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[其它] 自制air lift pump--气提水泵

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发表于 2016-2-11 18:35:53 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 张崇炎 于 2016-2-11 20:34 编辑

我的卧式管道种植一直在用有机营养液--鸡粪浸出液,里面有许多有机物容易堆积在水泵里影响水泵正常工作,所以水泵寿命比较短,一般2-3年。
最近看到菜友们介绍的四瓦直流小水泵,高水头小流量很符合我的要求,用了才三个多月就坏了,里面的叶片给鸡粪浸出液里的蛋白质粘住转不了而坏了。
IMG_20160126_101802.jpg
在youtube上有许多视频介绍air lift pump--气提水泵,尽管效率没有水泵高,但是工作可靠,不怕堵塞。

参照视频介绍的做了几种效果不理想,体积比较大,需要在比较深的水面下才能有效工作,随着水深减少喷水高度减低,水箱里的水深至少要在300毫米以上才能喷水到300-400毫米。视频里演示的如果出水高度在800毫米以上的都是用高度一米左右大水桶。
通过几次试验摸清工作原理,今天利用直径80毫米,高度70毫米的发胶塑料盒和现有的650毫米长,12毫米外径10毫米内径的透明有机玻璃管做了个气提水泵,动力是3.5瓦的金鱼缸用的气泵,只用了两个出气口的其中一个。
试验效果不错,符合理想要求,水间歇性的从600毫米高度管子喷出,最高可达800毫米(从水桶的水面算起)喷水间歇大约1.5-2秒左右。水泵从水桶底(300毫米水深)移到水面,出水量基本没有什么变化。
这样的提水高度和出水量能满足我的卧式管道种植系统的要求,只要气泵不坏就能正常工作,而且不担心堵塞。一般来说气泵的寿命比水泵要长得多,可靠。
一般介绍的气提水泵底部都是开放式的,所以泵体需要有一定高度以保证气不会从泵体下面出来,同时提供一定的水压使气泡有较大的浮力把水从出水管推出,一般泵体高度都在18-20公分以上。
由于我用的水箱都比较浅,才25公分高度经常性的水位在20公分,需要比较小的泵体。利用塑料管都盖子里的密封塑料片做了个单向阀以保证气体不会外溢,同时提供气泡提水时的座力。这样塑料盒的70毫米高度足够保证提水高度和气体不会外溢。

盖子改成单向阀,水可以从下面进入补充,保证气体不会外溢。
IMG_20160211_175905.jpg

IMG_20160211_175923.jpg

塑料盒底钻两个孔,6毫米孔是放进气管,12毫米孔是出水管。
IMG_20160211_175942.jpg

IMG_20160211_180004.jpg

旋上盖子刚好固定里面的单向阀膜片。
IMG_20160211_180333.jpg

接上气管,插入12毫米管子,放入水里就能工作了。
IMG_20160211_181506.jpg

水间歇性从管子喷出18-25公分高度

用手机拍了水泵工作的视频,可惜无法放上来。放几张从视频里截屏照片上来看看效果,喷出的水高于透明塑料管大约有十几公分
Screenshot_2016-02-11-22-17-47.jpeg
Screenshot_2016-02-11-22-53-17.jpeg

Screenshot_2016-02-11-23-16-47.jpeg


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 楼主| 发表于 2016-2-13 21:42:54 | 显示全部楼层
明春日月 发表于 2016-2-12 23:20
张老,新年愉快。
看到您发的新帖子非常高兴,对该主题很感兴趣,连看了几遍,很遗憾,没有全部看懂,原因 ...

新年好!直很忙,过年休息两天给自己放假。
趁有空赶紧把心中比较成熟的想法做一个气提水泵,效果还不错。

气泵就是家中养金鱼增氧用的气泵,功率3.5瓦,出气量大约每分钟3-4公升,在水族馆或者tb上有。

发胶盒主要是储存小气泵出来的压缩空气,通过6.5毫米外径的塑料管连接

竖立的12毫米直径的管低里发胶盒低部(红色塑料盖)大约4-5毫米。
盒盖上有孔是气提水泵的进水口,利用盖里面的密封垫做成阀门,和盖上的孔成为单向阀,水只进不出。

1,水泵放入水里由于水的压力,水通过单向阀进入盒里充满发胶盒。
2,气泵通电后压缩空气进入发胶盒把水从竖立的出水管压出。
3,当里面的水位降低到低于出水管的口时,压缩空气进入竖立的出水管形成一个个气泡,空气比水轻在出水管中上升,在上升过程中压力逐步减小气泡逐步膨胀变大像活塞一样把气泡上面的水快速往上推出出水管。
4,由于出水管比进气管粗,盒里的压缩空气很快从出水管底部进入出水管形成一个个大气泡,气泡要大到能充满出水管出水的效率高,提升高度也高。
5,由于发胶盒里的压缩空气部分快速从出水管排出,压缩空气体积减少水面上升把出水管堵死而停止出水。
6,由于出水管里是气泡和少量的水,出水管里的压力减小,单向阀外面的水压力比发胶盒里压力高,外面的水推开阀门进入发胶盒补充被排出的水量。
7,当补充的压缩空气达到出水管底部时又开始下一次喷水。

气泵的出气压力高,水泵可以到达的提升高度高。出气量大水泵出气量也大。但是水泵的体积大小必须相应的加大,出水管加粗。
为了提高每次出水量和出水高度,可以在出水管在泵体里的部分加一个虹吸装置,可以把泵体里的大部分压缩空气排出以提高每次的排气量。但是在相同气泵供气量条件下喷水的间歇时间增长。

如果还有不清楚再提问。

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发表于 2016-2-12 11:36:32 | 显示全部楼层
本帖最后由 儒风 于 2016-2-12 11:38 编辑

首先,谢谢张老在新年给我们带来好帖!
想问问张老,气泵的出口是不是要装一个止回阀?因为在停止供气的瞬间,气提系统内部的压力一定是不小的,会不会倒灌入气泵内腔?

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发表于 2016-2-12 23:20:38 | 显示全部楼层
张老,新年愉快。
看到您发的新帖子非常高兴,对该主题很感兴趣,连看了几遍,很遗憾,没有全部看懂,原因可能是我对养鱼太生疏了,不懂养鱼气泵的原理。所以希望了解这个小气泵的工作原理和您将其改装成的这个水泵的工作原理。若能如愿就太好了。

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 楼主| 发表于 2016-2-13 06:03:43 | 显示全部楼层
儒风 发表于 2016-2-12 11:36
首先,谢谢张老在新年给我们带来好帖!
想问问张老,气泵的出口是不是要装一个止回阀?因为在停止供气的瞬 ...

这几天正在思考这个问题。
出水管每次喷完水可能会有少量的水,有多少不清楚。也可能最后的一个气泡已经把剩余水都推出出水管。
究竟如何还不清楚,出水管加个单向阀可能会影响出水量,毕竟气泡的动力很小,打开单向阀会损失部分动力。
有空我还要继续做试验,尽量提高出水效率和提水高度。

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发表于 2016-2-13 06:36:51 | 显示全部楼层
看了二次才看懂。张老把加工好的发胶盒叫做水泵,水泵放进水桶里,水桶里的水通过发胶盒盖子上的单向阀进入发胶盒,气泵打气时单向阀关闭,气压达到一定时,发胶盒里的水被压出玻璃管,这时发胶盒里的压力降为零,水桶的水又进入水泵,再来一次循环间隙喷水。
工作过程是不是这样?
张老真是厉害。3.5W小气泵竟能发出超过10W水泵的动力。这样工作,营养液里面的含氧也会增加的。

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发表于 2016-2-13 07:33:48 | 显示全部楼层
张老真厉害!

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发表于 2016-2-13 16:03:25 | 显示全部楼层
Youtube: Nano Airlift Pump Challenge! BEAT THIS to be Champion! And World record holder!

发不了图..管子不要用珪胶的,珪胶管水附着力较小....用普通的PVC细管子...
这样水可以打到很高...很高....







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发表于 2016-2-14 05:56:39 | 显示全部楼层
张崇炎 发表于 2016-2-13 21:42
新年好!直很忙,过年休息两天给自己放假。
趁有空赶紧把心中比较成熟的想法做一个气提水泵,效果还不错 ...

说得够清楚了。谢谢。

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 楼主| 发表于 2016-2-14 06:43:04 | 显示全部楼层
陆一龙 发表于 2016-2-14 05:56
说得够清楚了。谢谢。

可以利用手边空塑料瓶,塑料管之类材料做。
我还有用两个略有粗细的饮料瓶,剪去底部套在一起做的气提水泵效果也不错,就是比较高,要20公分高。

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发表于 2016-2-14 12:05:41 | 显示全部楼层
本帖最后由 明春日月 于 2016-2-14 12:25 编辑
张崇炎 发表于 2016-2-13 21:42
新年好!直很忙,过年休息两天给自己放假。
趁有空赶紧把心中比较成熟的想法做一个气提水泵,效果还不错 ...

及时而详细的回复一个新人的提问,让我非常的感激;百忙中给您添麻烦,让我也深感不安;新春之际遇相知我甚感欣慰,真诚的送去新年的祝福和快乐。

闲聊:理解1、“水泵”即“气提水泵”也即组装后的“发胶盒”。
2、小气泵向发胶盒内输送空气是不间断的。
3、您从1到7是在叙述和分析水泵的一个工作循环周期。
我的分析:1、在出水管排出一段时间的水后,应该是再排出一段时间的气体,之后是循环,水-气体-水-气体……
2、在排出气体的期间,应该是发胶盒(水泵)打开单向阀门、吸收水的时间;同时发胶盒也在吸进气体;
3、气泵的动力就是水泵的动力;该动力与出水管中的水的重力相等时水高度不再上升。
我的建议:1、水泵的吸水单向阀要适当的大;不妨将那个红底去掉看是什么效果
          2、气泵的排气管也要适当的大。
          3、水泵的排水管,就那个直立的管,要调整到一个合理的粗度;应该是粗管出水量大但出水高度低;细管出水量小但出水高度高。
  另:似乎应改“气提水泵”为“气推水泵”。

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 楼主| 发表于 2016-2-14 20:05:44 | 显示全部楼层
明春日月 发表于 2016-2-14 12:05
及时而详细的回复一个新人的提问,让我非常的感激;百忙中给您添麻烦,让我也深感不安;新春之际遇相知我 ...

你的分析里的第一条情况不会出现,因为整个工作是压力动态平衡。一旦开始工作,水泵里压缩气体进入立管部分释放而压力降低,水位马上上升淹没立管口阻止空气进入立管排气,此时立管里的气泡还在上升膨胀推水,所以不会继续再排出气体,只可能是最后一个气泡里的气体。
在每次喷水过程是由许多气泡推送,立管里是一段段空气和一段段水相间隔快速往上移动,或者是气水混合状态。
以充满立管的气泡效率高。所以压缩空气进入立管方法和立管粗细有一定的关系。立管太粗,进气量少只能提升几毫米高度。
我这个水泵的排气方法,排气量小,所以立管要细。
如果采用虹吸方法排气可以一次性把水泵里的压缩空气大部分排出到立管,就可以用比较粗的立管,而且排水高度高。已经做了一个还没有试。
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