Depth-adjustable Rope Pump/fa

معادلات این پروژه باید بررسی شوند. پمپ طنابی اصلی، یک راه حل نسبتاً ارزان برای پمپاژ آب از چاه‌های نسبتاً عمیق ساخت بشر است. با استفاده از چندین پیستون متصل به یک طناب، سیستم لوله تا حدی زیر آب قرار می‌گیرد، در حالی که کاربر یک میل‌لنگ را بالای چاه می‌چرخاند. با چرخش میل‌لنگ، طناب به داخل چاه، سیستم لوله و دور چرخ میل‌لنگ حرکت می‌کند و این کار بارها و بارها تکرار می‌شود. با عبور طناب از سیستم لوله‌ای که تا حدی در آب فرو رفته است، این پیستون‌های متصل به طناب، آب را از سیستم لوله به سمت بالا و به یک فواره در سطح آب می‌کشند، جایی که آب می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد.

پمپ طنابی اصلی دارای معایبی مانند محدودیت‌های عمق، اندازه‌های مختلف لوله برای عمق‌های مختلف و یک نیروی استاندارد مورد نیاز برای پمپاژ است که برخی ممکن است پمپاژ آن را بسیار آسان یا بسیار دشوار بدانند.

پمپ طنابی با قابلیت تنظیم عمق، از یک سیستم لوله قابل تنظیم برای حل این مشکلات استفاده می‌کند. با استفاده از تنها یک سایز لوله PVC برای بالا کشیدن آب در هر عمقی تا ۶۰ متر، این طول لوله را می‌توان در هر زمانی کم یا زیاد کرد. اگر کاربر پمپاژ را بسیار دشوار بداند، سیستم لوله می‌تواند به سمت بالا کشیده شود و طول مشخصی از لوله را از سطح آب حذف کند. این کاهش نفوذ لوله به داخل آب منجر به پمپ شدن کمتر آب به سطح آب می‌شود، بنابراین نیروی کمتری به کاربر وارد می‌شود.

به همین ترتیب، اگر کاربر احساس کند که آب کافی پمپ نمی‌شود و نیرو خیلی کم است، می‌توان سیستم لوله قابل تنظیم را پایین آورد تا آب بیشتری تأمین شود.

شکل 1 - شماتیک اولیه پمپ طنابی

پمپ‌های طنابی ابتدا به عنوان یک راه حل نسبتاً ارزان برای بیرون کشیدن آب از چاه‌هایی تا عمق 50 متر توسعه داده شدند. در دهه‌های 1970 و 80، به ویژه در نیکاراگوئه، طرح‌های مختلف پمپ طنابی شروع به ظهور کردند - به ویژه نمونه‌ای که در شکل 1 بالا نشان داده شده است. هنگامی که پایه و اساس این فناوری کشف شد، دهه 1980 به یک دوره بهینه‌سازی بزرگ برای این فناوری جدید تبدیل شد. احتمالاً مهم‌ترین پیشرفت در دهه 80، توانایی تزریق پلاستیک به قالب‌ها بود که منجر به استفاده از لوله‌های PVC ارزان قیمت شد. نه تنها ارزان بودن، بلکه دوام، ماندگاری و خاصیت ضد زنگ پلی وینیل کلرید منجر به استفاده مداوم آن در پمپ‌های طنابی در عصر حاضر شده است. ^{[ 1 ]}

شکل ۱ نمودار ساده‌ای از نحوه عملکرد پمپ طنابی استاندارد توسعه‌یافته در دهه ۱۹۸۰ را نشان می‌دهد. بالای چاه دستی، یک چرخ دوچرخه بدون لاستیک آن قرار دارد (حلقه‌های داخلی لاستیک ماشین دست دوم که به هم بسته شده‌اند نیز می‌توانند مورد استفاده قرار گیرند) که قادر است آزادانه حول محور خود بچرخد. پینیون دیگری که از طریق زنجیر به چرخ دوچرخه متصل است، حاوی پدال‌ها (یا میل‌لنگ دستی) مورد استفاده برای چرخاندن چرخ است. می‌توان از پینیون‌هایی با اندازه‌های مختلف برای محدود کردن بیشتر بار مورد نیاز استفاده کرد، با این حال، با کاهش بار، سرعت و در نتیجه نرخ جریان جرمی کاهش می‌یابد. طنابی در امتداد لبه چرخ دوچرخه حرکت می‌کند و آزادانه به داخل چاه فرو می‌رود و در نهایت یک لوله PVC ثابت (که درست زیر سطح آب امتداد دارد) را بالا می‌کشد و به چرخ دوچرخه برمی‌گرداند. "پیستون‌هایی" که فقط کوچکتر از قطر لوله PVC هستند به این طناب در فواصل ثابت متصل شده‌اند. شکل ۲ این پیستون‌ها را نشان می‌دهد.

شکل 2 - پیستون پمپ طنابی

تلرانس پیستون‌ها کلیدی است، با توجه به اینکه تلرانس کمتر منجر به کاهش قابل توجه راندمان می‌شود، در حالی که تلرانس بیشتر عملاً باعث می‌شود قطر پیستون به بزرگی (یا بزرگتر) قطر لوله باشد و باعث "گیر کردن" دستگاه شود.

با چرخاندن چرخ دوچرخه، طناب و پیستون‌ها آزادانه به سمت پایین حرکت می‌کنند، قبل از اینکه درست زیر سطح آب فرو بروند. سپس پیستون‌ها به داخل لوله PVC کشیده می‌شوند و با دیواره‌های اطراف مکش ایجاد می‌کنند. به محض ورود فوری لوله، هرگونه آب بالای پیستون شروع به بالا کشیده شدن می‌کند. در نهایت، یک لوله نشتی بالای سطح چاه، امکان جمع‌آوری آب برای استفاده را فراهم می‌کند. سپس این چرخه تکرار می‌شود، زیرا هر پیستون در امتداد چرخ دوچرخه حرکت می‌کند و دوباره به داخل چاه می‌رود. ^{[ 2 ] [ 3 ]}

اگرچه پمپ طنابی در کشورهای در حال توسعه بسیار مؤثر است، اما هنوز هم دارای معایب زیادی است، از تطبیق‌پذیری گرفته تا سهولت استفاده. برخی از این معایب شامل محدودیت‌های عمق، ملاحظات مربوط به جنس مواد برای عمق‌های جداگانه و نیروی «میانگین» تعیین‌شده برای حرکت چرخ است (یعنی کودکان باید بتوانند پمپ کنند، به این معنی که یک بزرگسال از حداکثر نیروی خود برای پمپ کردن استفاده نخواهد کرد). جدول 1 قطر لوله پیشنهادی را برای سطوح عمق آب خاص نشان می‌دهد.

به دلیل کمبود ابزار و لوازم، اغلب نمی‌توان عمق چاه را به درستی تخمین زد. در حال حاضر، یکی از دقیق‌ترین روش‌های اندازه‌گیری عمق چاه به شرح زیر است:

1. یک جسم نسبتاً سنگین را به انتهای یک طناب بلند ببندید و طناب را پایین بیاورید تا سطح آب را لمس کند.
2. به محض تماس با سطح آب، گره بزنید
3. پایین آوردن طناب را تا زمانی که کف چاه لمس شود ادامه دهید
4. گره دیگری به طناب بزنید
5. فاصله یک گره تا گره دیگر، عمق تقریبی چاه است.

تخمین نادرست عمق چاه می‌تواند منجر به نصب نادرست لوله PVC شود. اگر قطر لوله مورد استفاده خیلی بزرگ باشد، ممکن است آب زیادی به یکباره جمع‌آوری شود. این مقدار آب ممکن است آنقدر سنگین شود که نتوان آن را به سطح آورد و سیستم را بی‌فایده کند. ^{[ 5 ]}

این نوع پمپ از یک سیستم لوله‌کشی PVC قابل تنظیم برای تغییر عمق سیستم و نیروی مورد نیاز برای بالا آوردن آب استفاده می‌کند. لوله را می‌توان تا عمق دلخواه پایین آورد و در جای خود قفل کرد، به طوری که در حین کار سفت و محکم باقی بماند. اگر لوله خیلی پایین بیفتد، یا نیروی پمپاژ برای کودک سنگین شود، می‌توان آن را به آرامی از طریق چرخ دوچرخه و یک طناب دوم بالا آورد. با این طراحی جدید، قطر لوله پیشنهادی در جدول 2 نشان داده شده است.

طرح کامل در شکل‌های ۳، ۴، ۵ و ۶ نشان داده شده است و مراحل ساخت آن در بخش‌های زیر آمده است.

شکل ۳: کل ساختار	شکل ۴: نمای بالای زمین
شکل ۵: سیستم لوله قابل تنظیم	شکل ۶: نمای زیر آب

چرخ پمپاژ	چرخ پمپاژ از دو حلقه داخلی لاستیک‌های ماشین دست دوم تشکیل شده است که به هم محکم شده‌اند و توسط پره‌ها در جای خود نگه داشته می‌شوند. هنگامی که این دو حلقه به هم محکم می‌شوند، شکل "v" اصطکاک کافی برای حرکت طناب و بالا آوردن موثر آب از لوله را فراهم می‌کند. فرآیند دقیق ساخت را می‌توانید در بخش "نحوه ساخت" در http://www.ropepumps.org بیابید . دسته از لوله فولادی ۱ اینچی ساخته شده است که به دو زاویه ۹۰ درجه جداگانه خم شده است.
پوشش چاه	پوشش چاه، سکویی است که از تکه (یا تکه‌هایی) از تخته سه‌لا یا حتی تخته خرده چوب ساخته شده و چندین هدف را دنبال می‌کند. اولاً، پوشاندن سطح چاه از آلودگی که می‌تواند کیفیت آب را به خطر بیندازد و باعث «گیر کردن» پمپ شود، جلوگیری می‌کند (این اتفاق می‌تواند در صورت ورود قطعات بزرگ زباله به لوله و گیر کردن آنها رخ دهد). ثانیاً، این پوشش، سکویی برای بسیاری از اجزای پمپ طنابی است که روی آن قرار می‌گیرند یا ثابت می‌شوند.
لاستیک ماشین دست دوم	این لاستیک ماشین دست دوم (که از جمع‌آوری حلقه‌های داخلی برای ساخت چرخ پمپاژ به دست می‌آید) به عنوان یک تکیه‌گاه سفت و سخت استفاده می‌شود که توسط میخ به پوشش چاه محکم می‌شود و به نوبه خود، بسیاری از سیستم‌های لوله‌کشی را با استفاده از میلگرد بتنی در جای خود نگه می‌دارد.
طناب با پیستون	طناب در کل سیستم امتداد دارد و پیستون‌هایی در فواصل ۱ متری در طول آن قرار گرفته‌اند. این پیستون‌ها را می‌توان از لاستیک‌های ماشین‌های دست دوم ساخت، به این صورت که دایره‌هایی دقیقاً به قطر لوله‌ای که قرار است از آن عبور کنند (در این مورد، ۱ اینچ) بریده می‌شوند. سپس می‌توان لبه‌های این دایره‌ها را کمی برش داد تا از لوله عبور کنند، اما همچنان مکش کافی برای بالا آوردن کارآمد آب ایجاد کنند.
لوله پی وی سی ۱ اینچی	چندین طول لوله PVC در سراسر سیستم استفاده می‌شود. مدل نشان داده شده در اینجا دارای دو سوراخ با فاصله ۱۲۵ میلی‌متر از هم است که به آب بالا آمده از چاه اجازه خروج می‌دهد.
زانویی پی وی سی ۱ اینچی	اتصالات زانویی PVC معمولاً در سراسر سیستم لوله‌کشی که به سمت پایین چاه امتداد دارد، استفاده می‌شود.
اتصال T شکل PVC با قطر ۱/۲ اینچ	اتصالات تی شکل PVC معمولاً در سراسر سیستم لوله‌کشی که به سمت پایین چاه امتداد دارد، استفاده می‌شود.
رینگ دوچرخه	برای حفظ کشش در اطراف چرخ پمپاژ، به یک نقطه ثابت دیگر نیاز است. طوقه دوچرخه به عنوان این نقطه عمل می‌کند، زیرا کشش را در طناب حفظ کرده و آن را به سمت پایین و به داخل چاه هدایت می‌کند.
میلگرد بتنی	این ماده هم به عنوان یک «اهرم» برای حلقه تنظیم (به مورد بعدی مراجعه کنید) و هم به عنوان یک قطعه نگهدارنده که بخش‌هایی از سیستم لوله‌کشی را به لاستیک ماشین دست دوم متصل می‌کند، استفاده می‌شود.
تنظیم یقه	حلقه تنظیم برای پایین آوردن سیستم لوله (در صورت باز بودن) یا نگه داشتن محکم آن در جای خود (در صورت قفل بودن) استفاده می‌شود. این قطعه محصول misumiusa.com است و می‌توانید آن را در آدرس http://www.misumi-ec.com/usa/eusaen/ItemDetail/10302155240.html پیدا کنید . برای اینکه بتوان این واحد را به سرعت و بدون استفاده مداوم از آچار شش گوش آزاد و سفت کرد، طول‌های کوچکی از میلگرد بتنی رایج به سر پیچ جوش داده می‌شوند. سپس میلگرد می‌تواند خم شود تا شبیه دسته شود.
ساختار چرخ	این سازه چرخ که از قطعات لوله فلزی ۱-۱/۴ اینچی، میلگرد و دو براکت L شکل که همگی به هم جوش داده شده‌اند، ساخته شده است، وظیفه پشتیبانی از چرخ پمپاژ و امکان چرخش آزادانه آن را بر عهده دارد.
راهنمای طناب زیر آب	این راهنما در زیر آب قرار می‌گیرد و به طناب و پیستون‌ها اجازه می‌دهد تا به راحتی از پایین رفتن به داخل چاه تا بالا آمدن مجدد، حرکت کنند. راهنما می‌تواند یک بلوک چوبی باشد که یک نیم دایره (تقریباً) از کف آن بریده شده و دو سوراخ ۲ اینچی (باز هم، تقریباً) در هر طرف نیم دایره بریده شده است.
کوپل کاهنده PVC 2 اینچ/1 اینچ	اتصالات کاهنده PVC برای هدایت دقیق طناب و پیستون‌ها به داخل راهنمای طناب زیر آب استفاده می‌شود، بدون اینکه پیستون‌ها در کنار لوله گیر کنند.

برای محاسبات زیر، پارامترها با روابط زیر نمایش داده می‌شوند:

• h - فاصله امتداد لوله در زیر سطح آب (متر)
• Lw _- طول لوله از سطح آب تا دهانه آب (متر)
• L _pvc - طول کل لوله PVC قابل تنظیم در سیستم (متر)
• ρ _w - چگالی آب (کیلوگرم بر متر مکعب)
• ρ _pvc - چگالی PVC (کیلوگرم بر متر مکعب) ^{[ 6 ]}
• g - شتاب گرانش (m/s2)
• آب - سطح مقطع آب در لوله (متر مربع ₎
• پی _{وی سی} - سطح مقطع لوله پی وی سی (متر مربع)
• μ - ضریب اصطکاک بین پلاستیک و نایلون
• شناسه - قطر داخلی لوله PVC (متر)
• قطر خارجی لوله پی وی سی (متر ) ^{[ 7 ]}
• _{میل لنگ} r - شعاع دسته میل لنگ (متر)
• _{چرخ پمپ} r - شعاع چرخ پمپ (متر)
• H - ارتفاع کل آب در سیستم (متر)
• mw - جرم آب در سیستم (کیلوگرم ₎
• m _c - جرم مورد نیاز برای چرخاندن میل لنگ (کیلوگرم)
• F _f - نیروی ناشی از اصطکاک (N)
• F _w - نیروی آب در سیستم (N)
• F _c - نیروی لازم برای چرخاندن میل لنگ (N)

از فایل اکسل File:Crank Forces.xls می‌توان برای تعیین انواع نیروهای مورد نیاز برای میل لنگ در طول‌های مختلف لوله PVC و عمق‌های زیر سطح آب استفاده کرد. تب‌های جداگانه در فایل اکسل، عمق‌های مختلف امتداد لوله در زیر سطح آب (d) را نشان می‌دهند. تمام مقادیر موجود در فایل اکسل بر اساس محاسبات زیر هستند.

این سیستم می‌تواند ساده‌سازی شود تا محاسبات به طور دقیق برای کاربر مرتبط باشد. شکل 7 محل قرارگیری بار سیستم قرقره را نشان می‌دهد.

شکل 7 - مسئله بار در قرقره

برای محاسبه دقیق میزان «سختی» چرخاندن میل‌لنگ توسط کاربر برای بالا آوردن مقدار مشخصی آب، سیستم نشان داده شده در شکل ۷ را اکنون می‌توان مانند شکل ۸ مدل‌سازی کرد.

شکل ۸ - سیستم قرقره ساده شده

که در آن جرم نشان دهنده وزن کل آبی است که به سمت بالا پمپ می‌شود. با این حال، همچنین می‌توان متوجه شد که در شکل ۷، طناب از دو بخش آرنج عبور می‌کند و قبل از عبور از چرخ پمپ، جهت خود را تغییر می‌دهد. به همین دلیل، نیروی اصطکاک طناب در امتداد این طول از بخش‌های آرنج نیز باید در محاسبه در نظر گرفته شود.

الفدبلیوالفتیایر=پی×مندی۲ /۴،

ح=ح+لدبلیو

متردبلیو=پیدبلیو×لدبلیو×الفدبلیوالفتیایر

بنابراین، «m _w » اکنون نشان دهنده کل جرم آبی است که در لوله به سمت بالا پمپ می‌شود. سپس می‌تواننیروی آب، F _{w ، را محاسبه کرد.}

فدبلیو=متردبلیو×گرم

نه تنها آبی که در لوله حرکت می‌کند، نیرویی بر میل‌لنگ پمپ ایجاد می‌کند، بلکه قطعه‌ی انتقال نشان داده شده در شکل ۹ نیز مقاومت بیشتری از خود نشان می‌دهد. همانطور که طناب به بالای لوله می‌رسد، به تدریج ۹۰ درجه می‌چرخد و مسیر زانویی متصل را دنبال می‌کند. از آنجا که طناب تقریباً بلافاصله از طریق زانویی دیگری برگردانده شده و به سمت پایین هدایت می‌شود، طناب تمایل به سر خوردن در امتداد قسمت افقی لوله خواهد داشت. سپس می‌توان مسئله‌ی مورد نظر را با استفاده از سناریوی شکل ۱۰ مدل‌سازی کرد.

شکل 9 - اصطکاک در لوله

شکل 10 - نیروهای ساده شده روی طناب از طریق بخش افقی

ضریب اصطکاک دینامیکی PVC روی فولاد 0.25 ذکر شده است. با این حال، فولاد با ضریب دینامیکی 0.8، بسیار بالاتر از نایلون (0.2) است. بنابراین، ضریب اصطکاک کمتری تقریباً 0.1 برای نایلون روی PVC استفاده می‌شود. بنابراین، نیروی ناشی از اصطکاک را می‌توان با استفاده از ضریب اصطکاک به عنوان نسبت نیروها محاسبه کرد. ^{[ 8 ] [ 9 ]}

فف=فدبلیو×میکرو

سپس می‌توان نیروی کل وارد بر میل لنگ پمپ را به سادگی با جمع کردن نیروی ناشی از اصطکاک با نیروی آب در حال بالا آمدن در لوله محاسبه کرد. نیرویی که کاربر هنگام چرخاندن میل لنگ احساس می‌کند را می‌توان با مراجعه به شکل ۸ محاسبه کرد. نیروهای آب و میل لنگ هر کدام متناسب با طول مربوطه‌شان هستند.

بررسی معادلات

فجفدبلیو+فف=رجرالفنکرصتومترصدبلیوحایایل

فج=(فدبلیو+فف)×رجرالفنکرصتومترصدبلیوحایایل

از آنجایی که پمپ قابلیت تنظیم عمق دارد، گاهی اوقات اگر نیروی پمپاژ بیشتر از توان کاربر باشد، سیستم لوله‌کشی نیاز به بلند کردن دارد. روش ساده تخلیه لوله PVC قبل از بلند کردن در بخش جزئیات فنی توضیح داده شده است . پس از تخلیه کامل لوله، جرمی که به سمت بالا بلند می‌شود، از بخش قابل تنظیم لوله PVC به همراه اتصالات آن تشکیل شده است (جرم راهنمای طناب زیر آب به دلیل کوچک بودن اندازه آن قابل چشم‌پوشی است). جرم لوله PVC قابل تنظیم در سیستم می‌تواند به صورت زیر باشد:

الفصویج=پی×(ایدی۲−مندی۲)

مترصویج=پی×الفصویج×لصویج

بر اساس محاسبات قبلی، شکل ۱۱ طول لوله‌های PVC قابل تنظیم درون سیستم و وزن مربوط به آن هنگام بلند کردن را نشان می‌دهد. باید در نظر داشت که بخشی از این لوله ممکن است در آب فرو رفته باشد که این امر بلند کردن سیستم را آسان‌تر می‌کند.

شکل 11 - طول لوله‌های PVC و جرم‌های مربوط به آنها

بخش عمده‌ای از مواد اصلی مورد نیاز در بخش اجزای طراحی ذکر شده و به راحتی در محل موجود هستند. با این حال، مواد و ابزارهای کوچک دیگری نیز برای ساخت کامل پمپ و راه‌اندازی آن مورد نیاز است. ابزارهای ساده‌ای مانند چکش و مته دستی باید به راحتی در دسترس باشند تا بتوان بخش‌هایی از پوشش چاه را به سطح چاه باز کرد و همچنین اجزای خاصی را به طور دائم به پوشش چاه متصل نمود.

برخی از مواد کوچکتر مورد نیاز برای ساخت پمپ شرح داده شده است.

• برای اتصال لوله‌ها به سیمان پی‌وی‌سی نیاز است. راهنمای چسباندن پی‌وی‌سی را می‌توانید در آدرس http://www.hammerzone.com/archives/plumbing/technique/pvc/gluing/joining_pipe.htm بیابید . به عنوان جایگزینی برای چسب، می‌توان لوله‌ها را به هم متصل کرد و قسمت بیرونی آنها را تا نقطه ذوب گرم کرد، جایی که دو اتصال به هم جوش می‌خورند.
• هر طیفی از میخ‌های جعبه‌ای ۱۰d تا ۶۰d - اطلاعات مربوط به اندازه را می‌توانید در http://www.sizes.com/tools/nails_smooth_box.htm بیابید .
• تیرهای چوبی - حداقل ۲ اینچ در ۴ اینچ - که به عنوان تکیه‌گاه برای پوشش چاه استفاده می‌شوند. به http://web.archive.org/web/20200416201419/http://www.ropepump.com:80/:80//images/InstallationManual.pdf مراجعه کنید . مشخصات پوشش‌های چاه و سازه‌های لازم برای بستن پمپ طنابی.

• چکش
• مته دستی
• اره پانل بر
• جوشکار میله‌ای - ایده‌های DOY را می‌توانید در http://www.instructables.com/id/Weld/ پیدا کنید.

ساخت پمپ طنابی قابل تنظیم حداقل باید توسط فردی با تجربه در ساخت و جوشکاری نظارت شود. هنگام ساخت پمپ طنابی اصلی یا پمپ طنابی قابل تنظیم، ساخت و ساز نسبتاً بزرگی روی یک سطح بسیار خطرناک انجام می‌شود. توصیه می‌شود که سیستم به صورت گروهی ساخته شود تا نظارت در تمام مراحل ساخت و ساز وجود داشته باشد.

ساختار صحیح پمپ طنابی اصلی را می‌توانید در آدرس http://web.archive.org/web/20200416201419/http://www.ropepump.com:80/:80//images/InstallationManual.pdf بیابید .

• ساختار پوشش چاه نگهدارنده اصلی را می‌توانید در آدرس http://web.archive.org/web/20200416201419/http://www.ropepump.com:80/:80//images/InstallationManual.pdf بیابید.

شکل ۱۲ برش‌های روی پوشش چاه و لاستیک را نشان می‌دهد. توجه داشته باشید که سوراخ‌های پوشش چاه نیازی به دقیق بودن ندارند، فقط مطمئن شوید که فضای کافی برای حرکت پیستون‌ها در امتداد طناب وجود دارد.

شکل 12 - ابعاد روی مته‌های پوشش چاه

شکل ۱۳ جهت هر سازه را نشان می‌دهد. توجه داشته باشید که قاب چرخ دوچرخه و قاب چرخ پمپ باید طوری قرار گیرند که لبه چرخ دوچرخه تقریباً به صورت عمودی با لبه چرخ پمپ در یک راستا باشد.

شکل ۱۳ - فواصل ثابت اجزا

سپس می‌توان سه جزء را با میخ‌های جعبه‌ای مورد نیاز که در بخش مواد مورد نیاز ذکر شده است، ثابت کرد .

شکل ۱۴ نقطه جوشکاری را نشان می‌دهد که در آن چرخ پمپاژ به لوله فولادی ۱ اینچی خود جوش داده می‌شود. سپس لوله فولادی بلند می‌تواند به دو خم ۹۰ درجه جداگانه خم شود و یک دسته ایجاد کند. خمیدگی در شکل ۱۵ نشان داده شده است. همچنین باید توجه داشت که طول عمودی دسته، میزان سهولت پمپاژ را تعیین می‌کند. در محاسبات انجام شده در File:Crank Forces.xls ، دسته تقریباً ۱۶۰٪ قطر چرخ امتداد می‌یابد.

شکل ۱۴ - نقطه جوش

شکل ۱۵ - این نوع خم کاری را می‌توان با چکش انجام داد

توجه: اتصالات PVC را می‌توانید در لینک ارائه شده در بخش مواد مورد نیاز پیدا کنید .

شکل ۱۶ نحوه‌ی نصب سیستم لوله‌کشی ثابت را نشان می‌دهد - بخشی از لوله‌کشی که همیشه ثابت می‌ماند. این سیستم از لوله‌کشی و اتصالات PVC به طول ۲ اینچ تشکیل شده است. در شکل ۱۶، اتصال T شکل T1 باید با سوراخ موجود در پوشش چاه درون تایر، هم‌راستا و هم‌محور باشد، در حالی که T2 باید با سوراخ موجود در تایر هم‌راستا و هم‌محور باشد. بخش دیگر شکل ۱۶ نحوه‌ی استفاده از میلگرد برای محکم کردن لوله‌کشی به تایر را نشان می‌دهد. این سوراخ‌ها برای میلگرد را می‌توان با استفاده از یک دریل دستی ایجاد کرد. انتهای میلگردها به اندازه‌ی محیط تایر خم می‌شوند تا از عدم حرکت آنها اطمینان حاصل شود.

شکل ۱۶ - سیستم لوله ثابت

طول تقریبی طناب را می‌توان با تعیین عمق کل چاه (که در بخش پس‌زمینه تعیین شده است) پیدا کرد . عمق کل چاه را در ۲ ضرب کنید. سپس، خود طناب را از سیستم روی زمین (یعنی چرخ پمپاژ و چرخ دوچرخه) عبور دهید و طول این سیستم را اندازه‌گیری کنید. تقریباً ۱۰ فوت به طول کل اضافه کنید، زیرا طناب هنگام بالا رفتن به داخل چاه با زاویه‌ای نسبت به خط عمودی حرکت می‌کند. بار دیگر، طول اضافی طناب برای جبران گره‌ها، که برای نگه داشتن پیستون‌ها استفاده می‌شود، در نظر گرفته می‌شود.

وقتی پیستون‌ها از نیمه دیگر لاستیک ماشین بریده شدند، می‌توان آن‌ها را یکی‌یکی روی طناب بست. در هر بخش ۱ متری، می‌توان یک گره در زیر و بالای پیستون زد تا آن را محکم در جای خود نگه دارد.

ابتدا، راهنمای طناب زیر آب باید نصب شود. شکل ۱۷ راهنمای طناب زیر آب را نشان می‌دهد، با یک لوله PVC به طول ۶ اینچ و قطر ۱ اینچ و یک کوپل کاهنده ۲ اینچ در انتها. اگر لوله PVC به درستی بریده شود، می‌توان آن را با چکش به راهنمای طناب کوبید و به سادگی با فشار دادن (یعنی بدون نیاز به چسب) نگه داشت. در طرف دیگر راهنمای طناب، یک لوله PVC به طول ۱ فوت و قطر ۱ اینچ وجود دارد که در نهایت برای مطابقت با مشخصات عمق چاه، امتداد می‌یابد.

شکل ۱۷ - راهنمای طناب زیر آب

پس از ساخت راهنمای طناب، می‌توان طناب را از هر دو سر آن عبور داد. درپوش چاه را طوری جابجا کنید که سوراخ‌های حفر شده بالای زمین سفت قرار گیرند و دیگر بالای چاه نباشند. راهنمای طناب زیر آب را زیر درپوش چاه قرار دهید و طناب را از هر دو سوراخ عبور دهید. طناب را محکم بکشید و یک سر آن را به قاب چرخ دوچرخه و سر دیگر را به لوله PVC عمودی سیستم لوله ثابت ببندید. سپس می‌توان درپوش چاه را دوباره روی چاه جابجا کرد و در جای خود محکم کرد.

سپس سیستم باید شبیه شکل ۱۸ باشد.

شکل ۱۸ - سیستم با طناب متصل

سپس می‌توان لوله‌های پی‌وی‌سی اضافی را اضافه کرد تا بالای راهنما تقریباً با سطح آب مطابقت داشته باشد. از آنجایی که لوله‌های پی‌وی‌سی به هم متصل می‌شوند، باید توجه داشت که ابتدا طناب باید از هر قطعه اضافی عبور داده شود. به محض اینکه راهنمای طناب به سطح آب رسید و طول لوله‌ها به دهانه رسید، هر طول پی‌وی‌سی اضافی نیاز به سوراخ‌هایی با فاصله ۱۲۵ میلی‌متر از هم دارد تا آب در حال بالا آمدن بتواند خارج شود.

حلقه را به لوله PVC، درست بالای اتصال T شکل ۲ اینچی نشان داده شده در شکل ۱۹، وصل کنید و آن را محکم کنید.

شکل ۱۹ - اتصال یقه

در مرحله بعد، می‌توان بقیه طول‌های لوله PVC را به هم متصل کرد. این کار را می‌توان جداگانه روی زمین و دور از سیستم انجام داد. این طول جداگانه لوله PVC باید برابر با طول از سطح آب تا کف چاه باشد که قبلاً اندازه‌گیری شده است. با این حال، تفاوت این مجموعه لوله PVC این است که سوراخ‌هایی باید در کنار لوله با فواصل کمی کمتر از ۵ اینچ (۱۲۵ میلی‌متر) ایجاد شوند. پس از اتمام این کار، قطعه جهت‌دار را می‌توان به بالا اضافه کرد. این در شکل ۲۰ نشان داده شده است.

شکل 20 - مقطع لوله حفاری شده

سپس، طناب را از قسمت کشیده شده عبور دهید و قسمت اضافی را به بقیه سیستم قابل تنظیم وصل کنید. حلقه دیگر را روی طرف دیگر مفصل T قرار دهید و محکم کنید (این کار مانع از حرکت سیستم به سمت بالا در حین پمپاژ می‌شود). سیستم آماده است و باید شبیه شکل ۲۱ باشد. تبریک بابت پمپ طنابی جدیدتان! لطفاً برای یادگیری نحوه استفاده از آن به بخشجزئیات فنی مراجعه کنید.

شکل 21 - محصول نهایی

قیمت اجزای مختلف در جدول ۳ آمده است. مراجعی که از آنها قیمت‌ها گرفته شده است در فایل:PumpRope pricing.xls مشخص شده است.

همچنین قیمت PVC برای ۱ اینچ ۱.۵۶ دلار در هر فوت (۵.۱۲ دلار در هر متر) و برای هر فوت ۳.۴۹ دلار (۱۱.۴۵ دلار در هر متر) اعلام شد.

جدول ۴ سپس قیمت‌های مختلف را بر اساس طول کل سیستم قابل تنظیم محاسبه می‌کند. محاسبات دقیق را می‌توان بار دیگر در فایل:PumpRopePlumbingPrice.xls یافت.

هر کالایی که در برآورد هزینه لحاظ نشده باشد، فرض بر این است که در محل یافت می‌شود. همه قیمت‌ها بر اساس دلار آمریکا و در آمریکای شمالی قیمت‌گذاری شده‌اند. قیمت‌گذاری ممکن است از مکانی به مکان دیگر متفاوت باشد.

این بخش به مکانیسم‌های مختلفی که پمپ طنابی قابل تنظیم با آنها کار می‌کند، می‌پردازد.

حلقه‌های شفت دو جزء هستند که هم سیستم لوله قابل تنظیم را در جای خود نگه می‌دارند و هم به آن اجازه حرکت می‌دهند. اگر نیروی مورد نیاز برای چرخاندن میل‌لنگ بسیار کم شود و آب زیادی پمپ نشود، می‌توان سیستم را پایین آورد تا آب بیشتری پمپ شود.

ابتدا، حلقه‌ی شفت پایینی را بردارید. سپس، حلقه‌ی شفت بالایی را به آرامی شل کنید تا سیستم لوله شروع به حرکت کند. به محض اینکه سوراخی با دهانه‌ی شیر هم‌راستا شد، می‌توان دوباره آن را سفت کرد.بسیار مهم است که هر سوراخی که اکنون زیر دهانه‌ی شیر قرار دارد، مسدود شود. این درپوش‌ها را می‌توان از نیمه‌ی دیگر لاستیک ماشین دست دوم، با بریدن دایره‌ای کمی بزرگتر از قطر سوراخ، ساخت. سپس می‌توان درپوش را در جای خود قرار داد یا تا زمانی که با لوله جوش بخورد، گرم کرد. مهم است که درپوش از قطر داخلی لوله فراتر نرود، زیرا با پیستون‌هایی که آب را در طول لوله حمل می‌کنند، مسدود می‌شود.

برای مشاهده نحوه پایین آمدن سیستم و نحوه مسدود کردن سوراخ‌ها، به شکل‌های ۲۲ و ۲۳ مراجعه کنید.

شکل ۲۲ - پایین آوردن پمپ طنابی

شکل ۲۳ - مسدود کردن سوراخ

بالا بردن را می‌توان تقریباً با همان فرآیند پایین آوردن انجام داد. اگر متوجه شوید که نیروی مورد نیاز برای چرخاندن میل‌لنگ بیش از حد است، باید آب را در جهت مخالف پمپ کنید. این کار نیازی به کار ندارد، زیرا گرانش تمام کار را انجام می‌دهد. کافیست میل‌لنگ را به سمت دیگر بچرخانید (ممکن است فقط به یک فشار سریع نیاز داشته باشد) و آب شروع به پایین آمدن در لوله می‌کند. وقتی آب تخلیه شد، کافیست هر دو حلقه شفت را جدا کنید و لوله را بالا ببرید تا سوراخی با یک درپوش ظاهر شود. این درپوش را بردارید و سوراخ را با دهانه هم‌تراز کنید. حلقه‌ها را وصل و محکم کنید و شروع به پمپاژ کنید!

اگر چرخ قفل نشده باقی بماند، احتمال بسیار زیادی وجود دارد که نیروی جاذبه، آب داخل لوله را به سمت پایین هل دهد و دسته میل لنگ را به شدت پرتاب کند. برای جلوگیری از این امر، می‌توان از یک مکانیزم قفل استفاده کرد. یک میخ جعبه‌ای بردارید و یک طناب کوتاه را چندین بار دور آن بپیچید. میخ را در پوشش چاه، درست زیر دسته، فرو کنید. دسته را تا پایین‌ترین نقطه چرخش آن پایین بیاورید و طول باقی‌مانده طناب را دور آن بپیچید و گره بزنید. این گره را می‌توان هر زمان که چرخ نیاز به قفل شدن داشته باشد، باز یا بسته کرد.

باید دانست که این مدل هنوز مرحله نمونه‌سازی اولیه را طی نکرده است. تمام مفاهیم مورد بحث در این صفحه ممکن است درست به نظر برسند - با این حال، تشویق می‌شود که سایر افراد با انگیزه به هر طریق ممکن در این فناوری مشارکت کنند تا آن را ایمن‌تر، کاربردی‌تر و پایدارتر سازند.