也许,水族箱中最重要的就是水流的运动了。然而,许多年来,人们一直只用气泵和 提升管 制造水流,而现代水族箱内大家都在使用电动水泵。水泵的工作能力更强大,更安静而且比起气动式的水流制造设备更稳定。本文的目的是告诉大家水泵的工作原理,如何针对某种设置选购水泵以及如何安装和更换水泵。 离心泵( 离心泵 ) 今天,水族领域出现了各种水泵,但只有两种泵占据了主流。我们先来看看占据主导地位的离心泵。图表 1 显示了离心泵内与液体直接接触部分的结构。离心泵的工作步骤如下:电力马达驱使泵室内的 叶片装配 或叶轮旋转 的泵蜗壳。泵室内有进水口和出水口,随着叶轮的旋转,使水从进水口(进水口接近叶轮旋转的中心)进入后,在叶轮表面旋转的离心力作用下运动到出水口处。随着水量的不断累积,水自然从出水口流出。出水后,进水口的水压降低,水自然从进水口进入泵室,平衡压力。实际的水流速受到很多因素的限制 , 大多数的因素下文中都将讨论,但马达的功率,转速和叶轮的设计,进出水口的尺寸都扮演者非常重要的角色。  1 其它类型的流体泵有时用在更复杂的水族系统中,就是所谓的活塞泵。活塞泵主要有两种:膜片泵( 隔膜泵 )或蠕动泵( 蠕动泵 ),这些泵的工作原理基本相同 - 水先被吸进泵室,然后再被某种物质挤出泵室,与心脏工作原理类似。图表 2 说明了这种泵的工作核心原理。膜片泵的启动是从连杆驱动膜片开始的,连杆是驱动马达与膜片之间的链接部件 ( 一般链接在膜片中央 )。膜片被抽出时,形成低气压使水通过止回阀进入泵室(止回阀控制水流的单向性)。当膜片运动到极限后反向运动,压缩泵室内的水体,迫使水通过另一个止回阀流出。这种泵是不连续的传递水流,也可以叫脉冲式。通过控制膜片和其往复运动的周期,泵的出水速度可以被精确的调整。定量的精确性使这种水泵被广泛应用于微量元素的添加和蒸发补水。 2 蠕动泵(就是滴定泵)与膜片泵的工作原理相似,但用坚韧的软管替代了膜片,用夹送滚轮替代了止回阀。软管绕在泵的转子中心上,转子中心上固定了 2 个或更多夹送滚轮接触 ( 见图表3)。当转子旋转时,其中一个滚轮压紧软管,把管内的水从出水口挤出去。转子运动后,滚轮离开时,软管开始立即从进水口自动吸水,随着转子不断的旋转,另一个滚轮与软管接触,重复上一次的操作,水量会有所不同。就像膜片泵一样,蠕动泵通过控制转子的转动周期和软管的直径,可以有规律的控制水流。 3 无论是离心泵还是流体泵,其核心部分接触海水的部件材质对安全都是非常重要的。无论是什么材质,都不能污染水体或被水体腐蚀。对于水族用品来说,主要是不能有溶解性的金属物质或易被腐蚀物质,海水尤甚。不锈钢最终有可能被海水腐蚀,为保险起见,还是尽可能避免使用。钛很好,但非常昂贵和脆。大多数的泵部件是塑料和其它非金属材质的,尤其陶瓷居多,对海水是安全的。如果使用滴定泵,请确定你所滴定的物质与水泵部件不会有不良反应。 绝大多数离心泵都是电力驱动的,需要非常好的防水措施,避免带来灾难。然而又要保证叶轮的正常旋转,这个干湿结合的问题在水泵中时通过磁耦合技术解决的。叶轮轴本身是具有磁性的,通常外面涂一层物质防止污染水体,与转动磁马达接触。通过合理的装备两块磁铁,叶轮和马达可以无需直接的物理接触就能驱动叶轮旋转。因此,两部分可以有效的分离。图表 4 有详细的介绍。 4 有些离心泵的驱动部分甚至是完全封闭的,使水泵可以完全沉入水底。(潜水泵头就是最常见的例子 ) 潜水泵与陆泵相比有优势,也有劣势。在本系列的下一篇文章,关于水泵安装的文章中会详细介绍。但潜水泵的安装是非常简单的。而且水是比空气更好的热传导体,水带走泵的热量的能力更强,因此做得更小,而不用考虑散热的问题。水的热传导性也导致了另一个问题,就是可能引起水温过高。 大多数水族馆系统可以使用廉价的加热设备加热。冷却水族箱往往是比较困难的问题,可能需要昂贵的水冷机。因此,往往要控制额外的热量。潜水泵给水族箱带了的加热作用要远高于它的兄弟陆泵。潜水泵的热量几乎都被转移到水族箱,而陆泵的热量转移到空气中。 潜水泵的第二个可能出现的问题是电力短路。大多数潜水泵的设计,都防止了任何电力部件与水接触,但线路和泵本身的损坏可能会使这些元件暴露,造成短路的危险。我强烈推荐使用漏电保护器,它可以在漏电发生的瞬间切断电源。终止漏电并保护价格昂贵的其它电器设备。正是由于这两个问题的限制,我们才很少看到大型的潜水泵。 关于水泵的知识第一部分就介绍到这里。第二部分将介绍如何选择适合的水泵。第三部分将随即展开,将讨论水泵的安装以及各种水族系统中水泵的用法。