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火遍水族圈的负压鱼缸的确问题很多,有待一一解决

作者:admin  来源:互联网  更新时间:2022-12-05 12:54

问题1:负压鱼缸缺氧吗?

首先,不能供氧的说法,是拿氧泵直接插在220v插座上,把传统鱼缸的供氧方式不加思考用于负压鱼缸,草率了。负压鱼缸供氧设备分别有氧泵、三合一、扩散器等,来对应不同的控制方案。比如氧泵供氧、真空泵抽气技术,当供氧使得负压鱼缸顶部水位下降,底缸水位升高到设定的最高水位时,真空泵起动抽气,鱼缸顶部水位升高,溢流水量减少,底缸水位下降,于是又开始一个循环,周而复始。有一个闭锁设计,就是当真空泵损坏、电路故障、停电等情况,必须切断氧泵电源保证不会溢水,这是基本的电器控制原理。

运行中的负压鱼缸不打氧,顶部会不会缺氧?水中含氧量与水面气压有关,一个大气压支持10m水柱,理论上,负压高度1m顶部气压降低1/10,氧含量减少1/10,实际静置时间越久,含氧量越少,最后水质腐败。但鱼缸内部是循环的,通过底缸过滤的高含氧水流进入顶部就不会缺氧。

电网故障停电,会不会缺氧?长时间停电肯定缺。但现今电如同水和空气一样是一刻都不能缺少的东西,大可不必为停电发愁,否则有点杞人忧天,当然这要感恩生在中国。

气压降低1/10,对鱼儿压根没感觉,且不会缺氧,那么“鱼儿他愿意吗?”,“你知道鱼儿的感受吗?”等等就比较容易理解了。

问题2:一旦漏气,会不会水漫金山?

负压鱼缸是负压与正压的结合体,负压部分占缸高大概3/4。传统正压鱼缸漏水不足为怪,而安装在大型场馆水量1m³以上的负压鱼缸很多人质疑其安全性,水漫金山损失是集体单位可以接受,谁敢忽略漏水风险在家安装负压鱼缸,就是自讨无趣。正压部分占缸高近1/4(比较好看),大概30cm上下,只要粘接时注意未产生内外相通的气泡就能保证不漏水,有经验的师傅观察玻璃胶的状态就能判断,而不是一定要加水试验。要做到30cm高的正压鱼缸不漏水,很显然是容易的。负压部分的玻璃接缝同样可以通过观察判断,水位越高玻璃胶压的越紧,连同鱼缸底子正压的大部分接缝处玻璃胶也处于压缩状态,结果是观赏面1.5m高的负压鱼缸缸体做到不漏气并不难,这是负压的妙处。

很多人估摸满水状态漏气会束手无策难免水漫金山,能否把隐患消灭在萌芽状态,预知是否漏气?气密性检查就是要解决这个问题。鱼缸加水到正负压分界线,观察四周、底部确定正压不漏水,此时起动抽气设备,负压水位升高比如10cm,停止抽气加水,做好水位标记,静置20分钟,未发现水位变化,可以判定胶缝、抽气嘴、抽气管、上水管等密封良好,即可放心加水到满缸。

实际操作中,与正压缸补胶正好相反,负压部分补胶在缸体外面,在鱼缸满水状态也可以实施,漏气处会出现气泡进入的情况,用壁纸刀修整后打胶,玻璃胶被负压吸入孔洞处,立马见效不反弹。

保险起见,可在底缸上边缘设置溢流管,大型场馆安装负压鱼缸,水量比较大,要求就近设置上下水(自来水、地漏),方便加水、换水、排污等。

想想看,空间站、宇航服在真空环境下都能做到不漏气,难道利用大气压力,负压高度1-2m的负压缸做到不漏气很难吗?

问题3:养个鱼,整个负压缸有必要吗?

老早很多人疑问?为什么电视机的规格是对角线,长高有比例,而传统家居鱼缸用长度定规格,是因为高度不重要?传统家居鱼缸能长不能高,受操作所限,一般总高度为成年人站立时的腋下高度,君不见水族店的鱼缸等身齐。有一个“淋头水”的概念,高过人头的鱼缸不吉利,摆放在沙发旁也是“淋头水”。其本质是传统鱼缸受操作限制高不了,或者说人体工学理论桎梏。市面上有不少总高1.8m的实木鱼缸,这就得辛苦维护了。

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传统家居鱼缸能长不能高,但是高鱼缸在发达城市很有市场且大有漫延趋势,也许的确低到成人腋下高度的鱼缸已不能满足人们日益膨胀的胃口。传统高鱼缸3痛点:①装饰性差(不能接顶不美观,顶部必须留操作活门);②难维护(踩凳子、爬梯子、倒栽葱);③压力大不安全(玻璃胶疲劳失效,容易漏水)。

负压鱼缸有传统正压无法比肩的诸多优势,创意改变生活,科技引领未来。假设做2800*560*1400mm传统高鱼缸,观赏面、侧面、底面玻璃都需要双层再拉筋,传统鱼缸依靠多拉筋增加玻璃胶结合宽度来保持安全性,且需多年的粘缸经验与技术来支撑,做负压互动鱼缸,以上玻璃都是一层,且无需拉筋。传统高鱼缸随时间推移玻璃胶拉力失效漏水几率大,而负压鱼缸安全的多。负压鱼缸大面不是往外鼓,而是向内凹,不需要拉筋,依靠科学的结构,顶部玻璃窄又长且无拉筋也不会掉下来,被大面死死夹住,水位越高夹的越紧。

设计负压鱼缸,其侧重点在造景或美化环境,而不是当做一种器具(5片玻璃的盒子)用于纯粹的养鱼,鱼池悬浮缸的特点是水体高出水面,可以平视并欣赏到鱼儿全身;玻璃负压互动缸的特点是观赏面能比传统家居鱼缸更高更大,但厚度不宜太大(水量更大,过滤需要更强),这样分析,负压鱼缸首先定位在造景观赏才更贴切(这里的造景,不是狭义的鱼缸内部摆个花花草草;而是广义的,鱼缸作为养活物的设备对安装环境造成的影响)。

负压鱼缸创造了传统鱼缸无法实现的互动功能,有目共睹。这样,负压鱼缸可以切割为两类:一是装饰造景鱼缸(按需要设计高度);二是亲水互动鱼缸。如果单单养个孔雀鱼,实现养鱼、甩卵、孵化等功能,真的没必要整个负压咾!

 

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问题4:除藻、浮便和残饵、病鱼等怎么办?

负压鱼缸的长宽高,操作口大小高低,兼顾美观、方便操作而设计,基本要求鱼缸至少大面不靠墙(靠墙玻璃不易擦)实现双面看。所以大多是隔断、玄关、接顶、四不靠鱼缸,同时侧面设计活门,磁力擦都可以擦到。运行久了会发现,高鱼缸比较脏的地方还是下部,而下部手臂可以够得着。这也是为什么传统家居鱼缸的深度是成年人手臂长度的原因,擦洗方便呀!

水循环设计,浮便、残饵、油污顶部存不住,经顶部强大水流冲刷后溢流到底缸了,停电时可以看到顶部水面清澈如镜。当然过滤系统得够强大。有人提出在顶部装油污过滤器大可不必了。

互动鱼缸有弯弧玻璃操作口,带升缩杆的捞鱼网,可以很容易把顶部的病鱼捞出来。当然,通常情况病鱼会被冲刷到水流比较平缓的侧开口溢流位置,都省得捞了。

除藻、浮便、残饵等问题,是拿传统家居鱼缸涉及到的内容去想象负压鱼缸了,实际没有可比性,以往的大中型玻璃互动鱼缸,水量1-2.5m³,运用底缸+滴流+粪便分离器组合过滤方式,同时设置定期排污、自动加水功能,依靠强大的过滤系统,可以保证水质良好长时间稳定运行。

有必要说明,目前成品负压鱼缸仅限于室内,且避免阳光直射,同时灯光强度需要设计。室外尤其南方,绿藻野蛮生长,需要天天擦缸,显然是不现实的,形容噩梦般的存在也不为过。

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问题5:鱼缸因高负压而爆裂?存在巨大的使用风险?重要问题放最后。

首先,科普一些数据,“9.2水下玻璃应力设计规范”,钢化玻璃极限应力90MPa,破损应力100MPa,按规范许用玻表中心应力<50MPa,玻边应力<35MPa;实际使用中要小很多,对开孔、开槽、切弧玻璃需“有限元应力分析法”做应力分析,做到安全可靠。不钢化浮法玻璃参考《家用和类似用途水族箱国家标准》,玻表中心应力<8MPa,边缘应力<6MPa。中心、边缘变形量<1/200。

不少人认为钢化玻璃做鱼缸不安全,那是误解, 普通浮法玻璃是提炼内含Nis,有3‰的自爆率,因为没有更好的,所以长期以来,普通浮法钢化被称作安全玻璃。超白玻璃原料是合成内部不含造成自爆的 Nis,自爆率极低。普通浮法钢化幕墙玻璃损坏,更换费用相当高。现如今玻璃幕墙大部分选用超白钢化,几乎无需更换,一次性投入比较大,但维护成本低更划算。超白从国外引进,实现国产后价格到了一个合理的水平。传统浮法钢化玻璃虽然只有3‰的自爆率,但做鱼缸也是致命的,大水量倾泻而下对人身造成冲击伤害,所以,固有思维鱼缸玻璃不能钢化。

海洋馆传统大型鱼缸用普通浮法钢化夹胶(2-4层),钢化夹胶(双夹)玻璃的设计理念是一层损坏后另一层仍然可以在较短时间内承受鱼缸水压,给维修争取时间。现在,海洋馆都用超白钢化加胶,安全性更高,超白钢化的安全性是普通浮法钢化的很多倍。超白钢化因内部不存在自爆点Nis自爆风险极低,所以负压互动鱼缸用超白钢化(异形孔)解决缸体安全问题。

大家熟知的玻璃门为什么都要钢化?因为玻璃门难免开孔,钢化后当人员进出不小心碰撞损坏时,成一堆没有棱角的渣渣,如果不钢化损坏时,就会有像刀子一样的碎块,对人身伤害是致命的。

神奇负压互动鱼缸设计了亲水口、操作口,玻璃经水刀切割工艺,此时需要钢化来检验玻璃的安全性,同时增大强度。如果水刀加工,玻璃存在瑕疵比如肉眼无法分辨的裂痕,产品便出不了钢化炉,只会出来一堆渣渣,所以,钢化是开孔、开槽玻璃安全性的检验方法。带亲水口互动鱼缸,已经有十年以上的历史,无一例是超白钢化玻璃损坏的情况,客户可以放心使用。另外,因为互动鱼缸常常安装在游人密集的场馆,为安全考量,其应力值、变形量更需保守的设计,安全系数更大。当然,做悬浮缸、倒扣缸因为没有开槽开孔,如果强度够就无需钢化了。

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举例①:以长3m高2.26m的互动鱼缸为例,观赏面2600*1380mm,水位高度1.4m,负压水位按3/4=1.05m,缸体内径460mm、外径500mm,对应的顶面15mm、侧面12mm超白,大面选用19mm超白钢化。缸体大面经水刀切割,开孔、开U型口等。用比较复杂的有限元应力分析法,该负压鱼缸大面承受应力大小16.75 Mpa,远小于钢化玻璃许用应力值50mpa,但浮法玻璃最大应力8mpa还差太多。变形量核验: 大面玻璃中心变形量3.5mm,玻璃观赏面高度1380mm,占比0.5/200,远小于国标许用变形量 1/200。从应力、变形量两方面衡量大面是相当安全的。

鱼缸顶子应力值按水底四边支撑计算,玻璃2600*460mm,水深1.05m,那么15mm顶子应力σ=7.37mpa<8MPa。这是玻璃中心最大应力,当然顶子上要开抽气孔,但在玻璃一端,对中心应力无影响。如果顶子应力超过8mpa,则改用19mm,或者12mm钢化,或者缸体再窄一点。从应力、变形量两方面衡量大面是相当安全的。顶子、侧面设计规范就是在许用应力以内,但不要富余太多。而大面的设计富余要多一点。

侧面玻璃按竖直放置3边支撑计算,玻璃1050*460mm,水深1.05m,那么12mm侧玻璃中心应力σ=4.8mpa<8MPa。

举例②:按“9.2水下玻璃应力设计规范”,3m长的传统正压缸体,按大面应力正好8mpa,几种玻璃厚度对应的水位高度分别是:19-924mm、15-780mm、12-670mm,实际操作中水位比以上竖直小一点就可以了。市面上不少传统大型鱼缸大面玻璃厚度选择,仅凭经验而不是数据,有很多超过许用应力的情况,比如大面19mm,水位敢做到1.1m甚至1.2m。不是应力超过马上破,而是安全隐患并长期存在。

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举例③:特别应该核算负压缸支撑面下边缘的应力大小:以长3m*宽0.56m*高2.26m的互动鱼缸,负压水量加玻璃重量作用于大面玻璃的下边缘,侧玻璃是悬空的,下边缘的压应力值2.64mpa,小于浮法玻璃许用应力8mpa,远小于钢化玻璃许用应力50mpa。物理知识告诉我们,受力面积越小,所承受的压强越大。支撑玻璃下边缘所承受的应力大小就是压强,即用重量除以受力面积。

计算得水体+玻璃总重量为2.25t,受力面积S=4.4m*0.019m=0.0836㎡,应力=2.25*1000*9.8/0.0836=2.64mpa。远小于6mpa。

举例④:这样分析如果没有概念,再如1m*1m*1.8m的方柱负压缸,两条边均匀支撑,用19mm超白钢化,水+玻璃大概2t,那么下边应力=2000kg*9.8/2m/0.019m=5.16mpa<6MPa;改为4个点,各10cm长的胶皮垫支撑,5.16*2/0.4=25.8mpa<35MPa,就是说1.8m³的悬空缸,用钢化玻璃4个10cm长的点支撑也是安全的。如果支撑玻璃不钢化,需要两条1m长玻璃下边都支撑,我们的做法是下边硬杂木玻璃胶固定。

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通常负压鱼缸玻璃胶承受压应力,而不是拉应力。但如果长压短、大压小应用的不好,压力下产生的摩擦力过小使得接合面位移过大,便是截切力过大,截切力的产生与缸体长宽高比例有关,我们的经验是长度比厚度大于2.5倍,便是安全的。玻璃胶截切力过大,就演变成拉应力,以上1m*1m*1.8m的方柱负压缸,就是截切力过大,需要采取别的措施。如图所示,悬浮缸负压尺寸:1.4*0.8*2m,因为1.4/0.8=1.75倍,截切力过大,显然,大面压不住侧面,这是成功道路上的一个失败案例。

做大型鱼缸要杜绝使用劣质玻璃胶是常识,我们选择大板水族箱专用胶瓦克121。很早以前用过道康宁、长鹿,相当于瓦克131的品质,胶体粘度小,强度一般。以上1.4*0.8*2m悬浮缸使用长鹿胶,不如用瓦克121好一点。

大型传统正压鱼缸的寿命公认7-8年,之后需要修理、补胶。而同样的负压鱼缸,玻璃胶不承受拉应力,不易劳损,预测寿命达到20年或更久。上海日月明房地产公司尚武楼4层的双胞胎负压窗户鱼缸,一台淡水、一台海水,淡水养88条红鹦鹉,2003年盛夏安装,将近20年了,现在继续使用。缸体2200*1400*440mm,总高2.4m,使用道康宁玻璃胶。

提到一个细节,玻璃胶胶缝宽度问题:大型负压缸因玻璃胶是压缩状态,胶缝宽度保持在2-2.5mm比较合理,不担心玻璃胶被拉开,而是要避免压缩之后玻璃与玻璃不会接触硬碰硬,造成玻璃损坏。

有评论称负压缸体有压裂的巨大风险,说成高负压是拍脑袋得出的结论,草率了。很赞同一句话,招都是人想的。登陆火星有科学家在想办法,有关负压鱼缸那点事,相信问题一定能解决,期盼家居神奇负压鱼缸改进、完善到大家都能接受的那一天早日到来。(张泽民 北京孤岛科技有限公司)

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