CN1937913B - 用于水族箱和池塘的旋转式换气装置 - Google Patents

Abstract

在用于水族箱和池塘的换气装置(10)中，具有一个被电动机(20)操作的叶轮(60)，该叶轮(60)具有用于吸入水的第一入口(246，347)，用于吸入空气的第二入口，以及水和气流从所述叶轮(60)流出的出口(254)，当所述叶轮被驱动时，它从所述第一入口(246，347)抽吸水，生成较低压力用以从所述第二入口抽吸空气，将所述抽吸的空气与水混合，从而形成一股来自所述出口(254)的流体。

Description

用于水族箱和池塘的旋转式换气装置

技术领域

本发明涉及一种用于水族箱或池塘的换气装置，以把空气输入水族箱或池塘中。

背景技术

换气装置的主要目的是给水族箱或池塘的水注入带新的氧气量的新鲜空气。进入水族箱的空气上升，因此移动水并由此产生更高效的垂直循环和水表面上的气体交换。

还可注意到由于气泡升至水表面的气泡流动产生的愉悦的视觉影响。

现有技术中的第一类换气装置由一个带有隔膜的交互式泵(alternative pump)组成，即一个壳体，其中有一个被交流电供给的电磁铁可选地移动的膜。在壳体上，设有一个被连接至抽吸管路以吸入空气的入口和一个被连接至输送管的用于排出压力空气的出口。隔膜的可选运动使得空气从入口被吸入并被输送至输送管。

换气装置和抽吸管路位置位于水族箱的外部并且仅输送管的端部被浸入水族箱的内部，其中在其端部安装有一块多孔石以使空气扩散，因此形成许多向着水表面上升的气泡。

现有技术中的这些换气装置具有许多缺陷。

事实上，由于机能原理是可选的类型，振动产生并且压迫换气装置，因此减少了它的使用寿命。此外，振动导致产生噪音，更精确地说，是一种非常令人讨厌的蜂鸣。

换气装置的隔膜连续地振动并且始终受到应力，因此它常常断裂。

另外，来自于输送管而穿过多孔石的空气连续地把物质留在多孔石的微孔中，在短时间内就容易堵塞输送管。

不幸的是，用于操作换气装置的阀还易受损坏并且容易故障，因 此使得换气装置停止运行。

这类换气装置构造复杂，因为它由许多部件形成，某些部件是复合的并且连续地受力。要注意，制造一种类似的换气装置需要很长的时间并且成本很高。

此外它的可靠性非常低，因为它经常断裂或发生故障。

第二类换气装置使用所谓的″文丘里效应″，即，用于在管路内部泵送水的设备中有一个连接至吸水管路的狭窄部分。在狭窄部分附近，由于″文丘里效应″，形成了较低压力，空气被抽吸并与水混合然后从换气装置射出。

由于形成的较低压力太小，所以该换气装置还具有一些缺陷，空气与水的混合会产生很大噪音并且气泡的平均尺寸很大。

最后，这里存在用于水族箱的泵，其包括一个由电动机驱动的离心式叶轮，具有一个用于抽吸水的管路和一个输送管。在抽吸管路上形成了一个用于吸入空气的通道，从而，在泵运行期间并且由于泵产生的较低压力，空气被吸入并与水混合然后通过输送管射出。

该设备实际上是一种泵，其中主要的目的是从水族箱吸出水以便过滤它，然后再将水重新导入水族箱。

从泵中抽吸的水产生流动的气泡，但是这流动非常小，因此它仅仅具有美学效应：事实上，该设备是一种泵而不是一种换气装置。总之，虽然气泡的流动是可见的，但它绝对不足以用于换气和/或给水族箱内的水充氧。

此外，该设备在运行期间还会产生噪音而引起损害。

另外，来自换气装置的水和气流具有随机朝向，因此向水表面上升的气泡的美学结果不足以生成愉悦的视觉效应。

该换气装置位于水表面附近，然后由水运动吸出的气泡迅速逸出且不在深处。

发明内容

本发明的目的为制造一个换气装置，其中克服了所有如上所述的现有技术的缺陷。

特别是，它需要一种无噪音的换气装置，无振动。

此外，它必须产生更高效气流并只需更小的动力。

所生成的气流必须形成上升的流动气泡，因此产生愉悦的视觉效应。

该换气装置必须构造简单，仅有几个部件并且它必须可靠。

这些目的通过用于水族箱和池塘的一种换气装置实现，该换气装置包括一个用于抽吸水的叶轮，其具有旋转轴线并设有从中延伸出多个叶片的轮毂，用于操作所述叶轮的电动机装置，用于吸入水的所述叶轮的第一入口，用于吸入空气的第二入口以及用于水和气流从所述叶轮流出的出口，当操作所述叶轮时，所述叶轮从所述第一入口抽吸水，生成较低压力用以从所述第二入口抽吸空气，将来自所述出口的所述抽吸空气与水混合，其特征在于，用于吸入空气的所述第二入口位于所述叶轮的所述旋转轴线和所述多个叶片的圆周端部之间的一个区域内。

因此，叶轮形成的空气和水流具有均匀和规律的旋转运动并且水和空气的混合仅仅发生在叶轮中，藉此换气装置的运行无噪音并且无振动。

优选地，用于吸入空气的所述第二入口位于包括在所述旋转轴线和所述叶轮的所述轮毂之间的一个区域中，特别是在所述轮毂中具有孔以将所述轮毂的内部与由叶片之间所界定的空间连接起来，所述轮毂的内部连接到用于吸入空气的所述第二入口，这样随着所述叶轮的旋转，空气借助较低压力从所述第二入口被吸入到所述轮毂的内部，穿过所述孔并且通过所述出口从所述叶轮与被抽吸的水一同逸出。

这样，该换气装置非常简单，仅由几个非常简单并且不易受损的部件构成。

因而该换气装置性能可靠并且成本低。

该换气装置还包括一个围绕着所述叶轮的输送元件，水和气流逸出的所述出口形成于所述叶轮上，所述输送元件在所述出口设置有一个偏转器以使来自所述叶轮的水和气流从一个与所述旋转轴线基本垂 直的方向朝向一个包含在所述旋转轴线和垂直于所述旋转轴线的方向之间的方向偏离。

因此，通过将水族箱内部的换气装置的叶轮的轴线竖直放置，流动生成向水表面上升的锥形气泡，因此在水族箱内部产生愉悦的景观。

该换气装置还包括用于所述流动的气泡的照明装置，因此产生向水表面上升的有色气泡的流动。

附图说明

通过结合附图对本发明的一些实施例进行如下详细的说明，本发明的这些和其它优点将变得更加明显，这些说明仅仅是示意性的而非限制性的，其中：

图1是根据本发明的换气装置的透视图；

图2和图3是图1中换气装置的分解透视图；

图4是图1中换气装置的前视剖视图；

图5为图1中叶轮的透视图；

图6是根据本发明的第一变形的换气装置的透视图；

图7是图6的换气装置的分解视图；

图8是图6的换气装置的横截面图，不带过滤器；

图9是图6的换气装置的输送元件的透视图；

图10和图11分别是图9的输送元件的变形的透视图和横截面图；

图12是一个水族箱的竖直截面图，其中图6的换气装置已被安装；

在图1至4中，附图标记10指示整个换气装置。

具体实施方式

在图1至图4中，标号10整体表示换气装置。

换气装置10依次包括：一个其上安装有一个通道元件40的电动机20，一个被设置在通道元件40上方的叶轮60，一个用于叶轮60的保护罩80，一个用于叶轮60的支撑元件100以及，最后，一个位于支撑元件100上方的照明装置120。

电动机20包括一个壳体22，其内部容纳有一个定子24和一个转子26。转子26安装于销28上，后者具有一个被壳体22支撑的第一末端28a和一个从壳体22伸出的第二末端28b，叶轮60安装于其上，因此界定了叶轮60的旋转轴线。

通道元件40被安装于壳体22上的销28的第二末端28b伸出的一侧；通道元件40为盖子形并且包括与销28同轴的一个圆柱形壁40a以及相对于销28横向配置的一个圆形壁40b。一个形成了一进气口42的开口形成于通道元件40的圆柱形壁40a上，同时，一个圆柱形孔44形成于通道元件40的圆形壁40b的中心和轴向位置上。圆柱形孔44形成一个通道，其中销28的第二末端28b伸出并且通过进气口42进入的空气逸出。

叶轮60安装于与通道元件40的圆形壁40b接近的销28的第二末端28b上。

在图5中可更好地看出，叶轮60包括一个圆形轮毂62，从该轮毂中径向延伸出多个扁平叶片64。

为了正常工作，优选叶片64的数目大于10；例如附图已经示出24个叶片。

圆形轮毂62连接至通道元件40的圆柱形孔44并且孔66形成于其上的叶片之间，通过圆柱形孔44进入轮毂62内部的空气借助于孔66逸出。

一个圆柱形中空支撑68被置于轮毂62的中心位置，销28的第二末端28b接合于其内，因此使叶轮60和转子26形成一个整体。

保护罩80安装在叶轮60之上以防止水中的杂质干扰叶轮60的正常工作。保护罩80在其中心位置包括一个套筒82，销28的第二末端28b插入套筒内。在保护罩80的上方，安装基本上由一个凸盖102形成的支撑元件100，其中，一个孔104形成于中心位置，销28的第二末端28b插入孔内并且孔作为销28的支撑。

保护罩80的被安装有支撑元件100的部分略微凹陷，以容纳该支撑元件100的凸杯102。

已经发现，支撑元件100的凸杯102的曲率改进了由叶轮60产生的气流。

叶轮60产生的水和气流从一侧被通道元件40的圆形壁40b输送，并在相对侧被支撑元件100的凸杯102输送。

支撑元件100具有两个杆106，所述杆106接合到形成于通道元件40上的各自圆柱形支撑46内，因此把支撑元件100固定到通道元件40上。

最后，一个照明装置120被安装于支撑元件100的凸杯102的内侧或凹陷侧；它具有容纳发光二极管的圆盘形状。发光二极管由图中未示出的电线供电。

电动机20还连接至电线以被供电。

换气装置10的操作以如下方式进行。

进气口42被连接至一个用于空气通路的管路并且给发光二极管供电的电线被连接至电源，然后将换气装置10完全浸入水族箱内部。

通过给电动机20供电，或者更佳地给定子24供电，转子26旋转，然后销28和叶轮60也旋转。由于离心效应，叶轮60的旋转将水族箱内的水向叶轮外部抽吸，这就在轮毂62中产生了较低压力。该较低压力通过进气口42抽吸空气，空气进入通道元件40然后通过通道元件40的圆柱形孔44逸出。空气进入叶轮60的轮毂62并且通过轮毂62上形成的孔66从中逸出。

叶片64推动水族箱内部的水和气流，产生许多气泡，气泡向上然后朝向水表面上升。

气泡的流动使得水被充氧并且促进了水族箱的水表面上的氧气交换。

上升的气泡生成愉悦的视觉效应，由于有照明装置120照射到上升的气泡，所以视觉效果更好，尤其是如果灯是有色的。

图6至8示出本发明的换气装置的一种变形，其中，与图1至5相同或相似的元件使用相同的数字表示。

在这些附图中示出了一种换气装置200，其包括电动机20，其上安装有一个转子26的销28，一个具有进气口42的通道元件40，叶轮60，输送元件240和过滤器260。

该换气装置200与前述换气装置10不同，因为保护罩80和支撑元件100被输送元件240和过滤器260代替。

根据图8到10，可以注意到，输送元件240具有圆柱形结构242并且在它的底层，圆柱形隆起244具有用于进水的六孔246和一个套筒245。

一个圆周偏转器250被固定于具有抛物面形状的圆柱形结构242的底部的外侧圆形末端，其功能将在下文中详述。

圆周偏转器250通过辐条252被固定到圆柱形结构242上，在辐条之间界定了被圆环状配置的用于水和气流流出的出口254。

输送元件240借助于一个栓柱248被固定于电动机20的壳体22上，以便套筒245容纳销28的第二末端28b，叶轮60被容置在偏转器250内部并且偏转器250抵靠在通道元件40上。

一个过滤器260被插入具有空心圆筒形状的圆柱形结构242内部并且它准确地被插入在圆柱形结构242和圆柱形隆起244之间，进入叶轮60的水通过孔246流入圆柱形隆起244。

在换气装置200的工作期间，叶轮60通过孔246吸出水并推向出口254。如上所述，叶轮60引起的较低压力从进气口42抽吸空气，空气通过轮毂62的孔66到达叶轮60并与水混合。

叶轮60把水和气流推向出口254并且冲击偏转器250，藉此，如图8所示，来自叶轮60的水和气流从基本垂直于叶轮60的旋转轴线的方向偏离至包括在旋转轴线和与其垂直的方向之间的一个方向。总之，流动被定向并且向上，以促进气泡向水表面上升。

上升的水和气流经过过滤器260，于是水被过滤。

图10和11表示输送元件240的一种变形，在这种情形下用附图标记340表示，并且其中与输送元件240中相同的或类似的元件使用相同的附图标记。

输送元件340包括一个圆柱形结构242，一个圆周偏转器250借助于辐条252被固定于其上。

一个圆柱形隆起344在圆柱形结构242内部突出，该圆柱形结构242的顶部设有一个用于进气的孔346，同时用于进水的孔347形成于圆柱形结构242与圆柱形隆起344之间的圆柱形结构242的底部上。

一旦换气装置完全被安装，圆柱形隆起344就界定了一个用于进气的且位于孔346和叶轮60之间的腔室348。

因此，在这种情形下，不再需要用于将水吸入叶轮60的通道元件40。之前从相反侧进入叶轮60的水和空气现在从相同侧进入。

因为过滤器260覆盖孔347，必须穿过孔347进入的水就被过滤了。

在图12中示出一种水族箱400，其底部安置了换气装置200，其中叶轮的旋转轴线竖直设置。换气装置200连接有管路410，该管路将进气口42和用于给电动机20馈电的电线420与外部环境连接。

甚至在换气装置200上也可能插入一个用于对向水表面上升的流动气泡照明的照明装置。

从前面的描述中可以发现，这种换气装置易于制造和安装，因此减少成本和制造时间。

因此，它们非常可靠并且需要最少的维护。

由于使用了叶轮，无振动并且噪音被减小到最小，因此这些换气装置非常安静。

本发明的换气装置没有被堵塞从而防止它们正常运行的危险。

另外，总体尺寸减小了，因此它们结构非常紧凑。

很显然，功能上和概念上的变化或变形的等效物落入本发明的保护范围之内。

例如：可以制成换气装置10而使之没有支撑元件100。

在这种情形下，保护罩80以可移动的方式直接被固定到通道元件40上，并且保护罩80的套筒82作为销28的第二末端28b的支撑。照明装置120被直接固定到保护罩80上。

此外，水的入口在换气装置200中是形成在与空气相对于叶轮60入口的侧面相反的侧面上，水的入口也可以形成在相同的侧面上，例如由于使用了输送元件340。

也可使用不同于附图所示的叶片数目。

另外，叶片可以具有与辐射分布或直线分布不同的分布，并且它们可以形成为曲线分布的形状。

Claims (16)

1.一种用于水族箱和池塘的换气装置(10)，包括：用于抽吸水的叶轮(60)，该叶轮具有旋转轴线并设有从中延伸出多个叶片(64)的轮毂(62)；用于操作所述叶轮(60)的电动机装置(20)；用于将水吸入所述叶轮(60)的第一入口(246，347)；用于吸入空气的第二入口以及用于使水和气流从所述叶轮(60)流出的出口(254)，当所述叶轮(60)被操作时，所述叶轮从所述第一入口(246，347)抽吸水，生成较低压力用以从所述第二入口抽吸空气，将所述抽吸的空气与来自所述出口(254)的水混合，其特征在于：用于吸入空气的所述第二入口在所述叶轮(60)内定位在所述叶轮(60)的所述旋转轴线与所述多个叶片(64)的圆周端之间的区域内，从而在所述叶轮(60)内发生水和空气的混合。

2.如权利要求1所述的换气装置，其特征在于：所述用于吸入空气的第二入口定位于包含在所述轮毂(62)与所述多个叶片(64)的圆周端部之间的区域内。

3.如权利要求1所述的换气装置，其特征在于：所述用于吸入空气的第二入口定位在包含在所述旋转轴线与所述叶轮(60)的所述轮毂(62)之间的区域内。

4.如权利要求3所述的换气装置，其特征在于：所述轮毂(62)中具有孔(66)以将所述轮毂(62)的内部与在叶片(64)之间限定的空间连接起来，所述轮毂(62)的内部被连接到用于吸入空气的所述第二入口，这样随着所述叶轮(60)的旋转，空气借助于较低压力从所述第二入口被吸入到所述轮毂(62)的内部，穿过所述孔(66)并且通过所述出口(254)从所述叶轮(60)与抽吸的水一同选出。

5.如权利要求4所述的换气装置，其特征在于：所述换气装置(10)包括通道元件(40)，该通道元件(40)具有限定所述用于吸入空气的第二入口的圆柱形孔(44)并且具有进气口(42)，所述圆柱形孔(44)将所述进气口(42)连接至轮毂(62)的内部。

6.如权利要求5所述的换气装置，其特征在于：所述圆柱形孔(44)被相对于所述叶轮(60)的所述旋转轴线平行地并位于中心地设置。

7.如权利要求6所述的换气装置，其特征在于：所述通道元件(40)包括相对于所述叶轮(60)的旋转轴线在径向上设置的圆形壁(40b)，所述叶轮(60)位于所述通道元件(40)的所述径向的圆形壁(40b)附近，以在一侧输送由所述叶轮(60)产生的水和气流。

8.如权利要求1所述的换气装置，其特征在于：所述换气装置包括围绕所述叶轮(60)的输送元件(240，340)，水和空气从中逸出的所述出口(254)形成于所述叶轮(60)上，所述输送元件(240，340)在所述出口(254)设置有偏转器(250)，以便使来自于所述叶轮(60)的水和气流从与所述旋转轴线基本垂直的方向朝向包括在所述旋转轴线与垂直于所述旋转轴线的方向之间的方向偏离。

9.如权利要求8所述的换气装置，其特征在于：所述输送元件(240，340)包括将所述叶轮(60)与外部环境连接的孔(246，347)，以便在所述叶轮(60)中形成用于吸入水的所述第一入口。

10.如权利要求1所述的换气装置，其特征在于：所述换气装置包括位置靠近用于吸入水的所述第一入口(246，347)的过滤器(260)。

11.如权利要求1所述的换气装置，其特征在于：所述换气装置包括一个围绕所述叶轮(60)设置的保护罩(80)。

12.如权利要求1所述的换气装置，其特征在于：它包括用于所述水和气流的照明装置(120)。

13.如权利要求1所述的换气装置，其特征在于：所述电动机装置(20)包括电动机。

14.如权利要求1所述的换气装置，其特征在于：所述叶片(64)为扁平并且相对于所述轮毂(62)沿径向设置。

15.如权利要求1所述的换气装置，其特征在于：所述叶片(64)为曲线的。

16.如权利要求1所述的换气装置，其特征在于：所述叶轮(60)包括大于10个的叶片。

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