[实用新型]虹吸结构

说明书

虹吸结构，包含至少一个液腔和至少一个气腔；液腔的虹吸效应启动前，环境液体的液位上涨导致环境液体进入气腔的第一腔(H2‑D1)，形成密封液柱(MFYZ)；液腔的虹吸效应启动时，气腔的第一腔内的密封液柱(MFYZ)无法越过顶腔(H2‑DQ)流进液腔；液腔的虹吸效应启动时，环境液体依序经由入液口(H1‑RK)、进液腔(H1‑JYD)、顶部(H1‑DB)、出液腔(H1‑CYD)、出液口(H1‑CK)流动。本实用新型包含结构简单、成本低廉、能降低虹吸截止噪音低、降低堵塞、降低震颤、增加适应性、寿命长，提供了多种全新的技术思路。

技术领域

本发明设计流体力学设备，具体涉及虹吸结构、虹吸管、落水胆、潮汐装置、液体计量、环保型养殖或种植系统，以及其他应用。

背景技术

虹吸(siphonage)是利用液面高度差的作用力现象，将开口高的一端置于装满液体的容器中，容器内的液体会持续通过虹吸结构向更低的位置流出；虹吸结构的常见形式有，倒U 型管、钟罩式(进液腔(H1-JYD)管腔大于出液腔(H1-CYD)管腔，顶部(H1-DB)封闭，出液腔(H1-CYD)位于进液腔(H1-JYD)的管腔内的方式)以及流体流动结构的其他变形，以及其他方式，需要提醒读者注意的是，本申请提出的倒U型管、钟罩式这两个例子并非对虹吸结构的形式的限定。

现有技术的虹吸结构都是利用虹吸入水口进气增大虹吸结构内压的方式使得虹吸结构内液流截止，存在虹吸截止噪音大的问题，存在运行震颤的问题，存在容易堵塞的问题。

潮汐式生物过滤器就是利用自然虹吸原理，在水位达到一定水平时，再让水位下降，周而复始，循环往复。使生物滤料在浸没状态和裸露状态交替出现。这样液流对滤料的冲击力减小到了最小，而且这样可以使硝化细菌等好氧菌与气体充分接触。水体的溶氧更加有所保证。进而总体上提高生物过滤的效率，降解水体中有毒的氨氮，达到净化水质的目的；不但可以用于水族养殖，还可以用于污水处理。

落水胆是利用虹吸结构产生负压，进而利用负压驱动阀结构，通过阀结构的排液腔进行大排量排水的装置，落水胆包含排水速度快(排液腔管径大排水速度快)、虹吸稳定的优点(虹吸结构小，不容易出现不断流和不启动的问题)，现有的落水胆存在噪音非常大、震动激烈、阀结构容易漏水、水锤效应大密封片寿命短的问题。

沼泽过滤是利用植物与微生物共生的生物过滤方式，包含防便宜实惠、容易维护、耗能很低的优点，是国际上应用广泛的生物过滤方式，现有技术的沼泽过滤存在，无光或弱光条件或冬天情况下，由于植物根系、微生物、鱼类、水生生物等共同消耗氧气，很容易出现水体缺氧、沉淀区容易臭水、植物烂根等问题；将潮汐装置用于沼泽过滤后，由于潮汐的呼吸功能和增氧功能，好氧菌和植物的根都能够充分接触气体，减少了烂根、缺氧的发生。

鱼植共生(Aquaponics)是一种新型的复合耕作体系，它把水产养殖(Aquaculture)与水耕栽培(Hydroponics)这两种原本完全不同的农耕技术，通过巧妙的生态设计，达到科学的协同共生，从而实现养鱼不换水而无水质忧患，种菜不施肥而正常成长的生态共生效应。

在传统的水产养殖中，随着鱼的排泄物积累，水体的氨氮增加，毒性逐步增大。而在鱼植共生系统中，水产养殖的水被输送到水培栽培系统，由细菌将水中的氨氮分解成亚硝酸盐然后被硝化细菌分解成硝酸盐，硝酸盐可以直接被植物作为营养吸收利用。鱼植共生让动物、植物、微生物三者之间达到一种和谐的生态平衡关系，是可持续循环型零排放的低碳生产模式，包含环保、节能、降低维护成本的优势，也是有效解决农业生态危机的有效方法。

采用虹吸原理的潮汐装置用于鱼植共生，可以起到节能、减排、环保的有益效果，但是噪音大的问题一直存在。

虹吸结构可以用于作为液体总量的计量，比如用于雨水总量的自动计量。

发明内容