一种负压鱼缸及其控制系统的制作方法

本发明属于负压鱼缸技术领域，具体涉及一种负压鱼缸及其检测电流控制系统与检测压力控制系统。

背景技术：

现有的利用负压发生器抽气的负压鱼缸，底部污水过滤只能用闭式循环系统，多用粪便分离器、砂缸等筒式设备，形状、高度等原因占用空间，不能用滴流缸加底缸的开式循环系统；气循环系统利用负压发生器抽气，只能用扩散器进气，表现形式单一，不能用三合一水族泵、供氧泵进气；因为安装了扩散器，底缸主水泵出水管必须安装止回阀，有弹簧止回阀噪音大，无弹簧止回阀背压小有时关闭不严易漏水；顶部抽气嘴设计不合理，受水面波动影响，实际水位高出抽气嘴下出口很多，水泵停止后出现大量气泡涌入鱼缸的现象，对缸体与缸内生物冲击较大；无补气装置，使得鱼缸操作口、顶部水位变化大。以上所述安装止回阀、抽气嘴设计不合理、无补气装置、不能用氧气泵等弊端多，推广困难。

技术实现要素：

本发明目的是解决利用负压发生器抽气的负压鱼缸的技术不足，提供一种负压鱼缸及其控制系统。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种负压鱼缸及其控制系统，其特征在于：所述负压鱼缸及其控制系统包括：缸体、底缸，及其检测电流控制系统与检测压力控制系统，所述检测电流控制系统由检测电流控制水循环系统和检测电流控制气循环系统组成；

所述缸体包括正压部分和负压部分，所述正压部分设有操作口、侧开口、溢流槽，侧开口与负压部分之间有构成负压部分的悬空侧板，所述底缸设在缸体下方；

所述检测电流控制水循环系统由上部清水系统、底部污水系统与检测电流控制电路组成，所述上部清水系统包括主水泵、上水管、进水接头、溢流槽、下水管、清水滴流缸、底缸，所述主水泵设在底缸内，所述清水滴流缸设在底缸内腔上部，所述进水接头设置在悬空侧板的上端，所述溢流槽连接下水管把上部清水排入清水滴流缸；所述底部污水系统包括底出水接头、副水泵、出水管、污水滴流缸、底缸、主水泵、上水管、进水接头，所述副水泵一端通过管路与鱼缸底板上设置的底出水接头连通，另一端连接出水管，鱼缸底部污水经底出水接头、副水泵、出水管排入污水滴流缸，所述污水滴流缸设在底缸内腔上部；所述检测电流控制水循环系统由检测电流控制电路控制上部清水系统和底部污水系统安全运行，即检测主水泵检测电流控制副水泵运转；

所述检测电流控制气循环系统由主水泵、负压发生器、抽气管、抽气嘴装置、三合一水族泵、供氧泵、气泡条、辅助补气装置和检测电流控制电路组成，所述主水泵出水安装三通分别连接负压发生器与上水管，所述三合一水族泵设在鱼缸侧开口并浸入水中，所述辅助补气装置设在侧开口悬空侧板的下端，所述供氧泵连接设在鱼缸底部的气泡条，所述抽气管一端与负压发生器连通，所述抽气管另一端与顶部抽气装置连通；

进一步，所述抽气嘴装置由抽气座、抽气芯、抽气罩和锁紧螺母组成，所述抽气座安装在顶板预设的抽气孔处，所述抽气座设有与抽气芯相配合的内螺纹、设有与锁紧螺母配合的外螺纹，所述抽气罩设在抽气芯下部，所述抽气罩底面和侧壁上部圆周方向设有若干小孔，所述抽气芯顶部设有宝塔接头，抽气芯下出口在抽气罩中部，抽气芯下出口的高度就是预设的鱼缸顶部水位大致高度；

进一步，所述辅助补气装置为u形管，所述u形管由短管部、长管部和u形管连接部组成，所述短管部设在负压部分外侧，所述长管部设在负压部分的内侧，所述短管部和长管部上端有缩小的开口；

进一步，所述检测电流控制电路由互感器t1把主水泵的ac大电流转化为小电流，取样电阻r1把ac电流信号转为电压信号，整流电路把交流转直流，信号进到比较电路3脚，电流转换值与设定值比较，控制输岀脚的高与低，3脚电压高于2脚时，1脚输出高，2脚电压高于3脚时，1脚输出低；1脚信号给到三极管b极，b极为高时，三极管导通，继电器k1吸合；b极为低时，三极管截止，继电器k1不动作，从而控制副水泵、供氧泵、三合一水族泵的运行，比较电路2脚电压通过分压电路得到，分压电路设定一个值，给到比较电路2脚，设定主水泵电流达到额定电流的80％及以上时，继电器k1吸合，那么副水泵、供氧泵、三合一水族泵都允许得电运行；

进一步，所述进水接头的进水最低水平线要高于顶部抽气装置抽气芯下出口的高度，所述辅助补气装置的短管部的高度略低于溢流槽内设置的溢流板的高度，高于悬空侧板的下边缘高度，所述副水泵出水管的水平段高于鱼缸侧开口低水位线，在出水管适当位置开小孔。

进一步，所述主水泵经进水接头进入鱼缸的实际流量要大于副水泵经出水管排出的实际流量，所述负压发生器的抽气能力要大于供氧泵、三合一水族泵的总进气能力。

进一步，所述抽气芯和所述辅助补气装置均采用不浸润材料制成。

进一步，所述检测压力控制系统是在所述主水泵出水处安装四通，分别连接所述负压发生器、电接点压力表与所述上水管；

所述主水泵出水口压力达到额定压力90％以上时，电接点压力表内部继电器k2得电，k2的常开触电闭合，外接控制继电器km得电，其触电km1自保，km2闭合，允许所述副水泵、供氧泵、三合一水族泵运行，开关k5、k4、k3闭合，分别接通所述副水泵、供氧泵、三合一水族泵，此时所述负压发生器工作正常，鱼缸正常运行；所述主水泵出水口压力下降到额定压力80％以下时，电接点压力表内部继电器k1得电、k2断开，k1的常闭触点打开，外接控制继电器km失电，km2常开触点打开，所述副水泵、供氧泵、三合一水族泵都断电，及时关闭所述副水泵、供氧泵、三合一水族泵，确保底缸不溢水。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和有益效果：

去掉底部污水筒式过滤，充分利用地柜空间底缸可以做的更大，增强过滤效果，设备更简单，底缸、滴流缸维护更方便；

将只能用扩散器的单一进气方式，改为三合一水族泵、供氧泵进气，三合一水族泵在鱼缸内部的进气部位、出气形式与扩散器很类似，而供氧泵在鱼缸底部出气，有砂头、气泡条等多种形式，所以进气方式更优越；

抽气嘴装置的优化设计，增加辅助补气装置，使得停泵、停电时，缸内、底缸水位变化不大，不会出现大量气泡涌入鱼缸的现象发生，对缸体与缸内生物无冲击、更平稳；

去掉扩散器就可以去掉止回阀，消除一个故障点，安全得到保证利于推广。

本发明还可以通过检测压力来控制负压鱼缸，在主水泵出水管上接4通，一侧接负压发生器、一侧接电接点压力表，电接点压力表可以设置高低压动作压力的大小，使得水泵达到额定压力90％以上时，副水泵、供氧泵、三合一水族泵可以得电运行；使得压力降低到额定压力的80％以下时，副水泵、供氧泵、三合一水族泵不允许运行，确保主水泵流量大于所述副水泵，底缸不溢水；抽气能力大于进气能力，负压水位不下降，无溢水风险。

附图说明

图1为一种采用检测电流控制系统的负压鱼缸结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为一种采用检测压力控制系统的负压鱼缸结构示意图；

图4为抽气嘴装置的结构示意图；

图5为辅助补气装置的结构示意图；

图6为检测电流控制系统原理图；

图7为检测压力控制系统电路图。

其中：1-缸体、2-底缸、3-操作口、4-侧开口、5-溢流槽、6-悬空侧板、7-主水泵、8-上水管、9-进水接头、10-下水管、11-清水滴流缸、12-底出水接头、13-副水泵、14-出水管、15-污水滴流缸、16-负压发生器、17-抽气管、18-抽气嘴装置、18.1-抽气座、18.2-抽气芯、18.3-抽气罩、18.4-锁紧螺母、18.3.1-小孔、18.2.1-宝塔接头、19-三合一水族泵、20-供氧泵、21-气泡条、22-辅助补气装置、22.1-短管部、22.2-长管部、22.3-u形管连接部、23-三通、24-电接点压力表、25-四通。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。

如图1、2所示，一种负压鱼缸及其控制系统，包括：缸体1、底缸2，及其检测电流控制系统与检测压力控制系统，所述检测电流控制系统由检测电流控制水循环系统和检测电流控制气循环系统组成；

所述缸体1包括：正压部分和负压部分，所述正压部分设有操作口3、侧开口4、溢流槽5，侧开口4与负压部分之间有构成负压部分的悬空侧板6，所述底缸2设在缸体1下方；

所述检测电流控制水循环系统由上部清水系统、底部污水系统与检测电流控制电路组成，所述上部清水系统包括主水泵7、上水管8、进水接头9、溢流槽5、下水管10、清水滴流缸11、底缸2，所述主水泵7设在底缸2内，所述清水滴流缸11设在底缸2内腔上部，所述进水接头9设置在悬空侧板6的上端，所述溢流槽5连接下水管10把上部清水排入清水滴流缸11；所述底部污水系统包括底出水接头12、副水泵13、出水管14、污水滴流缸15、底缸2、主水泵7、上水管8、进水接头9，所述副水泵13一端通过管路与鱼缸底板上设置的底出水接头12连通，另一端连接出水管14，鱼缸底部污水经底出水接头12、副水泵13、出水管14排入污水滴流缸15，所述污水滴流缸15设在底缸2内腔上部；

所述检测电流控制水循环系统由检测电流控制电路控制上部清水系统和底部污水系统安全运行，即检测主水泵7的检测电流控制副水泵13运转；

所述检测电流控制气循环系统由主水泵7、负压发生器16、抽气管17、抽气嘴装置18、三合一水族泵19、供氧泵20、气泡条21、辅助补气装置22和检测电流控制电路组成，所述主水泵7出水安装三通23分别连接负压发生器16与上水管8，所述三合一水族泵19设在鱼缸侧开口4并浸入水中，所述辅助补气装置22设在侧开口4悬空侧板6的下端，所述供氧泵20连接设在鱼缸底部的气泡条21，所述抽气管17一端与负压发生器16连通，所述抽气管17另一端与顶部抽气装置18连通；

所述主水泵7经进水接头9进入鱼缸的实际流量要大于副水泵13经出水管14排出的实际流量，所述负压发生器16的抽气能力要大于供氧泵20、三合一水族泵19的总进气能力。

所述进水接头9的进水最低水平线要高于抽气嘴装置18抽气芯18.2下出口的高度，所述辅助补气装置22的短管部22.1的高度略低于溢流槽5内设置的溢流板的高度，高于悬空侧板6下边缘高度，所述副水泵13出水管14的水平段高于鱼缸侧开口4低水位线，在出水管14适当位置开小孔。

如图4所示，所述抽气嘴装置18由抽气座18.1、抽气芯18.2、抽气罩18.3和锁紧螺母18.4组成，所述抽气座18.1安装在顶板预设的抽气孔处，所述抽气座18.1设有与抽气芯18.2相配合的内螺纹、设有与锁紧螺母18.4配合的外螺纹，所述抽气罩18.3设在抽气芯18.2下部，所述抽气罩18.3底面和侧壁上部圆周方向设有若干小孔18.3.1，所述抽气芯18.2顶部设有宝塔接头18.2.1，抽气芯18.2下出口在抽气罩18.3中部，所述抽气芯18.2下出口的高度就是预设的鱼缸顶部水位大致高度；

如图5所示，所述辅助补气装置22为u形管，所述u形管由短管部22.1、长管部22.2和u形管连接部22.3组成，所述短管部22.1设在负压部分外侧，所述长管部22.2设在负压部分内侧，所述短管部22.1和长管部22.2上端有缩小的开口；

如图4、5所示，所述抽气芯18.2和所述辅助补气装置22均采用不浸润材料制成。

如图6所示，所述检测电流控制电路由互感器t1把主水泵7的ac大电流转化为小电流，取样电阻r1把ac电流信号转为电压信号，整流电路把交流转直流，信号进到比较电路3脚，电流转换值与设定值比较，控制输岀脚的高与低，3脚电压高于2脚时，1脚输出高，2脚电压高于3脚时，1脚输出低；1脚信号给到三极管b极，b极为高时，三极管导通，继电器k1吸合；b极为低时，三极管截止，继电器k1不动作，从而控制副水泵13、供氧泵20、三合一水族泵19的运行，比较电路2脚电压通过分压电路得到，分压电路设定一个值，给到比较电路2脚，设定主水泵7电流达到额定电流的80％及以上时，继电器k1吸合，那么副水泵13、供氧泵20、三合一水族泵19都允许得电运行。

如图3所示，一种采用检测压力控制系统的负压鱼缸，是在所述主水泵7出水处安装四通25，分别连接所述负压发生器16、电接点压力表24与所述上水管8，其它结构参考图1、2所叙。

如图7所示，所述主水泵7出水口压力稳定达到额定压力90％以上时，电接点压力表24内部继电器k2得电，k2的常开触电闭合，外接控制继电器km得电，其触电km1自保，km2闭合，允许所述副水泵13、供氧泵20、三合一水族泵19运行，开关k5、k4、k3闭合分别接通所述副水泵13、供氧泵20、三合一水族泵19，此时所述负压发生器16工作正常，满足抽气能力大于进气能力的要求，鱼缸正常运行；所述主水泵7出水口压力下降到额定压力80％以下时，电接点压力表24内部继电器k1得电、k2断开，k1的常闭触点打开，外接控制继电器km失电，km2常开触点打开，所述副水泵13、供氧泵20、三合一水族泵19都断电；当所述主水泵7故障出口压力不足时，所述负压发生器16抽气能力下降，此时及时关闭所述副水泵13、供氧泵20、三合一水族泵19，确保所述主水泵7流量大于所述副水泵13，底缸不溢水；抽气能力大于进气能力，负压水位不下降，无溢水风险。

本发明的工作过程及原理：

当主水泵7运行、副水泵13关闭，水循环系统中的主水泵7通过上水管8和设置在悬空侧板6上端的进水接头9向鱼缸中进水，溢流槽5中的溢流水通过其底面设置的下水管10进入清水滴流缸11，最终流入底缸2；

无检测电流控制时，副水泵13运行、主水泵7关闭，污水经底出水接头12、副水泵13、出水管14、进入污水滴流缸，再入底缸2，结果底缸2溢水。

检测电流控制水循环系统，设定主水泵7达到额定电流90％及以上时，才允许副水泵13得电运行，当主水泵7、副水泵13都运行，主水泵7经进水接头9进入鱼缸的实际流量大于副水泵13经出水管14排出的实际流量，主水泵7上水进入缸体1，一部分经溢流槽5进入底缸2，一部分经副水泵13分流进入底缸2，运行稳定，当主水泵7进水口堵塞电流不足、过流过载、转子卡死、线头虚接、停电等多种故障情况下都将实现闭锁，副水泵13不得运行，确保鱼缸不溢水。

检测电流控制气循环系统中的负压发生装置16通过抽气管17与抽气嘴装置18连接进行抽气；三合一水族泵19、供氧泵20、气泡条21和辅助补气装置22进行供气；

供氧泵20、三合一水族泵19本身可以调节进气量，为了增加观赏性、科普性，用定时器分别设置供氧泵20、三合一水族泵19阶段性进气，结果进气量是不均匀的，为确保鱼缸不溢水，设置的总进气能力小于负压发生器16的抽气能力，但并不代表某一时段的进气量总小于抽气量。当正常运行时，负压发生器16抽出的有气、水或者混合水气3种情况，如果进气能力小于抽气能力但一定有进气，抽气管17抽出的是混合水气，如果长时间无进气，抽气管17抽出的是水，因为抽气罩18.3内部波动很小，高水位会略高于抽气芯18.2下出口。

上述过程要考虑上水管8的影响，水泵停止运行，上水管8因去掉止回阀管内水位下降，压力与顶部负压达到平衡，进水接头9的进水最低水平线要高于抽气嘴装置18抽气芯18.2下出口的高度，顶部水不会返入上水管8，结果使顶部水位略微上升。

当停电或者水泵损坏时，供氧泵20、三合一水族泵19都停止，鱼缸顶部实际水位与抽气管17内部状况大致分3种：(1)水位低于抽气芯18.2下出口，抽气管17内是气；(2)水位与抽气芯18.2下出口大致持平，抽气管7内是水气混合气；(3)水位略高于抽气芯18.2下出口，抽气管7内是水。

以上(1)，底缸2水流经抽气管17上升高度等于缸体1内负压部分水位高度，二者达到平衡，缸体1顶部高水位、操作口3低水位变化不大，这种情况辅助补气装置22不起作用。

以上(3)，顶部高水位略高于抽气芯18.2下出口，抽气管7内是水，抽气管7内水压大于缸体1内负压部分的水压，结果抽气管7内水流下行，导致操作口3、侧开口4水位开始下降。

不安装辅助补气装置22，侧开口4水位下降到低于悬空侧板2下边缘，这个过程会持续很长时间，之后有大量空气经操作口3或侧开口4涌入鱼缸内部，当顶部水位下降低于抽气芯18.2下出口，空气进入抽气管7使得内部水压与缸体1顶部负压平衡，同时操作口3、侧开口4水位上升高于悬空侧板2下边缘，水体逐渐稳定。操作口3正压水位、顶部负压水位变化很大，大量空气涌入的场景令人难以接受，波动的水面需要很长时间才能平静下来，特别是底缸2水位上升不少，有溢水风险。

辅助补气装置22安装在悬空侧板6下边缘，其短管部22.1的高度略低于溢流板的高度，用不浸润材质制作，有管径细、缩口小等特点，加之水的表面张力作用，u形管内部几乎是空气而不是水，u形管长管部22.2出口处外侧为负压，当操作口3、侧开口4水位下降到露出u形管的短管部22.1时，u形管内接通大气，空气经u形管的短管部22.1进入负压缸体内部，鱼缸顶部水位降低，抽气管7内水位下降后压力与缸体1顶部负压平衡，抽气嘴装置18抽气芯18.2下出口与水面分离，同时操作口3、侧开口4外部水位上升，淹没u形管的短管部22.1，短管部22.1不再进气，鱼缸水体处于稳定状态。

辅助补气装置22短管部22.1的高度比悬空侧板6的下边缘高很多，避免经操作口3安置假山、捞鱼操作时水面波动空气涌入鱼缸内部造成大的冲击。

以上(2)的情况间于(1)与(3)两者之间，不再论述。

检测电流控制气循环系统，设定主水泵7达到额定电流90％及以上时，才允许供氧泵20、三合一水族泵19得电运行，否则实现闭锁无法进气，确保鱼缸不溢水。

所述出水管14的水平段高于鱼缸侧开口4的低水位线，否则副水泵13停止时，底部污水仍然经过出水管14流入污水滴流缸，在出水管14适当位置开小孔，当副水泵13停止时，水管内污水重力作用下从小孔吸入空气，管内污水一部分返回缸体底部，一部分进入滴流缸，小孔的作用是即时断流，减小对鱼缸水位的影响，水位更平稳。

本发明还可以通过检测压力来控制负压鱼缸，在主水泵出水管上接4通，增设电接点压力表，电接点压力表可以设置高低压动作压力的大小，使得水泵达到额定压力90％以上时，副水泵、供氧泵、三合一水族泵可以得电运行；使得压力降低到额定压力的80％以下时，副水泵、供氧泵、三合一水族泵不允许运行。