DIY Windbetriebene Wasserpumpe

Diesen Sommer habe ich für meine besuchenden Nichten und Neffen eine Menge lustiger Dinge aus PVC gemacht, und diese windbetriebene Wasserpumpe ist eine Kombination aus zwei dieser Projekte: eine windbetriebene Hirschabschreckung und eine pumpenartige Wasserpistole.

Diese Wasserpumpe befindet sich definitiv in der Beta-Phase. Alle Komponenten funktionieren, aber das Design ist sehr ineffizient und erfordert viel Wind, um Wasser aus unserem Teich zu pumpen. Im Video unten spiele ich den Teil eines Sturms aus, um Ihnen ein Bild von der Funktionsweise der Pumpe zu geben. Im letzten Schritt dieser Anleitung werden die Fehler im aktuellen Design erläutert und wie sie für eine effizientere Nutzung der Windkraft verbessert werden können.

SIEHE ENDGÜLTIGEN SCHRITT FÜR EIN KOMPLETTES RE-DESIGN UND VIDEO DER ARBEITSPUMPE.

Schritt 1: Räder und Zahnräder

Wie bei meinem Kronleuchterprojekt im Freien stammten die meisten Teile für diese Windpumpe aus dem Müllcontainer des Fahrradgeschäfts. Ich kenne die Namen für all diese Teile nicht, also benenne ich sie nicht. Was ich sagen kann ist, dass die zahnradähnlichen Teile keine Zahnräder auf den Motorrädern waren (ich habe sie durch Hinzufügen von Schrauben in Zahnräder verwandelt). Ich habe sie auf Mountainbike-Rädern gefunden, und sie können nur auf einem Rad installiert werden, das überhaupt eines hatte.
Ich bin mir auch nicht sicher, wie ich diese Windpumpe am besten zusammenbauen soll, also werde ich einfach abklappern, was ich getan habe.
1. In jedes andere Loch in einem der "Zahnräder" sind kleine Schrauben eingefügt. Für das obere (horizontale) Zahnrad habe ich kürzere Schrauben verwendet; längere für die vertikale. Ich ließ die oberen Schrauben unverändert und legte Nylon-Abstandshalter über die "Zähne" des vertikalen Zahnrads, um sie mit Teflonband zu sichern.
2. Befestigen Sie das horizontale Zahnrad an der Achse eines Mountainbike-Rads.
3. Befestigen Sie eine zweite Fahrradfelge mit drei Metallklammern an der ersten (meine war aufgrund einer Planänderung kürzer als auf diesem Bild gezeigt).
4. Es wurde ein Weg gefunden, ein 1 "PVC-T-Stück oben auf einem Stativ zu befestigen.
5. Installieren Sie die Fahrradradvorrichtung oben am PVC-T-Stück. Ich habe ein paar kreisförmige Holzstücke verwendet, die aus einem Stück 1x2 gebohrt wurden. Das Loch in der Mitte der Holzteile hielt die Achsstange fest an Ort und Stelle. Ich habe ein paar seltsame Teile als Abstandshalter verwendet, um das horizontale Zahnrad an die Stelle zu heben, an der es das vertikale Zahnrad fangen würde.
6. Installieren Sie das vertikale Zahnrad im horizontalen Teil des PVC. Das Zahnrad muss auf einem Kugellager sitzen, damit es sich frei drehen kann. Ich habe einen Teil einer Achse verwendet, die innen ein Lager hatte. Verwenden Sie alles, was Sie finden können, um das Zahnrad zu "stopfen" und zu verhindern, dass es wackelt.

Ich musste viel shimmen und rasieren, um die Dinge in Ordnung zu bringen. Ich schimmerte mit Toilettenpapierkarton und rasierte mich mit einem Dremmel oder Sandpapier. Du tust was du tun musst.

Schritt 2: Herstellung der Windfolien

Ich wollte, dass die Windfolien größer sind als die, die ich auf dem Schutzmittel gegen Hirsche installiert habe, aber immer noch leicht. Zinn schien das perfekte Material zu sein, aber ich hatte Angst, alles zu zerschneiden, als ich versuchte, die Zinnstücke zu zuschneiden (ich nahm zu diesem Zweck ein Stück Kanal aus einem Recyclinghof). Also habe ich fünf Seidenstücke sorgfältig gefilzt und mit Polyurethan überzogen. Sie erwiesen sich als atemberaubend, aber als ich sie installierte und die Windmühle für einen Test aufstellte, waren sie ein kompletter Idiot. Der Wind wusste nicht, was er mit all dem Flaum anfangen sollte. Diese Plastik- und Seidenfolien sind mein schneller Ersatz für die gefilzten.
Ich weiß nicht, wie dieser Kunststoff heißt. Ich habe es als Lichtdiffusor in der Fotografie verwendet, da es halb undurchsichtig und leicht ist. Hoffentlich weiß jemand, wie es heißt und wo man es kaufen kann.
Für die Folien teilte ich das, was ich hatte, in fünf. Ich wollte die größtmöglichen Folien, wenn man bedenkt, womit ich arbeiten musste. Dann kaufte ich einen Seidenschal in einem Gebrauchtwarenladen und schnitt ihn in fünf Teile (etwas größer als die Folien).
Ich habe die stumpfe Seite des Kunststoffs geschliffen und ihn mit Polyurethan als Klebstoff gestrichen (weil ich das zur Hand hatte).
Nachdem ich die Seide auf die Plastikfolien geklebt hatte, schnitt ich die überschüssige Seide ab und stanzte Löcher für die Speichen, die sie an den Felgen des Fahrradrads halten würden.

Schritt 3: Installieren der Windfolien

Um die Windfolien anzubringen, bohrte ich fünf Löcher, die groß genug waren, um eine Fahrradspeiche in beide Fahrradfelgen zu passen. Die Speichen werden von der Innenseite der Felge eingeführt und mit Klempner-Epoxidharz gesichert. Sobald das Epoxidharz getrocknet ist, werden die Folien auf die Speichen geschoben und mit Epoxidharz an der Außenseite der Speichen befestigt. Ich schraubte Speichenmuttern auf das Ende der Speichen, damit die Folien nicht herunterfallen.

Schritt 4: Der Windpumpenanschluss

Wenn Sie sich den vertikalen Getriebemechanismus genau ansehen, sehen Sie ein kleines rotes Kugellager auf der Rückseite eines der Zahnradzähne. Dieses und ein anderes identisches Lager, das am Kolben der Wasserpumpe angebracht ist, ermöglichen es dem Verbindungsstück zwischen der Windmühle und der Wasserpumpe, sich frei zu bewegen und die horizontale Kraft des Windes in die Auf- und Ab-Kraft der Wasserpumpe zu übertragen. Die Pleuelstange selbst besteht aus PVC. Ich habe es so gestrichen, dass es rostig aussieht (siehe Schritt 4 im Kronleuchterprojekt im Freien für Details), und später einige Fahrradspeichenmuttern in den Kunststoff eingesetzt, indem ich sie über einem Gasherd erhitzt habe.

Schritt 5: PVC-Wasserpumpe

Hier ist die Zeichnung der PVC-Wasserpumpenpistole, die ich für meine Besucher angefertigt habe. Ich habe keine Änderungen vorgenommen, außer einen Ösenhaken an der Oberseite des Kolbens anzubringen und das zweite Kugellager am Haken zu befestigen.
Und hier ist auch das Video, wie ich es zusammengestellt habe.

Schritt 6: Zusammenbau der windbetriebenen Wasserpumpe

Um die windbetriebene Wasserpumpe zusammenzubauen, hämmerte ich eine Metallstange in den Boden, wo die Pumpe stehen sollte. An dieser Stange habe ich den äußeren Teil des Pumpenmechanismus mit zwei Schraubklemmen verspannt. Dann positionierte ich den Windmühlenteil des Ganzen mittig über der Pumpe und hoch genug, damit sich der Verbindungsarm ausdehnen und zusammenziehen konnte, ohne zu knicken. Zuletzt habe ich den Verbindungsarm an den beiden Kugellagern befestigt - eines am horizontalen Zahnrad, das andere am Pumpenkolben.
Das Projekt ist abgeschlossen. Es ist wirklich eine Sache von Schönheit ...

Schritt 7: Fehlerbericht

Das größte Problem bei dieser windbetriebenen Wasserpumpe besteht darin, dass jeder einzelne Teil der Baugruppe etwas wackelig ist und das Wackeln einen Großteil der Windenergie aufnimmt, die stattdessen in das Pumpen von Wasser fließen sollte. Um dieses Problem in der nächsten Version zu lösen, würde ich:
1. Verwenden Sie ein stabileres Stativ.
2. Verwenden Sie eine Fahrradfelge, die nicht verzogen ist. Die untere Felge in diesem Projekt ist durch einen Fahrradunfall stark verbogen, und die Bewegung, die sie macht, verschwendet Windenergie.
3. Verwenden Sie Zinn oder PVC für die Windfolien und befestigen Sie sie direkt an den Fahrradfelgen. Meine Hirschabschreckung hat kleinere Folien, aber sie sind effizienter als die bei diesem Wasserpumpensystem. Durch das Schütteln der Fahrradspeichen geht viel Windenergie verloren.
4. Verwenden Sie eine schwerere Stange, die in den Boden getrieben wird, um die Wasserpumpe zu halten. Oder installieren Sie das Ganze auf einem 4x4-Pfosten, um unerwünschte Bewegungen zu vermeiden (wieder wie bei meiner Hirschabschreckung).
5. Machen Sie alle Teile so leicht wie möglich - insbesondere den Verbindungsarm zwischen Zahnrad und Pumpenkolben. Je mehr Gewicht das Getriebe anheben muss, desto mehr Wind wird benötigt, um es anzuheben.
6. Finden Sie eine bessere Lösung für den Dichtungsteil des Kolbens. Je schwerer es ist, den Kolben zu drücken und zu ziehen, desto mehr Windenergie wird benötigt, um Wasser zu pumpen. Ich habe 3M Öl verwendet, um den Gummiteil des Kolbens zu schmieren, aber ich denke, meiner ist nicht so effizient wie er sein könnte.

Alle Lösungen für die oben genannten wären willkommen.

Schritt 8: ARBEITEN Wasserpumpe von Fahrradteilen

Hier ist die endgültige Neugestaltung der Windpumpe mit vielen Vorschlägen der Leser (danke!).
Mal sehen, ob ich sie auflisten kann:
* Ersetzte das Rückgrat des gesamten Windkraftanlagen- / Pumpensystems durch ein einzelnes hohles Metallrohr (war zuvor ein Stativ).
* Das Ventilsystem auf den Boden abgesenkt, damit die Pumpe das Wasser nicht so weit anheben muss.
* Entfernen Sie die Nylonspitze vom Auslassende, um den Druckbedarf zu verringern.
* Der PVC-Kolben wurde gegen einen Fahrradstoß ausgetauscht (nachdem die Feder entfernt und die Spitze abgesägt wurde).
* Der PVC-Arm wurde für den inneren Teil eines Fahrraddämpfers ausgetauscht.
* CDs in einem Winkel von 45 Grad in die obere Fahrradfelge eingelegt (nicht sicher, ob dies große Auswirkungen hatte)
* Reduzierter Windwiderstand auf den Segeln durch Aushängen des unteren Teils jedes Segels von der unteren Speiche, während die Speiche an Ort und Stelle bleibt, um das Segel im "Angriffsmodus" zu halten, während es im "Widerstandsmodus" aus dem Weg schwingen kann. Dies war die EINZIGE WIRKSAMSTE Änderung an der Windpumpe!
Vielen Dank an alle für Ihre Eingabe!

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