Без кейворда

Напевно, однією з найбільш повсюдних і необхідних вимог в будь-якому акваріумі є правильний рух води всередині, а також в і з акваріума. У той час як протягом багатьох років основним способом цього в акваріумах були повітряні камені і підйомні трубки, більшість сучасних акваріумних систем покладаються на електричні водяні насоси в тій чи іншій формі. Водяні насоси, як правило, потужніші, тихіші та набагато гнучкіші з точки зору застосувань, для яких вони можуть бути використані, ніж їхні попередні аналоги з повітряним приводом. Мета цієї статті, таким чином, полягає в тому, щоб описати, як ці водяні насоси працюють, як можна вибрати насос для конкретного застосування, а потім як найкраще встановити або розмістити ваш насос для цього використання.

Хоча сьогодні існують різні типи водяних насосів, що використовуються в акваріумах, насправді є лише два, які є загальними. Давайте спочатку розглянемо той, який став домінуючим в акваріумній індустрії: відцентровий насос. На схемі 1 показано внутрішній вигляд мокрої частини відцентрового насоса (тієї частини насоса, яка контактує з рідиною, що перекачується). Робота насоса полягає в наступному: електродвигун обертає лопатевий вузол або робоче колесо в основному корпусі або спіралі насоса. Корпус насоса має вхідний отвір (куди надходить вода) і вихідний отвір (куди вода відкачується); при обертанні робочого колеса воно переміщує воду від вхідного отвору (який знаходиться поблизу центру обертання робочого колеса) по поверхнях робочого колеса до зовнішніх частин спіралі за допомогою відцентрової сили (звідси і назва – відцентровий насос). Ця вода, збираючись у зовнішніх частинах спіралі, спрямовується до вихідного отвору. Вода, що виходить з виходу, викликає падіння тиску води на вході, що, в свою чергу, дозволяє насосу всмоктувати нову воду на вході з такою швидкістю, з якою вона виходить з виходу. Фактична швидкість потоку насоса залежить від декількох факторів, більшість з яких будуть розглянуті пізніше, але потужність/швидкість двигуна, конструкція крильчатки та розміри вхідного/вихідного отвору відіграють значну роль.

Інший тип насосів для води/рідини, який іноді використовується в більш складних акваріумних системах, відомий як об’ємний насос. Ці насоси зазвичай характеризуються одним з двох типів: мембранні насоси або перистальтичні насоси. Обидва ці насоси працюють за схожим принципом – вода спочатку всмоктується в камеру, а потім виштовхується з цієї камери за допомогою певної форми об’ємного витіснення, подібно до того, як працює людське серце. Схема 2 ілюструє основні частини мембранного насоса. Робота мембранного насоса починається з того, що мембрана рухається за допомогою шатуна, який веде до системи двигун/редуктор (зазвичай прикріплений до центру мембрани). Коли мембрана витягується, вона створює область низького тиску, яка засмоктує в себе воду через вхідний зворотний клапан (зворотний клапан дозволяє воді текти тільки в одному напрямку), тим самим заповнюючи камеру, створену зміщенням мембрани. Коли рух діафрагми досягає своєї межі, вона починає змінювати свій напрямок і починає руйнувати створену нею камеру; це руйнування камери призводить до того, що вода, яка знаходиться в ній, виштовхується/викачується через другий вихід зворотного клапана. Як бачимо, насос такого типу працює не безперервно, а подає свій вміст (тобто рідину, що перекачується) імпульсами. Контролюючи переміщення діафрагми і швидкість, з якою вона втягується і витягується, можна точно регулювати ефективну подачу насоса. Точний контроль потоку є причиною того, що ці насоси зазвичай використовуються для таких застосувань, як додавання мікроелементів і системи поповнення або поповнення випаровування.

Перистальтичний насос працює подібно до мембранного насоса, але замість мембрани використовує гнучку трубку, а замість зворотних клапанів – притискні ролики. Гнучка трубка прокладена між ротором, на якому є два або більше притискних роликів, і каналом, який утримує і направляє трубку навколо ротора (див. схему 3). Коли ротор обертається, один з притискних роликів стискає трубку і виштовхує будь-яку воду, яка може бути в ній, по її шляху до виходу. Цей рух води, що створюється в гнучкій трубі, засмоктує нову воду за рухомою перетиснутою ділянкою НКТ (її входом). Коли ротор продовжує обертатися, він врешті-решт приводить в дію інший набір притискних роликів, повторюючи роботу перших притискних роликів, але з іншим об’ємом води. Як і у випадку з мембранним насосом, контролюючи швидкість обертання ротора і діаметр трубки, можна точно регулювати швидкість потоку цього насоса.

Як у відцентрових, так і в об’ємних насосах матеріали, що використовуються в мокрих частинах насосів, мають вирішальне значення для їх безпечного використання. Незалежно від того, які матеріали використовуються для цих вологих частин, вони не повинні забруднювати рідини, що перекачуються, а також рідини, що перекачуються, не повинні погіршувати матеріали, що використовуються в насосі. Для акваріумів це, як правило, означає незначну кількість або відсутність металів, які можуть руйнуватися або піддаватися корозії у воді, особливо в солоній воді. До відома, нержавіюча сталь з часом піддається корозії в солоній воді, і її слід уникати, коли це можливо, титан підходить, але він дорогий і крихкий. Більшість деталей насосів, що контактують з водою, виготовлені з пластику або інших неметалевих матеріалів, таких як кераміка, які є безпечними для солоної води. Якщо ви перекачуєте рідини, відмінні від солоної води (як у випадку систем заміщення мікроелементів), переконайтеся, що рідини, які ви перекачуєте, безпечні для матеріалів, що використовуються в насосі (такі компанії, як Cole-Palmer та інші виробники хімічного обладнання, зазвичай надають таблиці, в яких вказано, які матеріали є безпечними разом).

Оскільки більшість відцентрових насосів працюють за допомогою електродвигунів, Вам також потрібні деякі засоби ізоляції двигуна від вологих частин насоса, щоб запобігти пошкодженню двигуна перекачуваною рідиною, в той же час обертаючи робоче колесо, щоб насос працював. Таке з’єднання між двигуном і змоченими частинами насосів, що використовуються в акваріумах, найчастіше здійснюється за допомогою магнітного з’єднання валу крильчатки з обертовим магнітом, прикріпленим до двигуна. До валу крильчатки прикріплений другий магніт (зазвичай з покриттям для запобігання забруднення рідини, що перекачується), який притягується до обертового магніту двигуна. Завдяки магнітному притяганню двох магнітних вузлів немає необхідності мати прямий фізичний контакт між робочим колесом і двигуном; таким чином, вони можуть бути ізольовані один від одного. На схемі 4 показана типова конфігурація відцентрового насоса з магнітним зв’язком.

У деяких відцентрових насосах навіть моторна частина насоса повністю герметична, що дозволяє занурювати весь насос в рідину, що перекачується (найпоширенішим прикладом цього є силові головки). Ці “занурювальні” насоси мають певні переваги над їхніми незанурювальними аналогами, але водночас мають і певні недоліки. У наступній частині цієї серії про водяні насоси ми більш детально обговоримо монтаж насосів, але має бути досить очевидно, що насос, який може бути повністю занурений, набагато простіше встановлювати. Друга перевага ґрунтується на тому, що вода є кращим теплопровідником, ніж повітря (тобто відводить тепло від насоса швидше), тому занурювальний насос можна зробити меншим за розміром, ніж рівноцінний незанурювальний насос, оскільки накопичення тепла не є фактором в їх конструкції. Ця більша теплопередаюча властивість води також призводить до одного з потенційних недоліків занурювальних насосів – більшого нагрівання води в системі.

Більшість акваріумних систем досить легко нагріти за допомогою відносно недорогих електричних нагрівачів. Охолодження акваріума, з іншого боку, часто буває набагато складнішим і може вимагати використання дорогих охолоджувачів. Тому дуже бажано контролювати кількість ненавмисного нагріву, який отримує резервуар. Занурювальний насос заданої продуктивності буде нагрівати резервуар більше, ніж його незанурювальний аналог. Майже все тепло занурювального насоса передається резервуару; в той час як значна частина тепла незанурювального насоса передається повітрю.

Другою можливою проблемою занурювальних насосів є більша небезпека електричного короткого замикання на резервуар. Більшість занурювальних насосів сконструйовані таким чином, щоб запобігти потраплянню води на будь-які електричні частини, але знос та/або пошкодження насоса можуть оголити деякі з цих електричних з’єднань, що може призвести до небезпечного короткого замикання. Настійно рекомендується використовувати розетки/вимикачі GFI (пристрої захисту від замикання на землю) при використанні будь-якого електричного обладнання біля води, такого як насоси, але особливо занурювальні насоси. Ці пристрої GFI виявлять, коли відбувається електричне замикання, і негайно вимкнуть насос або частину обладнання, таким чином зменшуючи небезпеку як для Вас, так і для Вашого резервуара. Ці два обмеження занурювальних насосів, а саме більша тепловіддача і небезпека електричного короткого замикання, ймовірно, є причиною того, що ви не часто бачите занурювальні насоси більшої потужності (ще один потенційний недолік в залежності від ваших вимог до застосування).

На цьому ми завершуємо першу частину про акваріумні водяні насоси. У наступному матеріалі ми розповімо про те, як визначаються характеристики насосів і як це пов’язано з вибором правильного насоса для Ваших потреб або застосування. Потім буде третя частина, в якій будуть розглянуті рекомендовані процедури встановлення та розміщення насосів, а також деякі ідеї щодо використання насосів у різних типах морських акваріумних систем.

Source: reefkeeping.com