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1、第32卷第2期大连海洋大学学报Vol.32No.22017年4月JOURNALOFDALIANOCEANUNIVERSITYApr.2017DOI:10.16535/j.cnki.dlhyxb.2017.02.017文章编号:2095-1388(2017)02-0224-07池塘摇摆式水动力装置的研发与试验11211胡庆松,刘畅,杨性楷,王曼,陈雷雷(1.上海海洋大学工程学院,上海201306；2.上海义民电机有限公司,上海201401)摘要:为解决池塘增氧装置水动力形成能力不足的问题,提出了一种新的设计方案。新设计基于双向输出传动机构原理,利用破水叶轮及空气中低阻偏心
2、块的复合作用,在保障增氧能力的同时提升水动力影响范围,并对该摇摆式水动力装置在池塘的影响范围和增氧能力进行了测试。结果表明:该装置可以将水动力2影响范围提升至4670m以上,高于3kW和1.5kW的叶轮式增氧机；同时在1.5kW能耗下增氧能力为2.67kg/h,并能达到3kW叶轮式增氧机的66.7％,符合国家标准中对于1.5kW增氧机的增氧能力要求。研究表明,新装置的水动力形成能力有明显提升,能够更好地解决池塘水产养殖增氧过程中水体循环能力不足的问题。关键词:水产养殖；增氧装置；水动力；摇摆式；低阻偏心块中图分类号:S969文献标志码:A[14]目前,中国池塘养殖产量占
3、水产养殖总产量能力只有1.77kg/h。[1]51.2％以上,高密度池塘养殖已成为中国水产养能耗对于增氧或者水动力装置的应用非常关殖的主要形式。但高密度养殖存在一个重要的问题键,现有装置在增氧能力和水动力形成方面存在明就是养殖水体的清洁化处理。由于该处理能力不显差异。针对这一问题,本研究中设计了摇摆式水足,给湖泊、江河等水域环境造成了较大影响,限动力形成装置,利用类似于叶轮式增氧机的提水破[2-3]制了中国水产养殖业的可持续性发展。使用水水叶轮,并结合空气中低阻偏心块所形成的涌浪式[4-5]质改良剂等可有效调控池塘水质,但从大范围水动力形成效果,在保证增氧能力的前提下实
4、现了环境调控的角度不适宜采用；而增氧机、生物膜和较大范围内立体式水动力循环,同时满足了低功耗生物絮团等水处理技术的出现,为解决养殖池塘水下增氧和形成水动力的复合式运行需求。[6-10]体清洁化处理提供了良好的解决方案,其中,1池塘摇摆式水动力装置设计池塘水体的流动和上下交换是上述技术高效运作的基础。1.1装置的总体结构当前,中国池塘养殖中常用的水动力形成装置主要是增氧机,包括水车式、叶轮式和涌浪式等增池塘增氧装置大多以电机带动单向输出轴的形[11]氧设备。单独使用1.5kW水车式或叶轮式增氧式为主,装置功率用于形成单一形式的机械运动,2机时,增氧负担水体面积约3330m
5、,但其水动力这种输出方式无法满足增氧和大范围水动力形成的[12]影响范围不足于此。3kW叶轮式增氧机在产量共同要求。本设计以保证增氧能力为前提,以常规2为500~800kg/667m时负担水体面积为4000~的下减速箱与增氧叶轮为基本结构,在满足增氧能25330m,且只适用于水深为1m以上的池塘,而力的同时保证上下水体的交换。在横向水动力形成在水深为1.5m以内能较好地进行上下水体交换的方面,涌浪式增氧机通过整个浮体旋转共振产生波增氧机,在水平方向上的水动力影响范围却不足浪,在此方式下水体阻力较大,导致功耗较高。考2[13]4000m。1.5kW涌浪式增氧机以大量水体形
6、虑到电机与减速箱需垂直放置且有较大的自身惯成水流,可产生直径在120m范围内的波浪,表层性,需一个在水平面上能进行规律圆周变向的力矩水动力影响范围比水车式与叶轮式更广,但其增氧以使整个装置产生一定幅度的晃动,并结合封闭式收稿日期:2016-11-21基金项目:国家自然科学基金资助项目(51309150)；上海市科技兴农推广项目(2016-1-6-4)作者简介:胡庆松(1979―),男,副教授,博士。E-mail:qshu＠shou.edu.cn第2期胡庆松,等:池塘摇摆式水动力装置的研发与试验225浮体产生造浪效果。为融合实现上述两个作用,本r/min。因为下齿轮箱要承
7、受一定的轴向载荷,优研究中对电机能量采用了上下两轴输出,将产生力化选择后,下减速箱的1级减速齿轮采用压力角矩的偏心块通过连接杆与上输出部的减速箱相连,a=20°、螺旋角β=9°、模数m=2的标准斜齿圆柱偏心块转动带动整个装置产生规律性晃动。与水中齿轮,2级减速齿轮采用压力角a=20°、螺旋角产生偏振相比,空气中阻力较小,偏心块在上部做β=9°、模数m=2.5的标准圆柱斜齿齿轮参数,减旋转运动时功率小,可实现低功率下的复合式运速比i=(z1·z3)/(z2·z4)=26：265,与输出轴相2行。连接的提水叶轮转速为143r/min。摇摆式水
