富营养化状况的装置，包括底板(1)、浮藻收集箱(2)、气缸(3)，所述底板(1)呈正方形，所述的四个浮藻收集箱(2)位于所述底板(1)的四个顶角上依次排列，所述两个气缸(3)位于所述底板(1)上表面以所述底板(1)中心点为对称中心对称分布，其特征在于，所述装置还包括：六叶扇转向驱动机构(4)；所述六叶扇转向驱动机构(4)位于所述装置的外侧，所述六叶扇转向驱动机构(4)包括：舵机(5)、舵机连接件(6)、转向连接件(7)、转向梁(8)、六叶扇(9)，所述的舵机(5)位于所述底板(1)靠近所述气缸(3)的一侧，用于控制所述的舵机连接件(6)，所述舵机连接件(6)与所述转向连接件(7)以销钉连接，所述转向连接件(7)与所述转向梁(8)以销钉连接，所述转向梁(8)与所述转向连接件(7)的连接处安装有所述六叶扇(9)，左右各一个，所述转向梁(8)的一部分插入所述浮藻收集箱(2)中。

进一步，所述六叶扇转向驱动机构(4)还包括：驱动轴固定架(10)和驱动轴(11)；所述驱动轴固定架(10)从所述舵机(5)对侧的两个所述浮藻收集箱(2)中伸出，所述两个驱动轴固定架(10)上安装有所述驱动轴(11)，所述驱动轴(11)两侧各安装一个所述六叶扇(9)。

进一步，所述装置还包括：深度可调式曝气系统(12)；所述深度可调式曝气系统(12)位于所述底板(1)的中部，所述曝气系统(12)包括电机(13)、曝气扇叶(14)和主轴(15)，所述电机(13)安装在所述底板(1)上表面，所述电机的主轴(15)穿过底板(1)与曝气扇叶(14)相连接，所述曝气扇叶(14)位于水体中。

进一步，所述曝气系统(12)还包括：滑动圆筒(16)、活塞杆(17)和导向杆(18)；所述主轴(15)上安装有所述滑动圆筒(16)，所述滑动圆筒(16)连接有所述活塞杆(17)，同时所述滑动圆筒(16)套在所述活塞杆(17)上，以所述导向杆(18)竖直方向为导向，在所述活塞杆(17)伸缩运动的带动下上下运动，所述导向杆(18)安装在所述底板(1)下表面，所述活塞杆(17)是所述气缸(3)的一部分，穿过所述底板(1)，所述气缸(3)控制所述活塞杆(17)运动，所述活塞杆(17)带动所述滑动圆筒(16)运动，所述滑动圆筒(16)带动所述曝气扇叶(14)上下运动，以完成曝气和深度调节。

进一步，所述底板(1)上方设置有四根支撑架(19)，所述支撑架(19)外侧安装有太阳能电池板(20)，所述太阳能电池板(20)上端与警示灯平台(21)连接，所述太阳能电池板(20)能上下打开与闭合，所述支撑架(19)中部靠上的位置安装蓄电池平台(22)，所述蓄电池平台(22)上安放电子显示屏(23)与蓄电池(24)，所述电子显示屏(23)用于显示水质测试结果。

进一步，所述电子显示屏(23)与水箱(25)连接，所述水箱(25)位于两个所述浮藻收集箱(2)之间，所述水箱(25)呈正方形，所述水箱(25)上口开放，所述水箱(25)内部安装有水质监测探头(26)，所述水质监测探头(26)连接在某开发板(27)上，所述某开发版(27)处理数据，将数据显示在所述电子显示屏(23)上。

进一步，所述浮藻收集箱(2)内部包括：纱网(28)和小型叶轮(29)；所述浮藻收集箱(2)形状呈阶梯状，所述的浮藻收集箱(2)靠近上表面处有一基准平台，所述纱网(28)安放在在两长方形相交处，所述纱网(28)用于过滤浮藻，所述纱网(28)下方为一个连通所述浮藻收集箱(2)下表面的通道，所述的通道内部安装有所述小型叶轮(29)，所述小型叶轮(29)用于将浮藻收集箱(2)内水抽出，以完成浮藻收集与处理工作。

本发明的有益之处在于：

1.既可以通过浮藻收集箱满足浮藻的收集和清除要求，又可以通过气缸活塞杆的运动完成扬水曝气深度的自调整，提高空气中的氧与水结合的几率，从而提高水体的氧含量，改善水体富营养化。

2.通过复合能源(太阳能、电能)进行能量供给，驱动六叶扇转向驱动机构，运用遥控完成装置移动、辅助完成水上漂浮着的浮藻的收集功能。

3.安装水质状况监测器。通过安装电子显示屏可实时反映水体中N、P元素的含量，并运用警示灯进行示意，便于监管。

4.可广泛应用于公园、小区观赏池等城市景观水体。

附图说明

附图1是本装置的整体结构示意图。

在附图1中，1、底板，2、浮藻收集箱，3、气缸，4、六叶扇转向驱动机构，5、舵机，6、舵机连接件，7、转向连接件，8、转向梁，9、六叶扇，10、驱动轴固定架，11、驱动轴，12、深度可调式曝气系统，24、蓄电池。

附图2是本装置的深度可调节曝气系统安装结构示意图。

在附图2中，3、气缸，12、深度可调式曝气系统，13、电机，14、曝气扇叶，15、主轴，16、滑动圆筒，17、活塞杆，18、导向杆。

附图3是本装置的整体结构左视图。

在附图3中，1、底板，19、支撑架，20、太阳能电池板,21、警示灯平台，22、蓄电池平台，23、电子显示屏，24、蓄电池，25、水箱，26、水质监测探头，27、某开发板。

附图4是本装置的整体结构右视图。

在附图4中，4、六叶扇转向驱动机构，5、舵机，6、舵机连接件，7、转向连接件，8、转向梁，9、六叶扇，10、驱动轴固定架，11、驱动轴。

附图5是本装置的整体结构后视图。

在附图5中，4、六叶扇转向驱动机构，5、舵机，6、舵机连接件，7、转向连接件，8、转向梁，9、六叶扇。

附图6是本装置的整体结构俯视图。

在附图6中，2、浮藻收集箱，28、纱网，29、小型叶轮，31、驱动马达。

附图7是本装置的六叶扇转向驱动机构安装示意图。

在附图7中，4、六叶扇转向驱动机构，5、舵机，6、舵机连接件，7、转向连接件，8、转向梁，9、六叶扇，10、驱动轴固定架，11、驱动轴。

附图8是本装置的太阳能板抬升机构示意图。

在附图8中，1、底板，19、支撑架，20、太阳能电池板,21、警示灯平台，22、蓄电池平台，23、电子显示屏，24、蓄电池，30、太阳能板支撑杆。

附图9是本装置的浮藻收集箱结构示意图。

在附图9中，2、浮藻收集箱，28、纱网，29、小型叶轮，31、驱动马达。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

实施方式一、结合附图1、附图7说明本实施方式，本实施方式提供了一种可持续改善城市景观水体富营养化状况的装置，包括底板(1)、浮藻收集箱(2)、气缸(3)、六叶扇转向驱动机构(4)，所述底板(1)呈正方形，所述的四个浮藻收集箱(2)位于所述底板(1)的四个顶角上依次排列，所述两个气缸(3)位于所述底板(1)上表面以所述底板(1)中心点为对称中心对称分布，所述六叶扇转向驱动机构(4)位于装置外侧，用于实现装置在水面上的自由移动。

参见附图7，所述驱动机构(4)包括：驱动轴固定架(10)和驱动轴(11)；所述驱动轴固定架(10)从所述舵机(5)对侧的两个所述浮藻收集箱(2)中伸出，所述两个驱动轴固定架(10)上安装有所述驱动轴(11)，所述驱动轴(11)两侧各安装一个所述六叶扇(9)。

所述浮藻收集箱(2)中有一个驱动马达(31)，所述驱动马达(31)可以驱动驱动轴(11)进行高速旋转运动，带动两侧所述的六叶扇(9)运动，利用与水流的反作用力，驱动装置向前运动。

参见附图7，所述转向机构包括：舵机(5)、舵机连接件(6)、转向连接件(7)、转向梁(8)、六叶扇(9)，所述的舵机(5)位于所述底板(1)靠近所述气缸(3)的一侧，用于控制所述的舵机连接件(6)，所述舵机连接件(6)与所述转向连接件(7)以销钉连接，所述转向连接件(7)与所述转向梁(8)以销钉连接，所述转向梁(8)与所述转向连接件(7)的连接处安装有所述六叶扇(9)，左右各一个，所述转向梁(8)的一部分插入所述浮藻收集箱(2)中。

所述舵机(5)通过遥控装置进行控制，当舵机(5)的转动，通过舵机连接件(6)、转向连接件(7)来带动转向梁(8)的左右转动，从而实现装置在水面中的转向。

本实施方式的有益之处在于，在现有的水治理自调节曝气装置的基础上增设了转向驱动机构，在使用的过程中通过遥控装置控制转向梁(8)的左右运动可以避免不必要的撞击，驱动机构可以实现装置在同一水域不同地点的水体富营养化状况监测与治理，增加了本发明的灵活性、实用性。

实施方式二、结合附图2说明本实施方式，本实施方式是对实施方式一提供的一种可持续改善城市景观水体富营养化状况的装置的进一步限定，所述装置还包括：深度可调式曝气系统(12)；所述深度可调式曝气系统(12)位于所述底板(1)的中部，所述曝气系统(12)包括电机(13)、曝气扇叶(14)和主轴(15)，所述电机(13)安装在所述底板(1)上表面，所述电机(13)通过穿过底板(1)的所述主轴(15)与所述曝气扇叶(14)相连，所述曝气扇叶(14)位于水体中。

所述曝气系统(12)还包括：滑动圆筒(16)、活塞杆(17)和导向杆(18)；所述主轴(15)上安装有所述滑动圆筒(16)，所述滑动圆筒(16)套在所述导向杆(18)和所述活塞杆(17)上，所述导向杆(18)安装在所述底板(1)下表面，所述活塞杆(17)是所述气缸(3)的一部分，穿过所述底板(1)，所述气缸(3)带动所述活塞杆(17)运动，所述活塞杆(17)带动所述滑动圆筒(16)运动，所述滑动圆筒(16)带动所述曝气扇叶(14)上下运动，以完成曝气和深度调节。

所述气缸(3)在电磁阀控制下进行升降运动从而调节曝气深度。电磁阀为本装置气缸(3)的控制元件，电磁阀在气缸控制器的控制下实现气流的开闭，使得气缸(3)能够动作，从而使气缸(3)实现伸缩运动。

本实施方式的有益之处在于，所述装置可以通过左右两个气缸(3)的伸缩运动来实现曝气深度的调节，使得装置治理深度扩大，充分搅拌水体内的悬浮物，更有利于水质的改善。

实施方案三、结合附图3和附图8说明本实施方式，本实施方式是对实施方式二提供的一种可持续改善城市景观水体富营养化状况的装置的进一步限定，所述底板(1)上方设置有四根支撑架(19)，所述支撑架(19)外侧安装有太阳能电池板(20)，所述太阳能电池板(20)上端与警示灯平台(21)连接，所述太阳能电池板(20)能在四根太阳能板支撑杆(30)的作用下上下打开与闭合，提高太阳能板接受太阳光的面积。

本实施方式的有益之处在于，所述太阳能板(20)可折叠，能提高使用寿命，增加太阳能的利用率，同时，节省空间，方便搬运安装。

实施方案四、结合图3说明本实施方式，本实施方式是对实施方式三提供的一种可持续改善城市景观水体富营养化状况的装置的进一步限定，所述支撑架(19)中部靠上的位置安装蓄电池平台(22)，所述蓄电池平台(22)上安放电子显示屏(23)与蓄电池(24)，所述电子显示屏(23)用于显示水质测试结果。所述电子显示屏(23)与水箱(25)连接，所述水箱(25)位于两个所述浮藻收集箱(2)之间，所述水箱(25)呈正方形，所述水箱(25)上口开放，所述水箱(25)内部安装有水质监测探头(26)，所述水质监测探头(26)连接在某开发板(27)上，所述某开发板(27)处理数据，将数据显示在所述电子显示屏(23)上。

所述水质监测探头(26)监测到的数据结果显示N、P含量超标，则位于警示灯平台(21)的警示灯显示红色，提示该水域的水质富营养化严重。

实施方案五、结合附图6和附图9说明本实施方式，本实施方式是对实施方式四提供的一种可持续改善城市景观水体富营养化状况的装置的进一步限定，所述浮藻收集箱(2)内部包括：纱网(28)和小型叶轮(29)；所述浮藻收集箱(2)形状由两个长方形正交组成，所述的浮藻收集箱(2)靠近上表面处有一基准平台，所述纱网(28)安放在在两长方形相交处，所述纱网(28)用于过滤浮藻，所述纱网(28)下方为一个连通所述浮藻收集箱(2)下表面的通道，所述的通道内部安装有所述小型叶轮(29)，所述小型叶轮(29)用于将浮藻收集箱(2)内水抽出，以完成浮藻收集与处理工作。

本实施方案的有益之处在于，所述浮藻收集箱(2)可根据水流流动收集浮藻，浮藻可通过四个浮藻收集箱的入口处进入箱体内，完成浮藻收集。