Golpe de aríete ou como fazer uma bomba livre usando a energia da água

Neste artigo, mostraremos como criar uma bomba que não requer combustível ou eletricidade para funcionar. O artigo contém uma descrição do princípio de funcionamento do dispositivo, os principais elementos estruturais, bem como um vídeo com o processo de montagem do modelo básico da bomba de aríete. Você aprenderá como montá-lo sozinho.

Golpe de aríete ou como fazer uma bomba livre usando a energia da água

A hidráulica é uma ciência tão antiga quanto a própria água. As leis da hidráulica se aplicam a absolutamente qualquer fluido, e vamos considerar como usar essas leis para organizar uma bomba ou bomba usando energia cinética.

O protótipo da bomba baseado na ação de um martelo de água foi criado na França no século 17 pelo inventor do balão Montgolfier. Quase simultaneamente, um design idêntico foi patenteado por inventores na Inglaterra, Estados Unidos e Alemanha. Na Rússia, ele recebeu o nome popular sonoro de “gidrotaran”.

Projeto de aríete hidráulico

As bombas convencionais consistem em um dispositivo de bombeamento (impulsor fechado, pistão, membrana), um ativador (motor de combustão interna, motor elétrico, outro acionamento), tubulação e sistema de válvula. O esquema de uma bomba hidráulica de pistão é extremamente simples, sua singularidade reside no fato de que o próprio agente (água) atua como o ativador e o pistão. Seu design é notável por não haver partes móveis mecânicas (exceto para duas válvulas primitivas), nenhum combustível e lubrificante e áreas sob pressão constante são usadas.

Golpe de aríete ou como fazer uma bomba livre usando a energia da água

A base da bomba é um tubo sólido de três ramificações que pode ser montado a partir de acessórios e tubos comuns disponíveis em qualquer loja de encanamento.

Primeiro ramo. Um tubo de alimentação (alimentador) está conectado a ele, falaremos sobre isso separadamente.

Segunda filial. Uma válvula de retenção, um tanque de expansão com paredes macias e um tubo de saída são conectados a ele por meio de niples e acoplamentos. Uma garrafa de plástico é bastante adequada como um tanque de expansão; nos modelos de fábrica, os tanques completos são instalados em uma caixa de metal com uma membrana de borracha.

Terceiro ramo. O elemento principal deve ser instalado aqui – uma válvula hidráulica de fluxo. Este é um elemento de válvula de corte que interrompe o fluxo de água quando há um aumento crítico na pressão. Seu trabalho é regulado por uma mola. Essas válvulas de até 1,5 “podem ser adquiridas na loja, mas com um diâmetro maior, seu custo pode ser bastante alto (US $ 20 ou mais). Se a tarefa é criar uma bomba para as necessidades domésticas reais para um grande volume de água, é melhor fazer esta válvula por você mesmo.

Montando uma bomba com uma válvula caseira – vídeo passo a passo

Como e por que a hidrotarana funciona

A principal característica dessa bomba é que ela usa a energia cinética da água que já está no fluxo. Ou seja, uma diferença de nível é necessária para fornecer água a uma altura. Pode ser tão pequeno quanto 0,5 m, mas quanto maior este indicador, mais eficiente a bomba funcionará. Nós não fornecemos deliberadamente um cálculo hidráulico – é extremamente complexo e é reduzido apenas à proporção ideal da diferença de altura entre o ponto de entrada de água, a parte de trabalho da bomba e o ponto de descarga superior. Visto que este dispositivo será instalado em um ambiente específico, é razoável determinar todos os valores no local..

A água que entra no alimentador, por influência da gravidade, tende para o ponto inferior, criando um excesso de pressão, ao qual a válvula hidráulica reage. No momento de sua operação, a água é bloqueada em um sistema fechado e ocorre o fenômeno do martelo de água, que empurra a água através da válvula de retenção para o tanque de expansão. As paredes elásticas do tanque acumulam excesso de pressão de um martelo de aríete, mas não na água (é incompressível), mas no ar. Esta pressão empurra a água através do canal de saída (mangueira, tubo), e a válvula de retenção não permite que a pressão se equalize.

O princípio de operação da bomba hidráulica de aríete no vídeo

Depois que a pressão no tanque de expansão é liberada, a válvula hidráulica se abre novamente e o ciclo é reiniciado. A água é fornecida em pulsos. Muitos já adivinharam que o funcionamento da bomba se torna possível devido à diferença na densidade do meio – água e ar incompressíveis, que acumulam pressão facilmente. Toda a força do golpe de aríete vai para a compressão do gás (ar) no tanque de expansão, que então fornece água para o topo.

Alimentador e válvula hidráulica

Esses dois elementos são os principais no design que você planeja criar com suas próprias mãos. Toda a operação da unidade depende de seu tamanho e dispositivo..

Alimentador

É um canal fechado que liga o ponto de captação de água ao ponto do martelo de água. Idealmente, este é um tubo longo e reto que é inclinado. A água no tubo é o próprio pistão que cria o excesso de pressão – a causa do golpe de aríete. Portanto, quanto maior a seção, mais poderoso será o aríete. O diâmetro do tubo de alimentação deve estar dentro de limites razoáveis ​​- de 50 a 150 mm. Este valor deve estar relacionado ao diâmetro dos canais restantes do sistema e ao cabeçote de entrega necessário..

Recomendamos a instalação de um sino na parte de entrada do alimentador para melhor retenção de água.

Razões ideais de diâmetros da bomba hidráulica de aríete

Alimentador, mm Sistema, mm
50 dezesseis
cem 32
150 32-50

Neste último caso, com um comprimento de alimentação de 10 m e uma queda de 1,5 m, a água será fornecida a uma altura de 10 m a uma taxa de cerca de 1500 l / h.

Válvula hidráulica

O modelo de fábrica deste dispositivo pode ser caro devido ao material, juntas e uma mola ajustada para uma determinada pressão. No nosso caso, quando usamos energia livre, que simplesmente não faz sentido economizar ou levar em consideração, basta o fato de bloquear o fluxo de água. Para isso, uma válvula hidráulica própria é bastante adequada..

Bomba com válvula hidráulica artesanal – vídeo de instalação com comentários

O local ideal para instalar essa bomba são as corredeiras de rios com suas quedas ou riachos significativos.

Bombas hidráulicas de fábrica

É claro que tais dispositivos simples e confiáveis ​​não escapariam às reivindicações de produção em massa. No momento, eles são produzidos por empresas nacionais e estrangeiras. Porém, por suas especificidades de trabalho (parte da água é descarregada pela válvula), têm um campo de aplicação bastante restrito – na economia urbana são praticamente inúteis, mas são indispensáveis ​​em áreas remotas, pouco desenvolvidas, ecovilas e fazendas.

Hoje, na Rússia, apenas uma empresa produz esses dispositivos ecologicamente corretos e eficientes – a produção artel “Ural”. A gama de modelos é representada pelas bombas “Kachalych” GT-01 (190 cu) e GT-03 (110 cu), bem como pelas suas variedades.

Golpe de aríete ou como fazer uma bomba livre usando a energia da água

Fazer uma bomba com suas próprias mãos custará um pouco menos, mesmo se você comprar todas as peças. No entanto, economias reais são alcançadas com a disponibilidade de ferramentas disponíveis – neste caso, a bomba estará praticamente livre, enquanto seu desempenho pode ser significativamente superior devido a um alimentador maior e ao rendimento de todo o sistema.

Qualquer dispositivo ou dispositivo baseado nas ações das forças naturais merece muita atenção e desenvolvimento. Ao ignorar a energia gratuita fornecida pela própria natureza, corremos o risco de ficar repentinamente desamparados na ausência de gasolina e eletricidade. Transferência da agricultura subsidiária para fontes alternativas de energia é garantia de tranquilidade e harmonia com o meio ambiente.

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