CN101069496A - 用于水族箱的蛋白质分离装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于水族箱的蛋白质分离装置。通过这样的方法避免蛋白质分离装置(10)的收集容器(72)中的泡沫溢出，即根据所述发生器内的泡沫形成速率抑制输入泡沫发生器(24)的空气。在分离装置内泡沫形成速率可通过在第二分离器(48)内分离出的相水的量进行测量，第二分离器位于泡沫收集容器(72)和第一分离器(14)之间，在第二分离器内由泡沫发生器(24)产生的混合物中的液体成分被去除。

Description

用于水族箱的蛋白质分离装置

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于水族箱特别是海水水族箱的蛋白质分离装置。

背景技术

这种蛋白质分离装置用于从水族箱的水中去除使水质恶化并损害生存在水族箱内的动物或植物的生活条件的蛋白质成分。蛋白质的去除如此进行，即首先通过将空气和含蛋白质的水混合而产生泡沫。然后可将泡沫收集在一收集容器内，该收集容器以较长的时间间隔排空。

但是此处水族箱内的蛋白质污染率并不总是恒定的。如果有机体死亡或从外部引入了有机物质，则可能造成带有沉积在水中的蛋白质的水族箱水在短时间内急剧过载，使得分离装置的泡沫发生器在短时间内产生非常大量的泡沫。由于成本原因和有时出于空间占用的原因--这对安放在家中的水族箱很重要，蛋白质分离装置的尺寸不能设计成使得它在能够想象的最不利情况下恰当地处理所形成的泡沫量。因此可能导致收集容器的溢出，这使得需要设置外部收集池，或者造成液体令人不希望地流到蛋白质分离装置的周围。

发明内容

本发明的目的是避免由于泡沫形成速率过高而造成泡沫从收集容器溢出。

根据本发明，该目的通过具有权利要求1中所限定特征的蛋白质分离装置来实现。

本发明的特征主要在于，在水族箱水的蛋白质过量时，如此抑制输入泡沫发生器的空气，使得总共只得到设备可毫无问题地处理的泡沫量。产生较少的泡沫量使得泡沫在进入收集容器的路径内有更多的时间从湿泡沫转变成干泡沫。因此总体上只有较少的水进入收集容器，从而为干泡沫提供更多的接收空间。

根据本发明通过抑制混合空气的输入量而降低泡沫形成速率自然会导致水族箱水中过高的蛋白质浓度更缓慢地下降。但是鉴于所获得的优点，这个缺点是可以接受的，因为经过长时间就可保证维持期望的低蛋白质浓度。

本发明的有利的改进结构公开在从属权利要求中。

根据权利要求2的本发明的改进结构可确保能用简单的方法可靠地确定离开第一分离器的泡沫的量。泡沫本身由于各种原因不太好检测。但是在第二分离器内从湿泡沫中分离出来的水也是从第一分离器输出的泡沫量的度量。这种所谓的相水可以非常容易地用常规的检测器测量，其中包括机械式液位传感器、光学液位传感器或电子液位计。

因此根据权利要求2，蛋白质的去除如此进行，即首先通过将空气和含蛋白质的水混合而产生泡沫，然后在第一分离器内从该湿泡沫中分离出水，并且在下游的第二分离器内湿泡沫转变成干泡沫。泡沫可节省空间地收集在以较长时间间隔排空的收集容器内。

根据权利要求3的本发明的改进结构使得水收集腔随着时间的推移连续排空。因此腔的容积无需很大。从水收集腔输出的相水被回收到水族箱内或回收到包围分离装置的过滤腔内。

通过根据权利要求4的本发明的改进结构，水腔内相水水位的下降根据属于泡沫发生器的泵的容量进行选择。

通过根据权利要求5的本发明的改进结构，水腔内始终保持一规定的最小液体体积。该最小液体体积足够大，使得保持在水腔内的相水水位足以在第二分离器的入口产生液体密封。因此它可从第一分离器上取下，并且尽管如此仍可与第一分离器泡沫密封地连接而不必设置单独的密封件。

在根据权利要求7的蛋白质分离装置中，通过泡沫发生器的空气的吸入从水腔进行。这意味着，一方面吸入实际上饱和的空气，另一方面还在水腔内形成轻微的负压。通过水腔而输送的湿泡沫也经受这种负压，这有利于使不太稳定的小泡沫破裂，从而有利于泡沫的干燥。同样，水输出口——通过它从周围吸入空气——也同时用作控制阀。如果在相水水位较高时水输出口部分或完全关闭，则从周围输入空气受到抑制。

通过根据权利要求8的本发明的改进结构，可确保收集容器不会装填会引起溢出的过量泡沫。

在权利要求9中公开的第二分离器的结构由于其在机械上实现起来特别简单，因而是有利的。

在根据权利要求10的蛋白质分离装置中，从第一分离器输出的湿泡沫以有利于流动的方式传送到第二分离器。

根据权利要求11的本发明的改进结构的有利之处在于，在第二分离器内分离出的相水较好地输入到水腔中，其中可同时确保只有少量的泡沫从第二分离器的入口流到水腔。

如在权利要求12中所述的第二分离器的引导体和管件之间的环形间隙在实践中被证明是特别有利的。

通过根据权利要求13的本发明的改进结构，可非常精确和连续地控制由泡沫发生器吸入的空气量，使得可充分利用第二分离器的额定通过量而不会超过。

在根据权利要求14的蛋白质分离装置中，可确保不会有输入第一分离器的泡沫直接到达第一分离器的出水口。

在根据权利要求15的蛋白质分离装置中，可确保第一分离器的垂直的出口管接头的上端足够低，使得可保证没有水由于第一分离器内的液体静压力而直接压入到水腔内。

根据权利要求16的本发明的改进结构的有利之处在于，可保持蛋白质分离装置的低噪声，这是因为从出口管接头的上端回流到水族箱或过滤腔内的水由于泡沫材料而减速。

附图说明

下面借助于三个实施例并参照附图对本发明进行更详细的说明，在附图中：

图1是可自动限制泡沫收集容器内的泡沫液位的蛋白质分离装置的第一实施例的示意性轴向剖视图；

图2是类似于图1的视图，但是其中仅示出蛋白质分离装置的上部，其在位于第一分离器和第二分离器之间的引导体的几何形状方面有所不同；

图3是类似于图1的视图，其中示出另一种蛋白质分离装置的变型，其中根据收集容器内的泡沫液位对由泡沫发生器吸入的空气进行附加控制。

具体实施方式

在图1中蛋白质分离装置总体用附图标记10表示，其设置在只部分示出的外容器12的内部。该外容器可以是水族箱容器或设置在水族箱容器下面的下部箱柜内的过滤腔。

蛋白质分离装置10具有总体用附图标记14表示的主要部分和安装在该主要部分上的上部16。

主要部分14具有筒形周壁18，该周壁的底部由底壁20封闭。

在周壁18上设有开孔，在该开孔内密封地安插有总体用附图标记24表示的泡沫发生器的输出管接头22。

泡沫发生器24包括由电机26驱动的离心泵28，该泵的出口连接到输出管接头22并具有与开槽体32相连的入口管接头30。入口管接头30附加地带有空气入口管接头32。

泡沫发生器24如此工作，使得它从外容器12的内部吸入含蛋白质的水并同时通过空气入口管接头32吸入空气。由此在离心泵28内产生泡沫，这些泡沫经由输出管接头22输入到主要部分14的内部。

输入主要部分14内部的泡沫还附加地含有液体成分，水中的蛋白质含量还不足以使液体成分起泡。

输出管接头22沿切向通入周壁18内，使得水/泡沫混合物在进入主要部分14时发生旋转。因此主要部分14的周壁18形成一旋风分离器(cyclone)，其使混合物中的较重的未起泡的水分与泡沫成分分离。

水分在重力作用下下沉到主要部分14的底部，并在底壁20上方形成水体积34。

一抽吸角状件36伸入主要部分14的下部，并在底壁20的顶面上方的一微小距离处终止于其下部开口端。在实践中抽吸角状件的下缘和底壁的顶面之间的距离可为2至4mm。

抽吸角状件36的一直径减小段穿过周壁18并密封地连接到转向角状件38，该转向角状件在另一端即图1中的上端带有输出管40。在输出管40的外侧设有筒形的泡沫材料套筒42。

在主要部分14内从水分中分离出的泡沫成分在主要部分14中上升并到达引导体44的底面，引导体44具有带有大的开口角的截头圆锥形状。引导体44的上缘带有筒形管接头46。

引导体44以一径向距离和大致恒定的轴向距离被分离管48包围，分离管48由上部16保持。在实践中上述距离可为1至2mm。

上部16具有支承分离管48的底壁50，还具有周壁52以及顶盖54。顶盖54带有向下悬垂的筒形隔板56，其位于分离管48的外表面的径向外侧，隔板56的下缘位于分离管48的上缘之下。

上部16通过环形扁平密封件58密封地装在主要部分14的顶壁60上，顶壁60具有中央开孔，分离管48以小的径向间隙穿过该中央开孔。

引导体44可拆卸地由主要部分14的周壁18密封地支承。因此它与周壁18的上段一起限定一水腔62，并且周壁18在略高于水腔62的一半高度处具有溢出口64。在周壁18上、在沿垂直方向略高于(实践中为5至10mm)溢出口64但是沿周向与溢出口64错开180°的位置设有空气输出管接头66。该空气输出管接头通过如虚线所示的软管68连接到离心泵28的空气入口管接头32。

上述蛋白质分离装置按以下方式工作：

在稳定运行时离心泵28通过入口管接头30吸入水族箱水并通过入口管接头32吸入空气。由泡沫发生器24输出的水和泡沫的混合物在主要部分14内被分离成水分和泡沫成分。水分下沉并形成水体积34。通过输出角状件36、转向角状件38和输出管40，水在输出管40内上升到与水体积34相同的水位。

如果水上升到足够高，则它在泵的输送压力下越过输出管40的上缘和泡沫材料套筒42重新流回到外容器12内。

为了防止由泡沫发生器24输送到主要部分14内部的泡沫直接到达输出角状件36内，通过隔壁70中断输出角状件36的开口下端和泡沫输出管接头22之间的直接连接。

在主要部分14内分离出的泡沫在主要部分14中向上运动并通过引导体44引入到分离管48的下端。在分离管内在泡沫缓慢向前移动时进一步分离出水分。在那里分离出的常常被称作相水的水在分离管48的边缘处向下流动，从而到达水腔62内。

干燥了的泡沫越过分离管48的上缘被压入上部16的内部，上部16围成一泡沫收集腔72。到达那里的泡沫是干燥的，只含有很少的水分。因此可以紧凑地储存，并且如果随着时间推移泡沫继续在那里聚集，则只产成少量的水。

在水腔62内用附图标记74表示的相水达到一水位，根据所产生泡沫量的不同，该水位位于溢出口64的下缘或略高于该下缘。泡沫发生器24通过溢出口64和空气输出口66吸入用于产生泡沫的空气。

如果由于泡沫发生器24产成的泡沫量加大而向分离管48输入了更大量的湿泡沫，则从分离管48的下端输出的相水的量也增加。溢出口64的尺寸这样设定，使得它不能在短时间内输出这些额外的水量。因此相水量的水位上升到溢出口64的下缘以上并抑制通过溢出口吸入的空气流。

因此在泡沫形成过量的情况下，由于空气量的减少可自动地抑制泡沫的继续生成。

根据图2的实施例与根据图1的实施例的区别在于，省去了主要部分14的顶壁60，上部16的底壁50同时形成水腔62的上边界。

此外在轴向剖面图中看去引导体44这样弯曲，使得其内表面是凹的。

在根据图3的实施例中，在收集腔72中设有液位传感器78，当收集腔内的泡沫到达或超过一规定的最高液位时，液位传感器78便作出反应。

通过液位传感器78的输出信号经由一控制单元80控制结合在软管68中的电磁阀82。该电磁阀82弹性地预紧在开启位置并且在液位传感器78作出反应时关闭。

也就是说，在根据图3的蛋白质分离装置中具有一在前面参照图1所述的调节系统，该系统叠加了一安全措施，即在收集腔72内的泡沫液位过高地上升到不允许的程度的情况下完全中止向泡沫发生器24的空气输入。

在变型方案中，电磁阀82可以是一比例电磁阀，并且液位传感器78可连续测量收集腔72内的泡沫液位。

在另一变型实施例中，对于向泡沫发生器24输入空气的控制可以仅仅使用设置在收集腔72内的液位传感器78进行。

在又一变型实施例中，在水腔62中可设置一液位传感器，它控制电磁阀82，泡沫发生器24通过该电磁阀直接从周围吸入空气。

上述蛋白质分离装置的各个部件由耐蚀且光滑的塑料材料制成，为了能够适当地清洗各个不同的部件，它们优选可拆卸地相互连接。

Claims (16)

1.用于水族箱特别是海水水族箱的蛋白质分离装置，具有：

a)泡沫发生器(24)，该泡沫发生器吸入水族箱水和空气，并产生水/空气混合物；

b)第一分离器(14)，该第一分离器在入口处接纳所述水/空气混合物，并将该混合物分离成提供给泡沫出口(44)的泡沫成分和提供给水出口(36)的水分；

c)泡沫收集容器(16)，该泡沫收集容器具有与所述分离器(14)的所述泡沫出口相连的入口，

其特征在于，

d)设有空气控制装置(64；78，82)，该空气控制装置根据所述泡沫发生器(24)的泡沫形成速率控制由该泡沫发生器(24)吸入的空气量。

2.根据权利要求1所述的蛋白质分离装置，其特征在于，在所述收集容器(16)的泡沫入口和所述分离器(14)的所述泡沫出口之间设有第二分离器(46，48)，该第二分离器与水腔(62)连通，并且所述空气控制装置(64)根据位于所述水收集腔(62)中的水体积(74)的水位进行工作。

3.根据权利要求2所述的蛋白质分离装置，其特征在于，所述水收集腔(62)具有溢出口(64)，该溢出口同时形成由所述泡沫发生器(24)吸入的空气的通道口。

4.根据权利要求3所述的蛋白质分离装置，其特征在于，所述溢出口(64)具有一直径，该直径根据所述泡沫发生器(24)的泵(28)的空气和/或水的输送功率以及根据所述收集容器(16)的容量进行选择。

5.根据权利要求4所述的蛋白质分离装置，其特征在于，所述溢出口(64)设在一垂直位置，该垂直位置略高于所述第一分离器(14)的水出口部件(40)的上缘。

6.根据权利要求4或5以及结合权利要求2所述的蛋白质分离装置，其特征在于，所述溢出口(64)略低于引导体(44，46)的上缘，泡沫通过所述引导体从所述第一分离器引入所述第二分离器。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的蛋白质分离装置，其特征在于，所述水收集腔(62)的空气输出口(66)设置在所述溢出口(64)的上方。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的蛋白质分离装置，其特征在于，在连接在所述第一分离器下游的第二分离器(48)的收集容器(72)或水腔(62)内设有液位传感器(78)，所述空气控制装置(82)根据该液位传感器(78)的输出信号进行工作。

9.根据权利要求2至8中任一项所述的蛋白质分离装置，其特征在于，所述第二分离器(48)包括一棱柱形尤其是筒形的管件，该管件从所述第一分离器(14)的上段通入所述收集容器(72)的内部。

10.根据权利要求9所述的蛋白质分离装置，其特征在于，在所述管件(48)的下端设有引导体(44，46)，该引导体尤其以截头圆锥的形式沿从所述第一分离器(14)到所述第二分离器(48)的方向逐渐变细。

11.根据权利要求10所述的蛋白质分离装置，其特征在于，所述管件(48)终止于所述引导体(44)上方一轴向距离处，该轴向距离比所述管件(48)的平均直径小并尤其与所述引导体(44，46)的上端和所述管件(48)之间的径向距离相当。

12.根据权利要求11所述的蛋白质分离装置，其特征在于，所述引导体(44)和所述管件(48)之间的轴向距离大约为1至2mm。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的蛋白质分离装置，其特征在于，在所述泡沫发生器(24)的抽吸路径内设有可调的伺服阀(82)，尤其是比例伺服阀，该伺服阀根据液位传感器(80)的输出信号如此调节，使得空气通过量在液位上升时减少而在液位下降时增加，所述液位传感器(80)设置在连接于所述第一分离器下游的第二分离器(48)的水收集腔(64)内。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的蛋白质分离装置，其特征在于，所述第一分离器的水出口(36)和混合物入口(22)之间的直接流动连接通过隔离装置(70)中断。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的蛋白质分离装置，其特征在于，所述第一分离器(14)的垂直出口部件(40)具有位于周围水的正常水位(N)之上的高度。

16.根据权利要求15所述的蛋白质分离装置，其特征在于，所述出口管接头(40)的外侧带有泡沫材料套筒(42)。

Images