Bunyip pump/ar

مضخة "بونيب" أو "مضخة المنفاخ الجاذبي" هي مضخة تعمل بالطاقة المائية، وتعتمد في عملها على نفس مبدأ مُكثِّف الضغط الهيدروليكي. يُستخدم تدفق الماء ذو ​​الضغط المنخفض والحجم الكبير كقوة دافعة لدفع المكبس الأكبر من بين مكبسين أو أكثر متصلة ميكانيكيًا. مع ازدياد الضغط على جانب الدفع، يقوم اتصال ميكانيكي بتوجيه القوة الدافعة إلى مكبس ذي قطر أصغر، مما يُولِّد ضغطًا أكبر في حجم أقل من الماء. يُخفَّض الضغط على جانب الدفع أو يُعكس اتجاهه لإكمال الدورة. تضمن صمامات الفحص على جانبي مكبس (مكابس) الإخراج أن يكون التدفق باتجاه أنبوب الإخراج فقط.

مقارنة بمضخات الكبش

على غرار مضخة الكبش ، يمكن استخدام هذه المضخة بنسبة عالية نسبيًا بين ارتفاع رأس الضخ الخارج وارتفاع رأس الضخ الداخل. وتُعدّ نسب ارتفاع الضخ الخارج إلى الداخل عمليةً من 1:1 إلى 60:1. مع ذلك، كلما زادت هذه النسبة، انخفضت الكفاءة الحجمية. بمعنى آخر، يجب أن يمرّ المزيد من الماء عبر المضخة لإنتاج كميات أقل من الماء عند ارتفاع رأس الضخ الخارج.

على عكس مضخة الكبش، لا تعتمد مضخة البونيب على "تأثير المطرقة المائية"، الذي يُمكن أن يُولّد ضغوطًا هائلة واهتزازات وضوضاء. تتطلب مضخات الكبش الحقيقية موادًا شديدة المتانة في المضخة نفسها وأنبوب التشغيل، بالإضافة إلى وصلات سباكة متينة للغاية، لتحمّل هذا الارتفاع المفاجئ والمتكرر في الضغط. حتى عند تصنيعها من مواد شديدة المتانة، يُمكن لتأثير الكبش أن يُتلف صمامات الفحص التقليدية، ويُؤدي إلى تآكل موانع التسرب المصنوعة من أي نوع من المواد تقريبًا.

كذلك، قد لا تعمل مضخات الكبش بشكل صحيح إلا ضمن نطاق ضيق جدًا من ظروف ضغط التشغيل والإخراج. يجب أن تكون أنابيب التشغيل بالطول والقطر المناسبين، والزاوية المثالية لتوليد سرعة قوة الدفع، كما يجب أن تتمتع صمامات فحص التصريف بوزن مناسب، وقوة زنبرك إرجاع مناسبة، أو خصائص مطاطية ملائمة، وإلا فقد لا يتم التشغيل التلقائي. قد يتطلب ذلك تحضير ضغط الإخراج الخلفي، والضبط، والمراقبة، والتعديل (أثناء التركيب وعند تغير الظروف). أما مضخة البونيب، فيمكنها العمل ضمن نطاق أوسع من معدلات التدفق المدفوعة دون تدخل يدوي.

قد تتعرض مضخات الكبش الموصولة على التوالي [1] ، أو على نفس أنبوب الدفع، أو على نفس أنبوب الإخراج [2] ، لتداخل هدّام يُعطّل جزئيًا أو كليًا عمل إحدى المضختين أو كلتيهما. مع ذلك، يمكن توصيل مضختين من نوع "بونيب" على نفس أنبوب الدفع [3] ، حيث يكون ناتج الضخ عند التشغيل المتوازي أقل من الناتج المُجمّع للمضختين عند التشغيل الفردي.

النسخ المتوفرة تجارياً

تُباع مضخة بونيب في أستراليا بواسطة شركة بورتا للمضخات بأسعار معقولة. [4]

تصميم مضخة بورتا ذات السعر المعقول

في تصميم بريت بورتا الحالي ، يُستخدم إطار سيارة كمنفاخ مرن لاحتواء الماء في جانب الدفع للمكبس. أما جانب الإخراج للمكبس فهو عبارة عن غلاف معدني متين تقليدي، مع وجود أختام مطاطية حول المكبس. يُسحب الماء إلى مكبس الإخراج من نفس حوض تجميع مياه الصرف الصحي، ثم يُدفع إلى أنبوب الدفع، حيث تستخدم كل عملية صمامًا مانعًا للرجوع خاصًا بها.

تصميمات أخرى

مضخة غلوكمان [5] هي تصميم مختلف، حيث تستخدم منفاخًا ومكبسًا هجينًا لدفع المكبس.

يستخدم مجرسون آخرون، بمن فيهم جو مالوفيتش [6] ، كيس الهواء من نظام التعليق الهوائي للمركبة كمنفاخ جانب القيادة، أو منفاخ جانب الإخراج، أو كليهما. [7]

كل تصميم من هذه التصاميم (بونيب، غلوكرمان، مالوفيتش) هو في الواقع تعديلات على مضخة العوامة المذكورة في مجلة "ماذر إيرث نيوز"، بعنوان "كيفية بناء مضخة عوامة" بقلم روبرت ج. ميتشل؛ 1 يناير 1977. ( https://www.motherearthnews.com/sustainable-living/renewable-energy/how-to-build-a-float-pump-zmaz77zbon/ )

تحسينات محتملة

قد يتحسن تصميم النظام من حيث الكفاءة إذا تم تزويد مكبس جانب الإخراج بضغط وحجم معينين من جانب التشغيل، بدلاً من الاعتماد على جانب الإخراج لسحب الماء من حوض مياه الصرف. قد يتطلب ذلك وجود حجرة وسيطة لتخزين ضغط جانب التشغيل مؤقتًا حتى يحين الوقت المناسب لتغذية جانب التشغيل. كما سيقلل ذلك من أكسجة مياه الإخراج الناتجة عن تناثر مياه التشغيل المهدرة في حوض الصرف.

قد يكون من الممكن تبسيط التصميم عن طريق استبدال ختم مكبس جانب القيادة بصمام فحص مطاطي مرن.

إذا تم توصيل جانب الإخراج بمراكم، فسيكون تدفق الإخراج أكثر استمرارية، بدلاً من أن يكون نابضًا.

المراجع

• إنترياجو زامبرانو، جيه سي، ميشافيلا، جيه، أريناس بينيلا، إي، ديهل، جيه سي، وإرتسن، إم دبليو (2019). رفع المياه: مراجعة مكانية وزمانية شاملة لتقنيات ضخ المياه بالطاقة الكهرومائية. المياه، 11(8)، 1677.