Патент на изобретение №2343703

(54) СИСТЕМА ЖИЗНЕОБЕСПЕЧЕНИЯ ГРУППЫ ТАНКОВ ОКЕАНАРИУМА (ВАРИАНТЫ)

(57) Реферат:

Изобретение относится к системам жизнеобеспечения танков, используемых для демонстрации жизни морской и речной флоры и фауны, в том числе довольно крупных представителей фауны. Система выполнена двухступенчатой, при этом первая ступень выполнена, предпочтительно, общей для группы танков и включает систему водоподготовки, в которую входят закоммутированные трубопроводами между собой и с упомянутой группой танков, по меньшей мере, через один кольцевой коллектор с пресной водой и не менее чем через один кольцевой коллектор с морской водой, снабженные насосным оборудованием и фильтрами, системы и устройства, включая систему механической очистки воды, систему химической очистки воды, систему приготовления морской воды и не менее одного резервуара запаса подготовленной воды. Вторая ступень, преимущественно, локализована по танкам и содержит, предпочтительно, не менее одной на танк самостоятельной подсистемы жизнеобеспечения, предназначенной для осуществления рециркуляции и подмеса свежей воды, очистки рециркуляционной воды и при необходимости коррекции экологических параметров воды. Подсистема жизнеобеспечения, по крайней мере, одного танка из группы танков объемом не менее 0,6 м³ включает закоммутированные последовательно и/или, по крайней мере, частично параллельно с возможностью пропуска через них рециркуляционной воды снабженные насосным оборудованием системы механической и биологической очистки воды, систему стерилизации воды, систему протеиновой очистки воды, системы измерения и/или регулирования рН, температуры и редокс-потенциала рециркуляционной воды. Система жизнеобеспечения группы танков включает также, по крайней мере, одну обратноосмотическую установку очистки воды, систему канализации для удаления жидких отходов очистки отработанной и замещаемой воды, системы освещения, измерения текущих параметров воды, запорно-регулировочную арматуру, обеспечивающую, предпочтительно, избирательную подачу в танки морской и/или пресной воды в режиме заполнения танков или эксплуатационного подмеса воды. Подсистема жизнеобеспечения, по крайней мере, части танков отрегулирована на соотношение объемов рециркуляции и подмеса свежей воды с обеспечением кратности отношения объема подмесной воды, равного одному объему танка, подаваемой в танк за необходимый для этого эксплуатационный период времени, к числу объемов рециркуляционного водообмена за тот же эксплуатационный период времени, составляющего для танков с морской водой, преимущественно, 1:(2500÷3200). Мощность насосного оборудования, пропускная способность фильтров, по меньшей мере, механической очистки воды и суммарный объем запаса подготовленной воды системы водоподготовки приняты обеспечивающими возможность цикличного 99%-ного обновления состава полного объема воды в танках при долевом объеме подмеса в одном такте =1/n К-тактного цикла замещения полного объема , где К – число тактов в цикле замещения полного объема воды в танках при частоте тактов подмесного замещения, предпочтительно, (2÷8)·мес^-1, n – число, определяющее долевой объем замещения воды в танке, при этом n6, предпочтительно, n=4, и К26, предпочтительно, К=17. Обеспечивается повышение эксплуатационных характеристик каждого танка. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 14 ил.

Текст описания приведен в факсимильном виде.

Формула изобретения

1. Система жизнеобеспечения группы танков океанариума, предназначенных для морских гидробионтов, характеризующаяся тем, что она выполнена двухступенчатой, при этом первая ступень выполнена предпочтительно общей для группы танков и включает систему водоподготовки, в которую входят закоммутированные трубопроводами между собой и с упомянутой группой танков, по меньшей мере, через один кольцевой коллектор с пресной водой и не менее чем через один кольцевой коллектор с морской водой, снабженные насосным оборудованием и фильтрами, системы и устройства, включая систему механической очистки воды, систему химической очистки воды, систему приготовления морской воды и не менее одного резервуара запаса подготовленной воды, а вторая ступень преимущественно локализована по танкам и содержит предпочтительно не менее одной на танк самостоятельной подсистемы жизнеобеспечения, предназначенной для осуществления рециркуляции и подмеса свежей воды, очистки рециркуляционной воды и при необходимости коррекции экологических параметров воды, при этом подсистема жизнеобеспечения, по крайней мере, одного танка из группы танков объемом не менее 0,6 м³ включает закоммутированные последовательно и/или, по крайней мере, частично параллельно с возможностью пропуска через них рециркуляционной воды, снабженные насосным оборудованием системы механической и биологической очистки воды, систему стерилизации воды, систему протеиновой очистки воды, системы измерения и/или регулирования рН, температуры и редокс-потенциала рециркуляционной воды, кроме того, система жизнеобеспечения группы танков включает также, по крайней мере, одну обратноосмотическую установку очистки воды, систему канализации для удаления жидких отходов очистки отработанной и замещаемой воды, системы освещения, измерения текущих параметров воды, запорно-регулировочную арматуру, обеспечивающую предпочтительно избирательную подачу в танки морской и/или пресной воды в режиме заполнения танков или эксплуатационного подмеса воды, при этом подсистема жизнеобеспечения, по крайней мере, части танков отрегулирована на соотношение объемов рециркуляции и подмеса свежей воды с обеспечением кратности отношения объема подмесной воды, равного одному объему танка, подаваемой в танк за необходимый для этого эксплуатационный период времени, к числу объемов рециркуляционного водообмена за тот же эксплуатационный период времени, составляющего для танков с морской водой преимущественно 1:(2500÷3200), при этом мощность насосного оборудования, пропускная способность фильтров, по меньшей мере, механической очистки воды и суммарный объем запаса подготовленной воды системы водоподготовки приняты обеспечивающими возможность цикличного 99%-ного обновления состава полного объема воды в танках при долевом объеме подмеса в одном такте =1/т К-тактного цикла замещения полного объема v, где К – число тактов в цикле замещения полного объема v воды в танках при частоте тактов подмесного замещения предпочтительно (2÷8)·мес^-1, n – число, определяющее долевой объем замещения воды в танке, при этом n6, предпочтительно n=4, и К26, предпочтительно К=17.

2. Система жизнеобеспечения группы танков океанариума по п.1, отличающаяся тем, что система протеиновой очистки воды содержит не менее одного протеинового скиммера, а система стерилизации воды содержит озонатор, включающий генератор озона, а также деструктор озона, аппарат озонирования воды – контактную башню, камеру дегазации и/или ультрафиолетовый стерилизатор, соединенные между собой и закоммутированные на проток с возможностью регулирования, по меньшей мере, долевой стерилизации озонированием в зависимости от требуемой коррекции редокс-потенциала воды в танке, для чего танк снабжен не менее чем одним установленным преимущественно в зоне ввода в танк рециркуляционной и подмесной воды датчиком, подключенным к прибору, регистрирующему текущее состояние редокс-потенциала.

3. Система жизнеобеспечения группы танков океанариума по п.1, отличающаяся тем, что подбор рабочего сечения трубопроводов, запорно-регулировочной арматуры первой и второй ступеней системы жизнеобеспечения выполнен из условия обеспечения экологически безвредных для гидробионтов и среды обитания в танках подачи и водообмена как подмесной, так и рециркуляционной воды.

4. Система жизнеобеспечения группы танков океанариума по п.1, отличающаяся тем, что система водоподготовки включает образующие систему механической очистки воды параллельно или последовательно соединенные на проток с подающим трубопроводом, например, от городского водопровода, не менее чем один песчаный и не менее чем один с активированным углем фильтры механической очистки, причем, по крайней мере, последний из упомянутых фильтров по ходу подаваемого потока воды соединен, например, через напорный насос и напорный трубопровод не менее чем с одним выполненным, например, бетонным, железобетонным или из нержавеющего металла резервуаром запаса подготовленной пресной воды и/или с кольцевым коллектором пресной воды, объединяющим соединенные с ним танки.

5. Система жизнеобеспечения группы танков океанариума по п.4, отличающаяся тем, что она снабжена, по меньшей мере, одним резервуаром запаса неподготовленной воды, подключенным последовательно или параллельно к трубопроводу на участке трубопровода до первого из фильтров механической очистки воды, а обратноосмотическая установка очистки воды врезана на участке трубопровода, выходящем из фильтра с активированным углем, и сообщена, например, с резервуаром запаса подготовленной пресной воды.

6. Система жизнеобеспечения группы танков океанариума по п.1, отличающаяся тем, что система химической очистки воды включает не менее чем одну установку с ионообменным фильтром, соединенную с одной стороны через напорный трубопровод не менее чем с одним напорным насосом, а с другой стороны – с танком напорным трубопроводом для подачи в него очищенной воды, при этом напорный насос на входе сообщен предпочтительно всасывающим трубопроводом с танком с образованием рециркуляционного кольца.

7. Система жизнеобеспечения группы танков океанариума по п.1, отличающаяся тем, что система приготовления морской воды сообщена на входе с трубопроводом системы механической очистки воды и содержит преимущественно последовательно закоммутированные не менее чем одну упомянутую обратноосмотическую установку очистки воды, расположенную за ней по направлению движения очищенной воды не менее чем одну камеру смешения воды и соли, снабженную миксером и соединенным с ней с возможностью рециркуляции воды подогревателем воды и не менее одного резервуара запаса приготовленной морской воды, при этом камера смешения воды соединена с трубопроводом подачи приготовленной морской воды, которая соединена с кольцевым коллектором, подающим морскую воду в танки.

8. Система жизнеобеспечения группы танков океанариума по п.1, отличающаяся тем, что система биологической очистки воды не менее чем одного танка содержит, по крайней мере, один биофильтр и не менее чем один мешочный фильтр, сообщенные насосом посредством трубопроводов на рециркуляцию воды с последующим возвратом ее в упомянутый танк.

9. Система жизнеобеспечения группы танков океанариума по п.2, отличающаяся тем, что система протеиновой очистки сообщена генератором озона с деструктором озона, с камерой дегазации и закоммутированным предпочтительно параллельно с контактной башней, по крайней мере, одним протеиновым скиммером, сообщенным на входе трубопроводом, а на выходе – с камерой дегазации, подключенной не менее чем через один насос к трубопроводу рециркуляционного возврата очищенной воды в танк.

10. Система жизнеобеспечения группы танков океанариума по п.1, отличающаяся тем, что система приготовления морской воды снабжена устройством, например выгородкой или оборудованным местом для хранения пополняемого запаса морской соли, а танк для обеспечения нормального функционирования наполнен морской водой, приготовленной из упомянутой морской соли, либо заполнен натуральной морской водой или смесью, приготовленной из натуральной морской воды и оптимальной по химическому составу примесей для гидробионтов, обитающих в танке, при этом необходимый состав и количественное содержание макроэлементов в натуральной морской воде следующий, мг/л:

где предпочтительное базовое значение содержания элементов равно для каждого элемента полусумме указанных выше пределов и соответствует солености воды 33-35, а содержание микроэлементов в натуральной морской воде следующее, мг/л:

необходимый состав и количественное содержание макроэлементов и анионов в приготовленной с использованием морской соли, например, типа Composition of Aqua Medic Meersalz, морской воде для содержания гидробионтов приняты следующими, мг/л:

где предпочтительное базовое значение содержания элементов равно для каждого элемента полусумме указанных выше пределов и соответствует солености воды 33-35, а необходимый состав и количественное содержание микроэлементов в приготовленной с использованием морской соли, например, типа Composition of Aqua Medic Meersalz, морской воде для содержания гидробионтов приняты следующими, мг/л:

11. Система жизнеобеспечения группы танков океанариума по п.1, отличающаяся тем, что значения остаточных концентраций незамещенной воды в танке после К тактов долевого замещения при значениях n в интервале 2÷10, составляют

а значения остаточных концентраций незамещенной воды в танке после К·m тактов и долевого замещения при n=10 приведены ниже

где 1-й столбец соответствует числу тактов К, 2-й столбец – m=1, 3-й столбец – m=3, 4-й столбец – m=4, 5-й столбец – m=, где m – число, равное количеству увеличенного числа тактов месячного подмеса воды, осуществляемого объемами при n=10, а в строках каждого столбца, начиная со второго, приведены значения остаточных концентраций незамещенной воды в танках, при этом при m=1 V=10%·V, при m=2 V=5%·V, при m=4 V=2,5%·V, при m=6

12. Система жизнеобеспечения группы танков океанариума, предназначенных для речных гидробионтов, характеризующаяся тем, что она принята двухступенчатой, при этом первая ступень выполнена предпочтительно общей для группы танков океанариума и включает систему водоподготовки, в которую входят закоммутированные трубопроводами между собой и с упомянутой группой танков, по меньшей мере, через один кольцевой коллектор с пресной водой, снабженные насосным оборудованием и фильтрами системы и устройства, включая систему механической очистки воды, систему химической очистки воды и не менее одного резервуара запаса подготовленной воды, а вторая ступень преимущественно локализована по танкам и содержит предпочтительно не менее одной на танк самостоятельной подсистемы жизнеобеспечения, предназначенной для осуществления эксплуатационной рециркуляции и подмеса свежей воды, очистки рециркуляционной воды и при необходимости коррекции экологических параметров воды, при этом подсистема жизнеобеспечения, по крайней мере, одного танка из группы танков объемом более 0,4 м³ включает закоммутированные последовательно и/или, по крайней мере, частично параллельно с возможностью пропуска через них рециркуляционной воды, снабженные насосным оборудованием системы механической и биологической очистки воды, систему стерилизации воды, систему протеиновой очистки воды, системы измерения и/или регулирования рН, температуры и редокс-потенциала рециркуляционной воды, кроме того, система жизнеобеспечения группы танков включает также систему канализации для удаления жидких отходов очистки отработанной и замещаемой воды, системы освещения, измерения текущих параметров воды, запорно-регулировочную арматуру, обеспечивающую предпочтительно избирательную подачу в танки пресной воды в режиме заполнения танков или эксплуатационного подмеса воды, причем подсистема жизнеобеспечения, по крайней мере, части танков отрегулирована на соотношение объемов рециркуляции и подмеса свежей воды с обеспечением кратности отношения объема подмесной воды, равного одному объему танка, подаваемой в танк за необходимый для этого эксплуатационный период времени, к числу объемов рециркуляционного водообмена за тот же эксплуатационный период времени, составляющего для танков с пресной водой преимущественно 1:(670÷750), при этом мощность насосного оборудования, пропускная способность фильтров, по меньшей мере, механической очистки воды и суммарный объем запаса подготовленной воды системы водоподготовки приняты обеспечивающими возможность цикличного 99%-ного обновления состава полного объема воды в танках при долевом объеме замещения в одном такте =1/n К-тактного цикла замещения полного объема v, где К – число тактов в цикле замещения полного объема и воды в танках, при частоте тактов замещения предпочтительно (2÷6)·мес^-1, n – число, определяющее долевой объем замещения воды в танке при n6, предпочтительно n=4 и К26, предпочтительно К=16.

13. Система жизнеобеспечения группы танков океанариума по п.12, отличающаяся тем, что система протеиновой очистки воды включает не менее одного протеинового скиммера, а система стерилизации воды содержит озонатор, включающий генератор озона, а также деструктор озона, аппарат озонирования воды – контактную башню, камеру дегазации и/или ультрафиолетовый стерилизатор, соединенные между собой и закоммутированные на проток с возможностью регулирования, по меньшей мере, долевой стерилизации озонированием в зависимости от требуемой коррекции редокс-потенциала воды в танке, для чего танк снабжен не менее чем одним установленным преимущественно в зоне ввода в танк рециркуляционной и подмесной воды датчиком, подключенным к прибору, регистрирующему текущее состояние редокс-потенциала.

14. Система жизнеобеспечения группы танков океанариума по п.12, отличающаяся тем, что подбор рабочего сечения трубопроводов, запорно-регулировочной арматуры первой и второй ступеней системы жизнеобеспечения выполнен из условия обеспечения экологически безвредных для гидробионтов и среды обитания в танках подачи и водообмена как подмесной, так и рециркуляционной воды.

15. Система жизнеобеспечения группы танков океанариума по п.12, отличающаяся тем, что система водоподготовки включает образующие систему механической очистки воды, преимущественно последовательно соединенные на проток с подающим трубопроводом, например, от городского водопровода не менее чем один песчаный и не менее чем один с активированным углем фильтры механической очистки, причем, по крайней мере, последний из упомянутых фильтров по ходу подаваемого потока воды соединен, например, через напорный насос и напорный трубопровод не менее чем с одним выполненным, например, бетонным, железобетонным или из нержавеющего металла резервуаром запаса подготовленной пресной воды и/или с кольцевым коллектором пресной воды, объединяющим соединенные с ним танки.

16. Система жизнеобеспечения группы танков океанариума по п.15, отличающаяся тем, что она снабжена, по меньшей мере, одним резервуаром запаса неподготовленной воды, подключенным последовательно или параллельно к трубопроводу на участке трубопровода до первого из фильтров механической очистки воды, а на участке трубопровода, выходящем из фильтра с активированным углем, врезана, по крайней мере, одна обратноосмотическая установка очистки воды, сообщенная, например, с резервуаром запаса подготовленной пресной воды.

17. Система жизнеобеспечения группы танков океанариума по п.12, отличающаяся тем, что система химической очистки воды включает не менее чем одну установку с ионообменным фильтром, соединенную с одной стороны через напорный трубопровод не менее чем с одним напорным насосом, а с другой стороны – с танком напорным трубопроводом для подачи в него очищенной воды, при этом напорный насос на входе сообщен предпочтительно всасывающим трубопроводом с танком с образованием рециркуляционного кольца.

18. Система жизнеобеспечения группы танков океанариума по п.12, отличающаяся тем, что система биологической очистки воды содержит, по крайней мере, один биофильтр и не менее чем один мешочный фильтр, сообщенные насосом посредством трубопроводов на рециркуляцию воды с последующим возвратом ее в упомянутый танк.

19. Система жизнеобеспечения группы танков океанариума по п.13, отличающаяся тем, что система протеиновой очистки сообщена с генератором озона, камерой дегазации, деструктором озона и закоммутированным предпочтительно параллельно с контактной башней, по крайней мере, одним протеиновым скиммером, сообщенным на входе трубопроводом, а на выходе – с камерой дегазации, подключенной не менее чем через один насос к трубопроводу рециркуляционного возврата очищенной воды в танк.

20. Система жизнеобеспечения группы танков океанариума по п.12, отличающаяся тем, что значения остаточных концентраций незамещенной воды в танке после К тактов долевого замещения при значениях n в интервале 2÷10 составляют

а значения остаточных концентраций незамещенной воды в танке после К·m тактов и долевого замещения при n=10 приведены ниже

где 1-й столбец соответствует числу тактов К, 2-й столбец – m=1, 3-й столбец – m=3, 4-й столбец – m=4, 5-й столбец – m=, где m – число, равное количеству увеличенного числа тактов месячного подмеса воды, осуществляемого объемами при n=10, а в строках каждого столбца, начиная со второго, приведены значения остаточных концентраций незамещенной воды в танках, при этом при m=1 V=10%·V, при m=2 V=5%·V, при m=4 V=2,5%·V, при m=6

РИСУНКИ