Bricolaje bomba de agua eólica

Este verano hice un montón de cosas divertidas de PVC para mis sobrinas y sobrinos visitantes, y esta bomba de agua de energía eólica es una combinación de dos de esos proyectos: un disuasivo de venado de energía eólica y una pistola de agua estilo bomba.

Esta bomba de agua definitivamente está en etapa beta. Todos los componentes funcionan, pero el diseño es altamente ineficiente y requiere un viento considerable para bombear agua de nuestro estanque. En el video a continuación, represento la parte de un vendaval para darle una idea de cómo funciona la bomba. El último paso en este instructable discutirá los errores en el diseño actual y cómo se pueden mejorar para un uso más eficiente de la energía eólica.

VEA EL PASO FINAL PARA UN DISEÑO Y VIDEO COMPLETOS DE LA BOMBA DE TRABAJO.

Paso 1: ruedas y engranajes

Al igual que mi proyecto de candelabro para exteriores, la mayoría de las piezas para esta bomba eólica provenían del contenedor de la tienda de bicicletas. No sé los nombres de todas estas partes, así que no las nombraré. Lo que puedo decir es que las piezas con aspecto de engranaje no eran engranajes en las bicicletas (las convertí en engranajes agregando tornillos). Los encontré en ruedas de bicicleta de montaña, y solo se pueden instalar en una rueda que tenía una en primer lugar.
Tampoco estoy seguro de cuál es el mejor orden para armar esta bomba de viento, así que simplemente contaré lo que hice.
1. Se agregaron pernos pequeños en cualquier otro agujero en uno de los "engranajes". Para el engranaje superior (horizontal) utilicé pernos más cortos; los más largos para el vertical. Dejé los pernos superiores como están y puse espaciadores de nylon sobre los "dientes" del engranaje vertical, asegurándolos con cinta de teflón.
2. Adjuntó el engranaje horizontal al eje de una rueda de bicicleta de montaña.
3. Adjuntó una segunda llanta de bicicleta a la primera con tres soportes metálicos (el mío terminó más corto de lo que se muestra en esta imagen debido a un cambio en los planes).
4. Se encontró una manera de asegurar una camiseta de PVC de 1 "en la parte superior de un trípode.
5. Instaló el artilugio de la rueda de bicicleta en la parte superior de la te de PVC. Utilicé un par de piezas circulares de madera perforadas de una pieza de 1x2. El orificio en el centro de las piezas de madera sostenía la barra del eje firmemente en su lugar. Utilicé un par de piezas extrañas como espaciadores para elevar el engranaje horizontal al lugar donde atraparía el engranaje vertical.
6. Instaló el engranaje vertical en la parte horizontal del PVC. El engranaje debe asentarse sobre un rodamiento de bolas para que pueda girar libremente. Usé parte de un eje que tenía un rodamiento dentro. Use lo que pueda encontrar para "meter" el equipo en su lugar y evitar que se tambalee.

Tuve que calzar y afeitarme mucho para que todo encajara. Me sacudí con cartón de papel higiénico y me afeité con un dremmel o papel de lija. Haz lo que tengas que hacer.

Paso 2: hacer las láminas de viento

Quería que las láminas de viento fueran más grandes que las que instalé en el artilugio disuasorio de los ciervos, pero aún así livianas. El estaño parecía el material perfecto, pero tenía miedo de cortarlo todo cuando trataba de cortar las piezas de estaño a medida (tomé un trozo de conducto de un patio de reciclaje para ese propósito). Así que corté minuciosamente cinco piezas de seda y las cubrí con poliuretano. Resultó sorprendente, pero cuando los instalé y puse a prueba el molino de viento, fueron un desastre total. El viento no sabía qué hacer con toda esa pelusa. Estas láminas de plástico + seda son mi rápido sustituto de las de fieltro.
No sé cómo se llama este plástico. Lo estaba usando como un difusor de luz en fotografía, ya que es semi opaco y liviano. Esperemos que alguien sepa cómo se llama y dónde comprarlo.
Para los floretes, dividí lo que tenía en cinco. Quería las láminas más grandes posibles, dado con lo que tenía que trabajar. Luego compré una bufanda de seda en una tienda de segunda mano y la corté en cinco (un poco más grande que las láminas).
Lijé el lado opaco del plástico y lo pinté con poliuretano para adhesivo (porque eso es lo que tenía a mano).
Después de pegar la seda a las láminas de plástico, corté el exceso de seda y abrí agujeros para los radios que los sujetarían a las llantas de las bicicletas.

Paso 3: instalación de las láminas de viento

Para instalar las láminas de viento, taladré cinco agujeros lo suficientemente grandes como para caber en un radio de bicicleta, en ambas llantas. Los radios se insertan desde el interior de la llanta y se aseguran con epoxi de fontanero. Una vez que el epoxi se seca, las láminas se deslizan sobre los radios y se aseguran al exterior de los radios con epoxi. Atornille las tuercas de los radios en el extremo de los radios para evitar que las láminas se caigan.

Paso 4: el conector de la bomba de viento

Si observa de cerca el mecanismo de engranaje vertical, verá un pequeño cojinete de bolas rojo en la parte posterior de uno de los "dientes" del engranaje. Este cojinete, y otro idéntico unido al pistón en la bomba de agua, son los que permiten que la pieza de conexión entre el molino de viento y la bomba de agua se mueva libremente, transfiriendo la fuerza horizontal del viento a la fuerza hacia arriba y hacia abajo de la bomba de agua. La "biela" de conexión está hecha de PVC. Lo pinté para que se vea oxidado (vea el paso 4 en el proyecto de la lámpara de araña exterior para más detalles), y luego inserté algunas tuercas de bicicleta en el plástico calentándolas sobre una estufa de gas.

Paso 5: bomba de agua de PVC

Aquí está el dibujo de la pistola de bomba de agua de PVC que hice para mis visitantes. No hice cambios excepto para agregar un gancho de ojo a la parte superior del pistón y asegurar el segundo rodamiento de bolas al gancho.
Y aquí también está el video de cómo lo armé.

Paso 6: Montaje de la bomba de agua eólica

Para ensamblar la bomba de agua eólica, clavé una varilla de metal en el suelo donde quería que la bomba se parara. Para esta varilla, sujeté la parte exterior del mecanismo de la bomba con dos abrazaderas de tornillo. Luego coloqué la parte del molino de viento centrada por encima de la bomba y lo suficientemente alta como para permitir que el brazo de conexión se extienda y contraiga sin doblarse. Por último, conecté el brazo de conexión a los dos rodamientos de bolas, uno en el engranaje horizontal y el otro en el pistón de la bomba.
El proyecto esta completo. Realmente es una cosa de belleza ...

Paso 7: Informe de error

El mayor problema con este diseño de bomba de agua eólica es que cada parte del conjunto es un poco tambaleante, y toda la oscilación consume gran parte de la energía eólica que, en cambio, debería destinarse al bombeo de agua. Para resolver este problema en la próxima versión, haría lo siguiente:
1. Use un trípode más resistente.
2. Use una llanta de bicicleta que no esté deformada. El borde inferior de este proyecto está muy doblado debido a un accidente de bicicleta, y el movimiento que produce desperdicia energía eólica.
3. Use estaño o PVC para las láminas de viento y fíjelas directamente a las llantas de la bicicleta. Mi disuasivo para ciervos tiene láminas más pequeñas, pero son más eficientes que las de este sistema de bomba de agua. Con la sacudida de los radios de la bicicleta se pierde mucha energía eólica.
4. Use una barra más pesada clavada en el suelo para sostener la bomba de agua. O instale todo en una publicación de 4x4 para eliminar el movimiento no deseado (nuevamente, como mi disuasivo de venado).
5. Haga todas las piezas lo más livianas posible, especialmente el brazo de conexión entre el engranaje y el pistón de la bomba. Cuanto más peso tenga que levantar el equipo, más viento se necesitará para levantarlo.
6. Encuentre una mejor solución para la parte de la junta del pistón. Cuanto más difícil es empujar y tirar del pistón, más energía eólica se necesita para bombear agua. Utilicé aceite 3M para lubricar la parte de goma del émbolo, pero creo que el mío no es tan eficiente como podría ser.

Cualquier solución a lo anterior sería apreciada.

Paso 8: bomba de agua de trabajo de piezas de bicicleta

Aquí está el rediseño final de la bomba de viento que incluye muchas de las sugerencias hechas por los lectores (¡gracias!).
Veamos si puedo enumerarlos:
* Sustituyó un solo tubo de metal hueco por la columna vertebral de todo el sistema de turbina eólica / bomba (antes era un trípode).
* Bajó el sistema de válvulas al suelo para que la bomba no tuviera que elevar el agua tan lejos.
* Se retiró la punta de nylon del extremo de salida para reducir el requisito de presión.
* Cambió el pistón de PVC por un choque de bicicleta (después de quitar el resorte y cortar la punta).
* Cambió el brazo de PVC por la parte interna de un amortiguador de bicicleta.
* CD insertados en un ángulo de 45 grados en el borde superior de la bicicleta (no estoy seguro de que esto haya tenido mucho efecto)
* Se redujo la resistencia al viento en las velas al desenganchar la parte inferior de cada vela desde el radio inferior mientras se deja el radio en su lugar para mantener la vela en "modo de ataque" y permitir que se balancee en el "modo de arrastre". ¡Este fue el cambio SENCILLO MÁS EFECTIVO para la bomba de viento!
¡Gracias a todos por su aporte!