工船养殖增氧系统及方法与流程

本发明涉及水产养殖增氧，特别涉及一种工船养殖增氧系统及方法。

背景技术：

1、随着深远海养殖业的发展，工船养殖（如养殖工船、深海养殖平台）逐渐成为高密度水产养殖的重要形式。工船养殖（如养殖工船、深海养殖平台）需要持续向养殖舱内水体补充溶解氧，以维持养殖生物的正常生长。目前，工船养殖的增氧主要依赖在养殖舱内布设固定式增氧机或曝气头，并由船舶发电或外接电源驱动运行。

2、然而，此类固定式增氧方式存在明显的缺陷：增氧作用集中于增氧设备附近，而远离设备的区域（尤其是养殖舱的边角部位）难以获得有效增氧，导致养殖舱内溶氧分布极不均匀，形成局部溶氧死区；同时，为维持全舱溶氧水平，固定式设备往往需要持续高功率运行，增氧效率较低。

3、因此，亟需一种新的工船养殖增氧系统，以解决养殖舱内溶氧分布不均、增氧效率低的问题。

技术实现思路

1、本发明的主要目的是提出一种工船养殖增氧系统及方法，旨在解决工船养殖增氧系统中养殖舱内溶氧分布不均、增氧效率低的问题。

2、为实现上述目的，本发明提出的工船养殖增氧系统包括：

3、船体，船体设有养殖舱；

4、水路驱动机构，水路驱动机构设置于船体，水路驱动机构用于利用水域自然潮流和/或船舶航行产生的水流动能驱动外部水体进入养殖舱，以对养殖舱内的水体进行增氧；

5、导流增氧单元，导流增氧单元设置于水路驱动机构的水流流道中，导流增氧单元用于对水流进行加速，并利用水流加速产生的负压引入气体，使气体与水流混合形成气液混合流；气液混合流进入养殖舱后，气体以微气泡形式分散于水体中。

6、在一实施方式中，导流增氧单元包括收缩型流道和吸气通道，收缩型流道的横截面积沿水流方向逐渐减小，吸气通道的一端与收缩型流道的负压区域连通，另一端与大气连通；和/或，导流增氧单元还包括设置于收缩型流道内部的扰流叶片，扰流叶片用于将气水混合流剪切破碎以形成微纳米气泡。

7、在一实施方式中，吸气通道的顶端高于海平面设置，且吸气通道的顶端设有防倒灌单向阀，防倒灌单向阀用于防止外部水体倒灌进入吸气通道。

8、在一实施方式中，水路驱动机构包括对称设置于养殖舱两侧的水体交换通道，各水体交换通道分别与养殖舱内部连通，且各水体交换通道的外端分别设有可控闸门，可控闸门用于控制水体交换通道的通断。

9、在一实施方式中，可控闸门为翻板式闸门，翻板式闸门通过转轴与水体交换通道转动连接，且翻板式闸门设有驱动电机，驱动电机与翻板式闸门传动连接；翻板式闸门的边缘设有耐腐蚀密封件，用于在关闭时与水体交换通道的端面密封配合。

10、在一实施方式中，工船养殖增氧系统还包括潮流检测单元和控制单元，潮流检测单元用于检测水域潮流方向；控制单元与潮流检测单元及可控闸门电连接，控制单元根据潮流方向控制对应侧的可控闸门开启，以实现双向水体交换。

11、在一实施方式中，工船养殖增氧系统还包括设置于养殖舱底部的排水阀和设置于养殖舱内的溶氧传感器；控制单元与排水阀及溶氧传感器电连接，控制单元根据溶氧传感器检测的溶氧浓度控制排水阀的开闭和/或可控闸门的开闭。

12、在一实施方式中，工船养殖增氧系统还包括光伏供能单元，光伏供能单元包括光伏发电板和蓄电池，光伏发电板固定设置于养殖舱上方，蓄电池与光伏发电板电连接，蓄电池用于存储电能并为水路驱动机构和/或导流增氧单元供电。

13、本发明还提出一种工船养殖增氧方法，应用于上述的工船养殖增氧系统，所述方法包括：

14、利用水域自然潮流和/或船舶航行产生的水流动能驱动外部水体进入养殖舱；

15、对进入所述养殖舱的水流进行加速，利用水流加速产生的负压引入气体并与水流混合，形成携带微气泡的气液混合流；

16、将所述气液混合流导入所述养殖舱，使微气泡分散于养殖舱水体中，以提高所述养殖舱内溶氧分布的均匀性。

17、在一实施方式中，所述方法还包括：

18、检测水域的潮流方向，根据所述潮流方向控制设置于所述养殖舱两侧的对应侧水流通断，以实现双向水体交换；

19、和/或，检测所述养殖舱内的溶氧浓度，根据所述溶氧浓度控制所述养殖舱的底部的排水阀和/或所述水流的通断，以对增氧强度进行反馈调节。

20、本发明的技术方案通过采用水路驱动机构，利用水域自然潮流和/或船舶航行产生的水流动能来驱动外部水体进入养殖舱，从而将自然水体引入养殖舱内，使外部水体与养殖舱内的水体进行混合和交换，以补充养殖舱内水体中的溶解氧。同时，通过在水路驱动机构的水流流道中设置导流增氧单元，利用该导流增氧单元对引入的外部水流进行加速，并在加速过程中利用水流产生的负压自动吸入外界空气或富氧气体，使气体与高速水流充分混合，形成含有大量微气泡的气液混合流；该气液混合流进入养殖舱后，微气泡能够长时间悬浮于水体中并缓慢上升，从而将氧气输送到养殖舱内的各个深度和区域，有效增大了增氧范围，避免了传统点式增氧设备导致的溶氧分布不均和局部死区的问题。如此，本发明的技术方案通过将外部自然水源源不断地引入并形成携带微气泡的均匀混合流，使得整个养殖舱内的水体都能够得到充分的氧气补充，显著提高了养殖舱内溶氧分布的均匀性和增氧效率。

1.一种工船养殖增氧系统，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的工船养殖增氧系统，其特征在于，所述导流增氧单元包括收缩型流道和吸气通道，所述收缩型流道的横截面积沿水流方向逐渐减小，所述吸气通道的一端与所述收缩型流道的负压区域连通，另一端与大气连通；和/或，所述导流增氧单元还包括设置于所述收缩型流道内部的扰流叶片，所述扰流叶片用于将气水混合流剪切破碎以形成微纳米气泡。

3.如权利要求2所述的工船养殖增氧系统，其特征在于，所述吸气通道的顶端高于海平面设置，且所述吸气通道的顶端设有防倒灌单向阀，所述防倒灌单向阀用于防止外部水体倒灌进入所述吸气通道。

4.如权利要求1所述的工船养殖增氧系统，其特征在于，所述水路驱动机构包括对称设置于所述养殖舱两侧的水体交换通道，各所述水体交换通道分别与所述养殖舱内部连通，且各所述水体交换通道的外端分别设有可控闸门，所述可控闸门用于控制所述水体交换通道的通断。

5.如权利要求4所述的工船养殖增氧系统，其特征在于，所述可控闸门为翻板式闸门，所述翻板式闸门通过转轴与所述水体交换通道转动连接，且所述翻板式闸门设有驱动电机，所述驱动电机与所述翻板式闸门传动连接；所述翻板式闸门的边缘设有耐腐蚀密封件，用于在关闭时与所述水体交换通道的端面密封配合。

6.如权利要求4所述的工船养殖增氧系统，其特征在于，所述工船养殖增氧系统还包括潮流检测单元和控制单元，所述潮流检测单元用于检测水域潮流方向；所述控制单元与所述潮流检测单元及所述可控闸门电连接，所述控制单元根据所述潮流方向控制对应侧的所述可控闸门开启，以实现双向水体交换。

7.如权利要求6所述的工船养殖增氧系统，其特征在于，所述工船养殖增氧系统还包括设置于所述养殖舱底部的排水阀和设置于所述养殖舱内的溶氧传感器；所述控制单元与所述排水阀及所述溶氧传感器电连接，所述控制单元根据所述溶氧传感器检测的溶氧浓度控制所述排水阀的开闭和/或所述可控闸门的开闭。

8.如权利要求1至7中任一项所述的工船养殖增氧系统，其特征在于，所述工船养殖增氧系统还包括光伏供能单元，所述光伏供能单元包括光伏发电板和蓄电池，所述光伏发电板固定设置于所述养殖舱上方，所述蓄电池与所述光伏发电板电连接，所述蓄电池用于存储电能并为所述水路驱动机构和/或所述导流增氧单元供电。

9.一种工船养殖增氧方法，其特征在于，应用于如权利要求1至8中任一项所述的工船养殖增氧系统，所述方法包括：

10.如权利要求9所述的工船养殖增氧方法，其特征在于，所述方法还包括：