Model działającej pompy tłokowej

Wynalezienie pompy wodnej przypisywane jest niejakiemu Ktesibiosowi. Z encyklopedii dowiemy się, że miało to miejsce w III wieku p.n.e. Wynalazek ten to drewniana sikawka pożarnicza składająca się z dwóch cylindrów. Używania jej zaprzestano w średniowieczu, a dopiero po setkach lat, w XIV wieku, opracowana została współczesna pompa ssąco-tłocząca z zaworem na tłoku. Pompa wodna tłokowa miała jedno ograniczenie, mianowicie nie mogła ciągnąć cieczy z głębokości większej niż 9 metrów. Wtedy nie było wiadomo dlaczego. Ten problem został wreszcie wyjaśniony w XVII wieku. Uzasadniono go istnieniem ciśnienia atmosferycznego. Proponuję zrobienie prostego, działającego modelu pompy typu abisynka. Do budowy pompy można wykorzystać nawet odpadowe materiały, takie jak rura od starego odkurzacza, szprycha czy dziurawa dętka.

Materiały: kawałek ebonitowej rury od odkurzacza, szprycha rowerowa, kawałek dętki, silikon wysokotemperaturowy, słoik z metalową zakrętką, rurka plastikowa o średnicy 11 milimetrów, cienka deseczka. Do efektownego wykończenia modelu przyda się lakier w spreju. I na koniec, do wycierania wody z biurka i podłogi, potrzebna będzie koniecznie ?nowoczesna ścierka o dużej chłonności?.

Narzędzia: wiertarka, dremel, glutownica z klejem na gorąco, piłka do metalu, papier ścierny na obrotowej tarczy zamocowanej do wiertarki.

Korpus pompy. Piłką do metalu wycinamy odcinek rury o długości 140 milimetrów, dbając, by był to prosty fragment o jednakowej średnicy. W górnej części, w odległości 20 milimetrów od krawędzi, wiercimy otwór o nieco większej średnicy niż posiadana rurka igelitowa, czyli 12 milimetrów. Tam będzie tkwić wklejona wylewka.

Tłok. Jest zrobiony z gumy. Najpierw musimy zmierzyć średnicę wewnętrzną rury korpusu naszej pompy. Wynosi ona 28 milimetrów. O takiej to średnicy krążki narysujemy cyrklem i wytniemy z posiadanej dętki. Do cięcia możemy użyć zwykłych domowych nożyczek. By tłok był dostatecznie gruby, powinniśmy wyciąć z gumy sześć jednakowych krążków. Za pomocą czerwonego silikonu skleimy je ze sobą. Gdy silikon wyschnie, w tłoku wiercimy centralnie otwór o średnicy 2 milimetrów. Osadzimy w nim szprychę, czyli tłoczysko. W tłoku wywiercimy jeszcze otwór o średnicy 5 milimetrów. Powinien mieścić się w połowie pomiędzy otworkiem centralnym a krawędzią krążka. Ponieważ guma po wywierceniu wiertłem jest poszarpana, brzegi otworu wyrównujemy pilnikiem kluczykowym albo lepiej i szybciej dremelem z diamentową końcówką. W każdym razie otworek musi być czysty i przelotowy.

Tłoczysko. To odcinek szprychy rowerowej o długości 120 milimetrów.

Zawór górny. Nasza pompa ma dwa zawory. Jeden z nich znajduje się na tłoku. Jest to klapa z gumy, która z jednej strony zakrywa otwór w tłoku, a z drugiej jest do niego przyklejona. Zawór tego typu nazywa się jednokierunkowym i działa on w ten sposób, że gdy tłok jest pchany w dół, woda może przepływać i znaleźć się nad tłokiem. W chwili gdy tłok zaczyna ruch w górę, klapka dociskana ciężarem wody zamyka się, a woda podnosi się razem z tłokiem i może wylewać się wylewką. Zawór ten zrobimy w ten sposób, że krążek gumy o średnicy 26 milimetrów osadzamy od góry na tłoczysku i przyklejamy od strony przeciwnej niż otworek w tłoku. Silikon kładziemy tylko w jednym wybranym punkcie krążka, tak by guma była umocowana jak na zawiasie. Widoczne jest to na fotografii.

Podstawa pompy. Z drewna wycinamy krążek o średnicy 28 milimetrów. W środku krążka wiercimy otwór o takiej średnicy, by zmieściła się do niego rurka igelitowa, czyli 12 milimetrów. Rurkę o długości 130 milimetrów wklejamy klejem na gorąco do otworu w krążku. Z drugiej strony tego drewnianego pierścienia przymocujemy silikonem gumowy krążek, czyli zawór dolny.

Zawór dolny. Ma podobną budowę i identyczne działanie jak zawór górny, ale ten umieszczony jest u podstawy pompy. Płatek gumy przyklejamy do pierścienia podstawy pompy w ten sposób, by zakrywał otwór. Silikon kładziemy tylko w jednym wybranym punkcie krążka, tak by guma była umocowana jak na zawiasie. Ma zakrywać otwór, gdy tłok opada, i podnosić się, gdy tłok idzie do góry. Możemy to sprawdzić w ten sposób, że ustami przez rurkę wciągamy i wydmuchujemy powietrze. Zawór powinien przepuszczać wydmuchiwane powietrze, a stawiać opór, gdy chcemy je wciągnąć. Oczywiście tę próbę wykonujemy, gdy klej będzie mocno trzymał, czyli kiedy silikon wyschnie.

Zbiornik wody. Jeszcze musimy zatroszczyć się o źródło, z którego mamy pompować wodę. Tu przyda się słoik, na przykład po ogórkach. W metalowej zakrętce wiercimy otwór, przez który przejdzie rurka igelitowa, oraz drugi otworek, którym do wnętrza będzie dostawać się powietrze. Pompę mocujemy do zakrętki zbiornika klejem na gorąco. Na końcu wylewki o długości 20 milimetrów formujemy klejem na gorąco niewielkie zgrubienie. W prawdziwej pompie jest to odlew, na którym wiesza się wiadro. My też tego potrzebujemy, by powiesić nasze malutkie wiaderko. Gorący klej możemy formować palcami, jeśli je uprzednio zwilżymy wodą. Podobnie postępujemy, gdy mamy uformować silikon, z tym że do wody można dodać kilka kropel płynu do mycia naczyń.

Wiaderko. Jest to naczynko, do którego będziemy pompować wodę. Za jego pomocą będziemy także zalewać pompę przed uruchomieniem. Można je zrobić na przykład z niewielkiej puszki po koncentracie pomidorowym. Z boków puszki wiercimy ? po uprzednim napunktowaniu ? dwa otworki o średnicy nieco większej niż średnica drutu przeznaczonego na pałąk wiaderka. Pamiętajmy o wyrównaniu brzegów blachy, by potem podczas zabawy nie pokaleczyć się. Uchwyt wiaderka, czyli pałąk, wygniemy na przykład z drucianego wieszaka, jaki dostajemy, gdy odbieramy ubranie z pralni. Wiaderko po zmontowaniu i pomalowaniu farbą chromową w spreju powinno wyglądać efektownie.

Dźwignia pompy. Prawdziwe pompy abisynki u góry mają dźwignię ułatwiającą pompowanie. Ten element jest możliwy do zrobienia, ale proponuję go pominąć. Przy tej skali, jaką ma nasz model, poruszanie tłokiem jest równie łatwe bez dźwigni.

Uchwyt tłoczyska. Zrobimy go z kołka o średnicy około 12 milimetrów i długości 50 milimetrów. Od czoła kołka wiercimy centralnie otworek 2-milimetrowej średnicy, który zamocujemy klejem na gorąco na końcu szprychy, czyli tłoczyska. Napunktowanie miejsca, w którym będziemy wiercić, zapewni precyzję i ułatwi pracę.

Malowanie modelu. Na koniec wszystkie elementy malujemy na zielony lub srebrzysty kolor. Lakierowanie proponuję wykonać na świeżym powietrzu albo chociaż przy otwartym szeroko oknie, bo opary farb w spreju są szkodliwe.

Zabawa. Poruszając tłokiem na przemian w górę i w dół, możemy zacząć pompować wodę ze słoika. Pamiętajmy, by przedtem zalać pompę wodą. To oznacza, że przestrzeń robocza pompy oraz rurociąg ssawny muszą być wypełnione wodą i odpowietrzone w momencie rozruchu pompy. Krótko mówiąc, nalewamy od góry trochę wody i zaczynamy pompować. Bez uciążliwego zalewania mogą zacząć pracę tylko niektóre pompy wyporowe. Jeśli wszystko wykonaliśmy starannie, nasz model uruchomimy bez problemów, a woda bez kłopotów zacznie wypływać ze słoika, napełniając wiaderko. Gdy się już dobrze pobawimy naszym modelem, można przy okazji podlać kwiatki.