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摘要：本项目公开了“一种立体综合增氧装置”，适用于鱼塘等封闭水域的鱼类养殖。它用“一种循环利用鱼塘底层水的甩水拍水增氧装置”抽底层水到水面上进行甩水增氧和拍水增氧实现水面增氧，并用 “一种鱼塘底层水体均匀增氧装置”收集部分高溶氧水花水均匀回流水底实现底层增氧，还利用电磁换向阀和水气泵组合应用实现底层曝气增氧和反抽外源高融氧水进入底层水体两种底层增氧工作模式。笔者在此进行详细分析，以便于提供可参考性的依据。
关键词：立体；综合；增氧；装置
鱼塘增氧是提升鱼类产量的基本技術，现行鱼塘增氧普遍采用水面机械增氧，一般每3-5亩水面配一台1.5千瓦以上的增氧机，一般增氧机每天开机8个小时以上，增氧机耗费的电费不菲；经查阅相关资料。水体含氧量由水面向水底逐步降低的，传统的水面机械增氧明显效果只有约五十厘米深，底层水始终溶氧少，不利于水体底部沉积的有机物和亚硝酸盐等有害物质的氧化分解，导致底层水富集硫化物、亚硝酸盐、氨氮等有害物质；因此，现在我国水产行业正倡导和推广水底曝气增氧这水底增氧技术，以实现水底有效增氧。现如今笔者研发 “一种立体综合增氧装置”，它能够对底层水曝气增氧、水面机械增氧、底层补充高溶氧水增氧等多种增氧方式进行整合，使之形成一个立体综合增氧集成系统，是水底曝气增氧这一国家倡导推广的增氧技术的新发展，它节能环保，符合产业政策。利用它的抽水功能和水底微孔管装置还可以高效便捷地对水体均匀施药（肥），大大节约劳力。
1一种立体综合增氧装置设计方案及目的
1.1一种立体综合增氧装置设计方案
经过调查和研究，我们设计出一种立体综合增氧装置。（结构图见附件）它的功能有四项：a、甩底层水和拍水面水实现水面增氧；b、回流水花水实现底层增氧；、反抽外源高溶氧水补充底层水体增氧；、底层曝气增氧；、均匀施液药（肥）。具体结构和原理如下：它的主要组成部件有：.一种循环利用鱼塘底层水的甩水拍水增氧装置（见附图一）包括抽水装置（用水气泵的抽水功能实现）、双轴甩拍水电机、接水盘和甩水椎体（可用甩水桶替代、拍水装置等）一种鱼塘底层水体均匀增氧装置包括水花收集器和水底微孔管装置，（见附图二）等组成，水气泵、电磁四通换向阀、电磁三通换向阀若干组成、继电器遥控器、电源等。基本电路原理图和管路连接关系见附图三。
1为环形接水盘，2为甩水椎体
3为电机 4为抽水装置，11为滴水孔；
（用于收集水花水均匀回流水底）
附图三 一种综合立体增氧装置管路连接关系示意图
附图三 一种综合立体增氧装置基本电路示意图
1.2一种立体综合增氧装置设计目的
本设计主要目的解决传统水体表层增氧不能有效解决底层水缺氧和底层水富集硫化物、亚硝酸盐、氨氮等有害物质的问题。总的设计方向为实现水面增氧和水底增氧同步进行。具体思路一是用“一种循环利用鱼塘底层水的甩水拍水增氧装置”把底层水抽至水面进行高速甩水增氧和对水面水进行拍水增氧，极大加快对硫化物、亚硝酸盐、氨氮等有害物质的氧化分解或挥发；二是通过回流高溶氧水花水、抽系统外的高溶氧水以及曝气增氧三种方式进行底层水增氧，提升底层水的含氧量，促进有害物质的氧化分解。四是通过以上方式促进水体流动，变静水养殖为流水养殖，提升养殖密度和养殖效益。
2 一种立体综合增氧装置工作原理
（1）甩底层水水面水底同时增氧：“一种循环利用底层水的甩水拍水增氧装置”把底层水均匀抽到水面上方进行甩水，其中抽水功能用四通电磁阀切换水气泵管路回路实现，甩水可采用环形接水盘和甩水锥体在电机带动下进行，也可以用电机带动甩水桶进行甩水，水被高速甩飞的过程与空气充分摩擦，迅速溶氧，把低溶氧底层水变为高溶氧水，并通过“一种鱼塘底层水体均匀增氧装置”把部分高溶氧水花水回流水底，形成水面和水底同时增氧的立体增氧效果，其中为使水底微孔管处的管内的高融氧水能够流出管外，要采取恰当方式使水花收集器高于水面一定位置，从而使水底微孔管处形成水压差推进管内水流出管外。
（2）底层补充高溶氧水增氧（即为反抽水）：通过三通电磁换向阀、四通电磁换向阀连通系统外的水、水气泵和水底微孔管装置，把曝气增氧功能切换到抽系统外高溶氧水源（如井水、河水等）功能，实现把系统外高溶氧均匀抽送回系统水底，在这过程中，三通电磁换向阀、四通电磁换向阀的作用是切换管路的连接关系。
（3）底层曝气增氧：通过三通电磁换向阀、四通电磁换向阀连通水底微孔管装置、水气泵和空气，通过水气泵把空气（含氧气）输送到系统水底进行水底均匀曝气增氧。
（4）均匀施液药（肥）：装置工作在反抽水状态时（见原理b），把系统外的高溶氧水源改为液药（肥），即实现均匀施液药（肥）。
其中继电器遥控装置用于遥控水气泵、
水泵、甩水电机、电磁换向阀的关断。
本技术发明主要应用以下科学方法、科学原理：1.曝气增氧和甩水增氧。（水和空气摩擦可使氧气溶于水）2.容器中液体某点的压强与它所处的深度成正比。3.电磁换向阀改变管道的连接关系原理。
3 立体综合增氧装置创新性
本技术发明的创新主要有六点：一是抽底层水到水面上甩水增氧并收集部分高溶氧水花水均匀回流水底实现水底水面同时增氧.二是把本项目研发的抽底层水到水面上甩水增氧和水面拍水增氧、池底曝气增氧、底层补充高溶氧水增氧有机整合。三是设置有公共端的向外辐射的微孔管装置（其中离公共端越远孔越密集），通过它均匀回流高溶氧水花水、均匀曝气、均匀补充高溶氧水（或均匀施药施肥）。四是在不改变水气泵电机转向的情况下通过四通电磁阀改变水气泵抽吸水（气）方向（热泵型空调中四通电磁阀改变制冷剂流向原理）实现抽底层水和抽外源高融氧水的切换；五是通过四通电磁换向阀切换水气泵的抽吸方向，通过电磁换向阀切换管路连接。六是三项增氧方式均促进水体流动，变静水养殖为活（流）水养殖，提升养殖密度和养殖效益。
4 结语
本技术发明方案经在低电压（直流9伏）小功率（10瓦及以下）条件下试验后取得预期效果，为进一步完善设计，我们打算通过单片机实现集中便捷的统一控制优化本发明项目，由于大功率下水气泵的使用成本高，可以用水泵和空气压缩机替代，通过电磁换向阀进行管路切换使用。
参考文献：
[1]梁桥锋 梁曦.一种鱼塘立体综合增氧装置：中国，zl 2014 2 0012244.7[P]. 2015-07-09
[2]梁桥锋 梁曦.一种鱼塘底层水体均匀增氧装置：中国，zl 2014 2 0005345.1[P]. 2014-07-23
[3]梁桥锋 梁曦.一种循环利用鱼塘底层水的甩水拍水增氧装置：中国，zl 2014 2 0006748.8[P]. 2015-01-21
[4]游国栋.水体太阳能供电增氧系统及其运行效果[J].农业工程学报，2012，14（44）：32-33.
[5]吴宗凡，王贤瑞.移动式太阳能增氧机的增氧性能评价[J].农业工程学报，2014，23（19）：27-28.
作者简介：
梁曦（2001年2月出生），性别：女；籍贯：广东省江门市开平市；民族：汉族；学历：普通高中三年级学生（开平市开侨中学学生），2017年获广东省宋庆龄奖学金。
关键词：立体；综合；增氧；装置
鱼塘增氧是提升鱼类产量的基本技術，现行鱼塘增氧普遍采用水面机械增氧，一般每3-5亩水面配一台1.5千瓦以上的增氧机，一般增氧机每天开机8个小时以上，增氧机耗费的电费不菲；经查阅相关资料。水体含氧量由水面向水底逐步降低的，传统的水面机械增氧明显效果只有约五十厘米深，底层水始终溶氧少，不利于水体底部沉积的有机物和亚硝酸盐等有害物质的氧化分解，导致底层水富集硫化物、亚硝酸盐、氨氮等有害物质；因此，现在我国水产行业正倡导和推广水底曝气增氧这水底增氧技术，以实现水底有效增氧。现如今笔者研发 “一种立体综合增氧装置”，它能够对底层水曝气增氧、水面机械增氧、底层补充高溶氧水增氧等多种增氧方式进行整合，使之形成一个立体综合增氧集成系统，是水底曝气增氧这一国家倡导推广的增氧技术的新发展，它节能环保，符合产业政策。利用它的抽水功能和水底微孔管装置还可以高效便捷地对水体均匀施药（肥），大大节约劳力。
1一种立体综合增氧装置设计方案及目的
1.1一种立体综合增氧装置设计方案
经过调查和研究，我们设计出一种立体综合增氧装置。（结构图见附件）它的功能有四项：a、甩底层水和拍水面水实现水面增氧；b、回流水花水实现底层增氧；、反抽外源高溶氧水补充底层水体增氧；、底层曝气增氧；、均匀施液药（肥）。具体结构和原理如下：它的主要组成部件有：.一种循环利用鱼塘底层水的甩水拍水增氧装置（见附图一）包括抽水装置（用水气泵的抽水功能实现）、双轴甩拍水电机、接水盘和甩水椎体（可用甩水桶替代、拍水装置等）一种鱼塘底层水体均匀增氧装置包括水花收集器和水底微孔管装置，（见附图二）等组成，水气泵、电磁四通换向阀、电磁三通换向阀若干组成、继电器遥控器、电源等。基本电路原理图和管路连接关系见附图三。
1为环形接水盘，2为甩水椎体
3为电机 4为抽水装置，11为滴水孔；
（用于收集水花水均匀回流水底）
附图三 一种综合立体增氧装置管路连接关系示意图
附图三 一种综合立体增氧装置基本电路示意图
1.2一种立体综合增氧装置设计目的
本设计主要目的解决传统水体表层增氧不能有效解决底层水缺氧和底层水富集硫化物、亚硝酸盐、氨氮等有害物质的问题。总的设计方向为实现水面增氧和水底增氧同步进行。具体思路一是用“一种循环利用鱼塘底层水的甩水拍水增氧装置”把底层水抽至水面进行高速甩水增氧和对水面水进行拍水增氧，极大加快对硫化物、亚硝酸盐、氨氮等有害物质的氧化分解或挥发；二是通过回流高溶氧水花水、抽系统外的高溶氧水以及曝气增氧三种方式进行底层水增氧，提升底层水的含氧量，促进有害物质的氧化分解。四是通过以上方式促进水体流动，变静水养殖为流水养殖，提升养殖密度和养殖效益。
2 一种立体综合增氧装置工作原理
（1）甩底层水水面水底同时增氧：“一种循环利用底层水的甩水拍水增氧装置”把底层水均匀抽到水面上方进行甩水，其中抽水功能用四通电磁阀切换水气泵管路回路实现，甩水可采用环形接水盘和甩水锥体在电机带动下进行，也可以用电机带动甩水桶进行甩水，水被高速甩飞的过程与空气充分摩擦，迅速溶氧，把低溶氧底层水变为高溶氧水，并通过“一种鱼塘底层水体均匀增氧装置”把部分高溶氧水花水回流水底，形成水面和水底同时增氧的立体增氧效果，其中为使水底微孔管处的管内的高融氧水能够流出管外，要采取恰当方式使水花收集器高于水面一定位置，从而使水底微孔管处形成水压差推进管内水流出管外。
（2）底层补充高溶氧水增氧（即为反抽水）：通过三通电磁换向阀、四通电磁换向阀连通系统外的水、水气泵和水底微孔管装置，把曝气增氧功能切换到抽系统外高溶氧水源（如井水、河水等）功能，实现把系统外高溶氧均匀抽送回系统水底，在这过程中，三通电磁换向阀、四通电磁换向阀的作用是切换管路的连接关系。
（3）底层曝气增氧：通过三通电磁换向阀、四通电磁换向阀连通水底微孔管装置、水气泵和空气，通过水气泵把空气（含氧气）输送到系统水底进行水底均匀曝气增氧。
（4）均匀施液药（肥）：装置工作在反抽水状态时（见原理b），把系统外的高溶氧水源改为液药（肥），即实现均匀施液药（肥）。
其中继电器遥控装置用于遥控水气泵、
水泵、甩水电机、电磁换向阀的关断。
本技术发明主要应用以下科学方法、科学原理：1.曝气增氧和甩水增氧。（水和空气摩擦可使氧气溶于水）2.容器中液体某点的压强与它所处的深度成正比。3.电磁换向阀改变管道的连接关系原理。
3 立体综合增氧装置创新性
本技术发明的创新主要有六点：一是抽底层水到水面上甩水增氧并收集部分高溶氧水花水均匀回流水底实现水底水面同时增氧.二是把本项目研发的抽底层水到水面上甩水增氧和水面拍水增氧、池底曝气增氧、底层补充高溶氧水增氧有机整合。三是设置有公共端的向外辐射的微孔管装置（其中离公共端越远孔越密集），通过它均匀回流高溶氧水花水、均匀曝气、均匀补充高溶氧水（或均匀施药施肥）。四是在不改变水气泵电机转向的情况下通过四通电磁阀改变水气泵抽吸水（气）方向（热泵型空调中四通电磁阀改变制冷剂流向原理）实现抽底层水和抽外源高融氧水的切换；五是通过四通电磁换向阀切换水气泵的抽吸方向，通过电磁换向阀切换管路连接。六是三项增氧方式均促进水体流动，变静水养殖为活（流）水养殖，提升养殖密度和养殖效益。
4 结语
本技术发明方案经在低电压（直流9伏）小功率（10瓦及以下）条件下试验后取得预期效果，为进一步完善设计，我们打算通过单片机实现集中便捷的统一控制优化本发明项目，由于大功率下水气泵的使用成本高，可以用水泵和空气压缩机替代，通过电磁换向阀进行管路切换使用。
参考文献：
[1]梁桥锋 梁曦.一种鱼塘立体综合增氧装置：中国，zl 2014 2 0012244.7[P]. 2015-07-09
[2]梁桥锋 梁曦.一种鱼塘底层水体均匀增氧装置：中国，zl 2014 2 0005345.1[P]. 2014-07-23
[3]梁桥锋 梁曦.一种循环利用鱼塘底层水的甩水拍水增氧装置：中国，zl 2014 2 0006748.8[P]. 2015-01-21
[4]游国栋.水体太阳能供电增氧系统及其运行效果[J].农业工程学报，2012，14（44）：32-33.
[5]吴宗凡，王贤瑞.移动式太阳能增氧机的增氧性能评价[J].农业工程学报，2014，23（19）：27-28.
作者简介：
梁曦（2001年2月出生），性别：女；籍贯：广东省江门市开平市；民族：汉族；学历：普通高中三年级学生（开平市开侨中学学生），2017年获广东省宋庆龄奖学金。