专利类型 | 发明公开 | 法律事件 | 公开; 实质审查; |
专利有效性 | 实质审查 | 当前状态 | 实质审查 |
申请号 | CN202411719292.4 | 申请日 | 2024-11-28 |
公开(公告)号 | CN119234762A | 公开(公告)日 | 2025-01-03 |
申请人 | 太原理工大学; | 申请人类型 | 学校 |
发明人 | 雷勇刚; 张博文; 杜保存; 王永辉; 陈亚华; | 第一发明人 | 雷勇刚 |
权利人 | 太原理工大学 | 权利人类型 | 学校 |
当前权利人 | 太原理工大学 | 当前权利人类型 | 学校 |
省份 | 当前专利权人所在省份:山西省 | 城市 | 当前专利权人所在城市:山西省太原市 |
具体地址 | 当前专利权人所在详细地址:山西省太原市迎泽西大街79号 | 邮编 | 当前专利权人邮编:030024 |
主IPC国际分类 | A01K63/00 | 所有IPC国际分类 | A01K63/00 ; A01K63/04 ; A01K63/06 |
专利引用数量 | 0 | 专利被引用数量 | 0 |
专利权利要求数量 | 8 | 专利文献类型 | A |
专利代理机构 | 太原科卫专利事务所 | 专利代理人 | 张恒恒; |
摘要 | 本 发明 涉及 水 族容器技术领域,具体涉及一种具有自发供 氧 与照明功能的鱼缸,主要解决现有鱼缸依赖外部 电能 供应导致在停电时无法正常使用的技术问题。本鱼缸包括缸体、底座、动 力 组件、供氧组件、联动组件和照明组件,动力组件包括连通管、 蒸发 室和冷凝室,供氧组件包括轨道桶和 活塞 件,照明组件包括照明灯、 蓄 电池 、第一压电陶瓷和第二压电陶瓷,连通管摆动带动活塞件往复运动以能为缸体内间歇性输送氧气,连通管摆动时两个压电陶瓷交替发电并储存在 蓄电池 中,以能在停电时为照明灯供电。本装置降低了鱼缸对于外部电能供应的依赖性,能够实现自发供氧与照明,从而在停电时能够暂时维持供氧、照明等设备的工作,进而保证鱼缸的正常使用。 | ||
权利要求 | 1.一种具有自发供氧与照明功能的鱼缸,其特征在于,包括: |
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说明书全文 | 具有自发供氧与照明功能的鱼缸技术领域背景技术[0002] 近年来,随着传统能源供应不足和全球气候变暖问题的加剧,开发和利用新能源技术成为全球研究的焦点。微机电系统(MEMS)的快速发展,使其在新能源技术的开发和利用中发挥了重要作用。目前,MEMS已成功研发出多种微型新能源器件,如微型太阳能电池等,广泛应用于汽车工业、军事和医疗卫生等领域。然而,受气候环境和供能方式的限制,许多器件仍无法实现完全的能源自给自足。 [0003] 鱼缸作为一种观赏和饲养水生动植物的容器,深受全球水族爱好者的喜爱。但是,从简单的小鱼缸到复杂的生态模拟鱼缸,都依赖于外部电能供应,停电时供氧、照明等设备皆无法工作,影响鱼缸的正常使用。因此,减少外部能源的使用,保持水族箱生态系统的自给自足,并实现能量循环利用,对于新能源技术的开发和利用具有重要的战略意义。 发明内容[0005] 本发明提供的具有自发供氧与照明功能的鱼缸,包括:缸体,其顶部敞口; 底座,其固定在所述缸体的外侧壁上; 动力组件,其包括第一支架和连通管,所述第一支架的底端固定在所述底座上,所述第一支架的顶端与所述连通管的中部铰接且铰接轴线水平布置,所述连通管的两端分别设有蒸发室和冷凝室,所述蒸发室吸热或冷凝室散热时连通管内工质相态变化并流动以使连通管绕铰接轴线旋转,所述冷凝室在最低位时高于所述蒸发室且能接触缸体的顶部内侧以通过缸体内的水进行散热; 供氧组件,其包括第二支架和轨道桶,所述第二支架的底端固定在所述底座上,所述第二支架的顶端与所述轨道桶固定连接,所述轨道桶内设有活塞件,所述活塞件与轨道桶的桶底之间形成密闭腔体,所述密闭腔体设有吸气单向阀和排气单向阀,所述排气单向阀连通有供氧管,所述供氧管伸入所述缸体内; 联动组件,其连接在所述动力组件与供氧组件之间,所述联动组件用于将连通管 的转动转化为活塞件沿轨道桶的运动; 照明组件,其包括蓄电池和照明灯,所述蓄电池相对底座固定,所述照明灯固定在缸体上且与蓄电池电连接,所述蓄电池上固定有第一输电杆和第二输电杆,所述第一输电杆远离蓄电池的端部设有第一压电陶瓷,所述第一压电陶瓷通过第一输电杆与蓄电池形成第一充电回路,所述第二输电杆远离蓄电池的端部设有第二压电陶瓷,所述第二压陶瓷通过第二输电杆与蓄电池形成第二充电回路,且所述蒸发室处于最高位时与第一压电陶瓷接触,所述冷凝室位于最高位时与第二压电陶瓷接触。 [0006] 可选的,所述底座为横板和竖板拼接形成的L型座,所述竖板贴合固定在所述缸体的外侧壁上,所述第一支架和第二支架皆固定在所述横板上。 [0007] 可选的,所述蒸发室的外侧包裹有吸热层。 [0008] 可选的,所述冷凝室的外侧包裹有吸水层。 [0009] 可选的,所述冷凝室的内壁下部设有若干鞭毛,所述鞭毛的根部为硬质材料且顶部为柔性材料,所述鞭毛距离连通管越近长度越短。 [0010] 可选的,所述供氧管密封贯穿所述缸体的侧壁后伸入缸体内。 [0011] 可选的,所述轨道桶为直线桶,所述直线桶的轴线水平布置且桶口朝向所述联动组件,所述联动组件包括圆盘、第一连杆和第二连杆,所述圆盘相对所述连通管固定且圆盘的中心位于所述连通管的铰接轴线上,所述第一连杆的第一端铰接在圆盘上且偏心布置,所述第一连杆的第二端与所述第二连杆的第一端铰接,所述第二连杆的第二端与所述活塞件铰接。 [0012] 可选的,所述轨道桶为弧形桶,所述弧形桶的圆心位于所述连通管的铰接轴线上,所述联动组件包括固定在蒸发室外侧的高磁体,所述活塞件为高磁块,所述高磁体与高磁块无接触式磁吸配合。 [0013] 本发明提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点:本发明提供的具有自发供氧与照明功能的鱼缸,通过蒸发室吸热以及冷凝室散热 能够使连通管内的工质进行相态变化并流动,带动连通管绕铰接轴线摆动,从而通过联动组件带动供氧组件的活塞件往复运动,活塞件配合吸气单向阀和排气单向阀交替进行吸气和压气动作,进而能够通过供氧管为缸体内间歇性输送氧气;同时,连通管摆动时蒸发室触碰第一压电陶瓷、冷凝室触碰第二压电陶瓷交替进行发电,并储存在蓄电池中,以待停电时照明灯使用。本装置降低了鱼缸对于外部电能供应的依赖性,能够实现自发供氧与照明,从而在停电时能够暂时维持供氧、照明等设备的工作,进而保证鱼缸的正常使用。 附图说明 [0015] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,对于本领域普通技术人员而言,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。 [0016] 图1表示本发明实施例1中蒸发起始状态(冷凝终点状态)的示意图;图2表示本发明实施例1中蒸发中间状态的示意图; 图3表示本发明实施例1中蒸发终点状态(冷凝起始状态)的示意图; 图4表示本发明实施例1中冷凝中间状态的示意图; 图5表示本发明实施例1中连通管及附属结构的示意图; 图6表示本发明实施例2中蒸发起始状态(冷凝终点状态)的示意图; 图7表示本发明实施例2中蒸发中间状态的示意图; 图8表示本发明实施例2中蒸发终点状态(冷凝起始状态)的示意图; 图9表示本发明实施例2中冷凝中间状态的示意图。 [0017] 图中:1、缸体;2、底座;21、横板;22、竖板;3、动力组件;31、第一支架;32、连通管;33、蒸发室;34、冷凝室;35、吸热层;36、吸水层;37、鞭毛;4、供氧组件;41、第二支架;42、轨道桶; 43、活塞件;44、密闭腔体;45、吸气单向阀;46、排气单向阀;47、供氧管;5、联动组件;511、圆盘;512、第一连杆;513、第二连杆;521、高磁体;522、高磁块;6、照明组件;61、蓄电池;62、照明灯;63、第一输电杆;64、第二输电杆;65、第一压电陶瓷;66、第二压电陶瓷。 具体实施方式[0018] 为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点,下面将对本发明的方案进行进一步描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。 [0019] 在描述中,需要说明的是,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。 [0020] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施;显然,说明书中的实施例只是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。 [0021] 下面结合图1至图9对本发明的具体实施例进行详细说明。实施例1 [0022] 参照图1至图5,本实施例提供一种具有自发供氧与照明功能的鱼缸,包括缸体1、底座2、动力组件3、供氧组件4、联动组件5和照明组件6。 [0023] 其中,缸体1的顶部敞口。 [0024] 需要说明的是,缸体1的顶部也可设计有盖体,在本装置工作时打开盖体即可。 [0025] 其中,底座2固定在缸体1的外侧壁上。 [0026] 具体的,底座2为横板21和竖板22拼接形成的L型座,竖板22贴合固定在缸体1的外侧壁上,第一支架31和第二支架41皆固定在横板21上。这种底座2结构简单,固定牢靠。 [0027] 其中,动力组件3包括第一支架31和连通管32,第一支架31的底端固定在底座2上,第一支架31的顶端与连通管32的中部铰接且铰接轴线水平布置,连通管32的两端分别设有蒸发室33和冷凝室34,蒸发室33吸热或冷凝室34散热时连通管32内工质相态变化并流动以使连通管32绕铰接轴线旋转,冷凝室34在最低位时高于蒸发室33且能接触缸体1的顶部内侧以通过缸体1内的水进行散热。工作时在连通管32内填充有室温自蒸发的液态工质,由于蒸发室33低于冷凝室34,所以液态工质集中在蒸发室33内,此时蒸发室33处于最低位,冷凝室34处于最高位;随着液态工质的蒸发,蒸发室33的重量逐渐减小,所以蒸发室33会逐渐升高,而冷凝室34会逐渐降低;当液态工质完全蒸发转化为气态工质后,蒸发室33处于最高位,冷凝室34处于最低位,此时冷凝室34与缸体1内的冷水接触进行散热降温,冷凝室34内的气态工质重新转变为液态工质,并在高度差的作用下逐渐流回蒸发室33,此过程中蒸发室33逐渐降低,冷凝室34逐渐升高;当气态工质完全转变为液态工质并流入蒸发室33后,蒸发室33处于最低位,冷凝室34处于最高位;如此循环动作。 [0028] 进一步的,本实施例在蒸发室33的外侧包裹有吸热层35,吸热层35能够提高热量的吸收效率,以促进液态工质的蒸发。 [0029] 进一步的,本实施例在冷凝室34的外侧包裹有吸水层36,当冷凝室34处于最低位时,通过吸水层36吸收缸体1内的冷水,这样即使冷凝室34升高脱离缸体1时仍然被冷水包裹,更利于气态工质的散热降温。 [0030] 进一步的,冷凝室34的内壁下部设有若干鞭毛37,鞭毛37的根部为硬质材料且顶部为柔性材料,鞭毛37距离连通管32越近长度越短。利用鞭毛37上软下硬的结构特性以及远长近短的分布特性,能够将冷凝室34的液态工质弹射回蒸发室33,有效提高了液态工质的回流效率。 [0031] 其中,供氧组件4包括第二支架41和轨道桶42,第二支架41的底端固定在底座2上,第二支架41的顶端与轨道桶42固定连接,轨道桶42内设有活塞件43,活塞件43与轨道桶42的桶底之间形成密闭腔体44,密闭腔体44设有吸气单向阀45和排气单向阀46,排气单向阀46连通有供氧管47,供氧管47伸入缸体1内。当连通管32旋转带动活塞件43远离轨道桶42的桶底时,密封腔体的体积增大并通过吸气单向阀45将外界气体吸入;当连通管32旋转带动活塞件43靠近轨道桶42的桶底时,密封腔体的体积减小对气体进行压缩,并通过排气单向阀46将气体鼓入缸体1内,完成供氧。 [0032] 具体的,本实施例的供氧管47密封贯穿缸体1的侧壁后伸入缸体1内。供氧管47从侧壁伸入缸体1内,能够避免供氧管47设于缸体1顶部对连通管32动作的干扰,结构布置更为合理。 [0033] 具体的,本实施例的轨道桶42为直线桶,直线桶的轴线水平布置且桶口朝向联动组件5。 [0034] 其中,联动组件5连接在动力组件3与供氧组件4之间,联动组件5用于将连通管32的转动转化为活塞件43沿轨道桶42的运动。 [0035] 具体的,本实施例的联动组件5包括圆盘511、第一连杆512和第二连杆513,圆盘511相对连通管32固定且圆盘511的中心位于连通管32的铰接轴线上,第一连杆512的第一端铰接在圆盘511上且偏心布置,第一连杆512的第二端与第二连杆513的第一端铰接,第二连杆513的第二端与活塞件43铰接。工作时,连通管32摆动带动圆盘511摆动,从而带动第一连杆512和第二连杆513带动活塞件43左右往复运动。 [0036] 其中,照明组件6包括蓄电池61和照明灯62,蓄电池61相对底座2固定,照明灯62固定在缸体1上且与蓄电池61电连接,蓄电池61上固定有第一输电杆63和第二输电杆64,第一输电杆63远离蓄电池61的端部设有第一压电陶瓷65,第一压电陶瓷65通过第一输电杆63与蓄电池61形成第一充电回路,第二输电杆64远离蓄电池61的端部设有第二压电陶瓷66,第二压陶瓷通过第二输电杆64与蓄电池61形成第二充电回路,且蒸发室33处于最高位时与第一压电陶瓷65接触,冷凝室34位于最高位时与第二压电陶瓷66接触。工作时,连通管32摆动带动蒸发室33和冷凝室34交替切换至最高位,蒸发室33处于最高位时与第一压电陶瓷65接触挤压,冷凝室34处于最高位时与第二压电陶瓷66接触挤压,第一压电陶瓷65和第二压电陶瓷66利用压电效应在受到挤压时会产生电势差,且第一压电陶瓷65通过第一输电杆63与蓄电池61形成第一充电回路,第二压陶瓷通过第二输电杆64与蓄电池61形成第二充电回路,所以第一充电回路和第二充电回路会在该电势差的作用下产生电流,进而存储在蓄电池61中,以便停电时为照明灯62供电。 [0037] 具体的,可在蓄电池61中集成有滤波器,以对第一压电陶瓷65和第二压电陶瓷66产生的不稳定电流进行整流和滤波。 [0038] 本实施例的具有自发供氧与照明功能的鱼缸的工作原理如下:S1.如图1所示,此状态为蒸发起始状态,连通管32内的工质为液态工质且集中在 蒸发室33内,蒸发室33处于最低位,冷凝室34处于最高位,活塞件43距离轨道桶42的桶底最近,冷凝室34与第二压电陶瓷66接触发电; S2.如图2所示,此状态为蒸发中间状态,连通管32内的液态工质逐渐蒸发变少,蒸发室33升高,冷凝室34降低,活塞件43距离轨道桶42的桶底变远,密封腔体通过进气单向阀吸气; S3.如图3所示,此状态为蒸发终点状态,亦为冷凝初始状态,连通管32内的液态工质全部转化为气态工质且主要集中在冷凝室34内,蒸发室33处于最高位,冷凝室34处于最低位,冷凝室34与缸体1内的冷水接触散热,活塞件43距离轨道桶42的桶底最远,蒸发室33与第一压电陶瓷65接触发电; S4.如图4所示,此状态为冷凝中间状态,连通管32内的液态工质逐渐冷凝变多并 逐步回流至蒸发室33内,蒸发室33降低,冷凝室34升高,活塞件43距离轨道桶42的桶底变近,密封腔体通过排气单向阀46向鱼缸内供氧,最后重新切换至图1的冷凝终点状态,以及蒸发起始状态,如此往复。 实施例2 [0039] 参照图6至图9,本实施例提供一种具有自发供氧与照明功能的鱼缸,与实施例1的区别仅在于联动组件5和供氧组件4的结构不同。 [0040] 具体的,本实施例的轨道桶42为弧形桶,弧形桶的圆心位于连通管32的铰接轴线上,联动组件5包括固定在蒸发室33外侧的高磁体521,活塞件43为高磁块522,高磁体521与高磁块522无接触式磁吸配合。工作时,连通管32带动高磁体521摆动,从而通过高磁体521与高磁块522的磁吸配合实现活塞体的往复运动。 [0041] 本实施例的具有自发供氧与照明功能的鱼缸的工作原理如下:S1.如图6所示,此状态为蒸发起始状态,连通管32内的工质为液态工质且集中在 蒸发室33内,蒸发室33处于最低位,冷凝室34处于最高位,活塞件43距离轨道桶42的桶底最近,冷凝室34与第二压电陶瓷66接触发电; S2.如图7所示,此状态为蒸发中间状态,连通管32内的液态工质逐渐蒸发变少,蒸发室33升高,冷凝室34降低,活塞件43距离轨道桶42的桶底变远,密封腔体通过进气单向阀吸气; S3.如图8所示,此状态为蒸发终点状态,亦为冷凝初始状态,连通管32内的液态工质全部转化为气态工质且主要集中在冷凝室34内,蒸发室33处于最高位,冷凝室34处于最低位,冷凝室34与缸体1内的冷水接触散热,活塞件43距离轨道桶42的桶底最远,蒸发室33与第一压电陶瓷65接触发电; S4.如图9所示,此状态为冷凝中间状态,连通管32内的液态工质逐渐冷凝变多并 逐步回流至蒸发室33内,蒸发室33降低,冷凝室34升高,活塞件43距离轨道桶42的桶底变近,密封腔体通过排气单向阀46向鱼缸内供氧,最后重新切换至图6的冷凝终点状态,以及蒸发起始状态,如此往复。 |