Установка для выращивания рыбы

Установка для выращивания рыбы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Ссветскик

Социалистических

Республик

< >8)858! ф-. Ъ»

- А

-1 % ее

3,„„,æ -.К. АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (51) М.Кл-.з А 01 К 61/00 (22) Заявлено 25.09.79 (21) 2810501/28-13 с присоединением заявки—

Госудврствеиный комитет (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.04.81. Бюллетень ¹ 13 (53) УДК 639;3.05 (088.8) .No.är.ëàì изобретении и открытий (45) Дата опубликования описания Об.05:81 (72) Авторы азобретения О. П. Кууль, А. Ф. Реммельгас, А; Э. Херман, В. A. Ар нийд,,,.:;=.-,. .",,„,,. ) А. А. Аси и А. А. Ууккиви

1-.;---- - - (71) Заявитель . Опорно-показательный- рыболовецкий колхоз им. С. й1. Кирова Эстонского республиканского сою а -"-""-": = -" - (А 1 рыболовецких колхозов пал!,,"у ),.к .А (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ РЫБЫ

Изобретение относится к области рыбоводства, в частности, к..установкам,для выращивания рыбы, например форели, при уплотненной посадке на искусственных кормах и морских водах.

Известная установка для .выращивания рыбы содержит бассейн для рыбы, каналы подачи и отвода воды, насос, приспособление для аэрации воды, размещенные в канале подачи воды, и. программное устройство с датчйками .койтроля и,регулнрованйя температуры и концентрации кислорода в воде fl).

Однако известная установка не позволяет увеличить производительность выращивания рыбы прй.снижении энергозатрат.

В настоящее, время во всем миренаблю-. дается быстрый рост потребления рыбы как источника . хорошо усваиваемых бел ков. Однакьо,запасы рь бы и ограниченные тейпы роста их, ловли -в естественных водоемах не удовлетворяют возрастающим требованиям. Поэтому., актуальным . стало строительство больших рыбоводческих хо-. зяйств. В ближайшие 15 — 20 лет ожидается примерйо, 1.0-кратное увеличение объема выращивания рыб, в то время как увеличение объема, рыбы в открытом море .прогнозируется не более 2 раз. Большие хозяйства рыбоведения . с большой .:площадью бассейнов для выращивания рыбы требуют свежую воду в больших количествах..При разведении лососевых, например форели, требуется хорошая насыщенность кислород дом воды, соответствующий показатель рН, хорошая,проточность, низкое содержание загрязнений, достаточная глубина. Кроме того, состояние рыбы зависит от соответственных поступающих в воду продуктов выделения, например, аммиака, двуокиси углерода и фекалии, которые при большой плотности посадки могут составлять значительное количество. Естественным источником свежей воды в больших количествах является открытое море, большое озеро.

При выращивании лососевых предпочтительно использование морской воды определенной солености и следует, воздерживаться от использования пресной воды, 20 особенно от содержания железа в воде, так как от состава .воды прирост рыбы может меняться при равном кормлении более .ем в 3 раза. Оказывается, что "при выращивании;.например, радужной форели, для

26 которой -оптимальным содержанием кислорода является концентрация более 8 мгlл, обычная система просто с принудительной подачей свежей воды из естественного водоема не является достаточно эффек-. тивной. Дело в том, что плотность посадки,, 1

818581

K=45e

66 в конечном счете, определяется количеством кислорода, которое принимается рыбами, т. е.,разностью между количествîv кислорода,,поданного в бассейны, и количеством кислорода, отводимого с испо.льзованной водой. Учитывая, что насыщение кислорода в воде при температуре воды, на пример +21 С, наступает уже при концентрации 9,23 лг/л, видно, что такой температуре .во всех точках бассейнов желательно иметь воду, концентрация кислорода которой близка к насыщению. Кажется, что достаточно иметь насосную станцию, которая обеспечивает полный водообмен в прудах несколько раз в час. Оказывается, что такое решение связано с большой затратой энергии, а в некоторых случаях— вообще бесполезно. Например, в Финском заливе содержание кислорода в воде колеблется в широких пределах в зависимости от волнения, обеспечивающего естественное аэрирование, от направления и силы ветра, от температуры, от времени года.

При сильном волнении концентрация близка к насыщению, но уже в течение безветренного дня, летом, при особенно неблагоприятных условиях, может падать, например до 6 лг/л и меньше. Естественно, при таких условиях да.льнейшее увеличение интенсивности работы насосов не обеспечивает требования пнтенспвного разведения рыбы.

Однако использования аэратора в случае, когда свежая вода близка к насыщению, является пустой тратой энергии.

Фактическая оитуация является ещеболее сложной. Известно, что количество потребляемого рыбой кислорода зависит от возраста, от освещения, но особенно от температуры. Оно составляет для форели в среднем при температуре +20 С 200—

250 яг кислорода на 1 кг рыбы,в течение

1 часа. При температуре +10 С оно составляет в трп раза меньше: от 70 до

90 " . Потребление кислорода довольно (кг ч) точно определяется экспоненциальной функцией где К вЂ” количество потребляемого кисломг (кг ч)

t — температура, С;

t0 — опорная температура +,5 С.

Известная установка не позволяет автоматически регулировать концентрацию кислорода воды в зависимости от температуры воды с минимальным количеством потребляемой энергии и тем самым достичь максимального веса массы рыб и эффективности ее прироста на единицу объема воды .при минимальных затратах энергии.

Целью настоящего изобретения является уменьшение энергозатрат. Для достижения этой цели установка оснащена блоками управления, насосом и приспособлениями для аэрации воды, при этом датчики контроля и регулирования температуры и концентрации кислорода размещены в

àíà лах подачи и отвода воды, выходы датчиков подсоединены соответственно к входам программного устройства, а выходы последнего подключены соответственно к входам блоков управления насосом и приспособлениями для аэрации воды.

Кроме того, установка оснащена дополнительными бассейнами для рыб, насосами и приспособлениями для аэрации воды, выполненными аналогично основным.

Программное устройство содержит аналого кодовый преобразователь, узел с кодоуправляемой передачей, источник опорных .напряжений, блоки сравнения, управляемые ключи, при этом выходы аналого-кодового преобразователя подключены к первому входу блока управления насосами и к управляющим входам узла с кодоуправляемой,передачей, выход которого подключен к первому входу первого блока сравнения, а выход датчика контроля и регулирования концентрации кислорода подключен к .первым входам второго, третьего и четвертого блоков сравнения, и ко вторым входам блоков сравнения подключены соответствующие выходы:источника опорных напряже:ний, а первый выход первого блока сравнения подключен к управляющему входу первого и второго управляющего ключа, второй выход — к управляющему входу третьего и четвертого управляемого ключа, выход второго блока сравнения подключен к сигнальным входам .первого и третьего управляющего ключа, выход третьего блока сравнения подключен к сигнальным входам второго и четвертого управляемого ключа, а выход четвертого блока сравнения подключен к первому входу блока управления приспособлениями для аэрации воды и четвертому входу блока управления насосами,:выходы первого и,второго управляемого ключа подключены соответственно к второму и третьему входу блока управления насосами, выходы которого присоединены к клеммам управления интенсивностью насосов, выходы третьего и четвертого ключа присоединены соответственно к вторым и третьим входам блока управления приспособлениями для аэрации воды, выходы которого подключены к клеммам управления интенсивностью аэрации, вход аналого-кодового преобразователя соединен с выходом датчика контроля:и регулирования тем(пературы, а сигнальный выход узла с кодоуправляемой,передачей подключен к выходу датчика контроля и регулирования концентрации кислорода.

818581

5 75 10 125

15 17 5 20 22,5

«г

О.—

2» ч

15 в 17 23-.25 32--35 43 — 47 56 61 69 — 76 85 93 100--111

55,На фиг. 1 изображена предлагаемая установка, общий вид; на фиг, 2 — блоксхема программного устройства контроля и регулирования концентрации кислорода бассейнов согласно изобретению; на фиг, 3 — а, Ь, с, d, е — временные диаграммы, поясняющие работу системы в течение

48 часов.

Установка для выращивания рыбы построена на берегу Финского залива и в нее входит водозабор 1, через который поступает чистая вода с поверхности залива в насосную станцию 2 для перекачивания чистой воды в канал 8 для подачи воды самотеком в лруд 4 спортивной ловли, в опытные бассейны 5, в мальковые бассейны б и в производственные бассейны 7, и канал 8 отвода .воды. В канал 3 и в бассейны б и 7 помещены приспособления 9 для аэрации воды, которые управляются так же, как насосы 2 программным устройством 10, расположенным в центре 11 управления работой системы. В канал 8 отвода воды помещен датчик i12 контроля и регулирования концентрации кислорода, в канал 8 помещен датчик 18 контроля и регулирования концентрации кислорода и датчик 14 контроля и регулирования температуры притекающей воды.

Согласно изобретению программное устройство 10 содержит клем му 15 подключения выходного сигнала датчика 14, клемму 1б подключения выходного сигнала датчика 18, клемму,17 подключения выходного сигнала датчика 12. Клемма 15 подключена к аналого-кодовому преобразователю 18, управляющие выходы которого подключены к управляющим входам узла 19 с к 7до-управляемой передачей, а сигнальный вход узла 19 подключен к клемме 1б. Сигнальный выход узла 19 с кодоуправляемой передачей подключен к одному входу блока сравнения 20, ко второму входу которого подключен один выход источника опорного напряжения 21. Клемма

17 подключена к одним входам блоков сравнения 22, 23 и 24, ко вторым входам которых присоединены другие выходы источника опорного напряжения 21. Первый выход блока сравнения 20 присоединен к управляющим входам ключей 25 и 26, а второй выход блока сравневия подключен к управляющим входам ключей 27, 28. СигЭффективность обогащения воды прудов кислородом насосами (Е„) определяется как количество кислорода, которое дается в пруды за счет 1 кВ ч энергии, затраченной насосами, и равно в данном случае

45.

50 нальные входы ключей 25 и 27 присоеди нены к выходу блока сравнения 22, сигнальные входы ключей 26, 28 присоединены к выходу блока сравнения 28. Выходы ключей 25, 2б подключены к разным клеммам блока 29 управления насосами, а выходы ключей 27, 28 подключены к разным клеммам блока 80 управления приспособлениями для аэрации воды. К блоку 29 управления насосами и к блоку 80 управления приспособлениями 9 подключен выход блока сравнения 24. Выходные клеммы блоков 29 и 30 присоединены к управляющим клеммам насосов станции 2 и к управляющим клеммам приспособлений 9 соответственно.

Работает система следующим образом.

Чистая вода поступает с поверхности залива через забор 1 в насосную станцию

2, где размещены, например, двенадцать насосов типа ОВ-06-55, каждый из которых перекачивает 1 лР воды iB течение 1 с в канал 3 на высоту 3,5 л при потребляемой мощности 75 кВт. Из-за естественного наклона начинается течение воды через канал 8 в пруды 4 — 7, в канал 8 отвода и обратно в залив уже в таком месте, где благодаря естественным условиям (течение, обычное направление ветра и т. п.) исключено повторное попадание использованной воды в водозабор,1. Режим установки выбран таким образом, что всегда:работают минимально три насоса, обеспечивающие полный обмен воды прудов (общая поверхность 2,56 га) в течение двух час. Дополнительно и ри дефиците кислорода могут быть включены все двенадцать насосов, обеспечивающие полный обмен воды в течение 30,вин, а также могут быть дополнительно включены приспособления 9 для аэрации воды.

При определении оптимального режима системы в целом исходят, во-первых, от требуемого количества кислорода для данного количества рыбы в зависимости от температуры (по формуле 1), и других условий с учетом потери части кислорода в других процессах окисления.

При ведении расчета, например, для

300 т форели в рассматриваемых прудах потребное количество кислорода в зависимости от температуры приведено в нижеследующей таблице.

Е„=-0,048(h 1с,„„.) (, I: i), (2) где К,„ — концентрация кислорода воды в питающем канале 8;

К,„„. — концентрация кислорода воды в канале отвода 8.

; 813581

: 7,5 7,5 — 10 10 — 12,5

0 — 1Π0 — 9,6 r) — 9,2

1,i — 12,14 9,6 — 1 1,5 9,2 — 8,7

60

Эффективность. обогащения воды прудов кислородом аэраторами (Е 4 ). определяется как количество кислорода, которое дается в;прудь1 за счет 1 кВ ч энергии, затраченной"аэраторами, и равно в данном случае, II - зависимости от дефицита кислорода в воде: от Ед ° =0,085(Л„.— К,,) ("z кд гI (3) до Ели = 0,125(ʄ— К„„) (", ;,ч ) 14) где К,,- — концентрация кислорода при насыщении;

В программное устройство 10 поступает электрический сигнал от датчика 14, и этот аналоговый сигнал преобразуют в аналогокодовом преобразователе И в код, который управляет коэффициентом передачи узла

19 с кодоуправляемой йередачей. На вход узла 19 поступает. электрический аналоговый ситнал с,датчика 18, Выходной сигнал узла 19 зависит от концентрации кислорода и от температурь),притекающей воды и регулйруется таким образом,. что выходной сигнал узла,19 превышает определенный уровень, когда целесообразно регулировать. ййтенсивность работы насосов,п меньше этого уровня, когда целесообразно,,регулировать интенсйвность аэрации; В блоке сравнения 20 сравнивается вь)ходной сигнал узла,19 с задаййым уровнем источника 21 опорных напряжений и в зависимости от соотношения сравниваемых напряжений либо получают на -первом выходе блока 20 сигнал, .который - управляет )ключами 25, 2б, если целесообразно регулировать насосами; либо получают на втором, выходе блока 20 сигнал, который управ.ляет...ключами 27. 28, если целесообразно регулировать аэрацию.

В блоки сравнейия 22-и 28 поступает сигнал с датчика 12 и ойорные сигналы из источника 21. Блок сравнения 22 .вырабатывает команду об увеличении интенсивности обогашения кислородом, когда концентрация кислорода вытекающей воды падала ниже определейного, заданного . уровня. Эта команда поступает в . завиоимости от состояния ключей 25 и 27 либо в блок 29 управления насосами, либо в блок 80 управления приспособлениями 9 и производит включение дополнительной мощности обогащения.

Блок сравнения l28 вырабатывает команду об уменьшении интенсивности обогащения кислородом, когда концентрация кислорода, вытекающей воды превышает определенный, заданный уровень. Эта команда поступает в зависимости от.состояния, ключей 2б, 28 либо в блок 29 управления насо15

К, „ ., концентрация кислорода. притекающей:воды.

При данных условиях целесообразно обогатить воду.:к)ислородом аэраторами в том случае, если. дефицит кислорода большой, т. е. когда разность концентрации насыщения,при данной температуре и имеющейся концентрации большая, а насосами, если концентрация кислорода притекающей воды близка к насыщению. lB йижеследующей таблице приведены концентрации кислорода притекающей воды, при которых регулируют интенсивностью либо работы приспособлений 9, либо насосов:

12,5 — 15 15 — 17 5 17,5 — 20

0-88 0 — 8 4 () — 80

8,8 — 1<),3 8,4 -.- 9,83 8,0 — 9 4 сами, либо в блок 80 управления приспособлениями 9 и вызывает уменьшение количества работающих агрегатов.

В блок сравнения 24 поступает также сигнал датчика 12 .и Опорный сигнал из источника 2!1 опорных напряжений.,Выходной сигнал блока 24 поступает одновременно в блоки 29 .и 80, чтобы обеспечить -увеличение или уменьшение интенсивности работы приспособления; при уменьшении или увеличении интенсивности работы насосов.

Этот блок сравнения 24 служит также как аварийный блок, чтобы. при надобности ввести любые дополнительные мощности.:

Работа .установки иллюстрируется временными:диаграммами:.фиг:. 3, .где а — показывает температуру притекающей воды; в — концентрация кислорода .притекающей воды; с — количество потребляемого кислорода; д —. интенсивность работы насосов; с — интенсивность работы аэратора.

Как видно:.из диаг1)амм, количество потребляемого кислорода меняется в зависимости от разных условий несколько раз, а целесообразность,включеиия аэратора или насосов меняется:B; IIIHpoKHx пределах.

Эксперименты показали, что при равных затратах энергии введение программного управления и контроля -содержания кислорода в ваде бассейнав позволило увеличить плотность посадки прудов в 2,4 раза и, соответственно, увеличить производительность::рыбы .при минимальных дополнительных капиталовложенйях; Одновременно . оказалось возможным гаранл)иро- вать хорошее садержан ие кислорода воды при любых климатических условиях внешней среды и тем самым повысить эффективность усвоения корма рыбами и обеспечить их более быстрый прирост. Постоянное получение:информации о температуре притекающей .воды позволяет оптимально кормить форель, потому; что, например, при изменении температуры от +5 до

+15 С, необходимое количество.осваиваемого питания увеличивается в:2 — З.раза й

25

35 во

СССР тем самым еще довольно оптимизирует производственные характеристики рыбного хозяйства.

Формула изобретения

1. Установка для выращивания рыбы, содержащая бассейн для рыбы, каналы подачи m отвода воды, насос, приспособления для аэрации воды, размещенные в канале подачи воды, и программное устройство с датчиками контроля и регулирования температуры и концентрации кислорода в воде, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения энергозатрат, она оснащена блоками управления насосом и приспособлениям и для аэрации воды, при этом датчики контроля и регулирования твмперату- ры и концентрации кислорода размещеныв каналах подачи и отвода -воды,--выходы датчиков подсоединены соответственно к входам программного устройства, а выходы последнего подключены соответственнок входам блоков управления,насосом и приспособлениями для аэрации воды.

2. Установка по п. 1, о тли ч а ю щ а яся тем, что она оснащена дополнительными бассейнами для рыб, насосами и приспособлениями для аэрации воды, выполненными аналогично основным, 3, Установка по п. 1,-отличающаяс я тем, что программное устройство содержит аналого-кодовый, преобразователь,узел с кодоуправляемой передачей, источник опорных напряжений, блоии сравнения, управляемые ключи, при этом выходы аналого-кодового преобразователя подключены к первому входу блока управления насосами и,к управляющим входам узла с кодоуправляемой передачей, выход которого подключен к первому входу первого блока сравнения, а выход датчика контро-ля и регулирования концентрации кислорода подключен к первым входам второго, третьего и четвертого блоков сравнения, и ко,вторым входам блоков сравнения подключвны соответствующие выходы,источника опорных напряжений, а первый выход первого блока сравнения подключен к управляющему входу первого и второго управляющего ключа, второй выход — к управляющему входу третьего и четвертого управляемого ключа, выход второго блока сравнения подключен к сигнальным входам первого и третьего управляющего ключа, выход третьего блока сравнения подключен к сигнальным входам второго и четвертого управляемого ключа, выходчетвертого блока сравнения .подключен к первому входу блока управления приспособлениями для аэрации воды и четвертому входу блока управления насосами, выходы первого и второго управляемого ключа подключены соответственно второму и — --третьему входу блока управления насосами, выходы которого присоединены кклеммам . управления, интенсивностью насосов, выходы третьего и четвертого ключа присоединены соответственно:к третьим и вторым входам блока управления,приспособлениями для аэрации, выходы которого подключены к клеммам управления интенсивностью аэрации, вход аналого-.кодового преобразователя -соединен с выходом датчика контроля и регулирования температуры, а сигнальный вход узла с кодоуправляемой передачей подключен к выходу датчика-для — контроля и регулирования концентрации кислорода в воде.

Источиик информации, принятый внимание;при экспертизе:

1. Авторское свидетельство № 588959, кл. А 01 К 61ИО, 1976.

818581

"Бк А/и1

Ж д!

fi(6m)

4@ И

Составитель Лебедюк

Техред А. Камышннкова

Редактор О. Иванова

Корректор С. Файн

Заказ 420/358 Изд. № 290 Тираж 712 Подписное

НПО сПоиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, лК-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. <Патент»