一种微重力环境下生态养殖箱制造技术

本实用新型专利技术涉及微重力环境下的水产养殖技术领域，更具体地，涉及一种微重力环境下生态养殖箱，包括控制装置、箱体、均与控制装置电连接的增压装置、离心机、养料供给系统；增压装置活动设置于箱体内部并与箱体组合形成空间可变的密闭腔体，离心机固定设置于密闭腔体内部，养料供给系统与密闭腔体连通。本实用新型专利技术通过离心机破坏水滴结构，和增压装置使得密闭腔体内的压力增大，克服水滴表面张力，使其融合凝聚成为整体，同时增大氧气溶解度，有利于水中动物在微重力环境下的生存，并与水草类植物形成和谐共生。

An ecological breeding box in microgravity environment

【技术实现步骤摘要】
一种微重力环境下生态养殖箱
本技术涉及微重力环境下水产养殖
，更具体地，涉及一种微重力环境下生态养殖箱。
技术介绍
随着航空技术的发展，人类走向深空的步骤加快，更长时间的星际旅游，携带足够的营养补给造成航行器重量过大的问题，这显然不现实，因此需要解决鲜活物资自给的问题，在星际航行器中建立一个适合的生态养殖装置，实现生态循环补充物资。而在可预见的未来，星际航行对整个航行器做人造重力较为不经济，因此航行器中包括人类、生态装置中的动植物、水均处于失重、真空状态下，由于水处于失重状态，其重力可以忽略，水的表面张力使得水以圆球滴状混合在一起，不会在容器中自然形成连续的、整体的水体，而是各水滴分散存在，其之间会存在间隙，而这种间隙的存在不利于水中动物的生存，其次真空环境下氧气的溶解度降低，会使得水滴中氧气减少，生态箱中的动物卵等会缺氧而死。现有的生态养殖箱大多针对养殖箱水循环、投料、恒温等做出了改进，如中国专利CN108633815A公开了一种室内生态养殖、种植(鱼草)共生系统，包括承载及循环系统；承载及循环系统包括承载箱体；承载箱体上设有鱼缸养殖系统和装有补光灯系统的绿植种植系统；承载箱体内装有水处理系统、反消化补水系统和物联网控制器，鱼缸养殖系统、绿植种植系统和承载及循环系统通过物联网控制器与云端服务器相连，其上设有环境感知系统，环境感知系统通过物联网控制器与云端服务器相连，与自来水管连接的补水管及水位阀装在反消化补水系统上，反消化补水系统通过入水管路接到鱼缸养殖系统中，鱼缸养殖系统通过出水管路与绿植种植系统相连，绿植种植系统通过回水管路与反消化补水系统相连，入水管路和出水管路最高端下侧开有通气孔，实现了鱼草共生。但是其只能应用在存在地球重力的情况下，在重力微弱的太空中物体失重后不能正常工作；目前还没有出现针对星际航行器中失重环境下的生态养殖箱。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术中生态养殖箱不能适应微重力、真空环境的不足，提供了一种微重力环境下生态养殖箱，能够应用于真空微重力环境。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：提供一种微重力环境下生态养殖箱，包括控制装置、箱体、均与控制装置电连接的增压装置、离心机、养料供给系统；增压装置活动设置于箱体内部并与箱体组合形成空间可变的密闭腔体，离心机固定设置于密闭腔体内部，养料供给系统与密闭腔体连通。本技术通过在箱体内部设置的增压装置和离心机，控制装置控制离心机运转破坏分散的水滴结构，同时控制增压装置改变箱体与增压装置形成的密闭腔体大小，从而改变密闭腔体内的压力，以克服失重环境下水滴圆球表面的张力，使密闭箱体内的水滴融合凝聚形成整体，消除其间隙，增大氧气溶解度，防止箱体内部的动物缺氧而死，结合养料供给系统给密闭腔体内的动植物补充养料，这样生态养殖箱可以适应太空中失重、真空环境，从而实现在星际航行器中的动植物共生养殖，实现物资自供给。作为进一步改进的结构形式，上述的增压装置包括固定设置于箱体上并与控制装置电连接的驱动装置、与驱动装置固定连接的压板，压板与箱体内壁滑动配合。驱动装置可以采用气缸，气缸的一端固定在箱体上面板，另一端与压板固定连接，通过气缸带动压板在箱体内移动，从而可以改变密闭腔体的大小进而压缩密闭空间内的水滴和空气，消除水滴间的间隙，使得水滴融合形成整体，而间隙均聚集到靠近压板的一侧，这样可以避免失重环境下分散水滴不适合水中动物生长的情况出现；同时密闭腔体内的压力增加也能增大氧气的溶解量，使得水中的动物能够更好地生存。作为进一步改进的结构形式，上述的压板上还设置有用于监测密闭腔体内压力的压力传感器、用于监测密闭腔体内养分浓度的浓度传感器、弹性件，弹性件两端分别与箱体的侧壁、压板固定连接，压力传感器、浓度传感器均与控制装置电连接。压力传感器将密闭腔体内的压力值传送到控制装置，控制装置可以根据压力值自动控制驱动装置的运行，带动压板对密闭腔体进行压缩，使得密闭腔体内的水能形成整体，利于动物生存；浓度传感器与控制装置电连接，用于监测密闭腔体内的氧气浓度，将密闭腔体内的氧气浓度信息传送到控制装置，控制装置根据氧气浓度控制养料供给系统的运行。而通过调节弹性件的松紧也可以调节压板与上面板的距离，也可以实现对密闭腔体内的压力调节。作为进一步改进的结构形式，上述的压板上设置有安全阀，安全阀连通密闭腔体与外部容器，安全阀与控制装置电连接。这样设置是因为在压缩密闭空间后，水滴之间的空隙均聚集到靠近压板的一侧，密闭腔体内的压力到达一定值后，难以对其继续压缩，此时控制装置向安全阀发送信号，控制其打开，密闭腔体与外部容器连通，进行泄压，使得密闭腔体中靠近压板一侧的空气或水流排出到外部容器中，便于继续对密闭腔体进行压缩；同时也可避免密闭腔体内部压力过大，破坏箱体结构，外部容器的排泄物进入太空舱的大循环处理。作为进一步改进的结构形式，上述的离心机外部包围设置有网状的安全罩，离心机固定设置于远离箱体中心的位置。安全罩的设置可以避免离心机运行时其叶片伤害在密闭腔体内生活的动植物；而将离心机安装在箱体的非中心位置，可以使得离心机在工作时，箱体内各处的水流速不同，使得其对水滴的破坏效果更好，同时由于各处的流速不同，就营造了更加逼真的自然环境，水生物可以找到一个适合自己存留的环境。作为进一步改进的结构形式，上述的箱体底部固定设置有隔离网，隔离网上设置有闸门。隔离网将箱体内部分为动物生长区和植物生长区，隔离网可以避免动物生长区内的动物随意进入到植物生长区，过渡破坏植物的生长，影响生态养殖箱的生态平衡；另外可以通过闸门随时增减植物生长区内的植物数量，人为控制生态养殖箱内的生态平衡。作为进一步改进的结构形式，上述的箱体下方还固定设置有均与控制装置电连接的加热装置、温度传感器。温度传感器监测密闭箱体内部的温度并将温度信号传送到控制装置，控制装置根据温度信号控制加热装置工作，以维持密闭腔体内的温度处于一个相对稳定的状态，以适宜箱体内部的动植物快速生长。作为进一步改进的结构形式，还包括水循环系统，水循环系统包括第一导管、与控制装置电连接且设置于第一导管上的水泵，第一导管一端与箱体底部固定连通，另一端与箱体上部固定连通，第一导管与箱体连接的一端设置有隔离筛，隔离筛与水泵的进水口之间顺次设置有第一电磁阀、可拆卸的过滤筛筒、第二电磁阀。动植物生长过程中产生的排泄物等杂物会污染箱体内的水环境，因此需要通过控制装置定时控制水泵工作，将水箱内部的水抽出，水流先经过过滤筛筒，其中的杂物被过滤筛筒过滤后再回到水箱，实现内循环，维持生态养殖箱内的生态平衡；而可拆卸设置的过滤筛筒也方便更换，以维持过滤效果。过滤筛筒两侧有电磁阀，关闭第一电磁阀和第二电磁阀，切断第一导管的水流，可以方便更换过滤筛筒。作为进一步改进的结构形式，上述的养料供给系统包括与控制装置电连接的气泵、储气罐、饲料添加器，饲料添加器内部设置有活塞，上部设置有与控制装置电连接的第一进气阀，下部设置有出料口；气泵一端与储气罐连通，另一端为自由端，储气罐分别与第一导管本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微重力环境下生态养殖箱，其特征在于，包括控制装置、箱体(1)、均与所述控制装置电连接的增压装置(2)、离心机(3)、养料供给系统(4)；所述增压装置(2)活动设置于所述箱体(1)内部并与箱体(1)组合形成空间可变的密闭腔体(11)，所述离心机(3)固定设置于所述密闭腔体(11)内部，所述养料供给系统(4)与所述密闭腔体(11)连通。/n

【技术特征摘要】
1.一种微重力环境下生态养殖箱，其特征在于，包括控制装置、箱体(1)、均与所述控制装置电连接的增压装置(2)、离心机(3)、养料供给系统(4)；所述增压装置(2)活动设置于所述箱体(1)内部并与箱体(1)组合形成空间可变的密闭腔体(11)，所述离心机(3)固定设置于所述密闭腔体(11)内部，所述养料供给系统(4)与所述密闭腔体(11)连通。


2.根据权利要求1所述的一种微重力环境下生态养殖箱，其特征在于，所述增压装置(2)包括固定设置于所述箱体(1)上并与所述控制装置电连接的驱动装置(21)、与所述驱动装置(21)固定连接的压板(22)，所述压板(22)与所述箱体(1)内壁滑动配合。


3.根据权利要求2所述的一种微重力环境下生态养殖箱，其特征在于，所述压板(22)上还设置有用于监测密闭腔体(11)内压力的压力传感器(23)、用于监测密闭腔体(11)内养分浓度的浓度传感器(26)、弹性件(24)，所述弹性件(24)两端分别与所述箱体(1)的侧壁、压板(22)固定连接，所述压力传感器(23)、浓度传感器(26)均与所述控制装置电连接。


4.根据权利要求3所述的一种微重力环境下生态养殖箱，其特征在于，所述压板(22)上设置有安全阀(25)，所述安全阀(25)连通密闭腔体(11)与外部容器，所述安全阀(25)与所述控制装置电连接。


5.根据权利要求1所述的一种微重力环境下生态养殖箱，其特征在于，所述离心机(3)外部包围设置有网状的安全罩(31)，所述离心机(3)固定设置于远离所述箱体(1)中心的位置。


6.根据权利要求1所述的一种微重力环境下生态养殖箱，其特征在于，所述箱体(1)底部固定设置有隔离网(5)，所述隔离网(5)上设置有闸门(51)。


7.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐子沐，邵思涛，刘佳杰，邵雪珂，王灿旭，
申请(专利权)人：广州市黄埔区华峰学校，
类型：新型
国别省市：广东;44