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Dokumentenidentifikation DE202007003149U1 31.05.2007
Titel Fischkot- und Schlammheber Kaskade als Vorfilter für offene Aussenfilter
Anmelder Martin, Rudolf, 55469 Simmern, DE
DE-Aktenzeichen 202007003149
Date of advertisement in the Patentblatt (Patent Gazette) 31.05.2007
Registration date 26.04.2007
Application date from patent application 03.03.2007
IPC-Hauptklasse A01K 63/04(2006.01)A, F, I, 20070303, B, H, DE

Beschreibung[de]

Für Aquarien und Aquarienanlagen zur Hälterung und Zucht von großen Barschen, beispielsweise Diskus Buntbarschen, und anderen großen Fischen, z.B. Koi Karpfen sind leistungsfähige Filter wichtig. Eine entscheidende Bedeutung kommt dabei dem regelmäßigen entfernen der festen Ausscheidungen der Fische und von Futterresten zu, damit eine Belastung des Wassers durch Zersetzung möglichst nicht, oder in verringertem Umfang stattfindet.

Ich beantrage als Anmelder und Vertreter gem. Ziffer (3) des Formblattes G6003 folgenden Gebrauchsmusterschutz gemäß beiliegenden Beschreibungen und Zeichnungen.

Ausgangssituation:

Gängiger Stand der Technik ist, beispielsweise in der Diskusaquaristik, die Kombination aus einem oder mehreren Becken und einem zentralen, offenen Aussenfilter zur Wasserreinigung. Dazu muss das Aquarium einen Überlauf in den Filter besitzen, vom Filter aus wird das Wasser nach der Reinigung mittels elektrischer Pumpe in das Aquarium zurückgepumpt. Im Außenfilter befinden sich Mäanderförmig und senkrecht angeordnete Glasscheiben, die so genannten Filterkammern. Die erste Kammer dient als Vorfilter, die erste Glasscheibe reicht nicht bis zum Boden, sodass das oben einlaufende Wasser den Vorfilter passiert und dann von unten nach oben in der zweiten Kammer weiteres Filtermaterial durchströmt. Dieses Prinip setzt sich bis in die letzte Kammer, der so genannten Klarwasserkammer abwechselnd fort, von dort aus wird das Wasser mit der Pumpe in das Aquarium zurückgepumpt.

Das System ist im Gleichgewicht, wenn genau so viel Wasser vom Aquarium in den Filter abläuft, wie durch die Pumpe aus dem Filter in das Aquarium geliefert wird. Der herrschende Druck und Sog im Aquarium befördert den Fischkot in Richtung Überlauf.

Der Überlauf wird mit Steigrohr im Boden, mit oder ohne eingeklebten Innenfilter, realisiert.

Konstruktiv haben Lösungen mit Bodenbohrungen folgende Nachteile:

  • 1. Bodenbohrungen können undicht werden mit der Folge, dass das Aquarium vollständig ausläuft. Ebenso unterliegt der Boden dem höchsten Druck, durch die Bohrungen) entsteht eine zusätzlich Instabilität, die bei Verspannungen zu Rissen im Glas und damit Undichtigkeiten führen kann.
  • 2. Ein weiterer Nachteil ist, dass der Kot der Fische im Vorfilter hängen bleibt, entweder im Vorfilter des Aussenfilters, oder des eingeklebten Innenfilters. Wird ein Innenfilter als Vorfilter verwendet, dann kann durch eine weitere Bohrung im Boden, ohne Steigrohr, dieser Ablauf mit einem Kugelhahn versehen werden. Wird der Kugelhahn geöffnet kann der Fischkot in einen bereitgestellten Eimer, oder direkt in den Abfluss geleitet werden. Diese manuelle Entfernung des Fischkots kann automatisiert werden, in dem der Kugelhahn durch ein zeitgesteuertes Magnetventil ersetzt wird. So lässt sich periodisch der Fischkot aus dem Aquarium bringen, jedoch mit den o.g. Risiken der dann 2 Bodenabläufe. Ein weiterer Nachteil ist, dass der Aussenfilter konstruktionsbedingt meist unter dem Aquarium steht. Dort sind die Platzverhältnisse immer beengt, bei Bodenbohrungen wird durch die Verrohrungen der freie Raum weiter eingeschränkt. Eine Wartung des Filters insgesamt wird erschwert.
  • 3. In Anlagen werden bei der unter 3 beschriebenen Automatisierung zur Fischkotentfernung in jedem Becken 1 Bohrung und 1 ein Kugelhahn oder Magnetventil erforderlich. Das Verursacht zusätzliche Kosten.

Meine Lösung

Mein System kommt vollständig ohne Bodenbohrungen aus. Diese werden durch Seitenwandbohrungen ersetzt, einmal im Aquarium, und einmal im Aussenfilter. Die Höhenlage der jeweiligen Seitenwandbohrungen bestimmen den Wasserstand im Aquarium und im Filter im eingeschwungenen Zustand wie oben beschrieben.

Sowohl im Aquarium als auch im Aussenfilter werden die Fischkot- und Schlammheber durch PVC-Rohre mit T-Verbindern realisiert. Wie in Zeichnung 1 ersichtlich reichen die PVC Rohre jeweils bis kurz vor den Boden um von dort den Fischkot und Schlamm abzusaugen. Es werden T-Verbinder verwendet, um ein vollständiges Leerlaufen sicher zu verhindern.

Änderungen:

  • 1. Kammer 1 des Filters wird nicht von oben nach unten, sondern von unten nach oben durchströmt.
  • 2. Seitenwandbohrung mit Heber in beiden Behältern.

Vorteile:

  • 1. Keine Bodenbohrungen erforderlich, die Bohrungen in den Seitenscheiben des Aquariums und des Filters sind fast drucklos. Der Bohrdurchmesser begrenzt die im Falle einer Undichtigkeit maximal austretende Menge Wasser.
  • 2. Keine mechanischen Siebe o. dgl. erforderlich zur Rückhaltung und Entfernung von grobem Schmutz.
  • 3. Schadstoffe können wesentlich öfter täglich und automatisch entfernt werden.
  • 4. Durch die beschriebene Hebetechnik ist eine automatische Kotentfernung bei gleichzeitigem Teilwasserwechsel möglich.
  • 5. Der Filter kann auch hinter dem Aquarium bei entsprechend schmaler bauweise Platz finden. Wichtig ist nur, dass keine kommunizierenden Röhren entstehen. Diese Anordnung hat den weiteren Vorteil, dass die Pumpe nur sehr geringe Höhenunterschiede überwinden muss und daher kleiner dimensioniert werden kann.
  • 6. Der bei 5. gewonnene Platz im Unterschrank kann anders genutzt werden, z.B. für einen Wochenvorratsbehälter aufbereitetes Frischwasser und einen Abwasserauffangbehälter für den Fall, dass keine Wasserzu- und/oder Ableitung am Aufstellort zur Verfügung steht.
  • 7. Extrem niedrige Kosten, insbesondere in Anlagen, da die Systematik den Fischkot zentral sammelt und entsorgt.

Legende

  • = unverändert, + steigt, – fällt

Betriebszustand (1., 6.) Reinigungsphase (2.)

  • * wenn Frischwasserzulaufmenge > Fördermenge Pumpe, bwz. Übergang zu 6.

Zustandsbeschreibung Randbedingungen

Die folgende Beschreibung geht von einem System mit Nachfüllautomatik und Ableitung des durch den Heber 2 beförderten Wassers direkt in die Kanalisation aus.

Die Nachfüllautomatik ist so konfiguriert, dass der obere Pegel knapp unterhalb des Filterüberlaufs liegt. Der untere Pegel sollte so konfiguriert werden, dass die Pumpe nicht trocken laufen kann. Der Wert zwischen oberem und unterem Pegel ist die Hysterese.

Inbetriebnahme

Zur Inbetriebnahme des Systems werden zunächst Aquarium und Filter bis kurz vor den jeweiligen Überlauf befüllt. Dann wird die Nachfüllautomatik und Pumpe eingeschaltet. Die Pumpe befördert Wasser aus dem Filter in das Aquarium. Als Folge beginnt der Heber 1Wasser und Fischkot aus dem Aquarium in den Filter zu befördern. Zuerst kleine Mengen, mit steigendem Wasserspiegel aber immer mehr Wasser bis Zustand 1 erreicht ist. (Prinzipiell Phase 4 auf 5 auf 6)

1. Eingeschwungen

Im Eingeschwungenen Zustand ist der Zulauf ins Aquarium genau so groß wie der Ablauf in den Filter. Druck und Sog im Aquarium sorgen gleichermaßen für den Transport des Fischkots in Richtung aktivem Heber 1. Fischkot und Schlamm landen so in der Kammer 1 des Aussenfilters und werden, aufgrund der schräg und seitendicht eingeklebten Scheibe in Richtung Ansaugrohr des inaktiven Hebers 2 transportiert. Da das Wasser auf großer Fläche nach oben durch das Filtersubstrat steigt, quasi drucklos, werden nur Schwebepartikel mitgenommen. Grobe Verunreinigungen sammeln sich am Boden der Filterkammer 1 an.

2. Pumpe aus, Anfang

Sobald die Pumpe ausgeschaltet wird, entweder zeitgesteuert oder manuell, endet der Zufluss im Aquarium und der Durchfluss im Filter. Der Wasserspiegel im Aquarium fällt so lange weiter und hält Heber 1 in Betrieb, bis der Waserspiegel die Unterkante der Bohrung im Aquarium erreicht hat. Das ablaufende Wasser aus dem Aquarium gelangt weiter in den Filter und bewirkt dort ein Ansteigen des Wasserspiegels. Mit diesem Ansteigen wird Heber 2 in Betrieb gesetzt. Der Hebedruck konzentriert sich in Kammer 1 und damit in Heber 2, da die restlichen Wassermassen im Filter nicht bewegt werden, bzw. träger sind als die vergleichbar kleine Masse im Heber 2. Auf diese Weise wird der Fischkot aus dem Filtersystem entfernt.

Diese Phase kann maximal so lange andauern, bis kein Wasser mehr aus dem Heber 1 in den Filter läuft. Wird diese Zeit gewählt, dann findet ein Wasserwechsel automatisch statt, d.h. die aufwändige manuelle Arbeit des Wasserwechsels entfällt. Zur reinen Fischkot- und Schlammentfernung genügen aber kurze Zeiten (< 30 sec.).

3. Pumpe aus, Ende

Wird die Ausphase so lange gewählt wie unter 2 beschrieben, dann stehen der Wasserspiegel im Aquarium und im Filter an der Unterkante der jeweiligen Bohrung. Die Nachfüllautomatik ist also nicht aktiviert, beide Behälter ruhen.

4. Pumpe ein, Anfang

Mit wiedereinschalten der Pumpe wird Wasser aus dem Filter in das Aquarium gepumpt. Der Druck und Sog wird in beiden Behältern wieder erzeugt. Da Wasser aus dem System entfernt wurde wird, abhängig von der Hysterese der Nachfüllautomatik, bei Unterschreiten des unteren Grenzwertes entweder ein Magnetventil zur Wasserzufuhr aus dem Wasserleitungssystem, oder eine Pumpe in einem Vorratsbehälter eingeschaltet.

5. Nachfüllen Hysterese

In dieser Phase läuft Frischwasser in das System zu und bewirkt ein Ansteigen des Gesamtwasservolumens. Ob der Wasserspiegel im Filter ansteigt ist vom Zulaufvolumen und Zeitpunkt der Schaltung abhängig. Idealerweise läuft die gleiche Menge neu zu, wie durch die Pumpe aus dem Filter ins Aquarium gepumpt wird. Sobald nun der Wasserablauf aus dem Aquarium wieder der Zulaufmenge durch die Pumpe entspricht wird noch so lange Frischwasser zugeführt, bis der obere Grenzwert der Nachfüllautomatik erreicht wird.

6. Pumpe ein, Ende = 1

Dann schaltet sich die Nachfüllautomatik auf aus. Das System befindet sich wieder in Phase 1 bis zum nächsten Pumpenstop.

Anmerkungen:

In der Zeichnung 1 ist ein Filter dargestellt, bei dem die letzte Kammer von oben beströmt wird. Dies ist nur zur Erläuterung des Funktionsprinzips so. In der Praxis sollte eine weitere Kammer hinzugefügt werden, damit die letzte Kammer von unten beströmt wird. Damit steht der Pumpe ein größeres Volumen in Phase 4 zur Verfügung. Wird keine Wasserwechselautomatik betrieben, bzw. fehlt der Abwasseranschluss in die Kanalisation, dann sind entsprechende Maßnahmen zum Überlaufschutz bei Stromausfall, bzw. Pumpenabschaltung vorzusehen.

Das Aquarium in Zeichnung 1 enthält eine weitere Überlaufbohrung zur Sicherheit vor Überlaufen bei Verstopfung des Hebers. Diese kann durch ein separates Fallrohr vollkommen redundant ausgelegt werden. Im Filter wurde auf diese Redundanz verzichtet, möglich ist sie dort auch.


Anspruch[de]
Fischkot- und Schlammheber Kaskade als Vorfilter für offene Außenfilter, dadurch gekennzeichnet dass der Behälter (7) einen Heber (1) mit Seitenscheibenbohrung zur Entfernung des Fischkot und Schlamms besitzt und durch eine Verrohrung oder Schlauch (2) mit Behälter (8) verbunden ist und im Behälter (8) die erste Scheibe (3) des Filtermäanders bodendicht eingeklebt ist. Behälter (8) besitzt einen weiteren Heber (5) mit Seitenscheibenbohrung und schräg eingeklebter Scheibe () zur Leitung und Sammlung des Fischkot und Schlamms unter Heber (5) bis zu seiner endgültigen Entfernung. Heber (1 und 5) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er das Wasser am oberen Rand des Behälters durch eine Bohrung ableitet, der Wassereintritt in den Heber jedoch durch eine bodentiefes Rohr erfolgt. Vorfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterscheibe (3) bodendicht eingeklebt ist. Fischkot und Schlammableiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine schräg eingeklebte Scheibe (4) den Fischkot und Schlamm in Richtung Heber (5) leitet und dort sammelt.






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