Humboldt SoE Wirtz pump demo/Демонстрация на помпа Humboldt SoE Wirtz

Данни за местоположение

Карта	Зареждане на картата... +− Leaflet | © OpenStreetMap contributors
Местоположение	Арката , САЩ
Координати

▼Тази страница е част от курса по категория: Cal Poly Humboldt Engr205 Въведение в дизайна .Моля, оставяйте коментари, използвайки страницата за разговор . Курсът е отворен до средата на май 2026 г. В момента не е отворен за редактиране .

Проектът за демонстрация на помпата Wirtz е проектиран от екипа Intrepid Hobbits за катедрата по инженерство в кампуса на Cal Poly Humboldt в Арката, Калифорния. Дизайнът е създаден през пролетния семестър на 2024 г. за курса ENGR205: Въведение в дизайна на Cal Poly Humboldt. Този проект е създаден, за да привлече бъдещи инженери към инженерната програма на Cal Poly Humboldt.

Проектът беше представен от съответния клиент на екипа, ръководителят на катедрата в Инженерния факултет Айлийн Кашман. Помпата Wirtz беше проектирана да служи като визуален елемент на събития за работа с обществеността или когато е необходимо за инженерната програма.

Целта на този проект е да предостави на инженерния отдел настолна витрина, която може да се използва за представяне на инженерните ценности на Хумболт по време на информационни събития. Дизайнът трябва да бъде образователен,

По време на фазата на анализ на проблема в процеса на проектиране, Intrepid Hobbits изготвиха набор от критерии, които отговарят на нуждите на клиента. След това екипът работи с клиента, за да прецени важността на критериите един спрямо друг, класирани по скала от 1 до 10.

За да отговорим на нашите критерии, решихме да проектираме система, която да използва ръчна помпа, за да премества водата нагоре по вертикално разстояние, за да се отцеди върху релси, където тя да завърта колело, прикрепено към малък генератор, за да произвежда електричество, след което да се връща обратно в резервоара, за да влезе отново в цикъла. Решихме да използваме помпа Wirtz за преместване на водата и да адаптираме дизайн за ръчен генератор за генериране на електричество. Конструирайки помпата Wirtz, трябваше да произведем съединител за нашата винилова тръба, който да позволява на единия ѝ край да се върти, докато другият остава неподвижен, и да е водо/херметичен. Също така научихме, че броят на намотките на помпата Wirtz съответства на максималното по-голямо вертикално разстояние, което може да изпомпва (повече намотки означават по-голяма височина). Ръчният генератор е дизайн, който намерихме онлайн. Той използва 3D печат и включва изграждане на части за генериране на електричество от магнити, тел и лагери. Генераторът успя да произведе прилично количество енергия, но открихме, че силата на водата не може да завърти колелото, към което го прикрепихме. Това доведе до манипулация на дизайна на генератора, за да го свием и да намалим теглото му, като същевременно увеличим максимално количеството вода, което водното колело може да побере. Беше произведена втора мини версия на генератора, но тя едва успяваше да произведе и волт. Това ни накара да се откажем от идеята за генериране на електричество и да се съсредоточим само върху изхода на помпата Wirtz. Решихме да демонстрираме способността на помпата Wirtz да манипулира потока на водата. Водният лабиринт показва как в система под налягане помпа Wirtz може да промени посоката на потока на водата, като я завърти в обратна посока. Водата всъщност ще се движи назад в лабиринта.

• Примерна галерия
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 

Нашият краен продукт включва помпа Wirtz, вградена върху правоъгълен резервоар, директно над която е прикрепена дъска с колчета, използваща стара рециклирана секвоя за опори. Когато дръжката се завърти по посока на часовниковата стрелка, водата се движи нагоре по вертикалната тръба и напред през системата от винилови тръби, докато в края си не срещне входа на водния лабиринт. Водата ще си проправи път през лабиринта, докато достигне края, където ще падне върху водното колело директно отдолу и ще го завърти, като пример за това как тази система може да се използва за генериране на полезна продукция, ако размерът ѝ се увеличи. След завъртане на колелото водата ще се върне в резервоара, откъдето може да се изпомпва обратно в системата. При завъртане на помпата Wirtz обратно на часовниковата стрелка, водата се движи в обратна посока през системата и излиза през входа на помпата.

Рамката е изработена от стара рециклирана секвоя и е закрепена с зенкеровани 2" винтове torx. Задният крак е закрепен с панта от рециклирана панта за врата на шкаф с 30-градусов скос в долната част, за да се стабилизира задната дъска. Това е стандартна дъска с колчета, боядисана със спрей боя Rust Oleum и слой шеллак, за да се предпази от повреди от вода. 1" отвори са пробити от центъра на резервоара на всяка от дългите му страни, на 2" надолу от върха. След това рамката е закрепена към резервоара чрез уплътнен винт, преминаващ отвън в секвоята. Ротационната връзка е сглобена с коляното на кутията за лед от външната страна на задната част на резервоара и ротационния съединител на маркуча от вътрешната страна на резервоара. Стабилизиращата скоба е монтирана върху коляното на кутията за лед, за да се предотврати въртенето му. 1/4" винилова тръба след това се свързва с коляното на кутията за лед с помощта на тефлонова лента и преминава през стабилизиращата скоба на виниловата тръба и се закрепва към дъската с колчета чрез флорална тел по желания път. След това водният лабиринт и водното колело се поставят на подходящите места, така че водата да взаимодейства с тях по предназначение. Помпата Wirtz е сглобена чрез увиване на винилова тръба с вътрешен диаметър 1/2" около себе си, за да се образуват редица намотки, които след това се завързват заедно с канап и към рамката ѝ, която е направена от две пръчки от дугласова ела 1"x2"x10", боядисани и завършени със спрей шеллак, с отвор 7/8", пробит в центъра ѝ. След това помпата Wirtz е монтирана първо чрез закрепване на изходния край на помпата към ротационния съединител чрез винилова тръба с вътрешен диаметър 1/2" към адаптер за маркуч, използвайки тефлонова лента. Винилова тръба с външен диаметър 1" е прокарана през отвора в предната част на резервоара и през отвора в центъра на рамката на нашата помпа Wirtz, където приляга плътно, след което дръжката и частите на вала са закрепени чрез винтове с уплътнение, за да се завърши сглобката.

• Примерна галерия

Работата с помпата Wirtz е лесен процес, който включва завъртане на дръжката, за да се позволи на помпата да се върти.

Как да използвате помпата Wirtz

Завъртане на помпата Wirtz в окончателния проект

Ключови думи: помпа Wirtz , водно колело

Дата: 2024-05-01

Местоположение: Калифорния

Това е таблица с всички материали, използвани в крайния проект. Посочените разходи са текущите цени за всеки артикул и платената цена.

Необходими са няколко прости стъпки, за да може помпата Wirtz да работи за всяка употреба.

1

Подготовка за работа

Поставете резервоара на мястото на работа, монтирайте и закрепете таблото към резервоара чрез уплътнени винтове

2

Напълнете с вода и завъртете манивелата

Прикрепете винилова тръба към коляното на кутията за лед, разположено в задната част на резервоара, с помощта на клещи, след което напълнете резервоара с вода, докато лостът за водата докосне дървото. След като се напълни, просто завъртете дръжката, за да работите, по посока на часовниковата стрелка водата се движи напред, обратно на часовниковата стрелка се движи назад.

Този проект е проектиран да бъде лесен за поддръжка и издръжлив. Повечето от използваните компоненти ще издържат много години и ще се използват; частите обаче са склонни да се износват с времето. Екипът е предвидил кои части биха могли да се счупят в бъдеще, а също така е включил минималната поддръжка, необходима за проекта за всяка употреба.

На употреба

• Проверете съединенията за течове и ги затегнете, където е необходимо

На всеки няколко години

• Сменете компресионната мъниста, ако е счупена (поради презатягане или продължително износване)

Дизайнът на помпата на Wirtz успешно използва човешка сила, за да демонстрира способността на помпата да движи водата вертикално и да манипулира потока на водата, за да се движи напред и назад през системата. Първоначалните тестове за използване на водата за завъртане на водно колело, което би генерирало електричество, се провалиха и екипът нямаше време да измисли ново решение.

За да се тества помпата Wirtz, имаше много променливи, които биха могли да повлияят на успеха ѝ. Някои от променливите бяха течове в съединенията, липса на въздушно налягане, брой намотки на тръбите, разстояние между намотките, скорост на въртене на помпата и комбинация от различни фактори едновременно. Чрез тестване на помпата Wirtz екипът осъзна, че вертикалното разстояние, което водата може да измине, е ограничено от броя на намотките в помпата. Също така, скоростта на въртене на помпата трябва да бъде достатъчно бавна, за да може да се осъществи обмен на въздух и вода в намотките.

Най-големият урок, който екипът научи, беше да разбере напълно нуждите на клиента чрез непрекъсната комуникация, преди да оразмери компонентите и да купи материали. Екипът отдели много време и пари за създаване на прототипи, които бяха твърде големи за нуждите на клиента.

Една от възможностите за бъдещето на този проект би могла да бъде проектирането на ротационно съединение за помпата, което е по-прецизно и лесно за изпълнение, вместо обемисто и неудобно. Друга стъпка би могла да бъде намирането на начин за генериране на електричество чрез водноелектрическа енергия след изпомпване на водата, което би могло да изисква увеличаване на размера на помпата и използване на повече вода.

• Лулу Вос
• Елиът Баутиста
• Дайм Борг
• Уилям Дейвис