مضخات المياه

مضخة الرياح هي طاحونة تستخدم لضخ المياه، إما كمصدر للمياه العذبة من الآبار، أو لتصريف المناطق المنخفضة من الأرض. كانت مضخات الرياح، التي كانت من الأدوات الشائعة في المزارع في المناطق شبه القاحلة، تُستخدم حتى اليوم حيث لا تتوفر الطاقة الكهربائية أو تكون باهظة الثمن.

شهد النصف الأول من القرن العشرين مزيدًا من التطوير، لا سيما التحرك نحو آلات الرياح من النوع المروحي لإنتاج الكهرباء. بحلول عشرينيات القرن العشرين، كان عدد مضخات الرياح المستخدمة في الولايات المتحدة الأمريكية وحدها يبلغ 6 ملايين، وأصبح تصنيعها واستخدامها أمرًا شائعًا في كل القارات. لكن مجد مضخة الرياح لم يدم طويلاً. ومع ظهور الوقود الأحفوري الرخيص في الخمسينيات والستينيات من القرن الماضي وتطور تكنولوجيا الضخ، أصبحت مضخات الرياح قديمة الطراز تقريبًا في الولايات المتحدة الأمريكية.

توجد الآن في العديد من البلدان النامية شركات مصنعة تنتج مضخات الرياح. ومع ذلك، كان الإقبال على استخدام مضخات الرياح لضخ المياه بطيئًا للغاية بشكل عام، على الرغم من أن التكنولوجيا مناسبة تمامًا للطلب في العديد من مناطق أفريقيا وآسيا وأميركا اللاتينية.

المضخة المداسية هي مضخة تعمل بالطاقة البشرية مصممة لرفع المياه من عمق سبعة أمتار أو أقل. الدواسة ^W هي أداة رافعة يتم الضغط عليها بالقدم لقيادة الآلة، وهي في هذه الحالة مضخة. يمكن للمضخة المداسية أن تقوم بمعظم عمل المضخة الآلية، ولكن تكلفة شرائها أقل بكثير (75%). نظرًا لأنها لا تحتاج إلى وقود أحفوري (يتم تشغيلها بواسطة وزن جسم المشغل وعضلات ساقه، يمكن أيضًا أن تكون تكلفة تشغيلها أقل (50٪) من المضخة الآلية. يمكنها رفع خمسة إلى سبعة أمتار مكعبة من الماء في الساعة من الآبار و الآبار ^التي يصل عمقها إلى سبعة أمتار ويمكن استخدامها أيضًا لسحب المياه من مصادر المياه مثل البحيرات والأنهار يتم تصنيع العديد من المضخات المداسية محليًا، ولكن قد يكون من الصعب إنتاجها بشكل مستمر بدون عمال لحام ذوي مهارات عالية ومعدات إنتاج.

بالمقارنة مع الري بالدلو، يمكن للمضخة المداسية أن تزيد بشكل كبير الدخل الذي يدره المزارعون من أراضيهم عن طريق زيادة عدد مواسم النمو، من خلال توسيع أنواع المحاصيل التي يمكن زراعتها، وتحسين جودة المحاصيل المزروعة.

المضخات الدواسة القياسية هي مضخات شفط، وقد تم تطويرها لأول مرة في أوائل الثمانينيات في بنجلاديش وأصبحت شائعة الاستخدام من قبل شركة IDE. ومنذ ذلك الحين، تم تطوير مضخات الضغط، وهي تعديل للتصميم الأصلي يعني إخراج الماء من المضخة تحت الضغط، وهي مستخدمة على نطاق واسع في شرق إفريقيا من خلال KickStart. تسمح مضخات الدواسة بالضغط للمزارعين برش المياه وتشغيل الرشاشات - مما يوفر الحاجة إلى خزان تخزين مياه مرتفع ونظام مضخة شفط.

نشطتالعديد من المنظمات غير الحكومية (IDE ^W ، KickStart ^W ، Practical Action ، IDEI ) في تطوير وتعزيز المضخات المداسية، بالإضافة إلى فرق الطلاب والباحثين في الجامعات.

مضخة الرام الهيدروليكية أو الهيدرام أو ببساطة مضخة الرام هي جهاز ضخ أوتوماتيكي قادر على ضخ المياه أعلى من مصدرها الأصلي دون استخدام الكهرباء أو أي مصدر طاقة آخر. فهو يستخدم جزأين متحركين فقط، وبالتالي فهو بسيط للغاية من الناحية الميكانيكية. وهذا يمنحها موثوقية عالية جدًا، ومتطلبات صيانة قليلة وعمر تشغيلي طويل.

مضخة الكبش الهيدروليكية، أو الهيدرام، أو ببساطة مضخة الكبش هي مضخة تستخدم تأثير المطرقة المائية ^W الناتج عن ضغط الماء المتراكم. وباستخدام هذا الضغط الذي تم إنشاؤه بواسطة مصدر مياه فوق المضخة، فهي قادرة على رفع الماء إلى ارتفاع أعلى من المضخة. وباستخدام جزأين متحركين فقط، وميكانيكا السوائل البسيطة والطاقة الموجودة داخل الماء، تتمكن مضخة الكبش الهيدروليكية من العمل بدون كهرباء أو أي مصدر طاقة آخر.

مضخة بابا رام هي نسخة القرن الحادي والعشرين من المضخات الهيدروليكية التقليدية (مضخات المياه التي لا تعمل إلا بتدفق الماء)، فهي أصغر حجمًا وأخف وزنًا وأرخص وأكثر كفاءة.

إن الاختيار بين رافعات المياه المتاحة كبير ومتنوع، مما يجعل اختيار الجهاز المناسب صعبًا. في أمريكا وأوروبا خلال القرن التاسع عشر، تطور تصميم المضخات اليدوية المنتجة بكميات كبيرة من خلال التجربة والخطأ بدلاً من البحث والتطوير العلمي. يوجد الآن عدد كبير من التصميمات الكافية، وليس المثالية، التي ابتكرها المصنعون المحليون، ومن الصعب معرفة أي مضخة هي الأفضل لكل تطبيق. تقدم هذه الملخصة نظرة عامة على أنواع رافعات المياه التي تعمل بالطاقة البشرية المتاحة، والتطبيقات المناسبة لها ومزاياها النسبية.

يمكن تقسيم رافعات المياه إلى الفئات التالية:

• المياه الجوفية (مضخات الآبار المفتوحة والضحلة والعميقة)
• المياه السطحية (الشادوف، الدهون، السلسلة والغسالة، وبرغي أرخميدس)

إن المضخات اليدوية الصناعية، مثل Indian Mark II، المخصصة للآبار العامة التي يتم التبرع بها من خلال مشاريع التنمية، غالباً ما تتعطل بعد عامين. وإذا كانت تكاليف الصيانة تقع على عاتق المستخدمين، فإن هذه التكلفة تكون مرتفعة للغاية عندما يثبت أن الإصلاحات ضرورية وتصبح المضخة غير صالحة للعمل.

هناك حاجة إلى مضخة يدوية بديلة يمكن الاعتماد عليها للاستخدام العام والخاص لتوفير مياه الشرب النظيفة والري. ستؤدي هذه المضخات إلى رفع مستوى المعيشة إذا كانت منخفضة التكلفة وموثوقة وتضخ المياه بشكل فعال. تعد الكفاءة أمرًا بالغ الأهمية لري الحديقة في موسم الجفاف نظرًا لكمية المياه الكبيرة نسبيًا. توفر هذه الحدائق الغذاء وزيادة الدخل.

إن القدرة على تحمل التكاليف محليًا والصيانة وكفاءة المضخة الجيدة هي من السمات المطلوبة. إن القدرة على تحمل التكاليف محليًا تعني خفض التكلفة بمقدار عشرين إلى مائة ضعف مقارنة بالسلع الصناعية المستوردة. ولا يمكن إجراء الصيانة محليًا إلا عند القيام بها باستخدام الموارد والمهارات المحلية.

يجب أن يمنع نظام الضخ تلوث مياه الشرب من خلال السماح بإغلاق البئر. هذا ينطبق بشكل خاص على الآبار العامة. يجب تثبيت المضخات الصناعية على لوح خرساني موضوع فوق البئر. ومع ذلك، فإن هذا يجعل الوصول إلى المياه غير ممكن عندما تتعطل المضخة. الصيانة الفورية للمضخة أو الوصول إلى البئر من خلال فتحة الطوارئ يسمح بالوصول المستمر إلى المياه الواهبة للحياة.

المضخة اللولبية هي مضخة رفع منخفضة تتكون من أنبوب، على شكل ملف ومثبتة على محور دوار مدعوم بمحرك أو حيوان قادر على تدوير المحور بسرعة. وبسبب الدوران، يتم بعد ذلك التقاط الماء بواسطة الأنبوب وضخه إلى أعلى في الخرطوم.