Pompe hydraulique de vérin

Pompez de l'eau sans électricité, sans essence, juste la gravité!

Cela semble fou ou impossible? Ne vous inquiétez pas, il obéit aux lois de la physique, mais j'essaierai d'expliquer l'opération plus tard. Cet instructable montre comment construire une pompe à eau assez simple qui ne nécessite aucun apport d'énergie autre que l'eau s'écoulant d'un point supérieur à un point inférieur. La plupart de la pompe est construite en PVC, avec quelques pièces de bronze jetées pour la saveur. J'ai pu me procurer toutes les pièces dans une quincaillerie locale (Lowes) pour un peu moins de 100 $.

Pour fonctionner, la pompe nécessite une quantité raisonnable d'eau qui chutera d'au moins 3'-5 '. Le niveau auquel la pompe peut faire monter l'eau dépend de la hauteur de l'eau (goutte totale que l'eau fera).

Cette conception a été élaborée par l'Université Clemson.

Si vous aimez ce que j'ai fait, veuillez prendre le temps de lui donner une note, et j'aimerais entendre votre avis. Merci!

Étape 1: Matériaux Bill O '

Avant de pouvoir vraiment faire beaucoup, vous devez sortir et acheter des trucs. Un de ces tristes faits de nombreux projets. Mais si vous voulez construire cela (et c'est très amusant de le voir fonctionner), imprimez cette liste et rendez-vous au service de plomberie de votre quincaillerie.

Matériaux pour la pompe
  • Vanne 1-1 / 4 "
  • Té 1-1 / 4 "(achetez-en deux)
  • Raccord 1-1 / 4 "
  • Clapet anti-retour pivotant en laiton de 1-1 / 4 "
  • Clapet anti-retour à ressort 1-1 / 4 "
  • Tee 3/4 "
  • Vanne 3/4 "
  • Union 3/4 "
  • Douille de 1-1 / 4 "x 3/4"
  • Robinet 1/4 "
  • Jauge de 100 psi
  • Mamelon 3/4 "x 6"
  • Bague 4 "x 1-1 / 4"
  • Accouplement 4 "
  • Tuyau PVC PR160 4 "x 24"
  • Capuchon de colle PVC 4 "
  • Douille 3/4 "x 1/4"
  • Section courte (4 ') de tuyau en PVC de 1-1 / 4 "
  • Old Bicycle Innertube
Cette liste de pièces provient directement du site Web de Clemson. Je vous recommande de regarder là-bas pour vous aider à identifier à quoi ressemblent chacune des pièces, si vous n'êtes pas sûr. Je ne suis pas non plus convaincu que la jauge de 100 PSI, ou tout ce qui le rend possible, soit nécessaire. Cela fera probablement baisser un peu le prix, et je n'en ai pas trouvé le besoin sur ma pompe. Les pièces associées sont: jauge 100 PSI, té 3/4 ", douille 3/4" x 1/4 ", robinet de tuyau 1/4". Quatre choses non nécessaires. Mais ayez-les si vous le souhaitez.

Connexions Remarque Lisez les instructions et comprenez toutes les connexions de raccords de tuyauterie qui se produiront avant d'acheter des matériaux. Le magasin n'a peut-être pas exactement ce que vous cherchez et vous devrez peut-être improviser. J'ai fini par obtenir des pièces différentes parce que mon magasin local n'avait pas les pièces exactes que je cherchais. Cela apparaît généralement sous la forme de ne pas avoir de raccord fileté, mais d'avoir une connexion de tuyau lisse, ou vice versa. Pas un problème, vous pouvez le comprendre.

Matériel d'installation
  • Section longue de 1-1 / 4 "PVC (" tuyau d'entraînement ", relie la pompe à l'alimentation en eau)
  • Tuyau d'arrosage (l'extrémité mâle se visse dans le raccord 3/4 ", fournit de l'eau pompée)
  • Briques, blocs, rochers pour soutenir et ancrer la pompe
  • Ensemble de drain de douche (doit pouvoir être fixé à un tuyau de 1-1 / 4 ", pour fixer le tuyau à l'alimentation en eau)
Construire des matériaux et des outils
  • PVC Primer (j'ai utilisé Oatey Purple Primer)
  • Ciment PVC (Oatey encore, juste ce qu'ils avaient)
  • Ruban de fil en téflon
  • Scie à métaux
  • Mètre ruban
  • Pinces
  • Couteau de poche
  • Gants de laboratoire (gardent les produits chimiques sur le tuyau et hors de vos mains)
  • Pompe à vélo (pour gonfler le tube intérieur)

Étape 2: Présentez le butin

Maintenant que vous avez acheté beaucoup de goodies, disposez-les sur la table (ou le sol) afin de pouvoir commencer à voir comment la pompe fonctionne ensemble. Voir les photos pour un visuel à ce sujet.

Vous devrez couper les longues sections de tuyau en sections plus courtes pour passer entre chacun des raccords. Ceci est discuté plus à l'étape suivante.

Étape 3: Coupez vos pièces de raccordement

Vous devez connecter chacune de ces petites unités avec un tuyau, alors commencez à couper les segments de ce tuyau de 1-1 / 4 "avec la scie à métaux. Ils n'ont pas besoin d'être longs, juste assez pour atteindre tout le chemin chaque raccord, peut-être avec un espace entre les deux. Mais pas beaucoup!

Une fois ces morceaux coupés, prenez votre couteau (ou du papier de verre) et essayez de lisser le bord intérieur du tuyau. Enlevez toutes les bavures, nettoyez-les, donnez-leur un joli biseau ou un bord arrondi. L'idée ici est de les rendre aussi lisses que possible, afin de réduire la probabilité de fissures se développant avec les ondes de pression répétées qui se produisent à l'intérieur du tuyau. Nettoyez les deux extrémités et faites des morceaux pour joindre tous les raccords de 1 1/4 po.

Pendant que vous y êtes, vous pouvez aussi bien nettoyer les bords des autres sections de tuyau, bien que cela soit moins critique pour les autres parties. Maintenant que vous avez tous les segments de connexion, vous pouvez tester l'ajustement de la première partie de la pompe ensemble, juste pour le plaisir.

Ne vous inquiétez pas si les tuyaux semblent plutôt serrés lorsque vous testez tout. L'apprêt et le ciment les aident à aller ensemble lorsque vous effectuez le véritable assemblage.

Étape 4: Amusez-vous avec les produits chimiques

Prenez vos gants de laboratoire, une pince, un apprêt, du ciment, deux raccords et leur morceau de tuyau de raccordement. Dirigez-vous ensuite vers un espace bien ventilé, car l'apprêt et le ciment ne sont pas précisément l'aromathérapie. Du moins pas du bon genre.

Pour ceux d'entre vous qui n'ont pas construit de choses en PVC dans le passé, ce n'est pas très difficile. L'apprêt sert à nettoyer un peu le PVC et le prépare à vraiment adhérer au ciment. Le ciment garde tout ensemble.

La plupart des bouteilles de produits chimiques en PVC ont des bouchons avec de petites brosses attachées. Retirez le capuchon de l'apprêt et enduisez soigneusement la face extérieure du tuyau, avec une bande d'environ 2 "de large commençant à la fin. Prenez soin de ne pas faire couler l'apprêt sur tout ce que vous ne voulez pas pourpre de façon permanente. Une fois le tuyau est enduit, faites de même pour l'intérieur du raccord que vous prévoyez de sceller. Fermez le flacon d'apprêt.

Ouvrez la bouteille de ciment, qui devrait également contenir une petite brosse. Avec ce pinceau, passez en revue les zones que vous avez peintes avec l'apprêt. Ne vous précipitez pas, mais vous voulez assembler les tuyaux avant que le ciment ne sèche. Vous avez du temps, alors concentrez-vous sur une bonne couche de ciment sur les deux pièces.

Une fois que vous avez du ciment là où vous le souhaitez (et, espérons-le, seulement un peu où vous ne le faites pas), insérez le tuyau dans le raccord. Il devrait glisser sans trop de résistance. En travaillant sur ma pompe, j'ai senti qu'il était préférable de serrer chaque pièce après l'avoir assemblée, de cette façon le tuyau ne pourrait pas reculer du tout. Ce n'est peut-être pas nécessaire, mais je pense que cela aide.

La plupart des pièces vont de pair d'une manière assez explicite, mais il y a quelques choses à noter: sur le clapet anti-retour à ressort, il y a une flèche, et vous voudrez que cela pointe vers le tee principal qui aura le 4 " tuyau (chambre à air) dessus. Cela permet à l'eau de passer vers le té principal, ce que vous voulez. Avec le clapet anti-retour en laiton, la flèche doit pointer vers le té et la ligne principale du tuyau.

Passez à l'étape suivante pour l'ordre de montage!

Étape 5: Pièce par pièce (ligne principale)

J'ai commencé à une extrémité de la pompe, avec la valve 1-1 / 4 "à l'union 1-1 / 4". Vous pouvez choisir de commencer avec d'autres pièces, mais j'ai trouvé que la configuration de la ligne principale m'a donné quelque chose de facile à resserrer. Une fois que la bague 1-1 / 4 "à 3/4" se trouve sur ce té, vous pouvez coller l'assemblage d'extrémité séparément, puis le connecter à l'assemblage principal avec le tuyau fileté de 3/4 ".

Lors de la connexion des sections filetées, assurez-vous d'enrouler du ruban de téflon autour des filetages. Cela aidera l'opération et empêchera les fuites au niveau de ces articulations.

Étape 6: Pièce par pièce (chambre de pression)

Vous devez maintenant assembler la chambre de pression. Rassemblez votre grosse section de tuyau, bouchon, adaptateur, tube de vélo et pompe à vélo. À l'aide de la pompe, gonflez partiellement le tube du vélo. Ne le gonflez pas complètement, juste assez pour que le tube soit spongieux. Nous avons besoin de l'air dans la chambre de pression pour agir comme un ressort.

Le tube de vélo empêche la chambre de pression de se gorger d'eau pendant le fonctionnement. L'air se dissout dans l'eau. Il le fait plus facilement à haute pression. (Ceci est lié à la façon dont les boissons gazeuses produites commercialement sont gazéifiées) Le tube de vélo séquestre une partie de l'air de ne jamais entrer en contact avec l'eau (en théorie), et empêche tout l'air d'être évacué de la chambre de pression.

Remplissez le tube du vélo dans le gros tuyau, à l'image de deux. Après cela, cimentez aux deux extrémités et fixez la ventouse. Une fois séché, allez-y et collez tout cet assemblage sur le tuyau provenant du té principal.

Remarque sur les améliorations / modifications possibles:
Certains peuvent choisir d'omettre le tube du vélo et de vidanger la pompe de temps en temps. C'est totalement possible. Il est également possible de monter une valve Schrader sur le capuchon d'extrémité de la chambre de pression pour la recharger. Tout ce qui vous convient, mais cette configuration a bien fonctionné pour moi jusqu'à présent.

Étape 7: Ensemble manomètre en option

Si vous souhaitez utiliser le manomètre, vous le monterez après le té principal. La configuration est assez explicite. De haut en bas ça va: Jauge, pipecock, mamelon, douille, tee. N'oubliez pas d'envelopper toutes les connexions filetées avec du ruban de téflon et assurez-vous de bien les serrer.

L'installation nécessite de couper le mamelon de tuyau 3/4 "x 6" en deux, ce qui crée deux pièces, filetées à une extrémité et lisses à l'autre, pour entrer dans les bras inférieurs du té. Ciment ces derniers.

Étape 8: La dernière pièce (pour la pompe de toute façon ...)

Si vous ne l'avez pas déjà fait, installez le clapet anti-retour en laiton. Assurez-vous que le clapet (j'aime juste l'appeler ainsi) pend lorsque la pompe est maintenue droite (tout pointant vers le haut). Le tout devrait simplement se visser sur la bague que vous avez cimentée à l'extrémité d'un tuyau de 1-1 / 4 ". Assez simple.

Après cela, vous pouvez sortir la robe à clapet, vous couper les cheveux courts et danser la danse toute la nuit pour célébrer l'esprit téméraire de l'âge du jazz (et l'achèvement de votre pompe). Vous faites la fête avec vous.

Étape 9: Installation de la pompe

Maintenant que vous avez une collection d'aspects PVC plutôt agressifs, il est temps de faire quelque chose. Vous devrez attacher le tuyau vertical (la longue section de tuyau de 1-1 / 4 ") à l'union de 1-1 / 4" avec du ciment, puis décider comment vous voulez accrocher l'autre extrémité à votre source d'eau. Ma première méthode était un pot à lait haché. Honnêtement, je voulais juste voir cette chose pomper de l'eau.

Ma conception ultérieure consistait à monter un drain de douche à l'autre extrémité du tuyau vertical et à le fixer à un refroidisseur en polystyrène dans lequel j'avais coupé un trou correspondant. Le refroidisseur servait de collecteur pour le tuyau, et tout fonctionnait assez bien . Dans une installation plus permanente (à terminer au printemps à venir), je fixerai ce drain de douche à une planche qui peut être fixée dans l'approvisionnement en eau plus élevé, et les choses iront bien.

Rassemblez un tuyau d'arrosage, votre tuyau vertical et votre pompe, puis faites glisser tout cela vers votre cascade ou ce que vous avez. Amenez un ami ou deux. Ils aident à la configuration, et vous pouvez peut-être gagner le pari que "vous pouvez pomper de l'eau au-dessus de la source sans électricité, essence, diesel, vélo ou seau pendant qu'ils regardent".

À ce stade, vous pouvez probablement tout comprendre par vous-même, mais vous devrez faire couler l'eau dans le tuyau vertical, que vous avez connecté à la pompe principale, puis remonter à travers le clapet anti-retour pivotant. Passez à l'étape suivante pour la théorie du fonctionnement, le dépannage et le réglage.

Lorsque vous l'installez de façon permanente (ou semi-permanente), vous voudrez trouver un bon endroit pour l'ancrer, probablement pas dans le flux . Placez-le aussi bas que possible, mais gardez à l'esprit que si le ruisseau devait être inondé et / ou un arbre pour l'arroser, cela prendrait votre belle petite pompe avec.

En outre, pour ceux des latitudes nord (ou extrême sud), vous ne voudrez pas que cela fonctionne pendant l'hiver. L'eau pourrait potentiellement s'accumuler à l'intérieur de la chambre de pression et geler, vous causant des problèmes (mort prématurée de la pompe). Mais expérimentez comme vous vous sentez en forme.

La vidéo ici est jouable en utilisant Quicktime. Actuellement, vous devez l'enregistrer sur votre ordinateur et changer l'extension (bit après le long nom de fichier étrange) de .tmp en .3gp . Je suis désolé que ce soit difficile, peut-être qu'un jour je le configurerai avec un lecteur intégré, mais pour l'instant je manque de temps. Il montre que la pompe fonctionne, avec une narration par la vôtre vraiment. Vous donne une idée de ce que cela ressemble à se tenir dans l'eau juste à côté, et a également un gros plan du clapet anti-retour pivotant.

Pièces jointes

  • Hydraulic ram pump.3gp Télécharger

Étape 10: Howsitdodat?

Voici donc pour le fonctionnement de la pompe.

Lorsque le cycle de la pompe commence, l'eau coule dans le tube vertical et monte à travers le clapet anti-retour pivotant. L'eau commence à couler de plus en plus vite autour du clapet dans le clapet anti-retour, jusqu'à ce que la friction tire le clapet vers le haut, le claquant. Cela provoque une pointe de pression dans le corps de la pompe, car l'eau qui coule dans le tube vertical à une certaine vitesse n'a plus nulle part où aller. Cette pression est relâchée par une partie de l'eau s'écoulant à travers le clapet anti-retour à ressort, vers le côté chambre de pression de la pompe. Une fois passé le clapet anti-retour pivotant, il ne peut pas revenir et doit y rester. Lorsque la différence de pression à travers le clapet anti-retour à ressort diminue, la vanne se ferme et l'eau cesse de s'écouler à travers elle. La pression plus faible permettra au clapet anti-retour pivotant de s'ouvrir à nouveau, recommençant ainsi le cycle.

Dépannage

Et si cela ne se produit pas? Eh bien, tout d'abord, vérifiez et assurez-vous qu'il est "activé". Autrement dit, assurez-vous que les vannes 1-1 / 4 "et 3/4" sont bien ouvertes.

Parfois, de l'eau s'écoule du clapet anti-retour pivotant, puis la vanne se ferme, mais rien ne se passe. Si cela se produit, appuyez sur le clapet du clapet anti-retour pour l'ouvrir à nouveau et laissez le cycle recommencer. En théorie, ces pompes ont besoin d'une certaine contre-pression (venant du côté du réservoir sous pression) pour fonctionner, mais je n'ai jamais eu de problème pour faire fonctionner la mienne avec juste quelques tapotements et bidouilles de base.

Réglage

Maintenant que ça marche, pouvez-vous le faire mieux fonctionner? Vous constaterez qu'il y a une hauteur maximale à laquelle la pompe peut fournir de l'eau. Soyez patient lorsque vous essayez de trouver cela, car il faut un peu de temps à la pompe pour atteindre la pression requise pour faire monter l'eau de plus en plus haut. Il existe des formules qui vous indiqueront à quelle hauteur vous pouvez théoriquement pomper de l'eau en fonction de la tête de la source d'eau. N'hésitez pas à les rechercher.

Le réglage des pompes à piston implique principalement la variation de la vitesse de l'eau qui entraîne la fermeture du clapet anti-retour pivotant. Une vitesse d'eau plus élevée générera un pic de pression plus important, vous permettant de pomper vers de plus grandes hauteurs. Mais cela entraînera également un cycle plus lent, vous pomperez donc plus lentement. Si la vanne se ferme à une vitesse d'eau inférieure, il faudra moins de temps pour que l'eau atteigne cette vitesse, de sorte que la pompe fonctionnera plus rapidement et l'eau pompée plus rapidement, mais vous ne pourrez pas pomper aussi haut. Voilà donc le compromis. Gardez à l'esprit cependant que cela fonctionnera sans interférence 24 heures par jour, donc en le combinant avec un réservoir de rétention, vous pouvez obtenir un approvisionnement en eau décent.

Pour régler cette conception spécifique, vous profitez de la façon dont la gravité agit sur le clapet. Lorsque le clapet anti-retour pointe directement vers le haut dans l'air, la pleine force de gravité maintient le clapet vers le bas, de sorte que l'eau doit passer plus rapidement le clapet pour générer suffisamment de traînée pour élever le poids total du clapet. En faisant tourner la pompe autour de la ligne principale, vous placez le degré de liberté du clapet à un angle par rapport à la force de gravité, de sorte que moins de traînée est nécessaire pour déplacer le clapet. Vous pouvez régler tout cela assez facilement avec un peu de trig, mais je pense que cela vous servirait peu sur le terrain. Jouez avec, vous devriez trouver un poste qui fonctionne bien pour votre application.

Aucune puissance?
Et bien non. Cette pompe tire sa puissance de l'énergie potentielle de l'eau en montée, et en gaspillant (pas dans le mauvais sens) la majorité de l'eau qui s'écoule à travers le tuyau vertical. Il ne pompe qu'une petite fraction de l'eau qui descend réellement dans ce tuyau. Mais c'est bien si vous avez déjà un ruisseau qui coule sur une colline. Avant, vous ne faisiez rien avec toute cette énergie potentielle / cinétique. Maintenant tu es. Hourra pour vous!

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