ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2064255

АППАРАТ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ВОДЫ В АКВАРИУМЕ

АППАРАТ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ВОДЫ В АКВАРИУМЕ

Имя изобретателя: Похиленко Евгений Андреевич[MD] 
Имя патентообладателя: Похиленко Евгений Андреевич[MD]
Адрес для переписки: 
Дата начала действия патента: 1992.07.01 

Назначение: в области рыбоводства для обработки воды в сосудах и аквариумах для содержания водных организмов. Сущность изобретения: аппарат содержит диспергатор воздуха, опреснитель, состоящий из корпуса, в котором с образованием зазора расположен стакан для выпаривания воды, и крышку, подсоединенную к нижней части опреснителя камеру с фильтрующим материалом , заключенную в кожух с окнами в верхней части для входа воды, камеру для cбора очищенной воды, образованную кольцевым зазором между стенками кожуха и камеры с фильтрующим материалом, и нагреватель, закрепленный в крышке опреснителя и расположенный внутри стакана. Аппарат оснащен трубкой для подачи воздуха в камеру для сбора очищенной воды и образования водовоздушной смеси и средством для возврата воды в аквариум, которое целесообразно образовать набором трубок, вмонтированных в стенку кожуха и служащих для отвода водовоздушной смеси. Свободные концы трубок следует вывести на один уровень вверх, за пределы кожуха на высоту 5-10 см. В крышку опреснителя вмонтированы трубки для выпуска паровоздушной смеси под верхний уровень воды в аквариуме и трубка для соединения полости стакана с камерой для сбора очищенной воды. Входные участки трубок для выпуска паровоздушной смеси заведены под верхнюю часть крышки опреснителя. Диспергатор целесообразно образовать из зонтиков, выполненных из эластичного материала, имеющих разрезные кромки и поярусно закрепленных на корпусе опреснителя, а в кольцевом зазоре последнего разместить балластный груз.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к области рыбоводства и может быть использовано для обработки воды в сосудах и аквариумах, в которых содержатся водные организмы.

В процессе жизнедеятельности водных организмов в сосудах и аквариумах происходит загрязнение воды остатками корма, омертвевшими частицами растений, продуктами выделения и метаболизма живых организмов, а также обильным развитием микрофлоры. Из-за интенсивного испарения воды с поверхности водного зеркала в аквариумах нарушается водно-солевой состав, что отрицательно сказывается на жизнедеятельность водных организмов.

Для обеспечения постоянства водно-солевого состава этот вопрос решают путем конденсации испарившейся воды на дополнительной поверхности, созданной над водным зеркалом аквариума (1).

Однако создание такой поверхности достаточно сложно. Для комнатных аквариумов такая поверхность исключает нормальные условия их эксплуатации. Для поддержания постоянного температурного режима преимущественно в холодное время года аквариумы оборудуют нагревателями (2).

Однако в процессе нагревания воды из-за большой разности парциального давления водяного пара над поверхностью воды и в воздухе помещения имеет место интенсивное испарение, вызывающее нарушение водно-солевого состава воды в аквариуме.

Для поддержания нормального физиологического состояния водных организмов воду фильтруют через слой пористого материала с весьма малыми порами, а затем аэрируют, насыщая ее кислородом (3). Указанное устройство предотвращает выход из фильтра при его подъеме уловленных частиц грязи, что исключает повторное загрязнение воды.

Известен аппарат для обработки воды (4), который содержит кожух со средствами для ввода подлежащей очистке воды, камеру с фильтрующим материалом для сбора механических загрязнений, камеру для сбора очищенной воды, трубку для подачи воздуха, введенную в камеру для сбора очищенной воды для образования водовоздушной смеси, нагреватель и средство для возврата воды в аквариум.

Однако это изобретение не решает вопрос поддержания водно-солевого состава внутри аквариума и требует более эффективного аэрирования воды кислородом воздуха.

Предлагаемое изобретение призвано в одном компактном устройстве решить известные технические процессы:

  • механическая очистка воды от всевозможных взвесей, исключающая повторное загрязнение воды при удалении их из фильтра;

  • аэрация очищенной воды кислородом воздуха и воды в аквариуме путем диспергирования воздуха на мелкие пузырьки, развивая при этом развивается поверхность контакта воды с воздухом,

  • нагрев воды в аквариуме путем конденсации водяного пара от выпарившейся воды во внутреннем объеме опреснителя, нагреваемого электронагревателем;

  • поддержание оптимального водно-солевого состава воды в аквариуме;

  • периодическое удаление раствора с повышенным содержанием солей из опреснителя.

Общий вид аппарата в разрезе представлен на чертеже.

АППАРАТ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ВОДЫ В АКВАРИУМЕ

Аппарат для обработки воды в аквариуме состоит из фильтра 1, опреснителя 2, электронагревателя 3 и диспергатора 4 воздуха, выполненного из отдельных эластичных зонтиков 5 с разрезными (или зубчатыми) кромками, причем зонтики всех ярусов, за исключением верхнего, перфорированы и крепятся к крышке 6 и корпусу 7 опреснителя 2.

Фильтр 1 состоит из кожуха 8, выполненного из упругого эластичного материала, например пищевого полиэтилена, закрепленного на нижнем фартуке 9 опреснителя 2 посредством байонетного замка 10, содержащего внутрисхемный стакан 11 с перфорированным дном 12 и уплотненным к кожуху 8 байонетным замком 13. На перфорированное дно 12 устанавливается съемный фильтрующий элемент 14. Кожух 8 фильтра 1 образует с внешним корпусом стакана 11 камеру 15 водовоздушной смеси, а объем, образованный тем же стаканом 11 выше фильтрующего элемента 14, камеру 16 сбора механических взвесей.

В верхней части кожуха 8 фильтра 1 имеются окна 17 для входа воды, а в нижней части в зоне камеры 15 водовоздушной смеси отверстия 18 для выхода водовоздушной смеси через трубки 19, отогнутые вверх за кожух 8 на высоту 5-10 см.

В кожухе 8 имеется трубка 20 для подачи воздуха от компрессора 21 (условно на чертеже не показан).

Опреснитель 2, включающий корпус 7, стакан 22, крышку 6 и клапан 23 изготовлены из упругого эластичного материала элементы соединены между собой байонетными замками 24, что позволяет легко осуществить сборку и разборку отдельных элементов аппарата.

Стакан 22, устанавливаемый внутри корпуса 7, размещается с зазором 25.

В крышке 6 имеются трубки 26, предназначенные для отвода паровоздушной смеси из-под крышки 6 под верхний уровень воды в аквариуме, и трубка 27, соединяющая камеру 15 водовоздушной смеси фильтра 1 с внутренним объемом опреснителя 2.

По оси крышки 6 предусмотрена горловина 28, в которой имеется упругая термостойкая пробка 29 с электронагревателем 3.

Для предотвращения всплытия аппарата в зазор 25 засыпается балластный груз 30.

Описанное устройство работает следующим образом.

Сжатый воздух от компрессора 21 подается по трубке 20 в камеру 15 водовоздушной смеси, из которой основная масса воздуха и отфильтрованная вода через трубки 19 выбрасывается в аквариум. Значительно меньшая часть воздуха и воды по трубке 27 подается во внутренний объем опреснителя 2. Вода из аквариума через окна 17 поступает в камеру 16 сбора механических взвесей, а затем проходит через фильтрующий элемент 14 в камеру 15 водовоздушной смеси.

Работа фильтра 1 осуществляется за счет разности давления воды над фильтрующим элементом 14 и давления водовоздушной смеси после фильтрующего элемента 14, а точнее в трубках 19 и над ними. Чем больше высота трубки 19 и меньше плотность водовоздушной смеси в трубках 19, тем больше разность давлений. При малом сопротивлении фильтрующего элемента 14 количество воды, которое отфильтровывается в единицу времени, увеличивается, что ведет к увеличению плотности водовоздушной смеси, а следовательно, к уменьшению разности давлений, при увеличении сопротивления фильтрующего элемента 14 произойдет наоборот уменьшение плотности, т.е. работа устройства склонна к саморегулированию.

Водовоздушная смесь, поступающая по трубке 27 во внутренний объем опреснителя 2, уравновешивается следующим образом: гидростатический столб жидкости над фильтрующим элементом 14 должен быть равен сопротивлению фильтрующего элемента 14, сопротивлению движения водовоздушной смеси в трубке 27, сопротивлению гидростатического столба жидкости над трубкой 27 в опреснителе 2, сопротивлению выхода паровоздушной смеси по трубкам 26 и сопротивлению уровня воды над трубками 26 в аквариуме. Переменными величинами в данном случае являются те факторы сопротивлений, которые ведут к саморегулированию сопротивлений.

Вода, заполнившая большую часть внутреннего объема опреснителя 2, при работе электронагревателя 3 нагревается. В стакане 22 от нагрева электронагревателя 3 возникают конвекционные потоки волны: вода вблизи электронагревателя 3 поднимается вверх, достигая верхнего уровня, а на границе воздух вода последняя испаряется, при этом происходит некоторое ее охлаждение, сопровождающееся повышением ее плотности.

Периферийный слой воды в стакане 22, как более холодный, опускается вниз с перемещением ее у дна в восходящий (подъемный) поток, замыкая тем самым естественный контур самоциркуляции воды при работе электронагревателя 3.

Испарившаяся вода без содержания каких-либо солей в виде водяного пара попадает в воздух под крышкой 6 опреснителя 2, откуда через трубки 26 попадает в воду аквариума, где конденсируется. Вместе с водяным паром в воду по трубкам 26 выходит воздух, который попал в опреснитель 2 по трубке 27 при подаче отфильтрованной воды.

Учитывая то, что стакан 22 с корпусом 7 образует воздушный зазор 25, как бы термос, потери тепла от стакана 22 через его внешнюю поверхность минимальны, что дает основание утверждать, что вся тепловая энергия от электронагревателя 3 расходуется на выпаривание воды, теплота которой в конечном счете поступает в аквариум и используется на нагрев воды. В результате выпаривания воды из стакана 22 количество солей, содержащихся в неиспарившейся воде, постоянно увеличивается. Вода, содержащая большое количество солей, подлежит периодическому удалению из опреснителя 2.

Предложенная конструкция с использованием тепла от электронагревателя 3 позволяет не только нагревать воду в аквариуме, но одновременно опреснять ее с выводом растворенных в ней солей, различных веществ.

Водовоздушная смесь, выходящая из трубок 19, эжектирует часть воды со дна, создавая тем самым подъемный поток воды, который обогащается кислородом воздуха. При подъеме воздушные пузырьки от соприкосновения увеличиваются в объеме, уменьшая при этом общую поверхность контакта воздуха с водой.

Для раздробления (диспергирования) крупных воздушных пузырьков на корпусе 7 опреснителя 2 закреплены поярусно эластичные перфорированные зонтики 5 с разрезными кромками, которые собирают под зонтик воздух, а затем через перфорированную поверхность раздробляют воздух вновь на мелкие воздушные струйки. Размеры эластичных перфорированных зонтиков 5 меняются в сторону увеличения по мере подъема потока водовоздушной смеси. От непременного движения потока водовоздушной смеси эластичные перфорированные зонтики 5 и их разрезные кромки постоянно колеблются, напоминая эластичные щупальцы медузы.

Внешне аппарат будет представлять собой подвижный организм, который должен красочно вписываться в живой мир аквариума. Для предотвращения всплытия аппарата в зазор 25 помещают балластный груз 30.

Реализация предложенного устройства позволит в одном аппарате комплексно решить вопросы фильтрации воздуха от механических взвесей, аэрации воды, нагрева и опреснения, вывода механических взвесей из фильтра 1 и неиспарившейся воды с большим содержанием солей из опреснителя 2 без загрязнения воды аквариума.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Аппарат для обработки воды в аквариуме, содержащий камеру с фильтрующим материалом для сбора механических загрязнений, камеру для сбора очищенной воды, трубку для подачи воздуха в последнюю для образования водовоздушной смеси, нагреватель и средство для возврата воды в аквариум, отличающийся тем, что он дополнительно содержит диспергатор воздуха и опреснитель, состоящий из корпуса, концентрично которому с образованием зазора расположен стакан для выпаривания воды, и крышки, нагреватель закреплен в крышке и размещен внутри стакана, камера с фильтрующим материалом заключена в кожух с окнами в верхней части для входа воды, который подсоединен к нижней части опреснителя, а камера для сбора очищенной воды образована кольцевым зазором между стенками кожуха и камеры с фильтрующим материалом, при этом в крышку опреснителя вмонтированы трубки для выпуска паровоздушной смеси под верхний уровень воды в аквариуме и трубка для соединения полости стакана с камерой для сбора очищенной воды.

2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что средство для возврата воды в аквариум образовано набором трубок, вмонтированных в стенку кожуха и служащих для отвода водовоздушной смеси, свободные концы которых выведены на один уровень вверх за пределы кожуха на 5-10 см, а входные участки трубок для выпуска паровоздушной смеси заведены под верхнюю часть крышки опреснителя.

3. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что диспергатор воздуха образован зонтиками из эластичного материала с разрезными кромками, которые укреплены поярусно на корпусе опреснителя, при этом все зонтики, за исключением верхнего, перфорированы.

4. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что в концевом зазоре опреснителя размещен балластный груз.

Версия для печати
Дата публикации 21.02.2007гг


вверх