本發(fā)明涉及一種風(fēng)能深水增氧機及其控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

溶氧狀況是影響?zhàn)B殖魚蝦攝食量及飼料食入后消化吸收率，以及生長速度、餌料系數(shù)高低的重要因素。因此，必須要保證魚塘水中具有足夠的含氧量。

現(xiàn)在常用的增氧機是通過葉輪轉(zhuǎn)動，激起水花，讓水與空氣中的氧氣接觸來增氧的。但是這種增氧機，只能激起表面上的水來進行增氧，塘底的增氧效果不好。而且增氧機的增氧面積小，葉輪只能激起葉輪附近的水，若魚塘面積大了就需要設(shè)置多個增氧機。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于：針對上述存在的問題，提供一種風(fēng)能深水增氧機及其控制系統(tǒng)，該增氧機能夠有效的對魚塘底部進行增氧，能擴大增氧面積，且節(jié)省能量，該控制系統(tǒng)能夠讓增氧機的工作自動化。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明公開了一種風(fēng)能深水增氧機，包括機架，葉輪，葉輪軸，浮球和電機，葉輪軸豎直的安裝在機架上，葉輪軸從上至下安裝有第一圓錐齒輪、第二圓錐齒輪、葉輪、第一中空橫管和第二中空橫管；所述葉輪軸是中空的，其內(nèi)有一中空腔，上端開口，下端密封；

所述第一中空橫管和第二中空橫管中部與葉輪軸垂直并與葉輪軸中空腔連通，中空橫管兩端封閉，且第一中空橫管和第二中空橫管成90度布置；第一中空橫管和第二中空橫管上設(shè)有若干排氣孔，且橫桿上還設(shè)有矩形葉片；矩形葉片的葉片面與橫管和葉輪軸平行；

第一傳動軸從左至右，依次連接著第三圓錐齒輪、第一圓柱齒輪和第一離合器左端；第一傳動軸通過軸承安裝在機架上；

第二傳動軸從左至右，依次連接著第一離合器右端，風(fēng)機齒輪箱，風(fēng)機葉片連接在風(fēng)機齒輪箱上；

第三傳動軸左端連接第四圓錐齒輪，右端連接第二離合器左端；第三傳動軸通過軸承安裝在機架上；

電機輸出軸左端連接第二離合器右端，右端連接電機，電機固定在機架上；

空氣泵固定在機架上部，空氣泵通過一輸氣管與葉輪軸連接，輸氣管伸入葉輪軸中空腔內(nèi)；空氣泵上安裝有第二圓柱齒輪，第二圓柱齒輪與第一圓柱齒輪嚙合。

所述機架上還裝有蓄電池和浮球；所述浮球有4個，分別對稱且均勻的固定在機架四周，用于支撐整個增氧機漂浮在水面上。

由于上述結(jié)構(gòu)，該風(fēng)能深水增氧機能夠采用風(fēng)機帶動和電機帶動兩種方式。當采用風(fēng)機帶動的方式增氧時，第一離合器閉合，第二離合器斷開，風(fēng)機帶動第三圓錐齒輪轉(zhuǎn)動，第一圓錐齒輪與第三圓錐齒輪嚙合，帶動葉輪軸轉(zhuǎn)動，從而葉輪和第一，第二橫管轉(zhuǎn)動。由于第一圓柱齒輪和第二圓柱齒輪嚙合，因此空氣泵也由風(fēng)機產(chǎn)生的動力帶動，進而向葉輪軸和第一、第二中空橫管中注入空氣，然后通過中空橫管上的排氣孔，將空氣溶于水中。采用電動機帶動時，則第一離合器斷開，第二離合器閉合，第四圓錐齒輪轉(zhuǎn)動，帶動第二圓錐齒輪，從而帶動葉輪、第一，第二中空橫桿轉(zhuǎn)動和空氣泵工作。

由于采用空氣泵向中空橫管中注入空氣，中空橫管伸入水底，空氣通過中空橫管上的排氣孔與溶于水中，這樣能夠很好的解決魚塘底部溶氧不足的問題。而且中空管的直徑要遠大于葉輪直徑，這樣能夠增大魚塘的增氧面積。同時，中空橫管上的葉片能夠帶動魚塘底部的水流動，增加溶氧效率。采用風(fēng)力帶動的方式，能夠節(jié)省能量，可以做到隨時增氧。避免人為忘記增氧的發(fā)生。

進一步的，所述齒輪箱固定在機架上，齒輪箱內(nèi)安裝有低速齒輪和高速齒輪；高速齒輪與低速齒輪嚙合，高速齒輪與第二傳動軸連接，低速齒輪與風(fēng)機葉片連接。

進一步的，所述齒輪箱內(nèi)安裝有發(fā)電機，所述發(fā)電機通過發(fā)電機齒輪與高速齒輪嚙合；發(fā)電機依次與升降壓整流電路、電源控制模塊和蓄電池串聯(lián)；發(fā)電機將風(fēng)能轉(zhuǎn)化成電能后，通過升壓整流電路將電能送給電源控制模塊，電源控制模塊再將電能送給蓄電池，進而對蓄電池進行充電；所述蓄電池用于電動機和控制系統(tǒng)的供電。

由于上述結(jié)構(gòu)，風(fēng)力能夠很好的應(yīng)用。不但能夠帶動風(fēng)能深水增氧機工作，還能為蓄電池充電，達到了節(jié)能的目的。

進一步的，所述風(fēng)能深水增氧機控制系統(tǒng)由MCU、電源控制模塊、第一離合器控制模塊、第二離合器控制模塊、電動機驅(qū)動模塊、風(fēng)速檢測模塊、含氧量檢測模塊構(gòu)成；

所述電源控制模塊用于檢測蓄電池的電量，并將檢測到的電量以模擬量的形式發(fā)送給MCU,同時還接收MCU的反饋信息，用于發(fā)電機對蓄電池的充電控制；

所述第一離合器控制模塊和第二離合器控制模塊接收MCU發(fā)出的信號，用于第一離合器和第二離合器的開合控制；

所述電機驅(qū)動模塊接收MUC發(fā)出的信號，用于電機的啟?？刂疲?/p>

所述風(fēng)速檢測模塊用于檢測風(fēng)速，并將檢測到的風(fēng)速以模擬量的形式發(fā)送給MCU。

由于上述結(jié)構(gòu)，控制系統(tǒng)可以隨時的啟動增氧機進行增氧，且能夠隨時的切換增氧機的工作狀態(tài)。該控制系統(tǒng)保證了魚塘含氧量，且能夠最大限度的進行節(jié)能。

進一步的，增氧機控制方法的步驟如下：

（1）不增氧時，第一離合器處于閉合狀態(tài)，第二離合器處于斷開狀態(tài)，由風(fēng)力帶動增氧機自動隨機供氧，同時，發(fā)電機將風(fēng)能轉(zhuǎn)化成電能為蓄電池充電；

（2）電源控制模塊將檢測到的電池電量信號發(fā)送給MCU，MCU通過處理后，再將控制信號反饋給電源控制模塊，當電量Q=100%時，蓄電池斷開充電；當電量Q≤80%時，蓄電池充電；

（3）含氧量檢測模塊將檢測的魚塘水中含氧量信息發(fā)送給MCU，MUC通過處理后，判斷增氧機是否主動增氧；當含氧量C<5mg/L時，增氧機進行主動增氧；當含氧量C≥5mg/L時，增氧機不進行主動增氧；

（4）主動增氧的方式分為風(fēng)力增氧和電機增氧兩種；

風(fēng)速檢測模塊將檢測的風(fēng)速信號發(fā)送給MCU，MCU通過處理后選擇主動增氧模式；

當風(fēng)速V≥3m/s時，采用風(fēng)力增氧模式；MCU將控制信號發(fā)送給第一離合器控制模塊，使第一離合器處于閉合狀態(tài)；MCU將控制信號發(fā)送給第二離合器，使第二離合器處于斷開狀態(tài)；

當風(fēng)速V<3m/s時，采用電機增氧模式，MCU將控制信號發(fā)送給第一離合器控制模塊，使第一離合器處于斷開狀態(tài)；MCU將控制信號發(fā)送給第二離合器，使第二離合器處于閉合狀態(tài)；MCU將控制信號發(fā)送給電機驅(qū)動模塊，使電機轉(zhuǎn)動；

進一步的，所述電機增氧模式啟動后，電機工作時間必須大于5min；若5min后，風(fēng)速V≥3m/s才能使用風(fēng)力增氧模式；當風(fēng)速V<3m/s時，若要再次啟動電機增氧模式，電機必須距上次停機2min后才能再次啟動。

由于上述控制方法，對電機的工作時間做出限制是為了保證電機的壽命，避免電機短時間頻繁啟動而損壞電機。

綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明采用了中空橫管，能夠有效的解決深水增氧問題，同時能夠增大增氧的面積。

2、本發(fā)明采用風(fēng)機帶動，能夠很好的進行節(jié)能，且風(fēng)力還能用于蓄電池的供電。

3、本發(fā)明的控制系統(tǒng)能夠隨時的啟動增氧機進行增氧，且能夠隨時的切換增氧機的工作狀態(tài)。該控制系統(tǒng)保證了魚塘含氧量，且能夠最大限度的進行節(jié)能。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖；

圖2是本發(fā)明的系統(tǒng)機構(gòu)；

圖中標記：1-機架，2-輸氣管，3-空氣泵，4-第三圓錐齒輪，5-第二圓柱齒輪，6-第一圓柱齒輪，7-第一離合器，8-風(fēng)機齒輪箱，9-風(fēng)機葉片，10-第二離合器，11-電機，12-葉輪，13-第二中空橫桿，14-第一中空橫管，15-矩形葉片，16-浮球，17-第二錐柱齒輪，18-第四圓柱齒輪，19-葉輪軸，20-第一圓錐齒輪，21-第一傳動軸，22-第二傳動軸，23-第三傳動軸。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明作詳細的說明。

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

具體實施例1：

如圖1-2所示，本發(fā)明公開了一種風(fēng)能深水增氧機，包括機架1，葉輪12，葉輪軸19，浮球16和電機11，葉輪軸19豎直的安裝在機架1上，葉輪軸19從上至下安裝有第一圓錐齒輪20、第二圓錐齒輪17、葉輪12、第一中空橫管14和第二中空橫管13；所述葉輪軸19是中空的，其內(nèi)有一中空腔，上端開口，下端密封；

所述第一中空橫管14和第二中空橫管13中部與葉輪軸19垂直并與葉輪軸19中空腔連通，中空橫管兩端封閉，且第一中空橫管14和第二中空橫管13成90度布置；第一中空橫管14和第二中空橫管13上設(shè)有若干排氣孔，且橫桿上還設(shè)有矩形葉片15；矩形葉片15的葉片面與橫管和葉輪軸19平行；

第一傳動軸21從左至右，依次連接著第三圓錐齒輪4、第一圓柱齒輪6和第一離合器7左端；第一傳動軸通過軸承安裝在機架1上；

第二傳動軸22從左至右，依次連接著第一離合器7右端，風(fēng)機齒輪8箱，風(fēng)機葉片9連接在風(fēng)機齒輪箱8上；

第三傳動軸23左端連接第四圓錐齒輪18，右端連接第二離合器10左端；第三傳動軸23通過軸承安裝在機架1上；

電機輸出軸左端連接第二離合器10右端，右端連接電機11，電機11固定在機架1上；

空氣泵3固定在機架1上部，空氣泵3通過一輸氣管2與葉輪軸19連接，輸氣管2伸入葉輪軸19中空腔內(nèi)；空氣泵3上安裝有第二圓柱齒輪4，第二圓柱齒輪4與第一圓柱齒輪6嚙合。

所述機架1上還裝有蓄電池和浮球16；所述浮球16有4個，分別對稱且均勻的固定在機架1四周，用于支撐整個增氧機漂浮在水面上。

進一步的，所述齒輪箱8固定在機架1上，齒輪箱8內(nèi)安裝有低速齒輪和高速齒輪；高速齒輪與低速齒輪嚙合，高速齒輪與第二傳動軸連接22，低速齒輪與風(fēng)機葉片9連接。

進一步的，所述齒輪箱8內(nèi)安裝有發(fā)電機，所述發(fā)電機通過發(fā)電機齒輪與高速齒輪嚙合；發(fā)電機依次與升降壓整流電路、電源控制模塊和蓄電池串聯(lián)；發(fā)電機將風(fēng)能轉(zhuǎn)化成電能后，通過升壓整流電路將電能送給電源控制模塊，電源控制模塊再將電能送給蓄電池，進而對蓄電池進行充電；所述蓄電池用于電動機和控制系統(tǒng)的供電。

進一步的，所述風(fēng)能深水增氧機控制系統(tǒng)由MCU、電源控制模塊、第一離合器控制模塊、第二離合器控制模塊、電動機驅(qū)動模塊、風(fēng)速檢測模塊、含氧量檢測模塊構(gòu)成；

所述電源控制模塊用于檢測蓄電池的電量，并將檢測到的電量以模擬量的形式發(fā)送給MCU,同時還接收MCU的反饋信息，用于發(fā)電機對蓄電池的充電控制；

所述第一離合器控制模塊和第二離合器控制模塊接收MCU發(fā)出的信號，用于第一離合器和第二離合器的開合控制；

所述電機驅(qū)動模塊接收MUC發(fā)出的信號，用于電機的啟?？刂?；

所述風(fēng)速檢測模塊用于檢測風(fēng)速，并將檢測到的風(fēng)速以模擬量的形式發(fā)送給MCU。

進一步的，增氧機控制方法的步驟如下：

（1）不增氧時，第一離合器7處于閉合狀態(tài)，第二離合器10處于斷開狀態(tài)，由風(fēng)力帶動增氧機自動隨機供氧，同時，發(fā)電機將風(fēng)能轉(zhuǎn)化成電能為蓄電池充電；

（2）電源控制模塊將檢測到的電池電量信號發(fā)送給MCU，MCU通過處理后，再將控制信號反饋給電源控制模塊，當電量Q=100%時，蓄電池斷開充電；當電量Q≤80%時，蓄電池充電；

（3）含氧量檢測模塊將檢測的魚塘水中含氧量信息發(fā)送給MCU，MUC通過處理后，判斷增氧機是否主動增氧；當含氧量C<5mg/L時，增氧機進行主動增氧；當含氧量C≥5mg/L時，增氧機不進行主動增氧；

（4）主動增氧的方式分為風(fēng)力增氧和電機增氧兩種；

風(fēng)速檢測模塊將檢測的風(fēng)速信號發(fā)送給MCU，MCU通過處理后選擇主動增氧模式；當風(fēng)速V≥3m/s時，采用風(fēng)力增氧模式；MCU將控制信號發(fā)送給第一離合器控制模塊，使第一離合器7處于閉合狀態(tài)；MCU將控制信號發(fā)送給第二離合器，使第二離合器10處于斷開狀態(tài)；

當風(fēng)速V<3m/s時，采用電機增氧模式，MCU將控制信號發(fā)送給第一離合器控制模塊，使第一離合器7處于斷開狀態(tài)；MCU將控制信號發(fā)送給第二離合器，使第二離合器10處于閉合狀態(tài)；MCU將控制信號發(fā)送給電機驅(qū)動模塊，使電機11轉(zhuǎn)動；

進一步的，所述電機增氧模式啟動后，電機11工作時間必須大于5min；若5min后，風(fēng)速V≥3m/s才能使用風(fēng)力增氧模式；當風(fēng)速V<3m/s時，若要再次啟動電機增氧模式，電機11必須距上次停機2min后才能再次啟動。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。