CN110178785A - 一种鱼缸简易换水清洁装置 - Google Patents
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Abstract
一种鱼缸简易换水清洁装置，其特征在于：塑料瓶瓶口处为瓶盖，瓶盖预留有两个孔，排气管一端穿过两个孔的一个，导水管一端穿过两个孔的一个，并进行密封处理；排气管上端布置有单向气阀，单向气阀仅仅允许空气自下到上通过；导水管中部为可弯折软管，端部为硬质导管并硬质导管内布置有清洁扇叶；清洁扇叶具体构成为：主轴杆一端布置有多个清洁用毛刷，主轴杆上设有限位连杆保证多个清洁用毛刷能在水平面内自由转动但不会垂直方向上下晃动；主轴杆另一端设有螺旋受力面，螺旋受力面受到水流冲击作用，带动整个清洁扇叶转动。本发明不含有电器构件、不需电力驱动、安全可靠；装置结构简单，避免了传统换水过程中水花四溅污染环境的问题。
Description
技术领域
本发明公开了一种鱼缸简易换水清洁装置，属于观赏鱼养殖范畴。
背景技术
随着生活水平的提高，越来越多的人们开始选择用鱼缸饲养观赏鱼，用来美化居室环境、陶冶情操。在日常鱼缸饲养观赏鱼过程中，鱼缸换水与清洁是一项必不可少的工作，且每次换水体积宜占原水体积的三分之一左右，以维持原水体中有益菌落，换水的同时也应清洁鱼缸缸壁以保持缸体美观。目前市面上大多换净水装置多为电力驱动且结构复杂，既增加使用成本也不十分安全。
发明内容
本发明提供一种鱼缸简易换水清洁装置，装置利用虹吸原理，设计合理，构造简单，具有操作方便、易于清理、经济实用等优点。为实现上述目的，本发明一种鱼缸简易换水清洁装置，包括：1、塑料瓶，2、瓶盖，3、排气管，4、导水管，5、单向气阀，6、清洁扇叶。其中，塑料瓶1瓶口处为瓶盖2，瓶盖2预留有两个孔，排气管3和导水管4一端分别穿过两个孔，并进行密封处理，保证其孔管连接处密封性；排气管3为直立型硬管，其上端布置有单向气阀5，单向气阀5仅可允许空气自下到上通过；导水管4中部为可弯折软管，端部为硬质导管并布置有清洁扇叶6。
1.一种鱼缸简易换水清洁装置，其特征在于：塑料瓶瓶口处为瓶盖，瓶盖预留有两个孔，排气管一端穿过两个孔的一个，导水管一端穿过两个孔的一个，并进行密封处理；排气管上端布置有单向气阀，单向气阀仅仅允许空气自下到上通过；导水管中部为可弯折软管，端部为硬质导管并硬质导管内布置有清洁扇叶；
清洁扇叶具体构成为：主轴杆一端布置有多个清洁用毛刷，主轴杆上设有限位连杆保证多个清洁用毛刷能在水平面内自由转动但不会垂直方向上下晃动；主轴杆另一端设有螺旋受力面，螺旋受力面受到水流冲击作用，带动整个清洁扇叶转动。
进一步，螺旋受力面与主轴杆相接触位置满足圆柱螺旋曲线参数方程：x＝a cosωt；y＝a sin ωt；Z＝vt；
ω：螺旋线转动角速度，rad/s；
v：螺旋线沿Z方向运动速度，m/s；
a：圆柱体半径，m；
t：时间，s。
进一步，导水管前端清洁扇叶处，由动量方程得：
Fx：液体对螺旋受力面作用力的轴向分量，N；
Fy：液体对螺旋受力面作用力的水平向分量，N；
ρ：水体密度，kg/m3；
v0：水体流速，m/s；
A0：导水管面积，m2；
θ：螺旋受力面与水平面夹角，°；
则虹吸作用下流体对叶片推力：
μ：限位连杆和主轴杆之间的摩擦系数，tanθ＝μ时水平向推力最大，算出θ；螺旋叶片受力面与轴杆夹角宜保持在对应的θ清洁扇叶转速最大。
本发明的积极效果是：
本发明设计的一种鱼缸简易换水清洁装置，装置利用虹吸原理抽吸水、不含有电器构件、不需电力驱动、安全可靠；装置结构简单，与传统虹吸式换水器气囊设计不同，塑料瓶同时兼具了气囊抽气和收集污水的两个功能，操作方便，单人即可完成换水工作；装置通过放入鱼缸内的导水管吸出缸内废水；导水管前端布置有清洁扇叶，虹吸过程形成的水流冲击螺旋状受力面从而驱动前端扇叶转动清洁缸壁；整个装置从抽水到收集废水过程中完全密闭，大幅度避免了传统换水过程中水花四溅污染环境的问题；此外，养鱼废水十分适宜浇灌花草植物，鱼缸换水后瓶内废水可直接储存用作日后浇灌植物，而当再需要为鱼缸换水时，只需把瓶盖更换到新的塑料瓶上即可。
附图说明
图1为本装置结构示意图
图2为本装置前端清洁扇叶示意图
图中：1、塑料瓶，2、瓶盖，3、排气管，4、导水管，5、单向气阀，6、清洁扇叶，7、毛刷，8、主轴杆，9、限位连杆，10、螺旋受力面。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
本装置的结构如图1所示，一种鱼缸简易换水清洁装置，该装置由塑料瓶1、瓶盖2、排气管3、导水管4、单向气阀5、清洁扇叶6组成。其中塑料瓶1与瓶盖2通过传统方式拧紧连接，保证两者连接密封可靠；瓶盖2上开有两孔作为排气孔和进水孔，排气管3和导水管4分别通过排气孔和进水孔与塑料瓶内连通，并确保孔管连接处的密封性；排气管3端部布置有单向气阀5，单向气阀5只允许空气由下自上流动，保证瓶中空气在挤压外力作用下可由此排出，但不会由此倒吸入空气；导水管4顶端设置有清洁扇叶6，通过流水作用螺旋受力面带动前端清洁扇叶转动。
本装置的清洁扇叶如图2所示，装置导水管4前端布置的清洁扇叶6具体构成为：主轴杆8前端布置有三支清洁用毛刷7，主轴杆前端有一环形内凹限位卡槽；限位连杆9由三个水平连杆和小圆环组成，水平连杆连接在导水管外壁上，小圆环卡在主轴杆限位卡槽内，其保证清洁扇叶6可水平面内自由转动但不会垂直方向上下晃动；螺旋受力面10，受力面受到水流冲击作用，带动整个清洁扇叶6转动，其受力面与主轴杆8相接触位置满足圆柱螺旋曲线参数方程：x＝a cos ωt；y＝a sin ωt；Z＝vt。
ω：螺旋线转动角速度，rad/s；
v：螺旋线沿Z方向运动速度，m/s；
a：圆柱体半径，m；
t：时间，s。
一种鱼缸简易换水清洁装置，其特征在于：
导水管前端清洁扇叶处，根据伯努利方程，不考虑重力影响，进、出口的流速相同；根据连续性方程，进出、口的过流面积相等。
由动量方程易得：
Fx：液体对螺旋受力面作用力的轴向分量，N；
Fy：液体对螺旋受力面作用力的水平向分量，N；
ρ：水体密度，kg/m3；
v0：水体流速，m/s；
A0：导水管面积，m2；
θ：螺旋受力面与水平面夹角，如说明书附图2中所示，°。
则虹吸作用下流体对叶片推力：
μ：限位连杆和主轴杆之间的摩擦系数，根据低密度聚乙烯LDPE材料属性，取摩擦系数0.3。
易得tanθ＝μ时水平向推力最大，此时θ＝17°，即螺旋叶片受力面与轴杆夹角宜保持在17°时清洁扇叶转速最大。
一种鱼缸简易换水清洁装置，其使用方法为：①、拧紧塑料瓶1与瓶盖2，把塑料瓶1放置于低于鱼缸水面高度位置处，把导水管4端部清洁扇叶6放在鱼缸水体内；②、用手轻轻挤压塑料瓶1瓶身，使塑料瓶中空气经由排气管3输送到瓶体外；③、松开挤压瓶身的手，鱼缸中脏水经由吸入塑料瓶1内；④、控制导水管4端部清洁扇叶6清洁缸体或吸走缸底污物；⑤、换水清洁工作结束后，从水体中拿出导水管4及清洁扇叶6即可停止工作。
以上所述，只是本发明的最佳实施例，并未对本发明做任何形式上的限制，任何未脱离本方案的技术发明方案内容，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同变化与修饰，都应视为本发明方案的技术范畴，均应包含在本发明的保护范围内。
Claims (4)
1.一种鱼缸简易换水清洁装置，其特征在于：塑料瓶瓶口处为瓶盖，瓶盖预留有两个孔，排气管一端穿过两个孔的一个，导水管一端穿过两个孔的一个，并进行密封处理；排气管上端布置有单向气阀，单向气阀仅仅允许空气自下到上通过；导水管中部为可弯折软管，端部为硬质导管并硬质导管内布置有清洁扇叶；
清洁扇叶具体构成为：主轴杆一端布置有多个清洁用毛刷，主轴杆上设有限位连杆保证多个清洁用毛刷能在水平面内自由转动但不会垂直方向上下晃动；主轴杆另一端设有螺旋受力面，螺旋受力面受到水流冲击作用，带动整个清洁扇叶转动。
2.根据权利要求1所述的一种鱼缸简易换水清洁装置，其特征在于：螺旋受力面与主轴杆相接触位置满足圆柱螺旋曲线参数方程：x＝a cosωt；y＝a sinωt；Z＝vt；
ω：螺旋线转动角速度，rad/s；
v：螺旋线沿Z方向运动速度，m/s；
a：圆柱体半径，m；
t：时间，s。
3.根据权利要求1所述的一种鱼缸简易换水清洁装置，其特征在于：导水管前端清洁扇叶处，由动量方程得：
Fx：液体对螺旋受力面作用力的轴向分量，N；
Fy：液体对螺旋受力面作用力的水平向分量，N；
ρ：水体密度，kg/m3；
v0：水体流速，m/s；
A0：导水管面积，m2；
θ：螺旋受力面与水平面夹角，°；
则虹吸作用下流体对叶片推力：
μ：限位连杆和主轴杆之间的摩擦系数，tanθ＝μ时水平向推力最大，算出θ；螺旋叶片受力面与轴杆夹角宜保持在对应的θ清洁扇叶转速最大。
4.应用如权利要求1-3任意一项所述一种鱼缸简易换水清洁装置的方法，其特征在于：①、拧紧瓶盖，把塑料瓶放置于低于鱼缸水面高度位置处，把导水管端部清洁扇叶放在鱼缸水体内；②、挤压塑料瓶瓶身，使塑料瓶中空气经由排气管输送到瓶体外；③、松开挤压瓶身的手，鱼缸中脏水经由吸入塑料瓶内；④、控制导水管端部清洁扇叶清洁缸体或吸走缸底污物；⑤、换水清洁工作结束后，从水体中拿出导水管及清洁扇叶即可停止工作。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112568178A (zh) * | 2019-09-27 | 2021-03-30 | 水作株式会社 | 水箱内清洁工具的水流控制阀结构 |
| CN113475448A (zh) * | 2021-08-02 | 2021-10-08 | 青岛卓越海洋集团有限公司 | 一种循环水工厂化养殖*** |
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