一种河流增氧设备及其控制系统的制作方法

1.本实用新型涉及环境治理技术领域，尤其涉及一种河流增氧设备及其控制系统。


背景技术：

2.随着城市的不断发展和人民生活水平的提升，各城市纷纷建设了大批湿地公园和口袋公园。湿地公园既可以美化条件气候环境，还可以对附近的污水进行初步净化处理。污水通过湿地公园或者附近的净化河道时，其中污染物质和营养物质被系统中水生植物水生态系统吸收、转化或分解，从而达到净化水质、养护植物等效果。
3.为了提高水生植物成活率和水质净化效果，在河道或者湿地公园内设置增氧系统，通过将空气中的氧气转移到增氧池的液体中，以供给好氧生物新陈代谢所需要的氧量，同时对池内水体进行充分均匀地混合，达到生物处理的目的。增氧系统主要以促进水体循环和实现水体交换为主，并增加水体溶解氧含量，为净水微生物提供有利环境。传统的增氧设备存在容易堵塞，维护工作量大，溶解氧效率低等缺点。


技术实现要素：

4.本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种河流增氧设备及其控制系统。
5.本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种河流增氧设备，包括浮筒和增氧设备本体，河流底部设有多个水泥锚，所述浮筒通过环绕其四周并锚固于所述水泥锚的多根缆绳牵引设置，且所述浮筒漂浮设置于水面上，所述增氧设备本体设置在所述浮筒上。
6.本实用新型的有益效果是：本实用新型的河流增氧设备，通过所述浮筒将所述增氧设备本体漂浮设置与水面上，并配合多根缆绳牵引，保证所述浮筒与所述增氧设备本体处于相对固定的位置，解决了传统的增氧设备存在容易堵塞，维护工作量大，溶解氧效率低等缺点，结构简单，操作方便，易于维护，设计合理，可行性好，可靠性高，性价比突出。
7.在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进：
8.进一步：所述增氧设备本体包括射流增氧机、喷嘴、转接管、扩散管和进气管，所述射流增氧机设置在所述浮筒上，所述射流增氧机的底部设有与水面连通的进水口，所述喷嘴设置在所述射流增氧机的出水口一侧并与所述出水口连通设置，所述喷嘴远离所述出水口一端与所述转接管的一端密封连接，所述进气管的一端与所述转接管的中部连通设置，所述进气管的另一端与外部大气连通，所述转接管的另一端连通设置有混气室，所述扩散管的一端与所述混气室连通设置。
9.上述进一步方案的有益效果是：通过所述射流增氧机可以产生高压水流，然后通过所述喷嘴喷入所述转接管内，再进入所述混气室，配合所述进气管进入的空气充分气液混合之后从所述扩散管射出，起到增氧的效果，由于整个过程都是在水表层完成，因此不容易堵塞，提高增氧效率，降低维护成本。
10.进一步：所述转接管上位于所述混气室靠近出水口一侧设有渐缩段，且所述渐缩段的直径较小一端与所述混气室连通，所述喷嘴从所述转接管的一端伸入至所述渐缩段内。
11.上述进一步方案的有益效果是：通过设置所述渐缩段，一方面可以提高进入所述混气室内水流的流速，并在所述混气室内形成真空，再与从所述进气管吸入大量的空气混合，另一方面，通过所述渐缩段可以提高高速水流与空气的混合均匀性，并提高水中的溶氧量，以有利于提高增氧效果。
12.进一步：所述扩散管呈一端直径大于另一端的锥状，且所述扩散管直径较小的一端与所述混气室连通设置。
13.上述进一步方案的有益效果是：通过将所述扩散管设置成一端直径大于另一端的锥状，这样可以方便所述混气室排除的高压气液混合体快速、顺利、充分地排出，并起到较好的增氧效果。
14.进一步：所述增氧设备本体还包括旁路管和带有多个喷水口的喷头，所述旁路管的一端与所述转接管的中部连通设置，且所述旁路管位于所述进气管远离所述出水口的一侧，所述喷头设置在所述旁路管的另一端，且所述喷头与所述旁路管连通。
15.上述进一步方案的有益效果是：通过在所述旁路管的另一端设置带有多个喷水口的喷头，这样可以在增氧的同时，借助射流增氧机的叶片带动水流流动，从所述喷头的喷水孔中喷出，形成喷泉景观，实现河流增氧设备的多维度的功能利用和使用，在遇到国家重大节假日时，该小型喷泉景观可配合周围环境布置，形成良好的节日氛围和气氛烘托。
16.进一步：所述进气管上设有用于可调节开度的电动阀。
17.上述进一步方案的有益效果是：通过设置所述电动阀可以在不使用喷泉时关闭所述旁路管，保证所述射流增氧机产生的高压射流全部从所述扩散管排出，从而起到较好的增氧效果，并节约能耗。
18.本实用新型还提供了一种河流增氧设备控制系统，包括前端采集组件、控制器和所述的河流增氧设备，所述前端采集组件与所述控制器的信号输入端电连接，所述控制器的控制信号输出端与所述增氧设备本体电连接。
19.本实用新型的河流增氧设备控制系统，通过所述前端采集组件可以实时采集河流水中的环境参数信息，对河流增氧设备进水管道的工况进行实时监测，通过控制器进行反馈控制，实现稳定智能化控制，自动对河流增氧设备的控制，其可以节约人力成本和电能损耗，提高河流增氧设备现场状态的智能化程度。
20.上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进：
21.进一步：所述前端采集组件包括设置于所述增氧设备本体位置处的液位传感器、压力计和溶解氧检测仪，所述液位传感器、压力计和溶解氧检测仪分别与所述控制器的信号输入端电连接。
22.上述进一步方案的有益效果是：所述液位传感器、压力计和溶解氧检测仪可以分别采集河流增氧设备进水管道的的水位高度、水压值和水体溶解氧含量，从而可以根据预设的标准来调节所述河流增氧设备的工作状态，以保持流增氧设备进水管道的的水位高度、水压值和水体溶解氧含量均保持在合理的设定范围内，实现高质量增氧。
23.进一步：所述的河流增氧设备控制系统还包括排泥泵，所述排泥泵设置在所述浮
筒上，所述排泥泵的底部设有进水口，所述进水口通过管道连通至河流底部，所述排泥泵的排泥口连通有延伸至河流岸坡的排泥软管。
24.上述进一步方案的有益效果是：通过设置所述排泥泵，可以通过控制器定时将河流增氧设备下方淤积的淤泥抽排到河道边上预设的储泥池内，大大降低河流增氧设备出现堵塞的可能，降低了维护成本，同时，淤泥后期加工处理后作为沿岸人工植被的栽培土壤和营养供给，形成良好的生态循环。
25.进一步：所述的河流增氧设备控制系统还包括无线通信电路和至少一个监测终端，所述控制器与所述无线通信电路电连接，所述无线通信电路与所述监测终端无线连接。
26.上述进一步方案的有益效果是：通过所述无线通信电路可以方便所述控制器与所述监测终端建立无线连接，这样，可远程了解射流增氧设备内部设备的关键状态信息，无需去项目现场，大大减少了维护工程量。
附图说明
27.图1为本实用新型一实施例的河流增氧设备的主视图；
28.图2为本实用新型一实施例的河流增氧设备的俯视图；
29.图3为本实用新型一实施例的增氧设备本体的主视图；
30.图4为本实用新型一实施例的河流增氧设备控制系统结构示意图。
31.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
32.1、浮筒，2、增氧设备本体，3、水泥锚，4、缆绳，5、射流增氧机，6、喷嘴，7、转接管，8、扩散管，9、混气室，10、进气管，11、旁路管，12、排泥泵，13、排泥软管，14、喷头，15、电动阀。
具体实施方式
33.以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
34.如图1和图2所示，一种河流增氧设备，包括浮筒1和增氧设备本体2，河流底部设有多个水泥锚3，所述浮筒1通过环绕其四周并锚固于所述水泥锚3的多根缆绳4牵引设置，且所述浮筒1漂浮设置于水面上，所述增氧设备本体2设置在所述浮筒1上。
35.本实用新型的河流增氧设备，通过所述浮筒1将所述增氧设备本体2漂浮设置与水面上，并配合多根缆绳4牵引，保证所述浮筒1与所述增氧设备本体2处于相对固定的位置，解决了传统的增氧设备存在容易堵塞，维护工作量大，溶解氧效率低等缺点，无需构筑平台，结构简单，操作方便，易于维护，设计合理，可行性好，可靠性高，性价比突出。
36.如图3所示，在本实用新型的一个或多个实施例中，所述增氧设备本体2包括射流增氧机5、喷嘴6、转接管7、扩散管8和进气管10，所述射流增氧机5设置在所述浮筒1上，所述射流增氧机5的底部设有与水面连通的进水口，所述喷嘴6设置在所述射流增氧机5的出水口一侧并与所述出水口连通设置，所述喷嘴6远离所述出水口一端与所述转接管7的一端密封连接，所述进气管10的一端与所述转接管7的中部连通设置，所述进气管10的另一端与外部大气连通，所述转接管7的另一端连通设置有混气室9，所述扩散管8的一端与所述混气室9连通设置。通过所述射流增氧机5可以产生高压水流，然后通过所述喷嘴6喷入所述转接管7内，再进入所述混气室9，配合所述进气管10进入的空气充分气液混合之后从所述扩散管8
射出，起到增氧的效果，由于整个过程都是在水表层完成，因此不容易堵塞，提高增氧效率，降低维护成本。
37.可选地，在本实用新型的一个或多个实施例中，所述转接管7上位于所述混气室9靠近出水口一侧设有渐缩段，且所述渐缩段的直径较小一端(圆筒状)与所述混气室9连通，所述喷嘴6从所述转接管7的一端伸入至所述渐缩段内。通过设置所述渐缩段，一方面可以提高进入所述混气室9内水流的流速，并在所述混气室9内形成真空，再与从所述进气管10吸入大量的空气混合，另一方面，通过所述渐缩段可以提高高速水流与空气的混合均匀性，并提高水中的溶氧量，以有利于提高增氧效果。
38.可选地，在本实用新型的一个或多个实施例中，所述扩散管8呈一端直径大于另一端的锥状，且所述扩散管8直径较小的一端与所述混气室9连通设置。通过将所述扩散管8设置成一端直径大于另一端的锥状，这样可以方便所述混气室9排除的高压气液混合体快速、顺利、充分地排出，并起到较好的增氧效果。
39.可选地，在本实用新型的一个或多个实施例中，所述增氧设备本体2还包括旁路管11和带有多个喷水口的喷头14，所述旁路管11的一端与所述转接管7的中部连通设置，且所述旁路管11位于所述进气管10远离所述出水口的一侧，所述喷头14设置在所述旁路管11的另一端，且所述喷头14与所述旁路管11连通。通过在所述旁路管11的另一端设置带有多个喷水口的喷头14，这样可以在增氧的同时，借助射流增氧机5的叶片带动水流流动，从所述喷头14的喷水孔中喷出，形成喷泉景观，实现河流增氧设备的多维度的功能利用和使用，在遇到国家重大节假日时，该小型喷泉景观可配合周围环境布置，形成良好的节日氛围和气氛烘托。
40.可选地，在本实用新型的一个或多个实施例中，所述进气管10上设有用于可调节开度的电动阀15。通过设置所述电动阀15可以在不使用喷泉时关闭所述旁路管11，保证所述射流增氧机5产生的高压射流全部从所述扩散管8排出，从而起到较好的增氧效果，并节约能耗。
41.需要特别指出的是，本实用新型的实施例中，所述河流增氧设备的电源采用双回路电源，包括主回路电源和备用回路电源，所述主回路电源采用太阳能光伏板供电，所述备用电源采用市政0.4kv低压电源供电，在太阳能光伏板供电不能满足正常工作用电需求时，自动切换至市政0.4kv低压电源供电。这里，太阳能光伏板具体为单晶硅电池板，具有光电转化效率高，能效性价比突出的特点。
42.如图4所示，本实用新型还提供了一种河流增氧设备控制系统，包括前端采集组件、控制器和所述的河流增氧设备，所述前端采集组件与所述控制器的信号输入端电连接，所述控制器的控制信号输出端与所述增氧设备本体2电连接。
43.本实用新型的河流增氧设备控制系统，通过所述前端采集组件可以实时采集河流水中的环境参数信息，对河流增氧设备进水管道的工况进行实时监测，通过控制器进行反馈控制，实现稳定智能化控制，自动对河流增氧设备的控制，其可以节约人力成本和电能损耗，提高河流增氧设备现场状态的智能化程度。
44.在本实用新型的一个或多个实施例中，所述前端采集组件包括设置于所述增氧设备本体2位置处的液位传感器、压力计和溶解氧检测仪，所述液位传感器、压力计和溶解氧检测仪分别与所述控制器的信号输入端电连接。所述液位传感器、压力计和溶解氧检测仪
可以分别采集河流增氧设备进水管道的的水位高度、水压值和水体溶解氧含量，从而可以根据预设的标准来调节所述河流增氧设备的工作状态，以保持流增氧设备进水管道的的水位高度、水压值和水体溶解氧含量均保持在合理的设定范围内，实现高质量增氧。
45.可选地，在本实用新型的一个或多个实施例中，所述的河流增氧设备控制系统还包括排泥泵12，所述排泥泵12设置在所述浮筒1上，所述排泥泵12的底部设有进水口，所述进水口通过管道连通至河流底部，所述排泥泵12的排泥口连通有延伸至河流岸坡的排泥软管13。通过设置所述排泥泵12，可以通过控制器定时将河流增氧设备下方淤积的淤泥抽排到河道边上预设的储泥池内，大大降低河流增氧设备出现堵塞的可能，降低了维护成本，同时，淤泥后期加工处理后作为沿岸人工植被的栽培土壤和营养供给，形成良好的生态循环。
46.在本实用新型的一个或多个实施例中，所述的河流增氧设备控制系统还包括无线通信电路和至少一个监测终端，所述控制器与所述无线通信电路电连接，所述无线通信电路与所述监测终端无线连接。通过所述无线通信电路可以方便所述控制器与所述监测终端建立无线连接，这样，可远程了解射流增氧设备内部设备的关键状态信息，无需去项目现场，大大减少了维护工程量。这里，无线通信电路采用现有的4g通信模块即可。
47.本实用新型的河流增氧设备控制系统，采用液位传感器、压力计和溶解氧分析仪，对河流增氧设备前后液位、进水压力、溶解氧含量等工况数据进行实时监测，并将监测到的实时工况数据发送至控制器，控制器将接收的实时工况数据与其内设的对应的预设阈值数据进行对比，通过对比的结果控制河流增氧设备的射流增氧机5启停并控制射流增氧机5变频器的输出频率，从而实现稳定智能化控制，自动对河流增氧设备的射流增氧机5进行智能化控制，其可以节约人力成本，提高河流增氧设备现场状态的掌控性，同时控制器通过无线通信电路将各工况数据发送至监控终端，监测终端接收并显示工况数据信号。
48.手动模式下，射流增氧机5启动工作后，带动叶轮旋转，在泵叶轮高速旋转下，河道内的水从进水口进入射流增氧机5内，并以很高的速度从喷嘴6喷出，高速流动的液体通过混气室9时，在混气室9形成真空，由进气管10吸入大量空气，空气进入混气室后与河水剧烈混合，形成气液混合体，由扩散管8排出，空气在水体中以细微气泡上升，在整个过程中形成高效的物质传递。
49.自动模式下，当溶解氧检测仪检测到河道内溶解氧含量低于0.3mg/l时，此时说明河道内溶解氧含量过低，自动启动河流增氧设备的射流增氧机5，并控制射流增氧机5的输出功率在10％
‑
100％范围内调整，当溶解氧检测仪检测到河道中溶解氧含量达到0.5mg/l并保持60秒后，此时认为河道内溶解氧含量达到预设控制值，此时控制器调整射流增氧机5的输出功率保持不变，通过控制器控制输出管道的压力位于0.45mg/l
‑
0.5mg/l之间的最佳范围。在该范围内，能够节约电能，并保持较好的水生物成长的环境。
50.在整个调节过程中，若河流增氧设备的液位计检测到液位低于预设最低值并持续15秒以上，则控制系统认为水位不足或者已经堵塞，可能存在水泵干烧的风险，此时控制射流增氧机5停止运行，并发送报警信息到监测终端，提示需要进行现场检修和确认。
51.在上述动作过程中，液位计、溶解氧分析仪等现场监控仪表信号均传入到控制器，并通过4g无线路由器上传到上位监测终端，进行远程监控。
52.需要说明的是：控制器可以选择西门子s7
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1500型号的可编程逻辑控制器，监测终端可以选择西门子专业工控计算机ipc647d，且控制器接收、处理和控制的过程均为现有技
术，不涉及对计算机程序的改进。
53.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。