一种波浪浮子式海洋深层水提升装置 |
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| 申请号 | CN201710259792.8 | 申请日 | 2017-04-20 | 公开(公告)号 | CN106988983A | 公开(公告)日 | 2017-07-28 |
| 申请人 | 中国海洋大学; | 发明人 | 尹则高; 李元; 史宏达; 高成岩; 杨博; 马琳; 邹威; 冯颖楠; 张欢; 贾茜茜; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供了一种波浪浮子式海洋深层 水 提升装置，属于环境水动 力 技术领域， 支架 包括至少三个 支撑 腿、两个滑杆及设置在支撑腿和滑杆之间的底座，底座中间沿垂直方向开设有第一通孔，第一通孔内安装有单向进水 阀 ；水缸设置在底座上，单向进水阀与水缸连通， 活塞 设置在水缸内，活塞 侧壁 与水缸内壁抵接，活塞上沿垂直方向开设有至少一个第二通孔，第二通孔内设置有单向出水阀，浮子位于水缸上方，浮子两端分别与两个滑杆滑动连接， 活塞杆 一端与活塞固定连接，活塞另一端与浮子固定连接。该装置结构简单，运行中无需消耗 电能 等 能源 ，经济性好，效率较高以及无二次污染，为 水产养殖 提供一个良好的环境，对改善水质、保护海洋环境有重要的意义。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种波浪浮子式海洋深层水提升装置，其特征在于，包括支架、水缸(1)、活塞(2)、活塞杆(3)和浮子(4)； |
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| 说明书全文 | 一种波浪浮子式海洋深层水提升装置技术领域背景技术[0003] 人工诱导上升流是一种地球工程方法，利用一些装置将深层温度较低且富含营养盐的海水提升至表面，使上层含有较低营养盐的地区得到补充，形成下层水和上层水的交 换。目前我国海洋渔业强大的捕捞能力与有限的作业渔场、脆弱的资源基础之间的矛盾日 益尖锐，造成我国海洋渔业资源严重衰退，近岸海域的生态环境恶化趋势加强。应用人工诱 导上升流的方法改善鱼群自然生长的生态环境，扩大渔场作业范围，形成新渔场成为了一 个重要的手段。 [0004] 目前人工诱导上升流的主要方法有水泵抽吸、海底结构(人造海底山脉和人工鱼礁等)、涌升机构(诱导膜和导流板等)、注气提升和差热提升等。水泵抽吸是指利用水泵直 接抽吸底层海水产生上升流，但是水泵抽吸耗费能量多，且在海面上能源补充不方便。海底 结构主要包括对海底地形改造形成人造海底山脉以及供鱼类栖息的人工鱼礁，该类海底结 构在海流作用下产生上升流，但是人工鱼礁等海底结构受到制造和运输能力的限制，不可 能建造的很高，而且投放比较困难，尤其是在较深的海域，形成的上升流将营养盐带到有光 层的效果并不显著。涌升机构突破海洋深度的限制，利用诱导膜和导流板等设计的一种新 结构。但该装置对材料要求比较高，使得成本较高，且对于海流比较大的情况下，易于损坏， 寿命较短。注气提升是将压缩空气打入海水中，利用气泡与水的混合液相对海水轻，海水在 气泡浮升的动能带动下上升的机理，但是注气提升将空气打入海水中也需要人为的提供能 量。 [0005] 综上所述，现有的人工诱导上升流的方法中大多数都存在需要消耗太多的能源，且部分装置成本较高，投放不便利，维护成本高，寿命短等问题。因此，设计一款结构简单合 理、经济性好、效率较高的海洋上升流装置是非常有必要的。 发明内容[0007] 为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案： [0009] 所述支架包括至少三个支撑腿、两个滑杆及设置在所述支撑腿和所述滑杆之间的底座，所述支撑腿上端与所述底座底部固定连接，两个所述滑杆分别设置在所述底座顶部 两端并与所述底座固定连接，所述底座中间沿垂直方向开设有第一通孔，所述第一通孔内 安装有单向进水阀； [0010] 所述水缸设置在所述底座上，所述单向进水阀与所述水缸连通，所述活塞设置在所述水缸内，所述活塞侧壁与所述水缸内壁抵接，所述活塞上沿垂直方向开设有至少一个 第二通孔，所述第二通孔内设置有单向出水阀，所述浮子位于所述水缸上方，所述浮子两端 分别与两个所述滑杆滑动连接，所述活塞杆一端与所述活塞固定连接，所述活塞另一端与 所述浮子固定连接。 [0011] 优选地，所述第二通孔的数量为多个，每个所述第二通孔内均设置有所述单向出水阀。 [0012] 优选地，两个所述滑杆内侧均沿垂直方向开设有滑槽，所述浮子两端分设置有与所述滑槽配合的浮子销，所述浮子销嵌入所述滑槽内，所述浮子可沿所述滑杆上下移动。 [0013] 本发明提供的波浪浮子式海洋深层水提升装置结构简单，不受海洋深度的限制，通过浮子的运动带动活塞运动，在单向阀的运用下将深层水体运到上层，波浪带动浮子，运 行中无需消耗电能等外界能源，经济性好，效率较高以及无二次污染，成本低，寿命长。充分 利用波浪能，把富含营养盐的深层海水带到中上层，同时完成表层富氧水体和深层缺氧水 体交换，为水产养殖提供一个良好的环境，对改善水质，保护海洋环境有重要的意义。 附图说明 [0014] 图1为本发明实施例1的波浪浮子式海洋深层水提升装置的结构示意图。 具体实施方式[0015] 下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。 [0016] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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发明的技术方案和简化描述，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，因此不能理解为对本发明的限制。 [0017] 此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定或限定，术语“相连”、“连接”应 作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是机械连 接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连。对于本领域的普 通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。在本发明的描 述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，在此不再详述。 [0018] 实施例1 [0019] 本发明提供了一种波浪浮子式海洋深层水提升装置，具体如图1所示，包括支架、水缸1、活塞2、活塞杆3和浮子4。本实施例中，水缸1为圆柱结构，各个部件的尺寸根据实际 需要灵活选择。 [0020] 支架包括至少三个支撑腿5、两个滑杆6及设置在支撑腿5和滑杆6之间的底座7，支撑腿5上端与底座7底部固定连接，两个滑杆6分别设置在底座7顶部两端并与底座7固定连 接，底座7中间沿垂直方向开设有第一通孔，通孔内安装有单向进水阀8； [0021] 水缸1设置在底座7上，单向进水阀8与水缸1连通，活塞2设置在水缸1内，活塞2侧壁与水缸1内壁抵接，活塞2上沿垂直方向开设有至少一个第二通孔，第二通孔内设置有单 向出水阀9，浮子4位于水缸1上方，浮子4两端分别与两个滑杆6滑动连接，活塞杆3一端与活 塞2固定连接，活塞2另一端与浮子4固定连接。具体的，两个滑杆6内侧均沿垂直方向开设有 滑槽，浮子4两端分设置有与滑槽配合的浮子销10，浮子销10嵌入滑槽内，浮子4可沿滑杆6 上下移动。 [0022] 本实施例中，第二通孔的数量为多个，每个第二通孔内均设置有单向出水阀9。由于水缸1是圆柱结构，可以在底座7上打一圈的第二通孔，所有的第二通孔都与水缸1连通。 [0023] 本实施例提供的的波浪浮子式海洋深层水提升装置工作原理为：在波浪的作用下，浮子4上下运动，进而推动水缸1中的活塞杆3和活塞2上下运动，把富含营养盐的深层海 水带到中上层，同时形成表层富氧水体和深层缺氧水体交换，为水产养殖提供一个良好的 环境，对改善水质，保护海洋环境有重要的意义。 [0025] 首先建立物理试验模型，支架固定于水槽底部，浮子4由轻质材料板翼加工而成，用来加大水对浮子4的浮力；当波面上升时，浮力作用下浮子4上浮，活塞2处单向出水阀9关 闭，水缸1内深层水体被活塞2带出水面，同时水缸1底部单向进水阀8打开，深层水体进入到 水缸1；当波面下降时，浮子4重力作用下，浮子4下降，活塞2处的单向出水阀9打开，水缸1底 部单向进水阀8关闭，活塞2下移，水缸1内的水体跑到活塞2上面。如此反复。浮子4在波浪的 作用下上下浮动，实现上下层水体的交换。 [0027] 本实施例提供的的波浪浮子式海洋深层水提升装置利用波浪能，把富含营养盐的深层海水带到中上层，同时完成表层富氧水体和深层缺氧水体交换，为水产养殖提供一个 良好的环境，对改善水质，保护海洋环境有重要的意义。 [0028] 以上所述实施例仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的 简单变化或等效替换，均属于本发明的保护范围。 |
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