مضخات رام هيدروليكية

This page is an automatic translation to Arabic of Hydraulic ram pumps.This translation is distributed in the hope that it will be useful, but without any guarantee of accuracy.Read more...

مضخة الكبش الهيدروليكية DIY

مضخة الرام الهيدروليكية أو الهيدرام أو ببساطة مضخة الرام هي جهاز ضخ أوتوماتيكي قادر على ضخ المياه أعلى من مصدرها الأصلي دون استخدام الكهرباء أو أي مصدر طاقة آخر. فهو يستخدم جزأين متحركين فقط، وبالتالي فهو بسيط للغاية من الناحية الميكانيكية. وهذا يمنحها موثوقية عالية جدًا، ومتطلبات صيانة قليلة وعمر تشغيلي طويل.

الشكل 1: مضخة الكبش الهيدروليكية [1] LifewaterInternational

مضخة الكبش الهيدروليكية، أو Hydram، أو ببساطة مضخة الكبش هي مضخة تستخدم تأثير المطرقة المائية ^W الناتج عن ضغط الماء المتراكم. وباستخدام هذا الضغط الناتج عن مصدر الماء فوق المضخة، فإنه قادر على رفع الماء إلى ارتفاع أعلى من المضخة. باستخدام جزأين متحركين فقط، وميكانيكا السوائل البسيطة، والطاقة الموجودة في الماء، يمكن لمضخة الكبش الهيدروليكية العمل بدون كهرباء أو أي مصدر طاقة آخر.

مزايا

وهنا بعض المزايا:

• لا يوجد كهرباء أو مصدر طاقة خارجي
• التشغيل المستمر
• سهل الصيانة
• حياة طويلة
• موثوق

سلبيات

وهنا بعض العيوب:

• مناسبة فقط لمواقع معينة
• كمية كبيرة من جريان المياه الزائدة (على الرغم من أنه عادة ما يتم نقلها عبر الأنابيب أو إعادة توجيهها إلى المصدر)
• عادة ما تكون معدلات تدفق الخروج منخفضة لكل مضخة
• قد تحتاج إلى معالجة قضايا الترسيب

تاريخ

يرجع الفضل إلى جون وايتهيرست في فكرة المكبس الهيدروليكي في عام 1772، على الرغم من أنها لم تصبح آلة عملية حتى قام المخترع الفرنسي جوزيف مونتجولفييه بتصنيع ذاكرة وصول عشوائي أوتوماتيكية في عام 1796. اشترى جيمس إيستون براءة اختراع مونتجولفييه وأعمال ذاكرة الوصول العشوائي الهيدروليكية في وايت هيرست في القرن التاسع عشر. وأدخل الآلة إلى إنجلترا. في عام 1929، استحوذت شركة Green & Carter على براءة الاختراع وعلى أعمال شركة Easton، وبدأت في تصنيع وتركيب Vulcan وVacher RAMS منذ ذلك الحين. ^[1] (من الأفضل تذكر الأخوين مونجولفييه في فرنسا عام 1796 لعملهما الرائد في استخدام بالونات الهواء الساخن). ^[1]

في عام 1996، حصل مهندس إنجليزي، فريدريك فيليب سيلوين، على براءة اختراع "مضخم ضغط السوائل" الذي يختلف في العديد من النواحي عن تكنولوجيا الكبش المعاصرة من خلال تطوير صمام النفايات ذو التأثير الفنتوري ^{. [2]}

مضخة كبش هيدروليكية بابا 2 بوصة

مضخة بابا رام هي نسخة القرن الحادي والعشرين من المضخات الهيدروليكية التقليدية ( مضخات المياه التي لا تعمل إلا بتدفق الماء)، فهي أصغر حجمًا وأخف وزنًا وأرخص وأكثر كفاءة.

اقرأ أكثر "

تستخدم مضخة Papa ram الضغط المنخفض الناتج عن تدفق المياه عالي السرعة حول صمام ^W مرن على شكل منحنى (مع فقدان ضغط منخفض) للسماح بتصميم صمام يتيح الإغلاق السريع وبمساحة مقطعية صغيرة نسبيًا ووزن منخفض. تم تكوين صمام الفنتوري هذا كقسم حلقي يتم وضعه حول مدخل إمداد المضخة مع وجود مخرج توصيل المضخة مباشرة في الخط. سمح هذا لهيكل المضخة بأن يكون متحد المركز وبالتالي قويًا بطبيعته، وعند إغلاق الصمام، يسمح بتوصيل المياه بكفاءة من خلال العمل بما يتماشى مع الإمداد عبر صمام عدم رجوع ثانٍ أصغر حجمًا لتوصيل تأثير فنتوري. كما تسمح المواد المرنة وتشغيل هذه الصمامات بالعودة الذاتية دون وزن أو مساعدة زنبركية.

يوفر وعاء الضغط ^W المثبت على نقطة الإنطلاق المتصلة بمنفذ توصيل المضخة وسيلة تراكم التدفق النبضي. أدت هذه التكنولوجيا والتصميم الفريدان إلى خفض الوزن وتكلفة التصنيع وعدد المكونات المطلوبة بشكل كبير - بالإضافة إلى توفير تحسين شامل في الكفاءة. تم تطوير براءات اختراع إضافية ممنوحة لشركة Selwyn منذ ذلك الحين من قبل الشركات البريطانية Papa Ltd وWater Powered Technologies Ltd ^[3] في Bude ^W ، كورنوال ، مما أدى إلى تعزيز التكنولوجيا لتشمل مضخة ^W مصبوبة بالحقن من ^مادة مركبة مما يسمح بإنتاج كميات كبيرة بتكلفة منخفضة نسبيًا ^W مع الحفاظ على القوة العالية والوزن المنخفض والأداء العالي الذي لم يكن من الممكن تحقيقه في السابق إلا باستخدام الوحدات المعدنية.

وتشمل التطورات الجديدة الأخرى ما يلي:

• صمام منظم أوتوماتيكي يمكن تركيبه ببساطة على المضخة للسماح بأقصى استفادة من إمدادات المياه من مصادر المياه المنخفضة أو المتغيرة موسميا دون الحاجة إلى ضبط المضخة يدويا.
• إصدارات المضخات الأكبر حجمًا بمداخل بقطر 500 مم و1 متر لتطبيقات الأنهار الكبيرة والمد والجزر البحرية والفيضانات.

كما تم تطوير الأنظمة واستخدامها لتجميع مياه الأمطار ومعالجة المياه وغيرها من تطبيقاتمرافق ^{المياه .}

^{يجب أن تسمح تقنية W} الجديدة القابلة للتطوير وعمليات التصنيع والمواد والقدرة على التكامل مع الأنظمة الأخرى لمضخة الكبش في القرن الحادي والعشرين باستعادة الاعتراف بها كشركة رائدة عالميًا في إمدادات المياه الموفرة للطاقة بالإضافة إلى أدوار جديدة في توليد الطاقة والري والفيضانات شبكات الدعم.

نظرية

كيف يعمل؟

الشكل 2. نظام مضخة الكبش الهيدروليكي

من أجل بناء الهيدرام، من الضروري أن يكون لديك مصدر مياه وفير مثل جدول أو نبع (غالبًا ما تهدر المضخات 90٪، ولكن في حالة مصدر المياه المتدفق، غالبًا ما يكون من الممكن إعادة توجيه المياه الزائدة أو إعادة توجيهها عبر الأنابيب) إلى المصدر). يجب أن تكون المضخة موجودة على ارتفاع أقل من مصدر المياه. تعمل الطاقة الحركية للمياه الجارية على المنحدرات عبر أنبوب الدفع على زيادة الضغط وتستخدم تأثير المطرقة المائية ^W الناتج عن ضغط الماء المتراكم. تصبح المضخة بعد ذلك قادرة على استخدام هذا الضغط المتراكم لضخ المياه من خلال أنبوب توصيل ذو قطر أصغر على مسافة أكبر أو ارتفاع أعلى من مصدر المياه الأصلي. يمكن نقل أكثر من 50% من طاقة تدفق القيادة إلى تدفق التسليم.

• 

  الشكل 1 أ: مضخة الكبش الهيدروليكية

• 

  الشكل 1 ب: مضخة الكبش الهيدروليكية

• 

  الشكل 1C: مضخة الكبش الهيدروليكية

• 

  الشكل 1 د: مضخة الكبش الهيدروليكية

يوضح الشكل 1 الكبش الهيدروليكي؛ في البداية، سيتم فتح صمام الدفع (أو صمام النفايات نظرًا لأنه مخرج المياه غير المضخ) تحت الجاذبية (أو في بعض التصميمات يتم فتحه بواسطة زنبرك خفيف). سوف يتدفق الماء بعد ذلك عبر أنبوب القيادة (من خلال مصفاة) من مصدر المياه. مع تسارع التدفق، سيزداد الضغط الهيدروليكي تحت الصمام النبضي والضغط الساكن في جسم الهيدرام (الشكل 1ب) حتى تتغلب القوى الناتجة على وزن الصمام النبضي وتبدأ في إغلاقه. بمجرد أن تنخفض فتحة الصمام، يتزايد ضغط الماء في جسم الهيدرام بسرعة ويغلق الصمام النبضي. لم يعد عمود الماء المتحرك في أنبوب القيادة قادرًا على الخروج عبر الصمام النبضي، لذا يجب أن تنخفض سرعته فجأة؛ يستمر هذا في التسبب في ارتفاع كبير في الضغط مما يؤدي إلى فتح صمام التوصيل إلى غرفة الهواء.

بمجرد أن يتجاوز الضغط رأس التوصيل الثابت، سيتم دفع الماء إلى أعلى أنبوب التوصيل. يتم ضغط الهواء المحبوس في غرفة الهواء في نفس الوقت إلى ضغط يتجاوز ضغط التسليم. في نهاية المطاف، يتوقف عمود الماء في أنبوب القيادة وينخفض ​​الضغط الساكن في الغلاف إلى ما يقرب من ضغط رأس الإمداد. سيتم بعد ذلك إغلاق صمام التسليم، عندما يتجاوز الضغط في غرفة الهواء الضغط الموجود في الغلاف. سيستمر توصيل الماء بعد إغلاق صمام التوصيل حتى يتمدد الهواء المضغوط في غرفة الهواء إلى ضغط يساوي رأس التوصيل. يتم تضمين صمام فحص في أنبوب التوصيل لمنع تدفق العودة.

في نفس الوقت الذي يُغلق فيه صمام التوصيل، مما ينتج عنه نبضة من الضغط العالي، تبدأ تلك النبضة في الانتشار إلى أعلى أنبوب التوصيل، تمامًا كما هو الحال مع أي نبض "مطرقة مائية". عندما تصل إلى المصدر، تتحول نبضة الضغط إلى نبضة شفط، والتي تنتشر بعد ذلك مرة أخرى إلى أسفل أنبوب الإمداد. عند الوصول إلى جسم الهيدرام، يقوم هذا الضغط السلبي بسحب صمام الإمداد إلى الإغلاق وأيضًا، مع الوزن وأي نوابض مستخدمة، يسحب الصمام النبضي لفتحه ويمتص القليل من الهواء عبر صمام "الاستنشاق" في حالة وجوده كما هو موضح أدناه. وهذا يتيح للدورة أن تبدأ من جديد. تعمل معظم الهيدرام بمعدل 30-100 دورة في الدقيقة. مع الأنابيب الفولاذية القصيرة، قد تكون هناك حاجة لرحلات عديدة لموجة الضغط/الفراغ لأعلى ولأسفل في أنبوب الإمداد. كل رحلة لأعلى وخلف تجعل الضغط المطلق في جسم الهيدرام أقل حتى يصبح في النهاية سالبًا. إن فهم كيفية انتقال موجات الضغط/الفراغ لأعلى ولأسفل في أنبوب الإمداد يساعد كثيرًا في معرفة لماذا يجب أن يكون أنبوب الإمداد مستقيمًا وسلسًا وله القطر الثابت والمواد. ربما يكون هذا هو الجزء الأقل فهمًا من عملية Hydram، ومع ذلك فهو مهم جدًا لركوب الدراجات بشكل موثوق.

تعتبر غرفة الهواء مكونًا حيويًا. قد يؤدي ذلك إلى تحسين كفاءة العملية من خلال السماح بمواصلة التسليم بعد إغلاق صمام التسليم. ومن الضروري أيضًا تخفيف الصدمات التي قد تحدث بسبب طبيعة الماء غير القابلة للضغط. إذا امتلأت حجرة الهواء بالماء تمامًا، فلن يتأثر الأداء فحسب، بل قد يتعرض جسم الهيدرام أو أنبوب القيادة أو حجرة الهواء نفسها للكسر بسبب المطرقة المائية الناتجة. نظرًا لأن الماء يمكن أن يذيب الهواء، خاصة تحت الضغط، فهناك ميل إلى استنفاد الهواء الموجود في الحجرة عن طريق حمله بعيدًا مع تدفق التسليم. تتغلب تصميمات الهيدرام المختلفة على هذه المشكلة بطرق مختلفة. الحل الأكثر بساطة يتطلب من المستخدم إيقاف الهيدرام من حين لآخر وتصريف غرفة الهواء عن طريق فتح صنبورين، أحدهما لإدخال الهواء والآخر لإطلاق الماء. هناك طريقة أخرى للهيدرامات الأكثر تطورًا وهي تضمين صمام استنشاق يسمح تلقائيًا بسحب الهواء إلى قاعدة غرفة الهواء عندما ينخفض ​​ضغط الماء مؤقتًا عن الضغط الجوي. من المهم مع هذه الوحدات إجراء فحص من حين لآخر للتأكد من أن صمام الاستنشاق لم يسد بالأوساخ وأنه يعمل بشكل صحيح.

المعادلات الهندسية

معادلة برنولي ^[4]

ص1γ+الخامس122ز+ض1=ص2γ+الخامس222ز+ض2{\displaystyle {p_{1} \over \gamma}+{v_{1}^{2} \over 2g}+z_{1}={p_{2} \over \gamma }+{v_{2}^ {2} \أكثر من 2g}+z_{2}}

أين

• ع = الضغط
• غاما = الوزن النوعي للماء
• ت = السرعة
• ض = الارتفاع

المعادلة 2: التدفق في الأنبوب ^[4]

س=الخامس∗أ{\displaystyle Q=v*A}

أين:

• س = معدل التدفق (م ³ /ث)
• v = متوسط ​​سرعة الماء في القناة (م/ث)
• أ = مساحة مقطع الماء في القناة (م ² )

المعادلة 3: خسارة الرأس ^[4]

حF=16F∗لس22ز∗π2∗د5{\displaystyle h_{f}={\frac {16f*LQ^{2}}{2g*\pi ^{2}*D^{5}}}}

أين:

• ح _و = فقدان الرأس (م)
• و = عامل الاحتكاك
• ز = الجاذبية
• س = معدل التدفق (م ³ /ث)
• L = طول الأنبوب
• د = قطر الأنبوب

المعادلة 4: خسائر طفيفة في الرأس ^[4]

حل(مأنانسص)=16ك∗(س2)/(2ز∗π2∗د4){\displaystyle h_{L}(قاصر)=16K*(Q^{2})/(2g*\pi ^{2}*D^{4})}

أين:

• h _L (قاصر) = (= فقدان الرأس (م)
• K = معامل الخسارة البسيطة
• ز = الجاذبية
• س = معدل التدفق (م ³ /ث)
• د = قطر الأنبوب

المعادلة 5:

سسشر=(سأنان×الخامسهصرأناجأل Fألل×صشمص هFFأناجأناهنجذ جسنسرأنر)/الخامسهصرأناجأل لأناFر{\displaystyle Q_{\mathrm {out} }=(Q_{\mathrm {in} }\times \mathrm {عمودي\ سقوط} \times \mathrm {مضخة\ كفاءة\ ثابت})/\mathrm {عمودي\ رفع} }

تطبيق

بناء

الشكل 1: مضخة الكبش الهيدروليكية ^[5] LifewaterInternational

البيانات الضرورية: بمجرد جمع هذه البيانات، قد يتم طلب أو إنشاء مضخة رام.

1. تغير الارتفاع بين المصدر والمضخة (السقوط الرأسي أو رأس الإمداد)
2. تغيير الارتفاع بين المضخة وموقع التسليم (الرفع العمودي أو رأس التسليم)
3. كمية المياه المتوفرة عند المصدر (مدخل Q)
4. الحد الأدنى من المياه اليومية المطلوبة في موقع التسليم (منفذ Q)
5. المسافة من المصدر إلى المضخة (طول أنبوب القيادة)
6. المسافة من المضخة إلى موقع التسليم (طول أنبوب التسليم)

1. أنبوب القيادة - الفولاذ المجلفن الثقيل أو الحديد الزهر هو الأفضل. يمنع الدفن عبث الحيوانات أو الأشخاص. ^[7] عادةً يجب أن يكون طول أنبوب التشغيل حوالي ثلاثة إلى سبعة أضعاف رأس الإمداد. من الناحية المثالية، ينبغي أن يكون طول أنبوب القيادة 100 مرة على الأقل من قطره. يجب أن يكون أنبوب القيادة مستقيمًا بشكل عام؛ لن تؤدي أي انحناءات إلى فقدان الكفاءة فحسب، بل ستؤدي أيضًا إلى تقلبات قوية في الجوانب على الأنبوب مما قد يتسبب في كسره. بالإضافة إلى ذلك، فإن أي تغييرات في قطر الأنبوب أو المادة على طوله ستؤدي إلى تعطيل نبضات المطرقة المائية التي تنتشر لأعلى ولأسفل الأنبوب، وهي مهمة لركوب الدراجات بشكل موثوق. يجب أن تكون أي صمامات من النوع الكامل التدفق مثل الصمامات الكروية. يجب أن يكون الطرف العلوي للأنبوب بعيدًا بدرجة كافية عن مستوى الماء لمنع دخول الفقاعات إلى الأنبوب، لكن ليس في قاع الخزان العميق. عادة ما يكون 6 بوصات تحت مستوى الماء مكانًا جيدًا لذلك.

2. صمام الماء الزائد - يتم توقيت دورة الهيدرام حسب خاصية صمام النفايات. عادة يمكن وزنه أو شده مسبقًا بواسطة زنبرك قابل للتعديل، ويتم توفير سدادة لولبية قابلة للتعديل بشكل عام مما يسمح بتغيير الحد الأقصى للفتحة. وتتأثر الكفاءة، التي تحدد كمية المياه التي سيتم تسليمها من تدفق محرك معين، بشكل حاسم بإعداد الصمام. وذلك لأنه إذا ظل صمام النفايات مفتوحًا لفترة طويلة جدًا، فسيتم ضخ نسبة أقل من المياه الإنتاجية، وبالتالي تنخفض الكفاءة، ولكن إذا تم إغلاقه بسهولة شديدة، فلن يتراكم الضغط لفترة كافية في جسم الهيدرام، لذلك سيتم تسليم كميات أقل من المياه مرة أخرى. غالبًا ما يكون هناك مسمار قابل للتعديل يحد من فتح الصمام إلى كمية محددة مسبقًا مما يسمح بتشغيل الجهاز لتحسين أدائه. ينبغي أن يكون فني التركيب الماهر قادرًا على ضبط صمام النفايات في الموقع للحصول على الأداء الأمثل.

3. أنبوب التوصيل - يمكن أن يكون أنبوب التوصيل مصنوعًا من أي مادة قادرة على تحمل ضغط الماء المؤدي إلى خزان التوصيل. في جميع التطبيقات باستثناء التطبيقات ذات الرأس العالي جدًا، يمكن أخذ الأنابيب البلاستيكية بعين الاعتبار؛ مع الرؤوس العالية، قد يكون الطرف السفلي من خط التوصيل أفضل من الأنابيب الفولاذية. يجب أن يسمح قطر خط التوصيل بتجنب الاحتكاك المفرط للأنابيب فيما يتعلق بمعدلات التدفق المتوقعة والمسافة التي سيتم نقل المياه إليها. يوصى بتركيب صمام يدوي أو صمام فحص (صمام عدم رجوع) في خط التوصيل بالقرب من مخرج الهيدرام، بحيث لا يلزم تصريف خط التوصيل في حالة إيقاف الهيدرام لضبطه أو لأي سبب آخر. سيؤدي هذا أيضًا إلى تقليل أي تدفق خلفي عبر صمام التسليم في غرفة الهواء وتحسين الكفاءة.

4. صمام الدفع - هناك عدد من أنواع الصمامات الدافعة التي يمكن استخدامها. يتميز الصمام النبضي ذو الترباس الموزون بالمتانة وسهولة الصيانة والمبادئ سهلة بما يكفي ليتمكن أي شخص من فهمها. الوزن الأقل يعني أنه سيكون هناك ضربة أسرع وضخ كمية أقل من الماء. المزيد من الوزن يعني ضربات أبطأ وضخ المزيد من المياه.

5. صمام التوصيل - يُعرف أيضًا بصمام الفحص ^W. يسمح فقط للسائل بالسفر في اتجاه واحد. تشمل أنواع صمامات الفحص ما يلي: صمامات الكرة، والتأرجح، والحجاب الحاجز، وفحص الرفع.

6. وعاء الضغط - يؤدي الارتفاع الكبير في الضغط الناتج عن الماء إلى ضغط الهواء داخل وعاء الضغط. تُعرف هذه الزيادة في الضغط باسم تأثير المطرقة المائية ^{W [8]}

مصدر المياه - عادة تيار أو ربيع. يجب أن يكون معدل التدفق المناسب. الارتفاع الأعلى أفضل (المزيد من الرأس). يجب أن تكون قادرًا على قياس معدل التدفق. بالنسبة للتدفقات الأصغر، يمكن احتواء المياه باستخدام سد أو منطقة احتواء. ^[7] بالنسبة للتدفقات الأكبر ، يمكن استخدام السد ^W. من الضروري منع دخول الأوساخ والحطام إلى المضخة وأنبوب القيادة. يتم استخدام الشبكات والمرشحات وفي كثير من الأحيان خزان الإمداد أو خزان الرواسب.

مبيت رام - قد يكون من الأفضل استخدام غطاء أمان أو مبيت لمنع حدوث أي ضرر خارجي أو سرقة. يتطلب جسم الهيدرام أن يتم تثبيته بمسامير بقوة على أساس خرساني، حيث أن نبضات عمله تتسبب في حمل صدمة كبير. يجب وضع الهيدرام بحيث يكون صمام النفايات موجودًا دائمًا فوق مستوى مياه الفيضان، حيث سيتوقف الجهاز عن العمل إذا أصبح صمام النفايات مغمورًا.

خزان الخزان - عادةً ما يتم تضمين خزان تخزين في الجزء العلوي من أنبوب التوصيل للسماح بسحب المياه بكميات مختلفة حسب الحاجة.

هيدرامز متعددة - عندما تكون هناك حاجة إلى سعة أكبر، فمن الشائع تركيب عدة هيدرامز بالتوازي. يتيح ذلك اختيار عدد العمليات التي سيتم تشغيلها في أي وقت حتى تتمكن من تلبية تدفقات العرض المتغيرة أو الطلب المتغير. يجب أن يكون حجم وطول أنبوب القيادة متناسبًا مع رأس العمل الذي يعمل منه الكبش. بالإضافة إلى ذلك، يحمل أنبوب التشغيل أحمال صدمات داخلية شديدة بسبب المطرقة المائية، وبالتالي يجب أن يتم تصنيعه عادةً من أنابيب مياه فولاذية ذات نوعية جيدة.

متطلبات التصميم

الشكل 3: تصميم الهيدرام التقليدي

يتم استخدام الهيدرام في الغالب لأعمال إمداد المياه، في المناطق الجبلية أو الجبلية، مما يتطلب معدلات تدفق صغيرة يتم توصيلها إلى الرؤوس العالية. وهي أقل استخدامًا لأغراض الري، حيث تتطلب معدلات التدفق الأعلى المطلوبة عادةً استخدام أحجام أكبر من الهيدرام التي تحتوي على أنابيب دفع مقاس 6 بوصات أو 4 بوصات. ^[9] عادةً ما يصف المصنعون حجم الهيدرام من خلال أقطار أنابيب الإمداد والتوصيل (تُعطى عمومًا بالبوصة حتى في البلدان المترية بسبب الاستخدام الشائع لأحجام البوصات لأقطار الأنابيب)؛ على سبيل المثال، يحتوي الهيدرام مقاس 6 × 3 على أنبوب دفع بقطر 6 بوصة وأنبوب توصيل بقطر 3 بوصة.

تعتبر تصميمات الهيدرام التقليدية، كما هو موضح في الشكل 3، والتي تم تطويرها منذ قرن من الزمان في أوروبا، قوية للغاية. تميل إلى أن تكون مصنوعة من المسبوكات الثقيلة ومن المعروف أنها تعمل بشكل موثوق لمدة 50 عامًا أو أكثر. ومع ذلك، على الرغم من أن عددًا من هذه التصميمات لا يزال يتم تصنيعها في أوروبا والولايات المتحدة الأمريكية بأعداد صغيرة، إلا أنها باهظة الثمن نسبيًا، على الرغم من أن أنابيب الدفع وأنابيب التوصيل والأعمال المدنية بشكل عام ستكون أكثر تكلفة بكثير حتى من أثقل أنواع الهيدرام .

تم تطوير التصميمات الأخف، المصنعة باستخدام ألواح الصلب الملحومة، أولاً في اليابان ويتم الآن إنتاجها في أجزاء أخرى من جنوب شرق آسيا بما في ذلك تايوان وتايلاند. إنها أرخص، ولكن من المرجح أن تدوم لعقد من الزمن أو نحو ذلك فقط لأنها مصنوعة من مادة أرق والتي سوف تتآكل في النهاية. ومع ذلك، فهي تقدم قيمة جيدة مقابل المال ومن المرجح أن تؤدي أداءً موثوقًا.

تزن مضخة Papa ram مقاس 2 بوصة، المصنوعة من مركب هندسي عالي المواصفات، 2 كجم فقط مقارنة بمضخة الهيدرام التقليدية مقاس 2 بوصة والتي تزن حوالي 96 كجم

الشكل 4: مضخة كبش مصنوعة من تجهيزات الأنابيب القياسية

كما تم تطوير بعض التصميمات البسيطة التي يمكن ارتجالها من تجهيزات الأنابيب من قبل وكالات المعونة (الشكل 4)، كما تم أيضًا ارتجال بعض الإصدارات المثيرة للاهتمام بشكل فظ باستخدام مواد خردة، مثل الوحدة التي يتم إنتاجها ببعض الأعداد في جنوب لاوس من المواد التي تم انتشالها من الجسور المقصوفة واستخدام اسطوانات البروبان القديمة لغرفة الهواء. وغني عن القول أن تكلفة هذه الأجهزة منخفضة جدًا، لكن تكلفة الأنابيب في النهاية أعلى بكثير من تكلفة الهيدرام. إنها ليست دائمًا موثوقة مثل التصميمات التقليدية، ولكنها عادةً ما تكون موثوقة بشكل مقبول مع فصل الأعطال بعدة أشهر بدلاً من الأيام، كما أنها سهلة الإصلاح عند فشلها.

يكلف

يمكن أن تتراوح تكاليف الهيدرام من أقل من 100 دولار للمضخات الصغيرة "افعلها بنفسك" باستخدام مواد محلية أو ما يقرب من 60 ألف دولار للمضخات التجارية الأكبر حجمًا. في حين أن المضخات التجارية أكثر تكلفة، إلا أنها تستطيع التعامل مع سوء الاستخدام المستمر المرتبط بتأثير المطرقة والضغوط العالية. في حين أن الاستثمار الأولي للمضخة والنظام المقابل قد يبدو مرتفعًا، إلا أنه لا توجد تكاليف وقود وتكاليف صيانة منخفضة مرتبطة بالهيدرامات.

120 دولارًا مضخة كبش هيدروليكية محلية الصنع من Clemson Cooperative Extension ^[10]

تبلغ تكلفة مضخة الكبش لتزويد مجتمع مكون من 300 شخص في الفلبين ما بين 4000 إلى 5000 دولار ^[11]

مضخات رام من Green & Carter بأحجام ذاكرة وصول عشوائي تتراوح من 1-1/4 - 8 تكلف ما بين 2,658 دولارًا - 58,679 دولارًا على التوالي.

تتراوح تكلفة مضخة Papa ram مقاس 2 بوصة من 995 دولارًا إلى 1800 دولارًا (بسعر الولايات المتحدة). ويشمل ذلك مجموعة خرطوم التوصيل، والصمام الكروي، وأوعية الضغط، والترشيح.

اعتبارات لتنمية المجتمعات

موثوقة وسهلة الإصلاح. تدريب فني محلي.

مشاكل

صيانة

من المعروف أن مضخات رامس تعمل بشكل مستمر مع الحد الأدنى من الصيانة. ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى وجود عدد قليل فقط من الأجزاء المتحركة. ينبغي أن تؤخذ في الاعتبار المواد المتاحة وقرب الفني عند اختيار نوع المضخة. إذا كان هناك شخص محلي لديه القدرة على إجراء الإصلاحات والتحقق من الأداء الوظيفي بشكل متكرر، فقد يكون من الأفضل بناء مضخة كبس باستخدام مواد محلية رخيصة. إذا كان توفر الفني محدودًا، فقد يكون من الأفضل استخدام مضخة تجارية. [دليل المضخة الهيدروليكية] في حالة استخدام المياه النظيفة، لا يلزم إجراء الصيانة إلا بعد عدة سنوات. ^[12]

الأعراض والأسباب المحتملة للخلل

التكيف مع استخدام المكابس الهيدروليكية في نيبال - دليل للتصنيع والتركيب' (الكتاب متاح مجانًا من صندوق اليونيسف 1187 كاتماندو، نيبال) ^[13]

1. ضجيج معدني عالٍ من المضخة. لا يوجد هواء في الغرفة. يجب إيقاف المضخة وتصريف غرفة الهواء من الماء للصيانة. التحقق من وجود تسرب الهواء.
2. صمام الدفع لا يعمل/تحقق من عدم وجود حطام. تحقق من صمام النبض الموجود على المقاعد، ويجب أن يكون قادرًا على التحرك بحرية.
3. صمام الدفع متقطع يشير في كثير من الأحيان إلى وجود هواء في أنبوب القيادة. تحقق للتأكد من أن فتحة أنبوب المحرك مغمورة بالمياه. استنزاف أي الهواء المحبوس.
4. المضخة تعمل، ولكن لا توجد مياه في موقع التسليم. تأكد من أن صمام بوابة التسليم مفتوح وأنه لا يوجد أي عائق أو انسداد للهواء.
5. يبقى صمام الدافع مفتوحا. لا يوجد ما يكفي من الماء في أنبوب القيادة، أو وجود وزن كبير على الصمام النبضي، أو مشكلة في صمام التسليم.
6. ضربات غير متساوية أو طرق. تسرب/هواء في أنبوب القيادة. لا يوجد ما يكفي من الماء فوق أنبوب القيادة.

البدائل

تشمل بدائل المضخات المستدامة الأخرى ما يلي:

• مضخات الجاذبية ^ث
• مضخة يدوية ^ث
• مضخة يحركها الحيوان
• المضخة الشمسية
• مضخة الرياح ^ث
• مضخة الدواسة ^ث
• مضخة حبل

خصائص الأداء

يشير الجدول 1 إلى الأداء المقدر للهيدرامز التجارية النموذجية مقاس 2 بوصة × 1 بوصة و4 بوصة × 2 بوصة و6 بوصة × 3 بوصة.

الجدول 1: الأداء المقدر للهيدرام

يوضح الجدول 2 أداء مضخة Papa مقاس 2 بوصة

الجدول 2: أداء المضخة الهيدروليكية Papa مقاس 2 بوصة بناءً على تدفق 1 لتر/ثانية (60 لتر/دقيقة) داخل المضخة

مزيد من المعلومات

مراجع

مراجع أخرى

• الأولي 1. العمل العملي، "المضخات الهيدروليكية"، الملخصات الفنية للعمل العملي، المجلد. ، لا. ، ص، 02 فبراير 2002.[]. : http://web.archive.org/web/20140929020122/http://practicalaction.org/hydraulic-ram-pumps .
• بي دبليو يونغ، "تصميم أنظمة مضخة رام الهيدروليكية،" وقائع معهد المهندسين الميكانيكيين الجزء أ-مجلة الطاقة والطاقة، المجلد. 209، ص 313-322، 1995.
• بي دبليو يونغ، "التصميم العام لمضخات الكبش،" وقائع معهد المهندسين الميكانيكيين، المجلد. 212، ص 117-117، 1998.
• EJ Schiller and P. Kahangire، "التحليل والنموذج المحوسب للمضخة الهيدروليكية الأوتوماتيكية"، المجلة الكندية للهندسة المدنية، المجلد. 11، ص 743-750، 1984.
• "تطوير مضخة الضغط العالي،" مضخات العالم، المجلد. 1996، ص 15-16، 1996.
• هوفكس وفيشر "مصادر الطاقة المتجددة لإمدادات المياه الريفية في البلدان النامية" - المركز المرجعي الدولي لإمدادات المياه والصرف الصحي المجتمعية، لاهاي، هولندا - 1986.
• "المضخات الهيدروليكية،" التكنولوجيا المناسبة، المجلد. 29، ص 30-33، 2002.
• Iversen HW "تحليل المكبس الهيدروليكي" - مجلة هندسة الموائع، معاملات الجمعية الأمريكية للمهندسين الميكانيكيين - يونيو 1975.
• JA Kypuros وRG Longoria، "نموذج التوليف لتصميم الأنظمة المحولة باستخدام صياغة نظام هيكل متغير،" مجلة الأنظمة الديناميكية والقياس والتحكم، المجلد. 125، ص 618-629، 2003.
• Jeffery, TD, Thomas TH, Smith AV, Glover, PB, Fountain PD "المضخات الهيدروليكية: دليل لأنظمة إمدادات المياه بمضخة الكبش" - منشورات ITDG، 1992
• Kindel EW "مكبس هيدروليكي للاستخدام القروي" - متطوعون في المساعدة الفنية، أرلينغتون، فيرجينيا، الولايات المتحدة الأمريكية - 1970 و1975.
• إم دي إف، "الجدوى الفنية للطاقة الموجية لتحلية مياه البحر باستخدام الكبش المائي (هيدرام)،" تحلية المياه، المجلد. 153، ص 287-293، 2003.
• "مضخات رام،" مضخات العالم، المجلد. 1999، ص. 55، 1999.
• "مضخات الكبش تزيل الكدح من نقل الحمأة،" World Pumps، المجلد. 1999، ص 18-19، 1999.
• س. وات، دليل على المكبس الهيدروليكي لضخ المياه، الطبعة الثالثة، لندن: منشورات التكنولوجيا المتوسطة المحدودة، 1977، ص. .
• V. Filipan, Z. Virag, and A. Bergant، "النمذجة الرياضية لنظام المضخة الهيدروليكية،" Strojniski Vestnik-Journal of Mechanical Engineering، المجلد. 49، ص 137-149، 2003.
• دبليو بي جيمس، "صمام الطاقة الكهرومائية: تطبيق جديد لجهاز قديم،" مجلة الجمعية الأمريكية لأعمال المياه، المجلد. 90، الصفحات 74-79، يوليو 1998.
• Y. Altintas وAJ Lane، "تصميم مكابح الضغط CNC الكهروهيدروليكية،" المجلة الدولية لأدوات الآلات والتصنيع، المجلد. 37، الصفحات من 45 إلى 59، يناير 1997.

الموردين

ملاحظة: هذه قائمة انتقائية من الإمدادات ولا تعني موافقة ITDG.

أعمال فولكاناشبريتلويلينغتونسومرستTA21 0LQ.المملكة المتحدةهاتف: +44 (0)1823 672365

صندوق بريد 43الأعمال الملكيةشارع الاطلسكلايتون لو مورسلانكشاير، BB5 5LPالمملكة المتحدةهاتف: 01254235441فاكس: 01254 382899البريد الإلكتروني: sales@allspeeds.co.uk

14 أ منطقة كينغشيل الصناعيةبود، كورنوال EX23 8QNالمملكة المتحدةهاتف: +44(0)1288 354454البريد الإلكتروني: info@wptglobal.netالموقع الإلكتروني: 

عناوين مفيدة

كلية الهندسةجامعة وارويككوفنتري CV4 7ALالمملكة المتحدةهاتف: +44 (0)1203 522339فاكس: +44 (0)1203 418922البريد الإلكتروني: dgr@eng.warwick.ac.ukالموقع الإلكتروني: 

وحدة تكنولوجيا التطوير التي أجرت الكثير من الأبحاث لتبسيط بناء المضخات الهيدروليكية. DTU هي وحدة بحثية داخل كلية الهندسة بجامعة وارويك في المملكة المتحدة. الهدف من DTU هو البحث وتعزيز التقنيات المناسبة للتطبيق في البلدان النامية.

الفريق العامل المعني بتقنيات التنميةفريجهوف 205/206ص.ب 2177500 درهم انشيدههولنداهاتف: +31 53 489 3845فاكس: +31 53 489 2671البريد الإلكتروني: wot@tdg.utwente.nl

WOT هي منظمة غير ربحية تعمل في مجال الطاقة المستدامة صغيرة الحجم، ومقرها في جامعة توينتي.

البحث والتطوير لمضخات ميرباه رام10120 بانكوكتايلاندالبريد الإلكتروني: info@raintree-foundation.orgts@meribah-ram-pump.com

جزء واحد من مؤسسة Raintree يعمل بالتقنيات المناسبة. إنهم يتعاونون مع MERIBAH التي توفر البحث والتطوير لمضخات الكبش ومضخات الحلزون من الجيل الجديد.

روابط خارجية

• ويكيبيديا:مضخة هيدروليكية