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一位水草爱好者讲述他的系列发明历程

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发表于 2019-7-11 18:30:07 | 显示全部楼层 |阅读模式
一晃下来,养草已经将近三年了。在这三年里,出于对水草的热爱,经过不断地研究、开发、测试,陆续申请了“水族专用二氧化碳反应器”、“二氧化碳雾化器”、“等四项国家专利,其中“水族专用二氧化碳反应器”已获得国家专利权。下面,把“水族专用二氧化碳反应器”、“雾化器”发明动机、原理和过程分别讲述一下,希望能起到抛砖引玉的作用。
第一篇、二氧化碳篇
2006年底,自打看到朋友的漂亮水草缸以后,我就对水草产生了浓厚的兴趣。如今,每当我坐在草缸前,看到那婀娜多姿、生机盎然水草时,心情舒畅、流连忘返!

伟大的科学家爱因斯坦说过:“兴趣是最好的老师”比尔盖茨也曾说过:在你感兴趣的事物上隐藏着你人生的秘密,即你想要打开你人生秘密,你就应从兴趣入手,做好你想做、愿做、乐做的事。用兴趣打开财富、荣誉、幸福、成功之门。 图片1.png
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高大挺拔的粉红卷浪
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生机盎然的细叶铁树
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2009-8-4 15:09 上传

对水草养殖来讲二氧化碳的重要性众所周知,获得二氧化碳的方式很多,比如“糖+酵母”、钢瓶等。

“糖+酵母”由于产生的CO2气体中含有酒精等成分造成纯度不高不想使用;钢瓶由于换气困难等诸多原因又不可能使用。

但是,想要养好水草还必须有CO2,于是我想到了“启普发生器”,一来原料易得、二来气体纯度高。

这是2007年根据它的原理制作的简易CO2反应器。 图片7.png
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结构介绍:共三个容器,上边的是装盐酸的容器、下边的是装小苏打的容器,旁边的是洗气容器工作原理:当盐酸从上边顺着胶管流到下边装有小苏打溶液的容器时,酸碱反应产生大量CO2气体,造成下部容器压力升高,当压力大于酸的静压时,气体顺着胶管将酸顶回装酸的容器里,反应停止。但是,经过实际使用,发现有以下缺点:1压力低,无法满足细化器的要求,只能利用其它泵类似打氧那样将CO2吹到水里;2 不稳定,每次反应后,会造成大量的CO2气体浪费;3盐酸挥发,造成柜子里到处弥漫呛人的盐酸气味;4结构强度低,粘玻璃用的胶使用一段时间后被酸泡开。被泡开的胶条
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1、 压力低的问题“启普发生器”的压力大小决定于酸液位与碱液位之差H,H越大气体的压力越高,但是,该值受实际情况限制无法太大,因为,1米水柱高才相当于0.1大气压。那么如何才能提高压力呢?我是利用一套弹簧装置来控制反应器压力,也就是说当压力升高,气压克服弹簧力将控制杆向上移动,当达到0.3~0.5大气压时,流酸的阀门被关闭,反应停止;当压力低于0.3~0.5大气压时,在弹簧力的作用下,控制杆向下移动,阀门被打开,反应重新开始。反应器的压力大小决定于弹簧装置的参数设计,太大不安全、太小实用性差,0.3~0.5大气压足以满足大多数的CO2细化、扩散器的要求。


2、 不稳定问题酸碱反应并不是像想象的那样:加酸反应就开始、停酸反应就停止。尤其是随着反应的延续,副产品增多,反应时间延长,造成反应器压力非常不稳定。为了稳定反应器压力,适当增加反应器容积和减少加酸量显得非常重要,也就是说在同等加酸量的情况下,在可能的情况下容器容积越大,反应器压力越稳定,CO2输出也就越稳定。


3、 盐酸挥发问题由于盐酸属于挥发性酸,还属于“易制毒”物资,因此,改用磷酸替代盐酸。磷酸不仅难挥发,容易获得,而且比重大,另外,磷酸带有3个H+,和盐酸相比能够延长反应器使用时间。从化学反应式明显看出:一个盐酸分子产生一个分子的CO2、一个磷酸分子产生3个CO2分子:盐酸+小苏打:NAHCO3+HCL=NACL+H2O+CO2磷酸+小苏打:3NAHCO3+H3PO4=NA3PO4+3H2O+3CO2

4、 结构强度低由于玻璃的耐压能力有限,因此,改用高强度的塑料来代替,确保反应器的强度。经过多次的改进和实际使用,达到设计要求。

孤独的反应器 和德国兄弟“伊罕”在一起很团结,只是略显魁梧了些file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml8300\wps9.png

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2009-8-4 14:57 上传


它能够在特别安全的情况下稳定地提供高纯度的CO2,而且更换原料极其简单,只需弄瓶磷酸、买些小苏打即可,避免“糖+酵母”带来的麻烦和为给钢瓶换气东奔西跑的辛苦。它所用的原料是磷酸、小苏打,按照每次添加500毫升磷酸、2.5公斤小苏打计算,可以连续使用4~5个月(按照1泡/秒、24小时供应计算),不仅节省资金,还会给水草养殖爱好者提供极大的方便,同时也会对水草养殖事业起到一定的促进作用。以上是二氧化碳反应器的发明过程,仁者见仁、智者见智,如果能给诸位从事发明与创造提供点滴帮助我就心满意足了。

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