Pompa idraulica a pistone

Pompa l'acqua senza elettricità, senza benzina, solo gravità!

Sembra pazzo o impossibile? Non preoccuparti, obbedisce alle leggi della fisica, ma cercherò di spiegare l'operazione in seguito. Questo istruttivo mostra come costruire una pompa dell'acqua abbastanza semplice che non necessita di input di energia oltre all'acqua che scorre da un punto più alto a un punto più basso. La maggior parte della pompa è costruita in PVC, con un paio di pezzi di bronzo gettati per sapore. Sono stato in grado di reperire tutte le parti da un negozio di ferramenta locale (Lowes) per un po 'meno di $ 100.

Per funzionare, la pompa richiede una quantità ragionevole di acqua che cadrà almeno 3'-5 '. Il livello a cui la pompa può sollevare l'acqua dipende dalla testa dell'acqua (goccia totale che farà l'acqua).

Questo disegno è stato elaborato dalla Clemson University.

Se ti piace quello che ho fatto, ti preghiamo di prenderti il ​​tempo per dargli una valutazione e mi piacerebbe sentire il tuo contributo. Grazie!

Step 1: Bill O 'Materials

Prima di poter fare davvero molto, devi uscire e comprare qualcosa. Uno di quei tristi fatti di molti progetti. Ma se vuoi costruirlo (ed è molto divertente vederlo funzionare), stampa questo elenco e vai al reparto idraulico del tuo negozio di ferramenta.

Materiali per la pompa
  • Valvola 1-1 / 4 "
  • 1-1 / 4 "tee (comprane due)
  • 1-1 / 4 "unione
  • Valvola di ritegno a battente in ottone 1-1 / 4 "
  • Valvola di ritegno a molla 1-1 / 4 "
  • 3/4 "tee
  • Valvola da 3/4 "
  • 3/4 "union
  • Boccola 1-1 / 4 "x 3/4"
  • Rubinetto da 1/4 "
  • Calibro 100 psi
  • Nipplo da 3/4 "x 6"
  • Boccola 4 "x 1-1 / 4"
  • 4 "accoppiamento
  • Tubo in PVC PR160 da 4 "x 24"
  • Cappuccio per colla in PVC da 4 "
  • Boccola 3/4 "x 1/4"
  • Sezione corta (4 ') di tubo in PVC 1-1 / 4 "
  • Vecchia bicicletta Innertube
L'elenco delle parti proviene direttamente dal sito Web Clemson. Ti consiglio di cercare aiuto per identificare l'aspetto di ciascuno dei pezzi, se non sei sicuro. Inoltre, non sono convinto che il misuratore 100 PSI, o tutte le cose che lo rendono possibile, siano necessarie. Questo probabilmente abbasserà un po 'il prezzo, e non ho trovato necessità sulla mia pompa. I pezzi associati sono: calibro 100 PSI, 3/4 "Tee, boccola 3/4" x 1/4 ", rubinetto da 1/4". Quattro cose non necessarie. Ma se vuoi, li hanno.

Nota sui collegamenti Leggere le istruzioni e comprendere tutti i collegamenti dei tubi che si verificano prima dell'acquisto dei materiali. Il negozio potrebbe non avere esattamente quello che stai cercando e potresti dover improvvisare. Ho finito per ottenere alcune parti diverse perché il mio negozio locale non aveva le parti esatte che stavo cercando. Questo di solito appare sotto forma di non avere un raccordo filettato, ma di avere un raccordo liscio, o viceversa. Non è un problema, puoi capirlo.

Materiali di installazione
  • Sezione lunga di 1-1 / 4 "PVC (" tubo di trasmissione ", collega la pompa alla rete idrica)
  • Tubo flessibile da giardino (estremità filettate maschio in unione da 3/4 ", fornisce acqua pompata)
  • Mattoni, blocchi, pietre per sostenere e pompa di ancoraggio
  • Gruppo di scarico della doccia (deve essere in grado di collegarsi al tubo 1-1 / 4 ", per collegare il tubo all'alimentazione dell'acqua)
Costruisci materiali e strumenti
  • PVC Primer (ho usato Oatey Purple Primer)
  • PVC Cement (di nuovo Oatey, proprio quello che avevano)
  • Filo di teflon
  • seghetto a mano
  • Nastro di misurazione
  • morsetti
  • Coltello tascabile
  • Guanti da laboratorio (mantiene i prodotti chimici sul tubo e lontano dalle mani)
  • Bike Pump (per gonfiare l'innube)

Passaggio 2: disporre il bottino

Ora che hai comprato un sacco di chicche, disponile sul tavolo (o sul pavimento) in modo da poter iniziare a vedere come va la pompa. Guarda le foto per una visione al riguardo.

Dovrai tagliare le lunghe sezioni del tubo in sezioni più brevi per passare tra ciascuno dei raccordi. Questo sarà discusso di più nel prossimo passaggio.

Passaggio 3: tagliare i pezzi del tubo di collegamento

Devi collegare ognuna di queste piccole unità con un po 'di tubo, quindi cerca di tagliare i segmenti di quel tubo da 1-1 / 4 "con il seghetto. Non devono essere lunghi, quanto basta per raggiungere ogni raccordo, forse con un po 'di spazio in mezzo. Ma non molto!

Una volta tagliati tutti questi pezzi, prendi il tuo coltello (o un po 'di carta vetrata) e prova a levigare il bordo interno del tubo. Elimina tutta la bava, puliscila, dagli una bella smussatura o bordo arrotondato. L'idea qui è di renderli il più fluidi possibile, per ridurre la probabilità che si creino crepe con le ripetute onde di pressione che si verificano all'interno del tubo. Pulisci entrambe le estremità e crea dei pezzi per unire tutti i raccordi da 1-1 / 4 ".

Mentre ci sei, potresti anche ripulire i bordi sulle altre sezioni del tubo, anche se sarà meno critico per le altre parti. Ora che hai tutti i segmenti di collegamento, puoi effettivamente testare insieme la prima parte della pompa, solo per divertimento.

Non preoccuparti se i tubi sembrano piuttosto stretti quando esegui il test di adattamento a tutto. Il primer e il cemento li aiutano ad andare insieme quando si esegue il vero assemblaggio.

Step 4: Divertiti con i prodotti chimici

Prendi i tuoi guanti da laboratorio, un morsetto, un primer, cemento, due raccordi e il loro raccordo. Quindi dirigiti verso uno spazio ben ventilato, perché il primer e il cemento non sono precisamente l'aromaterapia. Almeno non del buon tipo.

Per quelli di voi che non hanno costruito cose in PVC in passato, non è tremendamente difficile. Il primer serve a pulire un po 'il PVC e lo prepara a legare davvero con il cemento. Il cemento tiene tutto insieme.

La maggior parte delle bottiglie chimiche in PVC ha tappi con piccoli pennelli attaccati. Togliere il tappo dal primer e rivestire con cura la faccia esterna del tubo, con una fascia larga circa 2 "a partire dall'inizio alla fine. Fare attenzione a non gocciolare il primer su tutto ciò che non si desidera permanentemente viola. Una volta che il tubo è rivestito, fare lo stesso per l'interno del raccordo che si prevede di cementare. Chiudere il flacone di primer.

Apri la bottiglia di cemento, che dovrebbe contenere anche un po 'di pennello. Con questo pennello, ripassa le aree che hai dipinto con il primer. Non abbiate fretta, ma volete mettere insieme i tubi prima che il cemento si asciughi. Tuttavia, hai tempo, quindi concentrati su come ottenere un buon rivestimento di cemento su entrambi i pezzi.

Una volta che hai il cemento dove lo desideri (e si spera solo un po 'dove non lo fai), inserisci il tubo nel raccordo. Dovrebbe scivolare dentro senza troppa resistenza. Quando ho lavorato sulla mia pompa, ho sentito che era meglio bloccare ogni pezzo dopo averlo assemblato, in questo modo il tubo non poteva affatto scivolare indietro. Potrebbe non essere necessario, ma immagino che aiuti.

La maggior parte dei pezzi vanno insieme in modo abbastanza autoesplicativo, ma ci sono alcune cose da notare: sulla valvola di ritegno a molla c'è una freccia e vorrai che questo punti verso il tee principale che avrà il 4 " tubo (camera d'aria) su di esso. Ciò consente all'acqua di passare attraverso il raccordo a T principale, che si desidera. Con la valvola di ritegno a battente in ottone, la freccia deve essere rivolta verso il basso verso il raccordo a T e la linea principale del tubo.

Passa al passaggio successivo per l'ordine di assemblaggio!

Passaggio 5: pezzo per pezzo (linea principale)

Ho iniziato a un'estremità della pompa, con la valvola 1-1 / 4 "al raccordo 1-1 / 4". Puoi scegliere di iniziare con altri pezzi, ma ho scoperto che l'impostazione della linea principale mi ha dato qualcosa di facile da bloccare. Dopo che la boccola da 1-1 / 4 "a 3/4" è su questo raccordo a T, è possibile incollare il gruppo finale separatamente, quindi collegarlo al gruppo principale con il tubo filettato da 3/4 ".

Quando si collegano le sezioni filettate, assicurarsi di avvolgere del nastro di teflon attorno ai fili. Ciò aiuterà l'operazione lungo e impedirà le perdite a queste articolazioni.

Passaggio 6: pezzo per pezzo (camera a pressione)

Ora devi mettere insieme la camera a pressione. Raccogli la sezione del tubo grande, il tappo, l'adattatore, il tubo della bici e la pompa della bici. Usando la pompa, gonfiare parzialmente il tubo della bici. Non pompare fino in fondo, quanto basta che il tubo sia morbido. Abbiamo bisogno dell'aria nella camera a pressione per agire come una molla.

Il tubo della bici impedisce alla camera di pressione di intasarsi durante il funzionamento. L'aria si dissolve nell'acqua. Lo fa più facilmente ad alta pressione. (Ciò è correlato al modo in cui le bevande analcoliche prodotte commercialmente sono gassate) Il tubo della bici sequestra parte dell'aria dal contatto con l'acqua (in teoria) e impedisce che tutta l'aria venga espulsa dalla camera a pressione.

Inserisci il tubo della bici nel tubo grande, come nell'immagine due. Successivamente, cementare su entrambe le estremità e bloccare la ventosa. Una volta che si è asciugato, vai avanti e incolla l'intero gruppo sul tubo proveniente dalla T principale.

Nota su possibili miglioramenti / modifiche:
Alcuni possono scegliere di omettere il tubo della bici e scaricare la pompa ogni tanto. È assolutamente possibile. È anche possibile montare una valvola schrader sul cappuccio terminale della camera di pressione per ricaricarla. Qualunque cosa si adatti alla tua fantasia, ma questa configurazione ha funzionato bene per me finora.

Passaggio 7: gruppo manometro opzionale

Se vuoi usare il manometro, lo monterai dopo il tee principale. L'installazione è piuttosto autoesplicativa. Dall'alto verso il basso va: calibro, pipecock, capezzolo, boccola, tee. Ricorda di avvolgere tutte le connessioni filettate con nastro di teflon e assicurati di stringerle bene.

L'installazione richiede il taglio a metà del nipplo del tubo da 3/4 "x 6", che crea due pezzi, filettati su un'estremità e lisci sull'altra, per andare nei bracci inferiori del tee. Cementi questi.

Step 8: The Last Piece (per la pompa comunque ...)

Se non l'hai già fatto, installa la valvola di ritegno a battente in ottone. Assicurati che il flapper (mi piace solo chiamarlo così) penda, quando la pompa viene tenuta in posizione verticale (tutto rivolto verso l'alto). Il tutto dovrebbe semplicemente avvitare sulla boccola che hai cementato fino alla fine di un tubo da 1-1 / 4 ". Abbastanza semplice.

Dopodiché, puoi sfilare l'abito con la patta, tagliare i capelli corti e ballare danzando tutta la notte celebrando lo spirito spericolato dell'età del jazz (e il completamento della tua pompa). Fai festa con te.

Passaggio 9: installazione della pompa

Ora che hai una collezione piuttosto aggressiva di pezzi di PVC, è il momento di farlo fare qualcosa. Dovrai collegare il tubo del supporto (la sezione lunga del tubo 1-1 / 4 ") al raccordo 1-1 / 4" con il cemento, quindi decidere come agganciare l'altra estremità alla fonte d'acqua. Il mio primo metodo era una brocca di latte tritata. Onestamente, volevo solo vedere questa cosa pompare un po 'd'acqua.

Il mio progetto successivo fu quello di montare uno scarico della doccia sull'altra estremità del tubo del supporto e fissarlo a un dispositivo di raffreddamento in polistirolo in cui avevo fatto un foro di corrispondenza. Il dispositivo di raffreddamento serviva da collettore per il tubo e tutto funzionava abbastanza bene . In un'installazione più permanente (da completare nella prossima primavera) collegherò questo scarico per doccia a una tavola che può essere fissata nella fornitura di acqua superiore e le cose andranno bene.

Raccogli un tubo da giardino, il tubo flessibile e la pompa, quindi trascina tutto questo nella tua cascata o in quello che hai. Porta un amico o due. Aiutano nella configurazione e forse puoi vincere la scommessa che "puoi pompare acqua sopra la fonte senza elettricità, benzina, diesel, una bicicletta o un secchio mentre guardano".

A questo punto puoi probabilmente capire tutto da solo, ma dovrai far scorrere l'acqua lungo il tubo di supporto, che hai collegato alla pompa principale, e poi su attraverso la valvola di ritegno dell'oscillazione. Passiamo al passaggio successivo per la teoria del funzionamento, risoluzione dei problemi e messa a punto.

Quando lo installi in modo permanente (o semi-permanente), ti consigliamo di trovare un buon posto in cui ancorarlo, probabilmente non nello stream . Posizionalo il più in basso possibile, ma tieni presente che se il flusso dovesse allagarsi e / o un albero per lavarlo, toglierebbe la tua piccola pompa.

Inoltre, per quelli nelle latitudini settentrionali (o meridionali), non vorrai che questo avvenga durante l'inverno. L'acqua potrebbe potenzialmente accumularsi all'interno della camera a pressione e congelarsi, causando problemi (morte prematura della pompa). Ma sperimenta come ti senti in forma.

Il video qui è riproducibile utilizzando Quicktime. Al momento, è necessario salvarlo sul computer e modificare l'estensione (bit dopo il lungo e strano nome del file) da .tmp a .3gp . Mi dispiace che sia difficile, forse un giorno lo installerò con un player incorporato, ma in questo momento ho poco tempo. Mostra che la pompa funziona, con una narrazione davvero tua. Ti dà un'idea di come sembra stare nell'acqua proprio accanto ad esso, e ha anche un primo piano della valvola di ritegno di rotazione funzionante.

allegati

  • Pompa idraulica ram. Download 3Gg

Passaggio 10: Howsitdodat?

Quindi ecco il funzionamento della pompa.

All'inizio del ciclo della pompa, l'acqua scorre lungo il tubo di supporto e verso l'alto attraverso la valvola di non ritorno. L'acqua inizia a fluire sempre più velocemente attorno al flapper nella valvola di ritegno, fino a quando l'attrito non solleva il flapper, sbattendolo chiuso. Ciò provoca un picco di pressione nel corpo della pompa, poiché l'acqua che scorre lungo il tubo di supporto a una certa velocità non ha più alcun posto dove andare. Questa pressione viene alleviata da parte dell'acqua che scorre attraverso la valvola di ritegno a molla, sul lato della camera di pressione della pompa. Una volta superata la valvola di non ritorno, non può tornare e deve rimanere lì. Quando la differenza di pressione attraverso la valvola di ritegno a molla diminuisce, la valvola si chiude e l'acqua smette di fluire attraverso di essa. La pressione più bassa consentirà di riaprire la valvola di ritegno a battente, avviando nuovamente il ciclo.

Risoluzione dei problemi

E se ciò non accadesse? Bene, prima di tutto, controlla e assicurati che sia "acceso". Vale a dire, assicurarsi che entrambe le valvole 1-1 / 4 "e 3/4" siano effettivamente aperte.

A volte l'acqua uscirà dalla valvola di ritegno dell'oscillazione, quindi la valvola si chiuderà, ma non accadrà nulla. In questo caso, toccare il flapper nella valvola di ritegno per riaprirlo e lasciare che il ciclo ricomincia. In teoria, queste pompe hanno bisogno di una certa contropressione (proveniente dal lato del serbatoio a pressione) per funzionare, ma non ho mai avuto problemi a far funzionare la mia con un semplice tocco e giocherellare.

Messa a punto

Ora che funziona, puoi farlo funzionare meglio? Scoprirai che esiste un'altezza massima a cui la pompa può erogare acqua. Siate pazienti quando provate a trovarlo, poiché la pompa impiega un po 'di tempo a raggiungere la pressione necessaria per sollevare l'acqua sempre più in alto. Ci sono formule che ti diranno quanto in alto puoi teoricamente pompare l'acqua in base alla prevalenza dell'acqua di fonte. Sentiti libero di cercarli.

La messa a punto delle pompe a pistone comporta principalmente la variazione della velocità dell'acqua che provoca la chiusura della valvola di ritegno dell'oscillazione. Una maggiore velocità dell'acqua genererà un picco di pressione maggiore, che consente di pompare ad altezze maggiori. Ma causerà anche un ciclo più lento, quindi pomperai più lentamente. Se la valvola si chiude a una velocità dell'acqua inferiore, ci vorrà meno tempo perché l'acqua raggiunga quella velocità, quindi la pompa scorrerà più velocemente e l'acqua pomperà più velocemente, ma non sarai in grado di pompare così in alto. Quindi questo è il compromesso. Tieni presente, tuttavia, che funzionerà senza interferenze 24 ore al giorno, quindi combinandolo con un serbatoio di accumulo, puoi ottenere una fornitura decente di acqua accumulata.

Per ottimizzare questo design specifico, approfitti di come la gravità agisce sul flapper. Quando la valvola di ritegno è puntata verso l'alto in aria, la forza di gravità completa tiene abbassata la valvola, quindi l'acqua deve fluire più velocemente attraverso la valvola per generare una resistenza sufficiente a sollevare l'intero peso della valvola. Ruotando la pompa attorno alla linea principale, si mette il grado di libertà del flapper ad un angolo rispetto alla forza di gravità, in modo che sia necessario un minor trascinamento per spostare il flapper. Potresti risolvere tutto questo abbastanza facilmente con un po 'di trigger, ma penso che ti servirebbe poco in campo. Basta giocarci, dovresti trovare una posizione che funzioni bene per la tua applicazione.

Senza energia?
Beh no. Questa pompa trae la sua potenza dall'energia potenziale dell'acqua in salita e sprecando (non in senso negativo) la maggior parte dell'acqua che scorre attraverso il tubo di supporto. Pompa solo una piccola parte dell'acqua che viaggia effettivamente lungo quel tubo. Ma va bene se hai già un ruscello che scorre giù da una collina. Prima non stavi facendo nulla con tutta quell'energia potenziale / cinetica. Ora tu sei. Evviva per te!

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