E43 - Гідравлічні силові насоси (гідравлічний барабан)
1) Що це таке ?
Мова йде про наявність пристрою, що дозволяє не тільки перекачувати воду, але й автоматично піднімати на велику висоту воду, що надходить із водойми або пункту живлення (річка/потік, озеро/ставок, ...).
2) Хто в основному використовує ці засоби і з якого часу ?
Гідравлічний таран був винайдений в 1796 році Джозефом Мішелем Монгольф'є. Пристрій є недорогим і вимагає незначного обслуговування, що робить його особливо придатним для використання в гірських районах, наприклад, в кошарах або в селах у підвищеному положенні щодо водяних точок.
Цей процес заснований на явищі, яке легко спостерігається у наших власних водопровідних трубах і яке називається "гідроудар". Коли ви раптом закриєте кран, ви почуєте шум, трохи схожий на легкий тріск. Це пов’язано з ударною хвилею, що утворюється при різкій зупинці води, що рухається. Це явище погіршує труби і навіть може спричинити їх лопнення. Суть тут полягає у перетворенні цього непотрібного, навіть небезпечного явища в корисну енергію.
3) Чому ?
Основними сильними сторонами гідравлічних насосів є їх низькі вимоги до технічного обслуговування та відсутність витрат, пов’язаних з наявністю двигуна, оскільки енергія для запуску барана надходить від падаючої води. Це полегшує проблему всмоктувальних насосів, висота всмоктування яких зменшується з висотою, той факт, що ми не можемо забезпечити підняті місця самопливом (похилі труби, в яких вода природним чином опускається зі схилом), і пропонує альтернативу дорогим рішенням, які покладаються на наявність електричний або дизельний двигун.
4) Хто в основному зацікавлений? Місця або контексти, в яких цей засіб видається найбільш підходящим
Цей засіб особливо підходить для районів, розташованих по висоті та поблизу водойми чи джерела води. Завдяки цій технології можна забезпечити водою села чи окремі сільські споруди, розташовані високо.
5) З чого складається цей процес? Як це реалізовано ?
Рисунок 1 - Схема гідравлічного барабана (Джерело [3] "Econogie")
Рисунок 2- Класичний гідравлічний таран (Blakes) європейського виробництва (Джерело [3] "Econogie")
Рисунок 3 - Гідравлічний таран, що використовується в Південно-Східній Азії (Джерело [3] "Econogie")
а) Принцип дії
Вода надходить у корпус насоса зі збільшенням швидкості, в результаті чого клапан акумулятора (ударний клапан) закривається під впливом внутрішнього тиску. Закриття цього клапана призводить до надлишкового тиску, який дозволяє відкрити напірний клапан і пропускає воду в корпусі насоса в пневматичний резервуар. Повітря в цьому резервуарі стискається.
Тому тиск у корпусі насоса зменшується, а напірний клапан закривається під тиском повітря в резервуарі та вагою води. Стиснене повітря в пневматичному резервуарі дозволяє рухати частину води, що міститься в резервуарі, до тиску води, що скидається в напірну трубу, а також тиску ваги води та атмосферного балансу тиску.
Потім клапан акумулятора знову відкривається і цикл починається знову, доки джерело живлення не буде відключено
Відео за принципом роботи гідравлічних таранів та їх реалізація:
- Філіп Фіє. Таран FVT. Доступно [в Інтернеті] за адресою: http://www.youtube.com/watch?v=lV2P.
- Мериба Таран Насос. Насос води без електрики та палива. Доступно [онлайн] за адресою: http://www.youtube.com/watch?v=Na-PhTS07KQ
- Базайн. Мій гідравлічний таран. Гідравлічний насос. Доступно [онлайн] за адресою: http://www.youtube.com/watch?v=GAqG.
Рисунок 4 - Короткий опис роботи (Джерело [2])
6) Особливі труднощі та засоби правового захисту - Можливі вжиті заходи безпеки
7) Основні переваги та недоліки
Переваги:
- Нульові витрати на енергію (електроенергія, бензин)
- Обмежене обслуговування
- Тривалість життя близько десяти років
- Обмежений простір
Недоліки:
- Обмежені характеристики (значні втрати на ударному клапані)
- Чутливість до домішок води
- Процес недостатньо відомий і не використовується широко, оскільки він не надходить на ринок.
- Мале серійне виробництво, небагато постачальників
- Вартість деяких моделей
8) Вартість (реалізації + обслуговування)
Закупівельні гідравлічні барабанні насоси варіюються в широких межах - від 500 до 1500 євро або навіть 4000 євро вгорі (див. Джерело [5]). Однак також можна виготовити такий насос кустарним способом за меншими витратами (Джерела [6] та [7]), але термін служби кустарного насоса коротший.
Користувачі можуть регулярно виконувати технічне обслуговування насоса, що, отже, не становить додаткових витрат. З іншого боку, найбільш крихкі деталі, такі як клапан акумулятора та напірний клапан, може знадобитися змінити у разі надмірного зносу.
У Франції компанія Walton виробляє близько 50 таранних насосів на рік. Деякі пропонують африканські села від 600 до 1000 чоловік .
Студенти та викладачі французької професійної середньої школи в Тараре встигли виготовити прототипи самостійно.
9) Куди звернутися за додатковою інформацією ?
ДЖЕРЕЛА інформації:
(1) Екологія. Гідравлічний баран.
Доступно [в Інтернеті] за адресою: http://www.econologie.info/share/pa.
(2) Вікіпедія. Гідравлічний таран.
Доступно [онлайн] за адресою: http://fr.wikipedia.org/wiki/B%C3%A.
(3) Архів документів ФАО. Підйомні машини.
Доступно [онлайн] за адресою: http://www.fao.org/docrep/010/ah810.
(4) Ми можемо це зробити. Технічний лист - Гідравлічний барабан: вічне відкачування.
Доступно [в Інтернеті] за адресою: http://www.onpeutlefaire.com/fiches.
(5) Нові бізнес-енергії. Гідравлічні тарани.
Доступно [в Інтернеті] за адресою: http: // energies-nouvelles-entreprises.
(6) давайте це зробимо. Гідравлічний насос.
Доступно [в Інтернеті] за адресою: http://www.faisonsle.com/belierhydr.
(7) Клемсонський університет. Саморобний гідравлічний насос (англійською).
Доступно [онлайн] за адресою: http://virtual.clemson.edu/groups/i.
(8) Codeart. Реалізація гідравлічного барабана.
Доступно [в Інтернеті] за адресою: http://www.codeart.org/pdf/dossier/.
10-сторінковий документ, що пояснює роботу гідравлічного барабана та надає елементи для вибору підходящого барана, розрахунок його продуктивності, правильне встановлення барана
(9) Уолтон. Приклади відведення питної води шляхом перекачування гідравлічних баранів у Бурунді.
Доступно [в Інтернеті] за адресою: http://www.walton.fr/hydraulic-ram
Приклади сіл, що постачаються гідравлічними барабанними насосами
(10) Марсель Фрелін. Гідромолот.
Доступно [в Інтернеті] за адресою: http://www.techniques-ingenieur.fr/.
27-сторінковий технічний документ з моделювання та розмірів гідроударів
(11) Патрік ГАДЕНГ Таранний насос Чудовий сайт, дуже добре проілюстрований та задокументований,на таранних насосах, їх виготовлення та як користуватись, спочатку призначений для учнів торгових шкіл у південних країнах (на півночі Франції) https://sites.google.com/site/pompe.
Відео
(див. посилання, наведені в параграфі 5)