基于風光互補混合動力垂直式食物鏈系統(tǒng)試驗裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種基于風光互補混合動力垂直式食物鏈系統(tǒng)試驗裝置，包括一密閉大棚，棚內(nèi)設(shè)有魚池，所述魚池上方設(shè)有多層植物栽培架，所述植物栽培架上方設(shè)有噴淋器，所述噴淋器經(jīng)輸水管與設(shè)置于魚池內(nèi)的揚水機相連接，所述揚水機后側(cè)連接有輸氣管，所述輸氣管與設(shè)置于大棚旁側(cè)活塞相連通以為揚水機提供壓力活塞，該活塞采用風光互補的能源提供驅(qū)動力。利用本實用新型裝置可實現(xiàn)各級食物鏈的連結(jié)，利用水培機制，來培育出比土培葉菜質(zhì)量好，潔凈、鮮嫩、口感好、品質(zhì)優(yōu)良的蔬菜，且培育周期較短，具有較大的市場前景。此外，以風能、光能作為動力源來進行植物—動物密閉整合試驗，可以為紅萍等生物部件進行CELSS總體地面閉合試驗以及今后空間應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。
【專利說明】基于風光互補混合動力垂直式食物鏈系統(tǒng)試驗裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于風光互補混合動力垂直式食物鏈系統(tǒng)試驗裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在受控密閉艙內(nèi)進行新食物鏈研究，現(xiàn)在已經(jīng)可以做到把紅萍、蔬菜、魚整合在一個空間的水平，通過紅萍和高等植物供氧特性的研究，以及對魚類養(yǎng)殖循環(huán)水體“植物凈化”作用的研究，然而現(xiàn)有的這些實驗系統(tǒng)都還需要采用人工資源如電能或化學養(yǎng)分水等其他能源進行驅(qū)動，無法實現(xiàn)封閉的系統(tǒng)循環(huán)機制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明對上述問題進行了改進，即本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有的食物鏈研究需要借助人工資源進行實現(xiàn)，無法形成單獨自然資源系統(tǒng)的循環(huán)機制。
[0004]本發(fā)明的具體實施方案是:包括一密閉大棚，棚內(nèi)設(shè)有魚池，所述魚池上方設(shè)有多層植物栽培架，所述植物栽培架上方設(shè)有噴淋器，所述噴淋器經(jīng)輸水管與設(shè)置于魚池內(nèi)的揚水機相連接，所述揚水機后側(cè)連接有輸氣管，所述輸氣管與設(shè)置于大棚旁側(cè)活塞相連通以為揚水機提供揚水氣壓，活塞由風光互補裝置提供驅(qū)動力。
[0005]進一步的，所述活塞設(shè)置于一機架上，所述活塞的活塞桿上設(shè)有驅(qū)使活塞桿上下運動的凸輪軸，所述凸輪軸一端連接有第一離合器，所述第一離合器經(jīng)一錐齒輪機構(gòu)與電機軸體相連接，所述機架上還設(shè)有太陽能電池板，所述太陽能電池板與一蓄電池連接，蓄電池經(jīng)逆變器控制電機轉(zhuǎn)動。
[0006]進一步的，所述機架上部還設(shè)有一風葉，所述風葉中部固定連接有一轉(zhuǎn)軸，所述凸輪軸另一端連接有第二離合器，所述第二離合器設(shè)有輸入軸，所述輸入軸與轉(zhuǎn)軸經(jīng)齒輪傳動機構(gòu)以使轉(zhuǎn)軸驅(qū)動輸入軸轉(zhuǎn)動。
[0007]進一步的，所述大棚頂部設(shè)有照明燈。
[0008]進一步的，所述第一離合器與第二離合器為超越離合器。
[0009]進一步的，所述植物栽培架上設(shè)有多層栽培盤，所述栽培盤上設(shè)有水流滲透孔。
[0010]進一步的，所述機架上設(shè)有支板，所述太陽能電池板后側(cè)設(shè)有支撐桿，所述支撐桿中部設(shè)有槽孔，一鎖緊螺栓穿過槽孔將支撐桿鎖緊與支板上。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:研制一種基于風光互補混合動力垂直式食物鏈系統(tǒng)。利用該系統(tǒng)中風光互補機制實現(xiàn)水循環(huán)工作，實現(xiàn)各級食物鏈的連結(jié)，利用水培機制，來培育出比土培葉菜質(zhì)量好，潔凈、鮮嫩、口感好、品質(zhì)優(yōu)良的蔬菜，且培育周期較短，具有較大的市場前景。除此之外，以風能、光能作為動力源來進行植物(紅萍、蔬菜、水稻等)一動物(魚)密閉整合試驗，可以為紅萍等生物部件進行CELSS總體地面閉合試驗以及今后空間應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。
【專利附圖】

【附圖說明】[0012]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2為本發(fā)明風光互補供壓結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明做進一步詳細的說明。
[0015]如圖1?2所示，本發(fā)明包括一密閉大棚10，大棚10內(nèi)設(shè)有魚池110，所述魚池110上方設(shè)有多層植物栽培架120，所述植物栽培架120上方設(shè)有噴淋器130，所述噴淋器130經(jīng)輸水管與設(shè)置于魚池內(nèi)的揚水機20相連接，大棚頂部設(shè)有照明燈140，所述揚水機20依靠氣壓進行驅(qū)動揚水，活塞30由風光互補裝置提供驅(qū)動力。照明等140可采用設(shè)置在大棚頂部的太陽能電池板進行供電。
[0016]揚水機20的水流流經(jīng)輸水管，開始從栽培架120最上端自上而下滲透回流，水中的營養(yǎng)供給水培植物根系吸收，促進植物生長發(fā)育。經(jīng)過植物吸收凈化的水體，過濾后流回魚池110，繼續(xù)作為魚代謝產(chǎn)物傳遞介質(zhì)，魚池110上養(yǎng)殖有紅萍，紅萍既吸收了水體氨氮含量，又提高了水體中溶氧量，同時解決高密度魚類養(yǎng)殖所帶來的兩個瓶頸問題。溫濕度大棚給水培植物適合生長的溫濕度環(huán)境，大棚室內(nèi)由照明燈提供光照，供植物生長需要。
[0017]揚水機20后側(cè)連接有輸氣管210，所述輸氣管210穿過大棚10與設(shè)置于大棚10旁側(cè)活塞30相連通，活塞30的活塞桿310上下運動為揚水機提供揚水氣壓。
[0018]活塞30可以單獨設(shè)置，也可以采用空壓機的機型進行改造，其原理如圖2所示，所述活塞30設(shè)置于一機架上，所述活塞30的活塞桿310上設(shè)有驅(qū)使活塞桿上下運動的凸輪軸40,所述凸輪軸一端連接有第一離合器410,另一端連接有第二離合器420,第一離合器410與第二離合器420均為超越離合器。
[0019]凸輪軸40主要依靠光能或風能驅(qū)動轉(zhuǎn)動，具體方式如下:
[0020]光能驅(qū)動:
[0021]所述第一離合器410經(jīng)一錐齒輪機構(gòu)與一電機50軸體相連接，所述機架上還設(shè)有太陽能電池板60，所述太陽能電池板60與一蓄電池連接，蓄電池經(jīng)逆變器控制電機轉(zhuǎn)動，最終實現(xiàn)驅(qū)動離合器第一 410實現(xiàn)凸輪軸40轉(zhuǎn)動。
[0022]機架上設(shè)有支板，太陽能電池板60后側(cè)設(shè)有支撐桿610，支撐桿610中部設(shè)有槽孔，一鎖緊螺栓穿過槽孔將支撐桿鎖緊與支板上，支持桿610可根據(jù)需要進行調(diào)整太陽能電池板60的角度。
[0023]風能驅(qū)動:
[0024]所述機架上部還設(shè)有一風葉70，所述風葉70中部固定連接有一轉(zhuǎn)軸710，所述第二離合器420設(shè)有輸入軸,所述輸入軸與轉(zhuǎn)軸經(jīng)齒輪傳動機構(gòu)以使轉(zhuǎn)軸驅(qū)動輸入軸轉(zhuǎn)動。
[0025]在離合器作用下帶動凸輪軸旋轉(zhuǎn)，凸輪軸旋轉(zhuǎn)作用下，活塞30往復(fù)直線運動，壓縮氣體輸出，形成氣壓流。凸輪軸40兩端利用超越離合器的主、從動部分的速度變化或旋轉(zhuǎn)方向的變換，具有自行離合功能來保持動力單向傳遞特點，不會造成次級軸旋轉(zhuǎn)帶動輸入軸旋轉(zhuǎn)情況，也避免產(chǎn)生兩輸入端互相帶動、互相干涉造成的能量浪費現(xiàn)象。
[0026]壓縮的氣流經(jīng)過不斷的累加，形成一定氣壓，促使魚池內(nèi)揚水機開始供水，水流流經(jīng)連通管，開始從栽培架最上端自上而下滲透回流，整個水培植物-動物(魚)的水循環(huán)由太陽能、風能提供動力，理論上能量無污染，低成本，且綠色的一套能源系統(tǒng)。在這種垂直式的全綠色能耗食物鏈系統(tǒng)下，形成植物(蔬菜、水稻、紅萍等)一動物(魚)密閉整合食物鏈系統(tǒng)。
[0027]整個水培植物-動物(魚)的水循環(huán)由太陽能、風能提供動力，理論上能量無污染，低成本，且綠色的一套能源系統(tǒng)。在這種垂直式的全綠色能耗食物鏈系統(tǒng)下，形成植物(蔬菜、水稻、紅萍等)一動物(魚)密閉整合食物鏈系統(tǒng)。
[0028]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種基于風光互補混合動力垂直式食物鏈系統(tǒng)試驗裝置，其特征在于，包括一密閉大棚，棚內(nèi)設(shè)有魚池，所述魚池上方設(shè)有多層植物栽培架，所述植物栽培架上方設(shè)有噴淋器，所述噴淋器經(jīng)輸水管與設(shè)置于魚池內(nèi)的揚水機相連接，所述揚水機后側(cè)連接有輸氣管，所述輸氣管與設(shè)置于大棚旁側(cè)活塞相連通以為揚水機提供揚水氣壓，所述活塞由風光互補裝置提供驅(qū)動力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于風光互補混合動力垂直式食物鏈系統(tǒng)試驗裝置，所述活塞設(shè)置于一機架上，所述活塞的活塞桿上設(shè)有驅(qū)使活塞桿上下運動的凸輪軸，所述凸輪軸一端連接有第一離合器，所述第一離合器經(jīng)一錐齒輪機構(gòu)與電機軸體相連接，所述機架上還設(shè)有太陽能電池板，所述太陽能電池板與一蓄電池連接，蓄電池經(jīng)逆變器控制電機轉(zhuǎn)動。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于風光互補混合動力垂直式食物鏈系統(tǒng)試驗裝置，所述機架上部還設(shè)有一風葉，所述風葉中部固定連接有一轉(zhuǎn)軸，所述凸輪軸另一端連接有第二離合器，所述第二離合器設(shè)有輸入軸，所述輸入軸與轉(zhuǎn)軸經(jīng)齒輪傳動機構(gòu)以使轉(zhuǎn)軸驅(qū)動輸入軸轉(zhuǎn)動。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于風光互補混合動力垂直式食物鏈系統(tǒng)試驗裝置，所述大棚頂部設(shè)有照明燈。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于風光互補混合動力垂直式食物鏈系統(tǒng)試驗裝置，所述第一離合器與第二離合器為超越離合器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于風光互補混合動力垂直式食物鏈系統(tǒng)試驗裝置，所述植物栽培架上設(shè)有多層栽培盤，所述栽培盤上設(shè)有水流滲透孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于風光互補混合動力垂直式食物鏈系統(tǒng)試驗裝置，所述機架上設(shè)有支板，所述太陽能電池板后側(cè)設(shè)有支撐桿，所述支撐桿中部設(shè)有槽孔，一鎖緊螺栓穿過槽孔將支撐桿鎖緊與支板上。
【文檔編號】F21V33/00GK203735257SQ201420128882
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年3月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月21日
【發(fā)明者】郭林偉, 張翔, 羅龍和, 鐘壽洋, 林琪, 宋洋, 吳翠蘭 申請人:福建農(nóng)林大學