• CHẾ TẠO BÚA NƯỚC

    Thảo luận trong 'Các vấn đề khác về nông nghiệp' , 3/9/14

    1. vodinhtien Lão nông

      CHẾ TẠO BƠM RAM (BÚA NƯỚC)

      Võ Trần Nguyễn

      Chúng ta luôn mong muốn có loại động cơ hoạt động mà không cần cung cấp nhiên liệu hay điện (dưới đây gọi là năng lượng ngoài); nhưng nguyên lý bảo toàn năng lượng đã chứng minh không thể có động cơ vĩnh cửu.

      Tuy nhiên từ xa xưa, con người đã biết sử dụng sức gió để chạy thuyền buồm, làm quay cối xay gió; hoặc xây dựng các nhà máy thủy điện để tạo ra nguồn điện sử dụng cho sinh hoạt và sản xuất. Những phát kiến này, tuy không phải là động cơ vĩnh cửu, nhưng nó đáp ứng được yêu cầu “không cần năng lượng ngoài” và do đó, chi phí để tạo ra công năng hữu ích thấp hơn so với các loại máy móc phải sử dụng năng lượng ngoài.

      Có một sáng chế được áp dụng cách nay hơn 2 thế kỷ, nhưng ở nước ta ít ai chú ý áp dụng trong cuộc sống; đó là bơm RAM (tiếng Anh Hydraulic ram pump hoặc Williamson ram pump hay Papa pump), một loại máy bơm nước hoạt động dựa vào năng lượng của dòng chảy chứ không sử dụng năng lượng ngoài.

      Nhiều nước trên thế giới, kể cả các nước tiên tiến như Anh, Mỹ và châu Âu vẫn sử dụng rất phổ biến để bơm RAM phục vụ cho việc bơm nước sử dụng cho nhu cầu sinh hoạt và tưới nước cho cây trồng. Các nước châu Á như Trung Quốc, Ấn Độ, Thái Lan vv... đã tổ chức tập huấn cho nông dân chế tạo bơm Ram từ vật liệu ngành nước rất rẻ tiền để người dân ở nông thôn, vùng sâu vùng xa tự chế tạo và sử dụng; tuy nhiên, ở Việt Nam hầu như chưa phổ biến loại bơm nước này; tìm kiếm trên mạng cũng không có tài liệu tiếng Việt nào hướng dẫn chế tạo bơm RAM; do đó, tôi tự mày mò học theo các trang web để chế tạo bơm RAM với nhiều mức lưu lượng khác nhau và nhận thấy loại “bơm xài chùa” này rất hữu ích cho các vùng nông thôn ở nước ta nên đã tổng hợp, dịch từ các trang mạng, kết hợp với kinh nghiệm thực tế để viết nên tài liệu này, nhằm giúp những ai yêu thích có thể tự chế tạo bơm RAM để bơm nước mà không tốn tiền mua nhiên liệu.

      Bơm RAM hoạt động như thế nào?

      Bơm RAM là loại bơm sử dụng năng lượng của dòng chảy để bơm nước; lưu lượng của bơm RAM tùy thuộc vào lưu lượng dòng chảy, tùy thuộc cao độ giữa cổng lấy nước (ống đầu vào) với nơi đặt máy bơm; và còn tùy thuộc vào độ chênh cao từ nơi đặt máy bơm đến bể chứa nước. Cách thức hoạt động của bơm RAM như sau:

      Dòng chảy từ sông, suối, hồ chứa, được dẫn vào ống, đi vào máy bơm thì bị van một chiều thứ nhất chặn lại, tạo ra áp suất đột ngột làm mở van một chiều thứ hai gắn ở đáy bình áp suất. Van một chiều thứ hai này mở ra, dẫn nước vào bình áp suất, ép không khí trong bình lên đỉnh và nén lại. Không khí bị nén tới hạn lại đẩy khối nước xuống lại đáy bình. Một phần của khối nước chảy theo ống dẫn gắn dưới đáy bình. Quá trình cứ lập lại như thế làm cho nước dâng từ ống dẫn ra ở đáy bình áp suất, lên đến bồn chứa trên cao.

      Để hiểu rõ về nguyên lý hoạt động của bơm RAM, vào google, gõ “ram pump” để search, hoặc xem trên mạng theo đường link:



      Người ta tính được lưu lượng hữu ích (nước bơm vào bồn) đạt gần 60% lưu lượng nước vào ống dẫn (inlet pipe).

      Nguồn gốc hình thành:

      Năm 1775, Whitehurst, người Mỹ, sáng chế ra bơm RAM, nhưng lúc đó chưa có van một chiều nên ông phải dùng tay để đóng, mở van. Đến năm 1796, Montgolfier mới sử dụng van một chiều tự động để đóng mở bơm RAM; và chế tạo bơm RAM cực lớn, có thể bơm được 102 m3/giờ lên độ cao 48 mét, cung cấp nước sản xuất cho một nhà máy giấy và nước sinh hoạt cho cả một ngôi làng; nhưng mãi đến năm 1959, Kunkel Edward J (Mỹ) là người đầu tiên đăng ký và lấy bằng sáng chế bơm RAM tại Mỹ.

      Nguyên lý thiết kế:

      Để bơm RAM hoạt động, phải có áp lực nước; ví dụ có dòng sông, suối chảy gần nhà nhưng dòng chảy ở dưới thấp, ta cần bơm nước lên cao để dùng cho sinh hoạt và tưới cho cây trồng.

      [​IMG]
      [​IMG]
      Bồn chứa



      [​IMG]Suối


      Hình 1: Mặt cắt ngang mô phỏng hệ thống bơm RAM

      Người ta đưa ra công thức tính toán thiết kế bơm RAM như sau:

      Qr=0.6*Qv*H1

      H2

      Trong đó:

      Qr: lưu lượng đầu ra (lưu lượng nước bơm vào hồ chứa) (đơn vị tính: m3/s)

      Qv: lưu lượng đầu vào của dòng nước chảy trong ống dẫn vào (m3/s)

      H1: chênh cao từ nơi lấy nước vào ống đến nơi đặt bơm RAM (Water “head” above ram -đơn vị tính: mét)

      H2: chênh cao từ bơm RAM đến bể chứa (Pumping elevation - mét)

      0.6: hệ số điều chỉnh.

      Nhìn vào công thức trên, thấy lưu lượng hữu ích, tức lưu lượng bơm vào hồ chứa tỷ lệ thuận với lưu lượng nước chảy trong ống dẫn nước vào bơm (Qv) và cũng tỷ lệ thuận với độ chênh cao từ nơi lấy nước vào ống đến nơi đặt bơm RAM (H1); đồng thời, tỷ lệ nghịch với độ chênh cao từ bơm RAM đến bồn nước (H2);

      Muốn thiết kế bơm RAM phù hợp với điều kiện tự nhiên (lưu lượng dòng chảy, địa hình tại chỗ) và nhu cầu sử dụng nước của chủ đầu tư, cần xem xét:

      Trường hợp 1: Nếu lưu lượng dòng chảy quá nhỏ, ta gom tất cả lưu lượng dòng chảy vào ống đầu vào (inlet pipe), đo đạc độ chênh cao (H1 và H2) áp vào công thức để tính lưu lượng đầu vào. “Trời cho bao nhiêu dùng bấy nhiêu”.

      Trường hợp 2: Nếu lưu lượng dòng chảy lớn, nước dư thừa và khả năng tài chính đáp ứng được thì tiến hành tính toán nhu cầu sử dụng nước của chủ đầu tư để chế tạo bơm RAM có công suất phù hợp.

      Ví dụ:

      Trường hợp 1: Dòng chảy quá nhỏ: đào mương, lắp ống chìm gom dòng nước vào một đoạn ống, cho toàn bộ lượng nước chảy vào can định lượng, giả sử can có dung tích 20 lít, dùng điện thoại di động đo đếm thời gian, ví dụ là 10 giây thì nước chảy đầy can, tính được lưu lượng =20/10=2 lít/giây hoặc 0.002 m3/s.

      Đo đường kính ống dùng gom nước, ví dụ ống 60 mm=0.06 mét, tính được vận tốc nước chảy trong ống:

      Q=S*v

      Với: Q là lưu lượng =0.002 m3/s

      S: thiết diện đường ống =R2*∏=0.03*0.03*3.1416=0.002827 m2.

      Vận tốc nước chảy trong ống v=Q/S=0.002/0.002827=0.707 m/s

      Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4513 - 1988, vận tốc nước chảy trong ống trường hợp sử dụng sinh hoạt và tưới tiêu được xác định là 1,2m/s (vận tốc quá lớn sẽ gây vở ống, quá nhỏ, D lớn - > sẽ tổn phí).

      Tính lại đường kính ống:

      Q=R2 *Pi*v = D2/4*3,14*v ->D=[​IMG]= (mét) =[​IMG]=0.046m=46 mm, chọn Dv=42mm



      Đường kính ống nước ra (lên bồn chứa-Dr) thường được chọn =0.5*Dv (Dv: đường kính ống dẫn nước vào); tuy nhiên, quá trình nước chảy trong ống có ma sát làm giảm năng lượng dòng chảy. Sự sụt giảm này đều tính toán được; tuy nhiên do những công thức nhì nhằng, phức tạp nên không đưa vào đây! Bù lại, ta cho D đầu ra lớn hơn tí chút, chẳng hạn Dr=0.7*Dv=0.7*42mm=29.4mm - > chọn ống 27mm.

      Chiều dài đường ống đầu vào nằm trong khoảng 150 đến 1000 lần đường kính ống đầu vào.

      Trường hợp 2:

      Lưu lượng nguồn nước dư thừa, ta có thể tính toán, thiết kế bơm RAM theo nhu cầu sử dụng nước của chủ đầu tư.

      Ví dụ: gia đình có 5 người, canh tác 2.000 trụ thanh long, dự kiến nhu cầu sử dụng nước như sau:

      Nước sinh hoạt: 5 người *200 lít/ngày =10 m3/ngày.

      Nước sản xuất: 2.000 trụ TLx40 lít/trụ/ngày =80 m3/ngày.

      Cộng =90 m3/ngày.

      Tính lưu lượng: 90 m3/24 (giờ) *3600 (giây/giờ) =0.001042 m3/s

      Có lưu lượng đầu ra và đo đạc được độ chênh cao đầu vào, ví dụ H1=5 mét; và chênh cao đầu ra, ví dụ H2=8 m3, tính được lưu lượng đầu vào phải có:

      Từ công thức : Qr=0.6*Qv*H1 , suy ra:

      H2



      Qv=Qr*H2 =0.001042*8 =0.002778 m3/s

      0.6*H1 0.6*5

      Tính đường kính ống đầu vào:

      Dv=[​IMG]= (mét) =[​IMG]=0.054 m=54mm -> chọn ống 60 mm.

      Dr=Dv*0.7=42mm

      Thi công - lắp đặt bơm RAM:

      Biết đường kính đầu vào và đường kính ống đầu ra, sẽ dễ dàng thống kê vật tư cần thiết để thi công bơm RAM. Ví dụ trường hợp 1 trên đây, Dv=42 mm; Dr=27mm; nhìn vào hình chụp (hình 2) và bản vẽ (hình 3); đối chiếu với bảng kê bên dưới, ta sẽ dễ dàng thống kê vật tư và cách lắp đặt bơm RAM.





      [​IMG][​IMG]



      Hình 2 Hình 3

      Bảng kê vật tư

      1


      1-1/4” valve (Van 42)


      10


      1/4” pipe cock (ống vòi)

      2


      1-1/4” tee (T 42)


      11


      100 psi gauge (áp kế 100 psi)

      3


      1-1/4” union (nối nhanh 42)


      12


      1-1/4” x 6” nipple (ống nối 42)

      4


      1-1/4” brass swing check valve (Van 1 chiều đồng thau 42)


      13


      4” x 1-1/4” bushing (ống lót) (bầu rút 114-42)

      5


      1-1/4” spring check valve (Van 1 chiều 42)


      14


      4” coupling (măng sông nối 114)

      6


      3/4” tee (T27)


      15


      4” x 24” PR160 PVC pipe (ống 114 dài 684mm)

      7


      3/4” valve (van 27)


      16


      4” PVC glue cap (bít tròn 114)

      8


      3/4” union (nối nhanh 27)


      17


      3/4” x 1/4” bushing T rút 27-13

      9


      1-1/4” x 3/4” bushing (Bầu rút 42-27)







      Ghi chú:

      -Chiều rộng buồng áp suất (15) =2,5-3 lần Dv; chiều dài =15-20 lần Dv.Trong thực tế, không cần lắp áp kế (11) , có thể bỏ cụm 6,10,11,17.

      -Khi lắp 2 van một chiều, cần đặc biệt lưu ý hướng lắp van :Van thứ nhất mở cho nước chảy vào hệ thống, đồng thời van thứ hai đóng lại để tạo áp lực đẩy nước lên buồng áp suất.

      -Người Thái có cách chế tạo bơm RAM đơn giản, dễ làm, xem tại:





      Sau khi thi công bơm RAM xong, nối ống 27 mm vào, dẫn lên bồn chứa, nối ống 42mm vào nơi lấy nước (bờ suối); mở van cho nước vào bơm, dùng tay đóng mở van một chiều nhiều lần cho thoát khí trong ống, bơm RAM sẽ hoạt động.

      Bơm RAM có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo và rất rẻ tiền (giá thành từ vài trăm ngàn đến vài triệu tùy thuộc kích cở), không tốn nhiên liệu khi vận hành; nhưng bơm RAM có nhược điểm là gây ra tiếng ồn khi hoạt động, do đó, cần chú ý lắp đặt xa nơi ở.
       
      Đang tải...
    2. hvcs2202

      hvcs2202 Nhà nông nghiệp dư

      Bài viết:
      99
      Đã được thích:
      36
      Nghề nghiệp:
      kinh doanh
      Cái này hoạt động giống bơm va (bơm taran) không vậy chủ thớt ? Đang định lắp bơm va
       
    3. anhmytran

      anhmytran Nhà nông chuyên nghiệp

      Bài viết:
      6.598
      Đã được thích:
      4.808
      Nghề nghiệp:
      Về hưu
      Viết lại công thức của bạn cho dễ đọc như sau:

      Qr=0.6*Qv*H1/H2

      Công thức này không chính xác ở hệ số 60%. Đó
      chỉ là hệ số lý tưởng thôi. Thực tế, hệ số đó
      còn nhỏ hơn nữa.

      Bài viết của bạn có vài chỗ yếu như sau:

      Bạn tính tốc độ nước chảy vào một cái can, thì
      nước không chảy vào được, vì can rỗng có chứa
      đầy không khí bên trong, không cho nước chảy vào.
      Vì thế, tốc độ nước chảy vào can là không đo được
      như bạn nghĩ đâu.

      Bạn nói, tốc độ nước chảy lớn làm vỡ ống, thì điều
      này không đúng. Muốn vỡ ống dẫn nước, phải có áp
      suất lớn, mặc dàu không có tốc độ, hay tốc độ gần
      bằng zero.

      Bạn thiết kế ống ra chỉ bằng nửa ống vào, nhưng thực
      tế, người ta có thể làm ống vào gấp nhiều lần ống ra
      thì công suất máy càng cao hơn. Điều quan trọng là
      ống bơm to thì bơm đỡ phải bơm nhiều lần.

      Cách tính toán của bạn, không có cơ sở lý luận, nên
      không chắc có đúng không. Tôi có cách tính toán khác.
      Sau đây là lý luận và cách tính toán của tôi, dựa
      trên video bạn đã giới thiệu cho chúng ta:

      Hình thứ nhất, là toàn cảnh Bơm Dồn Nước:

      [​IMG]

      Cảnh này chỉ xảy ra ở Hà Nội lúc lũ rừng đổ về, nước
      ngoài sông cao hơn nền đường phố, cũng cao hơn nóc
      nhà. Bơm này hoàn toàn không chạy được, vì sau khi
      nước chảy vào bơm, thì không chảy nữa. Muốn bơm chạy,
      thì phải hút nước ở chân bơm mà thải ra ngoài sông.
      Điều đó có nghĩa phải tốn một cái bơm nữa để bơm cho
      cái máy bơm này chạy được.

      Hình thứ hai, là hình máy bơm thiết kế theo sửa
      đổi của tôi:

      [​IMG]

      Trong hình, có mực nước đầu giòng, và mực nước cuối
      giòng. Đoạn sông Hồng từ Hà Nội đến Thái Bình thì
      cứ 50 km, sông sẽ thấp xuống 2 mét. Vào mùa lũ, độ
      cao đó hơn 2 mét. Ta hãy làm tròn 2 mét rưỡi cho dễ
      tính. Vậy 50,000 mét dài chênh 250 centimet. Nếu hệ
      thống máy bơm đầu trên giòng và đầu dưới giòng cách
      nhau 500 mét thì mực nước trong hình vẽ chênh nhau
      2 centimet rưỡi. Bơm sẽ chạy được, mặc dàu rất chậm,
      vì mực nước chênh nhau không nhiều.

      Khi mực nước trong bể hứng bên dưới rút xuống để chảy
      ra sông phía cuối giòng, thì mực nước trong bình kín
      dâng lên vì nước đầu giòng sông chảy vào. Chảy chừng
      nửa giờ hay vài giờ, vì bình này to lắm, to như cái
      thùng phuy xăng 2 trăm lít hay to hơn. Giai đoạn thứ
      hai, mặt trời làm nóng không khí trong bơm, làm áp
      suất tăng cao, đè đóng van xuống, và nước bơm lên trong
      ống bơm. Thời gian xảy ra cả một buổi trưa chiều. Đêm
      đến, thì khí trong bơm lạnh, thì nước lại chảy vào ống.
      --- @ 4/9/14 ---
      Đây mới thật là Bơm Búa Nước.

      Bước thứ nhất, van 4 mở, van 5 đóng.

      [​IMG]

      Nước từ đầu giòng chảy theo ống ra van 4 chảy xuôi
      xuống cuối giòng.

      Bước thứ hai, van 4 đóng sập lại khi nước chảy nhanh:

      [​IMG]

      Nước chảy càng nhanh dần, và đến một tốc độ khá nhanh
      nào đó, thì áp suất ở trên van 4 giảm hơn ở dưới làm
      nó đóng sập lại. Nước trong ống theo đà thúc mạnh van
      5 và xộc lên bình chứa và ống ra của bơm. Mũi tên màu
      đỏ có ý nói một chút nước rất ít dội ngược trở lại trong
      ống dẫn nước vào.

      Bước thứ 3, Nước này làm đóng van 5 lại.

      [​IMG]

      Trong bình khí bị nén bây giờ mới giãn ra, và tiếp tục bơm
      nước trong bình vào vòi chảy ra.

      Bước thứ 4, nước dội lại làm mở van 4:

      [​IMG]

      Bước thứ 5, van 4 mở làm nước bắt đầu chảy từ ống dẫn vào
      chảy qua van 4.

      [​IMG]

      Thế là tình hình trở lại như bước thứ nhất.

      Bơm này nếu đặt ở nơi có độ dốc cao từ ống dẫn nước vào đến
      đầu ra ở van 4, thì chừng 8 thùng nước chảy ra ở van 4, mới
      được 1 thùng bơm vào ống bơm, và mực nước bơm cũng không cao
      lắm, tùy theo đường kính ống dẫn nước vào và thể tích thùng
      khí của bơm có lớn không.
       
      Last edited: 4/9/14
      ThanTai47, batbat, Mục-Tử2 thành viên thích bài này.
    4. tieudien

      tieudien Nhà nông chuyên nghiệp

      Bài viết:
      428
      Đã được thích:
      302
      Nghề nghiệp:
      nhân viên bán hàng và tư vấn sản phẩm
      kỹ thuật cổ truyền của thế giới và VN là cái cọn nước. cứ nước chảy là sẽ đưa được lên cao.
      một cách đơn giản khác là kiểu như thủy điện : dòng nước đẩy quay 1 tuốc bin, và do đó lực quay này được truyền bằng dây cuaroa tới 1 đầu bơm.
      nói chung là có dòng nước chảy sẽ có nhiều cái để làm lắm.
       
      anhmytran thích bài này.
    5. Chính là Bác ấy đang nói về cái bơm va, nhưng không hiểu Bác ấy có biết từ này không vì Bác ấy dùng từ RAM.
       
    6. motnua

      motnua Guest

      Bác giỏi thật , diễn đàn agriviet có những nhân tài như bác thật đáng quý !
      --- @ 15/9/14, Original Post Date: 15/9/14 ---

      Cái loại bơm tay này thì hay hơn không nhỉ ?
       
      lequangdataskaterboi thích bài này.
    7. vodinhtien

      vodinhtien Lão nông

      Bài viết:
      489
      Đã được thích:
      1.201
      Cái này không phải bơm va đâu bạn. Bơm va cũng sử dụng dòng chảy để bơm nước, nhưng hoàn toàn theo nguyên lý khác. Bơm va là sáng chế của Liên Xô (cũ); hiện nay trong nước có bán, giá khoảng 30-49 triệu/cái
       
      tiphukhongtienanhmytran thích bài này.
    8. Nông dân miền đông

      Nông dân miền đông Nhà nông chính hiệu

      Bài viết:
      350
      Đã được thích:
      88
      Nghề nghiệp:
      kỹ thuật điện
      Có thể suy nghĩ cải tiến
       
    9. tieudien

      tieudien Nhà nông chuyên nghiệp

      Bài viết:
      428
      Đã được thích:
      302
      Nghề nghiệp:
      nhân viên bán hàng và tư vấn sản phẩm
      lạy chúa, em có vài chục trđ thì khỏi cần nghĩ cái bơm ấy, có khối cách làm khác vừa dễ vừa rẻ
       
    10. vodinhtien

      vodinhtien Lão nông

      Bài viết:
      489
      Đã được thích:
      1.201
      Nếu các bạn không ở gần sông, suối, không có dòng chảy nhưng vẫn muốn xài "của chùa", bơm nước không tốn điện, không tốn sức (từ giếng, ao hồ lên) thì có thể làm quạt gió trục đứng (file thiết kế kèm theo-mở bằng phần mềm AutoCAD). Cái này làm tốn khoảng 20 chai, nhưng xài hoài, cứ có gió là nó bơm nước lên cao cho bạn...
       

      Các file đính kèm:

    11. bogiahung87

      bogiahung87 Nhà nông nghiệp dư

      Bài viết:
      47
      Đã được thích:
      17
      Nghề nghiệp:
      Bố Đời
      bắt ong rừng
       

    Chia sẻ trang này

    Đang tải...
    Đang tải...