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[原创] 室内高效地缸设计及详解【申精】

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森木林 发表于 2017-1-11 15:28:22 |显示全部楼层
本帖最后由 森木林 于 2017-1-11 15:26 编辑

编辑说明:
    1、第一版在全稿未完匆忙发表,续贴受阻失败。考虑第一版在文字、用词上过于随意,对某些重点和细节描述不够到位。故重新修改编辑,力求在文字和用词上,以及描述上尽可能做到严谨专业,设计表达更清楚到位。
    2、本贴
在创意背景、产生、实施章节用了大量的图片描述,意在让鱼友们从各阶段水质和鱼的状况,通过分析对设计的实用性作出综合判断,并对设计存在的缺陷和需要补充完善的地方提出批评意见和宝贵建议。
    3、强调本人无鱼缸制作经验,在尺寸计算均按下料、粘胶零误差考虑。希望有意以设计为范本制作地缸的鱼友在选材定购前,向论坛中有地缸制作
丰富经验的鱼友高手老师请教,确保选材和尺寸准确无误。
一、设计构思及理念
构思理念.png

二、地缸结构
(一)基本结构   

QQ图片1.png

    采用主、副缸连体底包边结构,缸体划分为主缸养鱼区和副缸水质处理区
(二)缸体尺寸及分配
    缸体:1850×1000×850,分配比例100%
    主缸:1500×1000×850,分配比例81%
    副缸:350×1000×850 ,分配比例19%

三、主缸设计
    采用双底中央虹吸底排设计工艺,上、下口字型拉筋,四角竖拉筋兼进水道。
四、副缸缸设计

(一)基本结构
    副缸采用四仓导流水道结构。分为物理沉淀过滤仓,异氧菌生化过滤仓,嗜氧菌生化过滤仓 ,
生化清水仓。
(二)分配比例
1、沉淀过滤仓:335*300
*1  分配比例约32%
2、生化过滤仓:335*205*2  分配比例约44%
3、
生化清水仓:335*160*1  分配比例约17%
4、溢流导流道:335*30*2   分配比例约7%
(三)沉淀仓设计
1、五区分布及功能
(1)下部进水区:面域30*5*18CM,进水导流槽、挡水板。功能:将进水降低流速后导入划定的指定区域。
(2)下部静水区:面域30*30*12CM,设积便池,池内装排污管。功能:防止沉便受流水影响产生二次浮起和粪便及时排出。
(3)中部沉淀区:面域33.5*30*30CM,设面吸进水管。功能:鱼便自然沉淀。
(4)中上部强制沉降区:面域33.5*30*(5-8)CM,设毛刷。功能:对浮便施重力同向的外力促使二次沉降。
(5)上部物理过滤区:面域33.5*30*8CM,设双层板式滤棉隔便过水器。功能:物理过滤,防干水自动保护。
2、
沉淀仓工作原理
    夹带粪便的缸水进入导流槽流速降缓、在挡水板引导下进入沉淀区粪便进行自然沉降落入积便静水池中。部分碎片随水流进入强制沉降区,粪便受到毛刷施加的与向外力,部分以外力+重力>浮力+水流推力形式沉降,部分吸附在毛刷上积团沉降,另一部分继续随水流上升到物理过滤区,板式双层滤棉隔便过水器放水通过,对粪便进行强制截留。
3、板式双层滤棉隔便过水器工作原理
    正常工作时,滤棉横向弹性张力与重力大于滤棉浮力和水流冲力,下层滤棉对夹带粪便的流水进行固液分离,上层滤棉处于备用状态(无任何污物)。当下层工作面粪便吸附到一定程度时,过水阻力流量流量下降,工作面受到的浮力和向上的推力也随之增大,当浮力+推力>弹性张力+重力时,上层滤棉紧贴导流隔板对向端浮起成一定角度开始工作(上方无盖顶等障碍时成90度,有障碍倾身角度由棉宽和障碍物与滤棉距离决定),下层棉在上层棉让出的空间以同样方式倾起形成水流通道放水,此时浮力和推击力减小,当重力和浮力达到平衡后以倾斜形式稳定下来,干泵隐患解除。
五、进、出水及打氧设计
(一)主缸进水、打氧
    采用四角竖拉筋导流板底部进水。给水、给氧管经主缸与过滤隔板上方各自的2个管孔进入主缸,并隐蔽在上端水平拉筋下将水、氧引到四角以浸入方式分别放入水槽的上端和底端。四角竖拉筋将主缸四边形变为8边形,边夹角增大,水阻力减小,有助于缸边外围水域在四角底部推水作用下形成与中部水域由中心虹吸形成的旋流区一致的旋转水域。外围鱼便在推水和旋流产生的向心力,以及中部旋吸引力的作用下进入旋力更大的中央旋流区,在推吸1+1≥2作用下鱼便迅速进入中央虹吸孔内。给水槽底端打氧形成的向上气流产生的冲浪被拉筋板隔离避免主缸虹吸效应受破坏,横向气流有助于推水增强。
(二)
主缸出水
1、中央虹吸孔将进入旋涡区的鱼便随水卷入经底部出水通道进入沉淀仓内在导流槽、导流板引导下按规划路径降速后进入沉淀区经再次减速后流入沉淀区域
2、面吸采用32mmPVC管以溢流进水方式进入沉淀仓内导流板上方对板上积便冲刷后进入沉淀水域区内。
(三)沉淀仓进、出水
1、进水:中央虹吸+面吸
2、出水:上溢流+下排污

(四)过滤仓进出水及打氧
1、过滤一仓:上进下出,下设隔板、排污管。
2、过滤二仓:上进下出,下设隔板、气盘条。
六、玻璃选择
    15mm超白玻璃 1850*835*2(前后玻璃)
    15mm浮法玻璃 1850*1000*1(缸底玻)970*835*2(侧面玻璃)
    15mm夹胶玻璃 1470*970*1(上底玻) 970*835*2(主缸/过滤隔离),如本地买不到用10+5夹黑膜替代。
    12mm浮法玻璃:上拉筋,底拉筋、底垫条及水道(视水道宽度3-4层),过滤缸盖板支撑条,沉淀仓和清水仓卡条。
    8mm浮法玻璃:导水板,积便池。
    5+5mm夹黑膜玻璃:坚拉筋。
七、
图纸设计(无CAD制图软件,Word制图拼接)
(一)设计图

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(二)设计效果图
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(三)前瞻性升级方案效果图
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创意的产生和实施
(一)创意背景
    一年多前本人完全小白一个,为了改变一下室内感觉而养鱼。以为鱼缸就是个裸缸,定缸才知道鱼缸有过滤。2个月后由养金鱼转养锦鲤又知道定制的缸不适合养锦,但木已成舟,只能凑合使用。
1、硬件条件
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(1)缸体1300*400*850  
(2)主缸1200*400*850  分配比例92.3%
(3)过滤缸100*400*850分配比例7.7%。过滤缸为三仓结构。
  1)沉淀仓10*9CM,沉降断面0.009m2,沉降空间0.005m3,分配比27.8%,无导流、静水辅助设施
  2)过滤仓10*9CM,横断面积0.009m2,滤材容积0.005m3(物理生化),分配比27.8%;底部连通出水道。
3)清水仓16*9CM,分配比44.4%,与过滤仓底连通
2、冬季。冬季虫菌少,喂得少,24CM以下19条,虽然密度大,但水质和鱼状态始终很好。
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3、春季。春回大地,万物复苏。随着投食次数增加食量加大,虫菌的复活,水质开始发生悄然的变化,减蜜后9条。
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4、夏季。五月鱼成长加速投食量进一步大,危机四起,缸水日下。5.1小长假对鱼缸进行大扫除,换水三分之一。
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(二)创意的产生
    五月底水质已发展浑浊雾蒙程度,很显然不仅是物理过滤跟不上,生化过滤也出现了问题。于是不在顾及缸内放石禁忌,反其道而行在缸内投石问路,意外地收到一石四鸟的收获。受此启发,想到了每日抽便很难见到漂升到沉淀仓出水道下方一段空间区域的鱼便沉降下去,于是想到这一区域会不会是沉降真空区(盲区),不对漂升的粪便施加外力,浮便会保持运动惯性状态。如果在此区域设置一个简单的装置,向粪便施加外力迫使其改变运动方向或者对其进行强制过滤效果一定会很好。于是发贴《路断了,可以绕道行》,在分享一石四鸟的收获时,并说出了创意想法。
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(三)创意实施
    6月26日完成DIY隔便过水器,装上之后隔日就看到立杆见影的效果。水质逐日见好变得相对清澈起来,使用意外发现隔便过水器在严重堵塞情况下能够自动脱离导槽让出水流通道防止清水仓见底干泵,又一个一石二鸟之作。但隔便器龙骨不标准和滤布过细,存在四角局部密封不严的情况,需每天清洗一次滤布,过滤仓上方仍需盖一层过滤棉,否则隔便过水器堵塞就会自动脱槽。就过滤效果而言,进入这一区域的鱼便90%能被隔离。缸水放石影响美观和抽便问题没有得到解决。
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(四)系统升级,创意改进
    8月18日DIY上滤完成,采用侧滤+上滤串级,缸内滤材取出后装入上滤箱内加补细菌屋。并用3000L/h潜水泵替换2400L/h潜水6月试用3000L/h泵20分钟内清水仓见底闲置),用更简单的两层4CM中粗黑棉取代DIY隔便器,未加任何辅助固定设施,100%与四周接触面密封,装入取出十分方便。启泵运行三仓水位始终保持一致,潜水泵替换成功,6小时后过滤仓上方滤棉不见粪便透漏迹象,过滤效果更突出,防干水自动保护效果更佳,取消过滤仓上滤棉。几个月来水清鱼欢,治疗药物刀枪入库。
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1、改进升级后水质、鱼只状况
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2、鱼的成长结果
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3、使用过程中隔便过水器的工作情况
1)正常工作状态滤棉
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2)防堵塞自动保护状态下
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4、过滤抽检
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5、运行50天的上滤情况
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6、进行新滤材测试开箱、换装新滤材
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(五)水质理化指标测量
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森木林 发表于 2017-1-11 15:29:17 |显示全部楼层
八、设计可行性验证对比
(一)验证重点
1、主缸收便能力强。水运动形式,排水口与便距最短,收集效果。
2、沉淀仓沉淀排便效果。粪便及时排出缸外,是过滤好和强的首要特征。
3、过滤仓处理能力及滤材放置数量和布放的合理性。
4、系统衔接和设施配置上对冲互排效应最小,互补互助效应最
(二)论证对比结果
1、数据结果(设计与实验缸对比)
1)空间体积水体比3.56(1.573/0.442,水体扩大3.56倍)。
2)过滤缸体积比5.8(0.21/0.036),5.8/3.56=1.63>1增能效果。
3)沉淀仓体积比11.1(0.06/0.0054),11.1/3.56=3.12>1沉降效果
4)滤材填充容积比3.78(0.093/0.0246含验证缸上滤),3.78/3.56>1,装放能力增大。
5)出水收便最大距离比0.58(0.7m/1.2m),0.58<1收集粪便能力增强。
2、工艺、设施对比结果
1)本案主缸采用8边形缸面,四角推水,中央虹吸短距离收便出水,缸外打氧工艺;副缸沉淀仓下部设进水减速导流槽和静水沉淀池及排污管,中上部设毛刷区、和滤棉强制过滤区。
2)验证缸主缸采用四边形缸面,侧角底排长距离收便出水,缸内打氧工艺;沉淀仓下部裸缸,上部滤棉强制过滤区。
(三)验证对比结论
     无论从工艺采纳、结构设计、设施选配、系统衔接等方面,设计都进行了优化。
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1956小可爱 发表于 2017-1-11 15:59:33 |显示全部楼层
我先进值得学习
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1956小可爱 发表于 2017-1-11 15:59:42 |显示全部楼层
谢谢楼主分享
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赤松心正 发表于 2017-1-11 16:23:24 来自 |显示全部楼层
同意申精,长篇大论的,反正看不懂,很用功,支持支持了
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森木林 发表于 2017-1-11 16:32:41 |显示全部楼层
赤松心正 发表于 2017-1-11 16:23
同意申精,长篇大论的,反正看不懂,很用功,支持支持了

谢谢!正鱼友给的正能量。
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alrock 发表于 2017-1-11 16:35:45 |显示全部楼层
实在详尽,没完全明白,学习支持。
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hwzhuzhan 发表于 2017-1-11 19:38:55 来自 |显示全部楼层
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