Устройство для фильтрации воды и поддержания биологического равновесия в аквариуме
Устройство для фильтрации воды и поддержания биологического равновесия в аквариуме принудительно направляет воду по круговороту, где она очищается в несколько этапов. Излишки отходов жизнедеятельности гидробионтов, грозящие нарушить биологическое равновесие в аквариуме, проходят вниз через отверстия фальшдна, где ток воды сброшенной из входного патрубка несет их к выходному патрубку, откуда вода с отходами втягивается водоподъемным устройством и выносит их наверх в контейнер с грунтом. Здесь очистка продолжается в процессе просачивания воды через грунт - отходы, не переработанные донными микробами, служат питанием для грунтовых микробов и наземных растений. Размещенные здесь осветительные приборы своим светом вызывают процесс фотосинтеза растений, что ускоряет утилизацию отходов растениями. После этого очищенная вода возвращается в аквариум. Нисходящий поток через патрубок выносит воду в междонное пространство, где она продолжает круговорот к выводному патрубку фальшдна, захватывая отходы.
Полезная модель относится к области техники: фильтры для аквариума.
Известно устройство «фальшдно с эрлифтом», содержащее перфорированное фальшдно, образующее полость между ним и дном аквариума и патрубок, отходящий вверх и оснащенный водоподъемным устройством для забора воды из междонного пространства. Фильтрация осуществляется через слой грунта, лежащего на фальшдне. (Хомченко И.Г., Трифонов А.В., Разуваев Б.Н. «Современный аквариум и химия». Год выпуска 1997. Жанр: аквариумистика. Издательство: ООО «Издательство Новая Волна». ISBN 5-7864-0035-2. Формат: PDF. Качество: OCR без ошибок. Количество страниц: 119. Язык: Русский)
Недостатками его являются: невысокая производительность, неравномерное, локальное «заиливание», т.е. загрязнение продуктами жизнедеятельности гидробионтов, сложность чистки фильтрующего вещества, при которой требуется «сифонить» грунт специальным устройством или шлангом. Сброс воды с точки над ее поверхностью в толщу недостаточно производительно способствует перемещению накопленных в междонном пространстве отходов к патрубку для забора воды
Наиболее близким по техническому решению, принятому за прототип, является фитофильтр, представляющий из себя расположенный над уровнем налива воды в аквариуме оснащенный водоподъемным устройством контейнер, заполняемый субстратом с произрастающими в нем растениями. Фильтрация осуществляется через субстрат, попадая в который продукты жизнедеятельности гидробионтов становятся источником питания для микробов, населяющих субстрат и растений, произрастающих в субстрате фитофильтра. (Золотницкий Н.Ф. «Аквариум любителя». Год выпуска: 1993 (1-е издание 1882 г.). Издательство: ТЕРРА. ISBN: 5-85255-405-7. Язык: русский. Количество страниц: 603)
Недостатком прототипа является то, что забор воды для фильтрации производится из поверхностных или средних слоев воды, что не может воспрепятствовать «заиливанию» грунта в аквариуме и вызывает необходимость периодической чистки дна специальным приспособлением - сифоном или шлангом.
Задачей полезной модели является повышение эффективности фильтрации воды и устойчивости биологического равновесия в аквариуме, минимизация операций по уходу за аквариумом и затрат времени на обслуживание аквариума.
Для решения данной задачи предложено устройство для фильтрации воды и поддержания биологического равновесия в аквариуме. Перфорированное дно, как элемент предлагаемого устройства позволяет выделить неусвоенные донными микроорганизмами излишки отходов жизнедеятельности гидробионтов, которые нарушают баланс биологического равновесия в аквариуме и создать пространство для направленного тока воды, уносящего эти отходы через систему патрубков наверх - в емкость с субстратом, населенным микроорганизмами и с произрастающими там растениями, корни которых, вкупе с грунтовыми микроорганизмами служат биофильтром для аквариумной воды. Коаксиальный способ соединения патрубков для подъема воды обеспечивает защиту от полного опустошения объема аквариума в случае протечки воды из расположенной над аквариумом емкости с субстратом. Сброшенная через герметично соединенные патрубки для слива вода создает направленный ток в междонном пространстве, продолжая круговорот очищаемой воды. Герметично отделенный от емкости с субстратом находящийся здесь бокс для осветительных приборов служит для подсветки растений сверху и под водой для процесса фотосинтеза, а также - за счет выделяемого тепла - для подогрева воды, что способствует перерабатывающей деятельности микроорганизмов.
Емкость с фильтрующим субстратом с растениями, оснащенная водоподъемным устройством с водосбросом после цикла фильтрации самотеком обеспечивает обычный по эффективности технический результат, однако, объединение ее с фальшдном (для создания целенаправленной циркуляции воды) в единое устройство системой патрубков, пара которых служит доставке органических отходов из придонной, самой застойной зоны наверх, в емкость для фильтрации, а другая пара создает направленный ток воды, не позволяющий отходам застояться и движущий эти отходы к точке подъема (этот же ток обеспечивает движение воды сквозь слой грунта в самом аквариуме, усиливая эффект биофильтрации грунтовыми микробами и водными растениями), делает весь объем аквасистемы проточным и позволяет получить новое качество устойчивого равновесия биосистемы, снижение временных и трудовых затрат на обслуживание аквариума.
Предлагаемое изобретение позволяет получить следующий технический результат. Повышается эффективность фильтрации воды в аквариуме за счет такого пространственного расположения элементов устройства, которое обеспечивает более эффективный забор и более оптимальный круговорот фильтруемой воды, несущей в себе отходы жизнедеятельности гидробионтов сквозь более значительную массу неорганического фильтрующего материала с корневой системой растений и населяющую их биомассу микроорганизмов, участвующих в процессе разложения и переработки отходов жизнедеятельности гидробионтов. Уменьшение трудовых и временных затрат на обслуживание аквариума за счет того, что забор отходов из междонного пространства стал более эффективен за счет усиления направленного тока воды в междонном пространстве от приемного патрубка фальшдна к выводному патрубку. Выведенные из аквариума отходы усваиваются произрастающими в емкости над аквариумом наземными растениями, стебли и листья которых нужно, просто, периодически подрезать.
На фиг.1 схематично изображено устройство и принцип его работы.
Устройство состоит из перфорированного фальшдна (1) с отходящими от него патрубками: выходным (9) и входным (8). С входным патрубком фальшдна (8) герметично соединен выходной патрубок (7) емкости с субстратом (2), расположенной над аквариумом. Входной патрубок (6) емкости с субстратом, оснащенный водоподъемным устройством (3), коаксиально закреплен в выходном патрубке фальшдна (9). В емкости с субстратом расположен герметично отделенный от нее бокс (4) с осветительным оборудованием.
Устройство работает следующим образом. Продукты жизнедеятельности гидробионтов, не усвоенные донными микробами, через отверстия фальшдна (1) попадают в междонное пространство, где током воды (5) выносятся к патрубку фальшдна (9), откуда втягиваются водоподъемным устройством (3) в емкость с субстратом (2), насыщенным корнями растений и, также, служащим биофильтром, где происходит окончательное очищение воды, которая сбрасывается через патрубок (7), вызывая направленный ток воды (5) в междонном пространстве от патрубка (8) к патрубку (9). Герметично отделенный от емкости с субстратом (2) бокс (4) содержит осветительные приборы, вызывающие своим светом процесс фотосинтеза аквариумных (водных) и находящихся наверху наземных растений, что способствует переработке отходов, а также для подогрева омывающей его по периметру аквариумной воды, что способствует деятельности микроорганизмов.
Имеется конкретный пример предлагаемой полезной модели. Устройство придумано и создано учеником 2 класса прогимназии Аксиньиным Артемием и описано в его школьной проектной работе «Создание совершенной аквариумной системы или эко-нано аквас». Здесь же приведены данные о проведенных на специально обустроенном стенде испытаниях опытного образца предполагаемой модели, где экспериментально подтвержден положительный результат.
Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет повысить эффективность фильтрации воды в аквариуме, повысить стабильность биологического равновесия, уменьшить трудовые и временные затраты на обслуживание аквариума.
Устройство для фильтрации воды и поддержания биологического равновесия в аквариуме, включающее расположенную над уровнем налива воды, содержащую фильтрующий субстрат с укорененными растениями, оснащенную водоподъемным устройством емкость и образующее полость с дном аквариума перфорированное фальшдно, соединенные системой патрубков таким образом, что входной патрубок емкости соединен с выходным патрубком фальшдна, а выходной патрубок емкости соединен с входным патрубком фальшдна.
