Bomba Hidráulica Ram
¡Bombee agua sin electricidad, sin gasolina, solo gravedad!
¿Suena loco o imposible? No se preocupe, obedece las leyes de la física, pero trataré de explicar la operación más adelante. Este instructivo muestra cómo construir una bomba de agua bastante simple que no necesita ningún aporte de energía que no sea agua que fluye desde un punto más alto a un punto más bajo. La mayor parte de la bomba está construida de PVC, con un par de piezas de bronce para darle sabor. Pude obtener todas las piezas de una ferretería local (Lowes) por menos de $ 100.
Para funcionar, la bomba requiere una cantidad razonable de agua que caerá al menos 3'-5 '. El nivel al que la bomba puede elevar el agua depende de la altura del agua (caída total que producirá el agua).
Este diseño fue elaborado por la Universidad de Clemson.
Si le gusta lo que he hecho, tómese el tiempo para darle una calificación, y me encantaría escuchar su opinión. ¡Gracias!
Paso 1: Materiales de Bill O '
Materiales para la bomba
- Válvula de 1-1 / 4 "
- Camiseta de 1-1 / 4 "(compre dos de estos)
- 1-1 / 4 "unión
- Válvula de retención oscilante de latón de 1-1 / 4 "
- Válvula de retención de resorte de 1-1 / 4 "
- Camiseta de 3/4 "
- Válvula de 3/4 "
- Unión de 3/4 "
- Buje de 1-1 / 4 "x 3/4"
- Tubo de 1/4 "
- Medidor de 100 psi
- Pezón de 3/4 "x 6"
- Buje de 4 "x 1-1 / 4"
- Acoplamiento de 4 "
- Tubo de PVC PR160 de 4 "x 24"
- Tapa de pegamento de PVC de 4 "
- Buje de 3/4 "x 1/4"
- Sección corta (4 ') de tubería de PVC de 1-1 / 4 "
- Tubo interior de bicicleta vieja
Nota sobre las conexiones Lea el instructable y comprenda todas las conexiones de conexión de tuberías que ocurrirán antes de comprar materiales. Es posible que la tienda no tenga exactamente lo que está buscando, y es posible que tenga que improvisar. Terminé obteniendo algunas partes diferentes porque mi tienda local no tenía las partes exactas que estaba buscando. Esto generalmente aparece en la forma de no tener un accesorio roscado, sino tener una conexión de tubería lisa, o viceversa. No es un problema, puedes resolverlo.
Materiales de instalación
- Sección larga de PVC de 1-1 / 4 "(" tubo impulsor ", conecta la bomba al suministro de agua)
- Manguera de jardín (roscas macho en unión de 3/4 ", suministra agua bombeada)
- Ladrillos, bloques, rocas para apuntalar y anclar la bomba
- Conjunto de desagüe de ducha (debe poder conectarse a una tubería de 1-1 / 4 ", para unir la tubería al suministro de agua)
- Imprimación de PVC (utilicé Oatey Purple Primer)
- Cemento de PVC (Oatey nuevamente, justo lo que tenían)
- Cinta de hilo de teflón
- Sierra para metales
- Cinta métrica
- Abrazaderas
- Cuchillo de bolsillo
- Guantes de laboratorio (mantiene los químicos en la tubería y fuera de sus manos)
- Bike Pump (para inflar el tubo interior)
Paso 2: Diseña el botín
Ahora que ha comprado muchas golosinas, colóquelas sobre la mesa (o piso) para que pueda comenzar a ver cómo funciona la bomba. Vea las imágenes para un visual sobre esto.
Tendrá que cortar las secciones largas de la tubería en secciones más cortas para ir entre cada uno de los accesorios. Esto se discute más en el siguiente paso.
Paso 3: corte las piezas de la tubería de conexión
Debe conectar cada una de estas pequeñas unidades con un poco de tubería, por lo que debe cortar segmentos de esa tubería de 1-1 / 4 "con la sierra para metales. No es necesario que sean largas, solo lo suficiente para alcanzar cada accesorio, tal vez con algo de espacio entre ellos. ¡Pero no mucho!
Una vez que todas las piezas estén cortadas, tome su cuchillo (o un poco de papel de lija) e intente alisar el borde interior de la tubería. Quita todas las rebabas, límpialas, dale un bonito bisel o borde redondeado. La idea aquí es hacer que sean lo más suaves posible, para reducir la probabilidad de que se desarrollen grietas con las ondas de presión repetidas que ocurren dentro de la tubería. Limpie ambos extremos y haga piezas para unir todos los accesorios de 1-1 / 4 ".
Mientras lo hace, también podría limpiar los bordes de las otras secciones de la tubería, aunque será menos crítico para las otras partes. Ahora que tiene todos los segmentos de conexión, en realidad puede probar el ajuste de la primera parte de la bomba, solo por diversión.
No se preocupe si las tuberías parecen bastante apretadas cuando está probando todo. La imprimación y el cemento los ayudan a unirse cuando haces el ensamblaje real.
Paso 4: Diversión con productos químicos
Tome sus guantes de laboratorio, una abrazadera, imprimación, cemento, dos accesorios y su pieza de tubería de conexión. Luego diríjase a un espacio bien ventilado, porque la imprimación y el cemento no son precisamente aromaterapia. Al menos no del buen tipo.
Para aquellos de ustedes que no han construido cosas de PVC en el pasado, no es terriblemente difícil. La imprimación sirve para limpiar un poco el PVC y lo prepara para unirse realmente con el cemento. El cemento mantiene todo junto.
La mayoría de las botellas químicas de PVC tienen tapas con pequeños cepillos unidos a ellas. Quite la tapa de la imprimación y cubra cuidadosamente la cara exterior de la tubería, con una banda de aproximadamente 2 "de ancho comenzando al final. Tenga cuidado de no gotear la imprimación sobre cualquier cosa que no desee permanentemente púrpura. Una vez que la tubería está recubierto, haga lo mismo para el interior del accesorio que planea cementar. Cierre la botella de imprimación.
Abra la botella de cemento, que también debe tener un pequeño cepillo. Con este pincel, repase las áreas que pintó con la imprimación. No se apresure, pero sí quiere juntar las tuberías antes de que el cemento se seque. Sin embargo, tienes tiempo, así que concéntrate en obtener una buena capa de cemento en ambas piezas.
Una vez que tenga cemento donde lo desee (y con suerte solo un poco donde no lo haga), coloque la tubería en el accesorio. Debe deslizarse sin demasiada resistencia. Cuando trabajé en mi bomba, sentí que era mejor sujetar cada pieza después de haberla ensamblado, de esa manera la tubería no podría deslizarse en absoluto. Puede que no sea necesario, pero creo que ayuda.
La mayoría de las piezas van juntas de una manera bastante autoexplicativa, pero hay algunas cosas a tener en cuenta: en la válvula de retención de resorte hay una flecha, y querrás que apunte hacia el tee principal que tendrá el 4 " tubo (cámara de aire) en él. Esto permite que el agua pase a través de la te principal, que usted desea. Con la válvula de retención de latón, la flecha debe apuntar hacia abajo hacia la te, y la línea principal de la tubería.
En el siguiente paso para el orden de montaje!
Paso 5: Pieza por pieza (línea principal)
Comencé en un extremo de la bomba, con la válvula de 1-1 / 4 "a la unión de 1-1 / 4". Puedes elegir comenzar con otras piezas, pero descubrí que configurar la línea principal me dio algo fácil de sujetar. Después de que el buje de 1-1 / 4 "a 3/4" esté en esta T, puede pegar el conjunto del extremo por separado y luego conectarlo al conjunto principal con el tubo roscado de 3/4 ".
Al conectar las secciones roscadas, asegúrese de envolver un poco de cinta de teflón alrededor de los hilos. Esto ayudará a la operación y evitará fugas en estas articulaciones.
Paso 6: Pieza por pieza (cámara de presión)
Ahora necesitas armar la cámara de presión. Reúna su sección de tubería grande, tapa, adaptador, tubo de bicicleta y bomba de bicicleta. Usando la bomba, infle parcialmente el tubo de la bicicleta. No lo bombees todo el tiempo, lo suficiente como para que el tubo esté blando. Necesitamos que el aire en la cámara de presión actúe como un resorte.
El tubo de la bicicleta evita que la cámara de presión se sature durante el funcionamiento. El aire se disuelve en agua. Lo hace más fácilmente a alta presión. (Esto está relacionado con la forma en que los refrescos producidos comercialmente son carbonatados). El tubo de la bicicleta secuestra parte del aire que entra en contacto con el agua (en teoría), y evita que todo el aire salga de la cámara de presión.
Rellene el tubo de la bicicleta en el tubo grande, a la imagen dos. Después de esto, cemente en ambos extremos y sujete esa ventosa. Una vez que se haya secado, continúe y pegue todo este ensamblaje a la tubería que viene del tee principal.
Nota sobre posibles mejoras / modificaciones:
Algunos pueden optar por omitir el tubo de la bicicleta y simplemente drenar la bomba de vez en cuando. Eso es totalmente posible. También es posible montar una válvula schrader en la tapa del extremo de la cámara de presión para recargarla. Lo que más le convenga, pero esta configuración funcionó bien para mí hasta ahora.
Paso 7: Conjunto opcional de manómetro
Si desea utilizar el manómetro, lo montará después del tee principal. La configuración se explica por sí misma. De arriba a abajo va: Indicador, grifo, pezón, buje, te. Recuerde envolver todas las conexiones roscadas con cinta de teflón y asegúrese de apretarlas bien.
Instalar esto requiere cortar el niple de tubería de 3/4 "x 6" por la mitad, lo que crea dos piezas, enroscadas en un extremo y lisas en el otro, para ir a los brazos inferiores de la te. Cemente estos.
Paso 8: La última pieza (para la bomba de todos modos ...)
Si aún no lo ha hecho, instale la válvula de retención de oscilación de latón. Asegúrese de que la aleta (me gusta llamarlo así) esté colgando hacia abajo, cuando la bomba se mantiene en posición vertical (todo apuntando hacia arriba). Todo debería enroscarse en el buje que ha cementado hasta el final de una tubería de 1-1 / 4 ". Suficientemente simple.
Después de eso, puedes romper el vestido de la aleta, cortarte el cabello y bailar toda la noche para celebrar el espíritu temerario de la Era del Jazz (y completar tu bomba). Eres un animal de fiesta.
Paso 9: Instalación de la bomba
Ahora que tiene una colección de brocas de PVC de aspecto bastante agresivo, es hora de hacer que haga algo. Deberá conectar la tubería de soporte (la sección larga de la tubería de 1-1 / 4 ") a la unión de 1-1 / 4" con cemento, y luego decidir cómo desea enganchar el otro extremo a su fuente de agua. Mi primer método fue una jarra de leche picada. Honestamente, solo quería ver a esta cosa bombear un poco de agua.
Mi diseño posterior fue montar un desagüe de la ducha en el otro extremo de la tubería vertical y fijarlo a un refrigerador de espuma de poliestireno en el que había hecho un agujero. El refrigerador sirvió como colector para la tubería, y todo funcionó bastante bien. . En una instalación más permanente (que se completará en la próxima primavera), adjuntaré este desagüe de la ducha a una tabla que se puede fijar en el suministro de agua más alto, y las cosas estarán bien.
Reúna una manguera de jardín, su tubo vertical y su bomba, luego arrastre todo esto a su cascada o lo que tenga. Trae a un amigo o dos. Ayudan en la configuración, y tal vez pueda ganar la apuesta de que "puede bombear agua por encima de la fuente sin electricidad, gasolina, diesel, una bicicleta o un balde mientras observan".
En este punto, probablemente pueda resolverlo por su cuenta, pero deberá hacer que el agua fluya por la tubería vertical, que ha conectado a la bomba principal, y luego a través de la válvula de retención oscilante. En el siguiente paso para la teoría de la operación, solución de problemas y ajuste.
Cuando instales esto de forma permanente (o semipermanente), querrás encontrar un buen lugar para anclarlo, probablemente no en la transmisión . Colóquelo lo más bajo posible, pero tenga en cuenta que si el arroyo se inundara y / o un árbol para lavarlo, se llevaría su pequeña bomba con él.
Además, para aquellos en las latitudes del norte (o extremo sur), no querrá que esto se ejecute durante el invierno. Potencialmente, el agua podría acumularse dentro de la cámara de presión y congelarse, causándole problemas (muerte prematura de la bomba). Pero experimenta como te sientas en forma.
El video aquí se puede reproducir usando Quicktime. Actualmente, debe guardarlo en su computadora y cambiar la extensión (poco después del largo y extraño nombre del archivo) de .tmp a .3gp . Lamento que sea difícil, tal vez algún día lo configure con un reproductor incorporado, pero ahora tengo poco tiempo. Muestra la bomba funcionando, con una narración verdaderamente suya. Le da una idea de lo que parece estar parado en el agua justo al lado, y también tiene un primer plano de la válvula de retención oscilante funcionando.
Archivos adjuntos
Paso 10: Howsitdodat?
Así que aquí va el funcionamiento de la bomba.
A medida que comienza el ciclo de bombeo, el agua fluye por la tubería vertical y hacia arriba a través de la válvula de retención oscilante. El agua comienza a fluir cada vez más rápido alrededor de la aleta en la válvula de retención, hasta que la fricción tira de la aleta hacia arriba y la cierra de golpe. Esto provoca un pico de presión en el cuerpo de la bomba, ya que el agua que fluye por el tubo vertical a cierta velocidad ya no tiene a dónde ir. Esta presión se alivia por parte del agua que fluye a través de la válvula de retención de resorte, hacia el lado de la cámara de presión de la bomba. Una vez pasada la válvula de retención de oscilación, no puede regresar y debe permanecer allí. Cuando la diferencia de presión a través de la válvula de retención de resorte cae, la válvula se cerrará y el agua dejará de fluir a través de ella. La presión más baja permitirá que la válvula de retención de oscilación se abra nuevamente, comenzando el ciclo nuevamente.
Solución de problemas
¿Y qué si esto no sucede? Bueno, primero lo primero, verifique y asegúrese de que esté "encendido". Es decir, asegúrese de que las válvulas de 1-1 / 4 "y 3/4" estén de hecho abiertas.
A veces, el agua saldrá de la válvula de retención oscilante, luego la válvula se cerrará de golpe, pero no pasará nada. Si esto ocurre, toque la aleta en la válvula de retención para abrirla nuevamente y deje que el ciclo comience nuevamente. En teoría, estas bombas necesitan algo de contrapresión (proveniente del lado del tanque de presión) para funcionar, pero nunca he tenido ningún problema para que la mía funcione con solo algunos golpes básicos y violines.
Afinación
Ahora que está funcionando, ¿puedes hacer que funcione mejor? Encontrará que hay una altura máxima a la que la bomba puede transportar agua. Tenga paciencia al tratar de encontrar esto, ya que la bomba tarda un poco en alcanzar la presión requerida para elevar el agua cada vez más. Hay fórmulas que le dirán qué tan alto puede, en teoría, bombear agua en función de la altura de la fuente de agua. Siéntase libre de buscarlos.
El ajuste de las bombas de ariete implica principalmente variar la velocidad del agua que resulta en el cierre de la válvula de retención oscilante. Una mayor velocidad del agua generará un pico de presión mayor, lo que le permitirá bombear a mayores alturas. Pero también causará un ciclo más lento, por lo que bombea más lentamente. Si la válvula se cierra a una velocidad de agua más baja, el agua tardará menos tiempo en alcanzar esa velocidad, por lo que la bomba realizará un ciclo más rápido y el agua bombeará más rápido, pero no podrá bombear tan alto. Entonces esa es la compensación. Sin embargo, tenga en cuenta que esto funcionará sin interferencias las 24 horas del día, por lo que al combinarlo con un tanque de retención, puede obtener un suministro de agua decente.
Para ajustar este diseño específico, aprovechas cómo actúa la gravedad en la aleta. Cuando la válvula de retención está apuntando hacia arriba en el aire, la fuerza de gravedad completa mantiene la aleta hacia abajo, por lo que el agua debe pasar más rápido por la aleta para generar suficiente resistencia para elevar todo el peso de la aleta. Al girar la bomba alrededor de la línea principal, coloca el grado de libertad de la aleta en un ángulo con respecto a la fuerza de gravedad, de modo que se requiere menos resistencia para mover la aleta. Podrías resolver todo esto con bastante facilidad con un poco de trigonometría, pero creo que te sería de poca utilidad en el campo. Simplemente juegue con él, debe encontrar una posición que funcione bien para su aplicación.
¿Ninguna energía?
Bueno no. Esta bomba deriva su energía de la energía potencial del agua cuesta arriba, y al desperdiciar (no en el mal sentido) la mayoría del agua que fluye a través de la tubería vertical. Solo bombea una pequeña fracción del agua que realmente baja por esa tubería. Pero eso está bien si tienes una corriente que fluye por una ladera. Antes, no hacías nada con toda esa energía potencial / cinética. Ahora eres. ¡Hurra por ti!
