一种基于静压传递原理的湖泊水体曝气装置

本发明涉及流体力学，水力发电，具体为一种基于静压传递原理的湖泊水体曝气装置。

背景技术：

1、随着全球气候的变化以及水利水电工程的迅速发展, 湖泊水环境状况发生了显著变化。通过影响湖泊水体和沉积物理化性质, 水环境变化对于藻类植物生存、生长与分布等方面有着重要影响。因此，研究和研制湖泊水体曝气装置具有十分重要的意义。

2、常见的湖泊水体曝气装置主要是泵进式湖泊水体曝气装置等。其中，泵进式湖泊水体曝气装置能够利用电能有效的改善水环境状况，致使湖泊环境得以改善，但是该装置利用电能装置实现对于水动力的搬运，耗能大，长期运作需要连续，不间断的用电供应，难以实现对于水环境条件的持续性改善。

3、静压传递原理，又称为帕斯卡原理，它是指在密闭容器中的静止液体，当一处受到压力作用时，这个压力将通过液体传到连通器的任意点上，而且其压力值处处相等，曝气指将空气中的氧强制向液体中转移的过程，其目的是获得足够的溶解氧，此外，曝气还有防止池内悬浮体下沉，加强池内有机物与微生物及溶解氧接触的目的，从而保证池内微生物在有充足溶解氧的条件下，对污水中有机物的氧化分解作用，装置水动力利用静压传递原理实现水动力的搬运，以达到曝气的效果，同时利用水轮发电源源不断的提供电能，从而实现装置对于水环境的持续改善。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供一种基于静压传递原理的湖泊水体曝气装置。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于静压传递原理的湖泊水体曝气装置，包括太阳能板，所述太阳能板底部与立杆端部固定连接，所述立杆侧壁固定安装有横杆，所述横杆两端转动连接有若干发电叶片，所述立杆底端固定安装有直筒，所述直筒下表面固定安装有圆环状蓄水件，所述圆环状蓄水件侧部设有灌水口，所述圆环状蓄水件侧部对称固定安装有管状输水管，所述管状输水管与圆环状蓄水件连通，所述管状输水管端部设有水力发电装置。

3、优选的，所述圆环状蓄水件底部固定安装有管状通水管，所述管状通水管与圆环状蓄水件连通，所述圆环状蓄水件底部固定连接有管状蓄水件，所述管状蓄水件底部固定连接有环状出水区。

4、优选的，所述管状蓄水件的外底部设有内支架和外支架，所述内支架由四个立柱组成环状结构，所述外支架由4个立柱组成环状结构，所述内支架上设有筛网。

5、优选的，所述内支架固定连接有连接绳，所述连接绳底端固定安装有重物。

6、优选的，所述水力发电装置内部转动连接有水轮，所述水轮向外与弱磁动力机械结构向外连接，其中，所述弱磁动力机械结构由两组弱磁铁以及相关机械齿轮结构组成，两组所述弱磁铁交错均匀分布于外围。

7、优选的，所述圆环状蓄水件包括活塞和电泵式拉力器，所述圆环状蓄水件内部套接有活塞，所述活塞上表面对称固定安装有电泵式拉力器。

8、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

9、该曝气装置，太阳能发电装置安装在立杆顶部，该系统白天可根据太阳位置调节太阳能板，增大阳光入射于太阳能帆板的平面夹角，最大化利用太阳能进行发电，并将多余电能存储收集，连续阴雨天，风能充足，可通过顶部装配的风力发电装置进行供能，达到环保节能的效果；

10、为优化排水功能，管状蓄水件的下部设有环状出水区，所述出水区沿周部均匀分布多个出水孔，出水孔为小孔，能够将湖水喷出，除此小孔外，管状蓄水件气密性良好，且具有一定的强度，可以抗压，抗腐蚀，为加强整体装置的稳定性，所述管状蓄水件的外底部通过绳子连接有重物，重物质量根据整体装置的重量而定，连接重物的绳长根据所处水环境的深浅而定，通过重物提供的重力来使装置进一步保持平衡状态；

11、其中，针对所述圆环状蓄水件，水轮发电装置处安装有流水传感器，感受水流流动，在较长时间无水流通过时，电泵式拉力器收到信号拉动圆环状活塞致使活塞下部空间空气压强减小，以增大由于静压传递原理产生的大气压力，致使装置继续工作，避免了由于静压传递原理产生的大气压力小于水重力而导致的装置无法运作。

技术特征：

1.一种基于静压传递原理的湖泊水体曝气装置，其特征在于，包括太阳能板（1），所述太阳能板（1）底部与立杆（2）端部固定连接，所述立杆（2）侧壁固定安装有横杆（3），所述横杆（3）两端转动连接有若干发电叶片（4），所述立杆（2）底端固定安装有直筒（5），所述直筒（5）下表面固定安装有圆环状蓄水件（6），所述圆环状蓄水件（6）侧部设有灌水口（7），所述圆环状蓄水件（6）侧部对称固定安装有管状输水管（8），所述管状输水管（8）与圆环状蓄水件（6）连通，所述管状输水管（8）端部设有水力发电装置（10）。

2.根据权利要求1所述的基于静压传递原理的湖泊水体曝气装置，其特征在于，所述圆环状蓄水件（6）底部固定安装有管状通水管（9），所述管状通水管（9）与圆环状蓄水件（6）连通，所述圆环状蓄水件（6）底部固定连接有管状蓄水件，所述管状蓄水件底部固定连接有环状出水区（11）。

3.根据权利要求2所述的基于静压传递原理的湖泊水体曝气装置，其特征在于，所述管状蓄水件的外底部设有内支架（13）和外支架（12），所述内支架（13）由四个立柱组成环状结构，所述外支架（12）由4个立柱组成环状结构，所述内支架（13）上设有筛网（14）。

4.根据权利要求3所述的基于静压传递原理的湖泊水体曝气装置，其特征在于，所述内支架（13）固定连接有连接绳（15），所述连接绳（15）底端固定安装有重物（16）。

5.根据权利要求1所述的基于静压传递原理的湖泊水体曝气装置，其特征在于，所述水力发电装置（10）内部转动连接有水轮（17），所述水轮（17）向外与弱磁动力机械结构向外连接，其中，所述弱磁动力机械结构由两组弱磁铁（18）以及相关机械齿轮结构组成，两组所述弱磁铁（18）交错均匀分布于外围。

6.根据权利要求1所述的基于静压传递原理的湖泊水体曝气装置，其特征在于，所述圆环状蓄水件（6）包括活塞（20）和电泵式拉力器（19），所述圆环状蓄水件（6）内部套接有活塞（20），所述活塞（20）上表面对称固定安装有电泵式拉力器（19）。

技术总结本发明公开了一种基于静压传递原理的湖泊水体曝气装置，其属于流体力学，水力发电技术领域，包括太阳能板，所述太阳能板底部与立杆端部固定连接，所述立杆侧壁固定安装有横杆，所述横杆两端转动连接有若干发电叶片，所述立杆底端固定安装有直筒，所述直筒下表面固定安装有圆环状蓄水件，所述圆环状蓄水件侧部设有灌水口，所述圆环状蓄水件侧部对称固定安装有管状输水管。该曝气装置，通过曝气防止池内悬浮体下沉，加强池内有机物与微生物及溶解氧接触的目的，从而保证池内微生物在有充足溶解氧的条件下，对污水中有机物的氧化分解作用，同时利用水轮发电源源不断的提供电能，从而实现装置对于水环境的持续改善。技术研发人员：孙梦泽,傅宇,裴洪杨,金光球,张翔宇,姜景晟受保护的技术使用者：河海大学技术研发日：技术公布日：2024/7/15