风动旋转水生态浮岛制造技术

本发明专利技术在水生态环境工程领域，发展了在城镇池塘湖泊中建造风动旋转水生态浮岛的技术。该浮岛在不依赖其它能源情况下，可以在微风风力推动下旋转，在浮岛上可以种植具有净化水质和观赏价值的植物花卉。在旋转过程中，浮岛以及浮岛上的植物根系可以带动表层水体运动；有利于复氧和净化水质。在垂直于水面的“风杯”上可以贴上宣传保护生态环境的标语，达到科普教育目的。该装置具有利用绿色能源推动水流，加强复氧，净化水质，美化环境，成为水面上的动态景点等功能的特点。

【技术实现步骤摘要】
风动旋转水生态浮岛1.
:水生态环境工程不同大小的池塘、湖泊点缀着城市景观，成为宜居城镇的重要内容之一。随着城镇经济发展和人口增加，对这些水体的污染压力渐增，我国当前已经普遍面临富营养化和生态极度退化的困境；迫切需要修复这些水体的生态系统。依托多种生态浮岛，修复沉水植物是可取的有效途径之一。由于这些池塘、湖泊往往缺少水流，容易滋生藻类水华。“流水不腐”是指，适当的水流对维持健康水生态系统是十分重要和有利的。一定的水流和水面波动，有利于水体增氧，水体内的物质交换，冲刷水生植物茎叶上的附着物以增加接受光照面积，但有许多小水体，特别是城镇小水体，缺少水流和风成水流和波浪。利用电力可以达到造成水流和增氧目的，但要消耗大量能源。为了利用风力对水体驱动水团间的相对运动，研制了风动旋转生态浮岛；其原理为在浅水湖泊水塘中，打桩(通常用钢管)做轴心，垂直固定在湖底，在水面上建造绕该钢管桩旋转的装置，后者带有两对有凹凸面的“风杯”;使在任意风向下凹面“风杯”的风压始终大于位于旋转轴对面的凸面“风杯”;在浮岛框架上始终有一推动稳定旋转的力矩。在浮岛上可以种植具有净化水质和观赏价值的植物花卉，浮岛在不依赖其它能源情况下，可以在微风风力推动下旋转。在旋转过程中，浮岛以及浮岛上的植物根系可以带动表层水体运动；有利于复氧和净化水质。在垂直于水面的“风杯”上可以贴上宣传保护生态环境的标语，达到科普教育目的。该装置具有利用绿色能源推动水流，加强复氧，净化水质，美化环境，成为水面上的动态景点等功能的特点。可用PVC管件材料标准件构成，便于规模化定型生产，内部充塞有漂浮材料，即使管道漏水后仍然漂浮。旋转体的大小和形状可因地制宜确定。本
属于水生态环境工程，其功能和推广应用前景如下:1.1.修复水生态系统的重要组分目前环境压力下，城镇池塘、湖泊普遍面临透明度低，经常发生藻类水华的困境，为了恢复沉水植物，遏制藻类水华，建设浮岛生态系统是提高透明度的重要举措。旋转水生态浮岛提高净化效率，影响范围大；在光照、空间、营养盐、化感物等方面对藻类有竞争优势；促进沉水植物生长和改善水质。1.2.美化环境的旅游景点在微风作用下就可转动的浮岛，结合种植花卉、标语等具有较好的观赏价值；可以成为人们拍照留念的景点，对儿童、中小学生具有科普教育意义。1.3.推广应用前景随着城镇建设和人居条件的改善，小水塘和湖泊已经成为各地的普遍旅游休闲地。在居民小区建设好水塘景点可提升小区的吸引力；所以，不但原有城镇池塘湖泊需要强化景点建设，而且许多城镇在发展过程中往往增加许多适宜建设风动旋转水生态浮岛的人工池塘和湖泊。本专利具有良好的推广应用前景。2.背景和集成技术:水面上的生态浮岛技术已经有了多年发展，在结构形式，材料，功能等方面有了相当发展；但基本是静态、相对固定，随风摆动或无序运动。近地面大气中的风车是吸引观光的设施，如荷兰的风车成为该国的一种标记性观光点；其主要特点是其结构形态混和有旋转的动感。常见风速仪风杯的旋转轴是垂直的，旋杯绕垂直轴旋转，结构简单，可将风速动能有效地转换为旋转动能。本专利技术将上述技术集中起来，利用水体浮力，较容易构建漂浮于水面较大构件，因而成本较低的特点，发挥生态浮岛、风动旋转净化水质及观光效果集成起来形成综合的创新技术；适应当前众多城镇、居民小区、池塘湖泊中小型水体修复水生态系统和发展旅游景点的需要。3.
技术实现思路
:3.1.总体框架结构功能风动旋转浮岛主要有四部分构成:1)漂浮于水面承受风力可形成绕固定轴旋转的设施；2)固定湖底的垂直轴；3)旋转设施上可种植植物的浮岛附件；4)旋转体上具有观光宣传效果的附件3.2.漂浮于水面承受风力可形成绕固定轴旋转的设施；3.2.1.旋转设施结构框图漂浮于水面承受风力可形成绕固定轴旋转设施的结构框图见图1。主要保证以旋转中心套筒为中心向外延伸时结构强度大，分成四个单体，互相连接成一个平面整体，管道内填充漂浮物并密封。采用标准件工业产品，使有较高的性价比。容易制造及标准化。3.2.2.主要材 料主要材料用PVC-U管材，质轻，防水，不锈，已经标准化生产，通常保证寿命50年。其标准长度为每根4m。故框架边长可取为lm。构建主要单体的管道用IlOmm直径，厚度2.7mm,中心套筒用直径160mm转IlOmm变四通,壁厚4_5mm ;单体之间的连接和受风叶片支架等用50mm管道，壁厚2mm ;110-50mm连接用相应得到变通。需要用135° /45° ,90°，直通，三通，四通，多种变径通(见图1)。管道内漂浮物可用相应外径的废塑料空瓶(但要密封性好);也可用耐粘合剂腐蚀的泡沫塑料。承受风力的叶片可用彩钢板，不锈，防水，牢度大，有韧性。3.3.固定湖底的垂直轴3.3.1.二段结构钢管轴:外套管和内轴为便于安装，固定在湖底的垂直轴采用二段钢管结构。外套管垂直打入湖底硬质泥层，其顶端低于施工区最低水位30cm处。以便可以将旋转浮岛框架在水面上推移到旋转轴桩上方，随后将旋转内轴钢管从旋转框架上方插入外套钢管，从而把旋转框架置于钢管桩的上方，可以在最低水位情况下仍然绕桩旋转。内轴钢管离下端Im处固定支架使钢管能牢固位于外套钢管的顶端上。其总长度足够，以保障旋转浮岛的旋转框架可以在水位变化在最低-最高水位之间时不脱离轴而随风驱动旋转(图2)。3.3.2.外套钢管及其固定根据湖底底质和水深情况确定钢管桩的，直径，和壁厚。桩要打入硬底Im左右，上端离最低水位约30cm ;即其总长度约为最低水位硬底深度加70cm ;桩要打入土 Im左右。我国大部分城镇池塘、湖泊的水深通常约1.5m-3m。外套钢管内直径一般可采用6_，壁厚为加固桩及纠正其垂直度，在外套管的上端可加(焊接或螺丝固定箍)3-4个供拉锚绳的扣。用锚及锚绳将钢管轴拉垂直固定牢固(图2)。3.3.3.旋转内轴钢管旋转内轴钢管的外径要小于外套管的内径，厚度约1mm。在距低端Im处加(焊接或螺丝固定箍)十字支架使内轴管下端插入外套管约Im后能架在外套管上，成为旋转轴。其上端要高出最高水位约30cm ;保证旋转框架在最低-最高水位之间能绕该轴正常旋转(图2)。3.3.4.“轴承”中心套筒与旋转轴之间可用直径为50mm，长30cm的6_8根PVC-U管填充泡沫密封后制成“圆棍形” “轴承”，以减少旋转阻力。3.4.可种植植物的浮岛附件；在旋转框架上有四个八边形较大空间。以边长Im PVC管长为例，八边形框架内的面积约为5m2。其中可以放置若干植物(花卉)浮岛(图3)。这些浮岛在净化水质同时，可以美化环境；在随风转动过程中框架及植物根系带动上层水体流动，强化复氧和净化水质作用。3.5.旋转体上具有观光宣传效果的附件承受风力推动水生态浮岛旋转的旋叶高出水面约50cm，可以用彩钢板构建。其二面都可以贴上宣传标语或图案，达到动态的观光宣传效果。4.【附图说明】图1、风动旋转水生态浮岛结构图；八边形框架的边长宜用Im长，每根管材做4根；构建主要单体的管道用IlOmm直径，厚度2.7mm,中心套筒用直径160mm转IlOmm变四通，壁厚4-5mm ;单体之间的连接和受风叶片支架等用50mm管道,壁厚2mm ；110-50mm连接用相应得到变通。需要用135°本文档来自技高网...

【技术保护点】
漂浮在池塘湖泊水面的浮岛框架上相对于中心轴二边具有非对称承受风力的两对(或数对)“风杯”，因此在任何风向下，风力可以给浮岛框架作用扭矩，推动框架绕固定轴旋转。

【技术特征摘要】
1.漂浮在池塘湖泊水面的浮岛框架上相对于中心轴二边具有非对称承受风力的两对(或数对)“风杯”，因此在任何风向下，风力可以给浮岛框架作用扭矩，推动框架绕固定轴旋转。2.旋转轴固定在湖底能适应旋转浮岛框架的安装及水体内最低-最高水位变化时正常旋转工作。3.用PVC管件一类材料标准件构成，便于规模化定型生产，内部...

【专利技术属性】
技术研发人员：濮培民，朱政宾，濮江平，
申请(专利权)人：濮培民，
类型：发明
国别省市：江苏;32