أحب كثيراً رياضة ركوب الأمواج، وأحب ممارستها كلما زرت الشاطئ، ولقد قمنا هذا العام برحلة لطيفة إلى الشاطئ من بعد غيابي عنه لمدة سنوات، وكنت قد اشتريت لوح تزلج قابل للنفخ كى اصطحبه معي، لكن المضخة لم تناسب حجم الحقيبة، وبعد أن بحثت كثيراً على الإنترنت، اكتشفت أنه لا توجد خيارات لمضخة هواء يدوية صغيرة يمكنها الوصول إلى ضغط 19 رطل/ بوصة مربعة والذي يحتاجه لوح التزلج الخاص بي، مما يعني أنني سأضطر لصنع مضختي الخاصة.
استطعت أن اصنع مضخة رائعة، فهي قادرة على الضخ وسحب الهواء أيضاً، ويمكنها الوصول حتى ضغط 25 رطل/ بوصة مربعة، كما أنه يمكن تفكيكها بسهولة، ولقد قمت بصنعها من مزيج بين قطع مطبوعة بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد وقطع سباكة من متجر الأدوات.
تعمل المضخة بواسطة صمامين أحاديي الاتجاه موجودين في المقبضين، بحيث يسمح أحدهما بدخول الهواء فقط، والآخر يسمح بخروج الهواء فقط، وعندما يتم رفع مقبض المضخة يتكون فراغ داخل الأنبوب الرئيسي، مما يؤدي إلى سحب الهواء إلى الداخل، وعندما يتم دفع مقبض المضخة للأسفل، لا يمكن للهواء الخروج من نفس الطريق الذي دخل منه، فيُجبَر على الخروج عبر الصمام الموجود في المقبض الآخر، وبالتالي يتم نفخ ما يلزم نفخه.
كان التحدّي في صنع الأجزاء المطبوعة بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد هو أن بعض الأسطح يجب أن تكون ملساءاً جداً حتى تُحكم الإغلاق تحت الضغط، لذلك أردت صنفرة أي من هذه الأجزاء يدوياً لضمان مستوى عالٍ من النعومة، ولهذا السبب تم صنع قاعدة المكبس من جزأين بحيث يتم تجميعهما لاحقاً، مما يتيح لي الحصول على تشطيب جيد لها.
لقد قمتُ بإعادة تصميم نموذج SUP pump thread to 1/4" NPT" من موقع Printables، وعدّلتُه بحيث يتناسب مع أنبوب الـ PVC بقطر 3/4 بوصة الذي كنت أستخدمه.
استخدمتُ خيط ABS من أجل طباعة الأجزاء، لأنني كنت أعلم أن هذه المضخة ستُستخدم في بيئات حارة، وخيط ABS يعد أكثر تحمّلًا للحرارة من خيط PLA، كما أنه من السهل جداً الحصول على رابطة غراء قوية معه.
يمكنك الحصول على ملفات الطباعة ثلاثية الأبعاد من هنا:
لتحميل ملف محوّل ذو قلاووظ لخرطوم مضخة لوح التجديف وقوفاً اضغط هنــــا.
لتحميل ملف طباعة جميع الأجزاء الأخرى اضغط هنــــا.
ابدأ في طباعة الأجزاء، وسوف تحتاج إلى طباعة الأجزاء التالية:
يمكن أن يكون طول المضخة بأي طول تريده، لكنني اخترت طولاً يتناسب مع حقيبة السفر الخاصة بي، مع ترك حوالي 4.5 بوصات للمقبض ومقياس الضغط، وقد انتهى بي الأمر بجعل طول الأنبوب الرئيسي 17 بوصة.
ابدأ بقص أنبوب التفريغ المركزي إلى الطول الذي اخترته، ومن أجل الحصول على خط متعامد بشكل دقيق حول الأنبوب فهناك حيلة مفيدة تتمثل في لف قطعة جديدة من الورق حول الأنبوب، وعند قيامك بمحاذاة حواف الورق مع بعضها البعض، فسوف يمنحك ذلك حافة مثالية.
قم بتتبع حافة الورق ثم قص على هذا الخط، ولقد استخدمت هنا منشار صائغ للمجوهرات لسبب ما، لكن أي منشار تقريباً سيفي بالغرض.
ضع غطاءًا مؤقتًا على أحد طرفي الأنبوب الرئيسي في الأسفل.
احضر أنبوب الـ PVC بقطر 3/4 بوصة، حيث سيكون هذا بمثابة أنبوب المكبس والمقابض، ويجب أن يكون أنبوب المكبس أطول قليلًا من الأنبوب الرئيسي لإتاحة مساحة للمقبض، بحيث إذا قمت بتجميع أجزاء المكبس المطبوعة ثلاثية الأبعاد على أنبوب المكبس، يمكنك بعد ذلك إدخاله في الأنبوب الرئيسي حتى يصل إلى القاع، مع مراعاة ترك حوالي 1.5 بوصة ممتدة من الحافة العليا للأنبوب الرئيسي، ثم قم بعد ذلك بقص أنبوب الـ PVC عند تلك النقطة.
قم بقطع قطعتين من الأنابيب، بطول حوالي 2.5 بوصة للمقابض، ويمكنك تغيير هذا الطول اعتماداً على الطول الذي تريده للمقابض، ولقد استخدمت قاطع أنابيب مخصص لقص أنابيب النحاس في قطع أنبوب الـ PVC، وقد عمل بشكل جيد، لكنه سبب توسعاً بسيطاً في نهاية الأنبوب، علماً بأنه من الضروري إزالة الحواف داخل وخارج الأنبوب باستخدام سكين أو مبرد، حتى تنزلق الصمامات بشكل صحيح، ويصبح الأنبوب مناسباً للتركيبات.
هناك ثلاثة مناطق تحتاج المضخة فيها إلى إحكام الإغلاق وهى:
تشمل هذه المناطق جميعاً أجزاء مطبوعة بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد، ولقد صممتُ معظم أسطح الإحكام المهمة بحيث تكون ملامسة لسطح الطباعة أثناء عملية الطباعة، لذلك إذا كان لديك سطح طباعة زجاجي أملس، فقد تخرج الأجزاء ناعمة بما يكفي للاستخدام مباشرة، أما سطح الطباعة الخاص بي فله سطح خشن، لذا احتجتُ إلى تنعيم جميع الأسطح المهمة، وقد استخدمت ورق صنفرة درجة 220، ثم جعلتها ناعمة جداً باستخدام درجة 600.
يُعد الجزء العلوي من المكبس القطعة الوحيدة التي تتم طباعة سطح الإحكام فيها وهي متجهة نحو الأعلى، لذلك ستحتاج إلى صنفرتها بغض النظر عن نوع سطح الطباعة الذي تستخدمه.
تأكّد من أن ورق الصنفرة موضوع على سطحٍ مستوٍ تماماً، ثم قم بفرك القطعة على ورق الصنفرة مع تطبيق ضغط متساوٍ على القطعة.
قم بصنفرة الأجزاء التالية:
يتكوّن المكبس من جزأين: الجزء العلوي والجزء السفلي، وعند جمعهما معاً قد تلاحظ وجود فجوة صغيرة عند نقطة الالتقاء (بالنظر من الجانب)، ولا يعد ذلك مثالياً لأنه يترك مجالًا ممكناً لتسرب الهواء، فإذا قمت بصنفرة الحلقة الموجودة في أعلى الجزء السفلي قليلًا، فسوف يتمكن النصفان من الالتقاء بشكل متساوٍ.
لقد وضعنا بالفعل غطاءاً مؤقتاً في أسفل الأنبوب الرئيسي، ولكن نحتاج الآن لإضافة غطاءاً للجزء العلوي، ولا يعتبر الأمر بالغ الأهمية، فنحن لا نحتاج من الغطاء أن يكون محكم الهواء، حيث أن وظيفته الوحيدة هي منع سقوط الأتربة أو الحصى من الشاطئ بسهولة داخل الأنبوب الرئيسي، وكذلك توفير دليل توجيه لأنبوب المكبس، لذلك فإن الهدف الرئيسي هنا هو عمل فتحة في مركز الغطاء تكون أكبر قليلًا من أنبوب المكبس، مع التأكد من أن تكون الفتحة في المنتصف، ابدأ بحفر فتحة أكبر قليلًا من أنبوب المكبس، ولكنني قد ارتكبت خطأ عند البداية باستخدام مثقاب رخيص، لأنه كان ينحرف كثيراً واضطررت بعدها للعمل بجهد كبير للحصول على فتحة في المنتصف مرة أخرى، ولو كنت سأعيد العملية، لبدأت منذ البداية بمثقاب تدريجي.
إذا واجهت صعوبة في تحديد مركز الأنبوب، فهناك طريقة بسيطة باستخدام فرجار هندسي، قم بوضع الساق الحادة للفرجار على حافة الغطاء الخارجية، ومد ساق القلم حتى تقترب من المركز، ثم ارسم قوساً قصيراً بالقلم، وبعد ذلك ودون تغيير إعداد الفرجار قم بتحريك الطرف الحاد إلى نقاط مختلفة حول الحافة الخارجية للغطاء، في النهاية ستكوّن شكلًا يشبه النجمة قليلًا، وإذا كنت قد خمنت المركز بدقة، فسوف تتقاطع جميع الخطوط عند نقطة واحدة وهي المركز.
يحتاج قرص الصمام إلى قضيب لتثبيته على جسم الصمام، ويتم لصقه بشكل منفصل حتى نتمكن من صنفرة القرص قبل التجميع.
قم بوضع قطرة من غراء السوبر جلو على الثقب الموجود في قرص الصمام من الجانب غير المصنْفَر للقرص، وبعد ذلك ادفع قطعة من خيط الطباعة ثلاثية الأبعاد عبر الثقب، بحيث تأتي من الجانب المَصنْفَر وتبرز بضعة مليمترات من الجانب غير المَصنْفَر، ثم استخدم بعد ذلك مكواة لحام مضبوطة على درجة حرارة منخفضة لإذابة الجزء البارز من الخيط، مع تسطيحه على القرص.
أحضِر حصيرة خبز ناعمة من السيليكون لصنع حشية لقرص الصمام، ثم اثقب ثقباً في حصيرة الخبز بحيث يكون أكبر قليلًا من خيط الطابعة الموجود على قرص الصمام، وبعد ذلك قم بحفر ثقب في قطعة خشب غير مستخدَمة، ثم ضع الطرف الطويل من خيط الطابعة الموجود على القرص عبر الثقب في السيليكون، ثم ضعه فوق قطعة الخشب، بحيث يوفر الثقب الموجود في الخشب مكاناً آمنًاً للخيط.
اضغط القرص بقوة على السيليكون، ثم استخدم سكيناً حاداً (أنا أفضل استخدام مشرط) لقطع السيليكون بأقرب مسافة ممكنة من حافة القرص، وهذا الأمر مهم لأن بروز السيليكون بشكل زائد عن حافة القرص سيجعله يحتك بجانب الأنبوب عند التركيب، ولن يتحرك بسلاسة، وبعد ذلك قم بقص العمود ليصبح طوله حوالي 7 مم فوق الوسادة المطاطية.
كرر هذه العملية مع قرص الصمام الثاني أيضاً.
الخطوة التالية هي تركيب أحد الأقراص داخل جسم الصمام، ففي نسختي الأولى من المضخة قمتُ بذلك من خلال إدخال القضيب عبر الفتحة الموجود في جسم الصمام، ثم استخدمتُ مكواة اللحام لتوسيع نهاية الخيط على شكل فطر، مما يمنعها من الرجوع والخروج مرة أخرى عبر الثقب، وقد عمل هذا الإعداد بشكل جيد لعدة مرات من استخدام المضخة، إلى أن جاء يوم كنتُ أتسابق فيه مع زوجتي لمعرفة من يمكنه نفخ لوح تجديف الوقوف القابل للنفخ أسرع، ويبدو أنني استخدمته بقوة أكثر من اللازم، وانتهى الأمر بفشل أحد الصمامات عند الجزء المكون من الخيط على شكل فطر.
فكانت فكرتي المعدلة (والتي لم أختبرها بعد) هي لصق غطاء صغير على نهاية القضيب بدلاً من استخدام مكواة اللحام لتوسيع نهايته على شكل فطر، وهكذا خذ أحد الأقراص وقم بتركيبه على الصمام، مع لصق الغطاء على نهاية القضيب، ومراعاة أن يكون طول القضيب كافٍ بحيث يمكن لقرص الصمام التحرك بمقدار بضعة مليمترات بعيداً عن جسم الصمام، للسماح بتدفق الهواء.
ملحوظة: لا تبدأ بتجميع الصمام الثاني الآن.
إذا كنت قد قمت ببعض أعمال السباكة، فربما لاحظت أن كل نوع من المواد له غراء أو لاصق خاص به، ولأنني كنت حريصاً على عدم ترك مجال للخطأ، حاولت استخدام الغراء الصحيح لكل مادة أو لكل تركيبة من المواد، لذلك استخدمت لاصق الـ PVC لتوصيلات الـ PVC مع الـ PVC، ولاصق ABS لتوصيلات ABS مع ABS، وغراء transition cement لتوصيلات PVC مع ABS، ولكنني إذا كنت سأقوم بذلك مرة أخرى ولم يكن لدي جميع أنواع الغراء المختلفة فسوف أستخدم فقط غراء transition cement لكل شيء لتبسيط الأمور.
الأمر الرئيسي الذي يجب وضعه في الاعتبار أثناء اللصق هو كيفية الحصول على إغلاق محكم الهواء دون أن يصيب الغراء الصمامات بالخطأ، فعندما تضع الغراء داخل الأنبوب وتدخل أنبوباً آخر، فسوف يُدفع الغراء أمام الأنبوب الذي تم إدخاله ويتراكم أمامه، وإذا وضعت الغراء على الجزء الخارجي للأنبوب المراد إدخاله، فسوف يتراكم الغراء على الخارج، ومن أجل الحصول على إغلاق محكم أعتقد أنه من الأفضل وضع الغراء على الجزئين المراد وصلهما، لكني أضعه بشكل أقل على الجزء الذي يحتمل أن يتداخل مع الصمام.
ضع الغراء داخل نهاية أحد أجزاء أنبوب المقبض، ثم ضع الغراء على الجزء السفلي (الحافة الأبعد عن قرص الصمام) من جسم الصمام الذي تم تركيب القرص فيه بالفعل، وبعد ذلك ادفع الصمام داخل جزء المقبض، بحيث يكون قرص الصمام مواجهاً للخارج، ولا تدفعه بالكامل إلى الداخل، فقط تأكد من أن القرص والمطاط وما يقارب 1 ملم من جسم الصمام لا يزال ظاهراً، وهذا للحفاظ على سلامته ومنع وصول الغراء إلى قرص الصمام.
خذ جسم الصمام الثاني (دون تركيب القرص بعد) وأدخله بضعة مليمترات في نهاية جزء المقبض الثاني، وأدخله مع مراعاة أن يكون الطرف المسنن إلى الداخل أولًا، وبعد ذلك ضع الغراء فقط على الطرف الظاهر من جسم الصمام وادفعه داخل الأنبوب حتى يصبح محاذياً تماماً لنهاية الأنبوب، وهذه هي المرة الوحيدة التي لا أضع فيها الغراء على كلا الجزئين المراد تجميعها، فلا يمكنك المخاطرة بوصول الغراء إلى السطح الناعم المحكم الإغلاق للصمام.
وبمجرد أن يجف الغراء يمكنك أخذ قرص الصمام الثاني، ودفعه عبر الأنبوب حتى يخرج العمود من الفتحة في جسم الصمام، ثم لصق الغطاء على العمود لتثبيته في مكانه.
وإذا سارت الأمور بشكل صحيح، يجب أن يكون لديك مقبضان مع الصمامات متجهة في اتجاهين متعاكسين.
والآن سنقوم بلصق المقابض في قطعة التوصيل التي على شكل حرف T، ولكن قبل القيام بذلك يمكنك اختبار الصمامات للتأكد من إحكامها عن طريق النفخ والشفط في نهاية المقبض، فقط تأكد من عدم وجود أبخرة متصاعدة من الغراء، لكي تحمي نفسك من استنشاق أي من تلك المواد السامة الضارة.
ضع الغراء داخل أحد طرفي قطعة التوصيل على شكل حرف T، ثم ضع الغراء حول الجزء الخارجي من المقبض، والذي يكون الصمام فيه متجهاً إلى الداخل، مع مراعاة عدم التعرض لقرص الصمام، ثم ادفع المقبض داخل قطعة التوصيل مع حركة دوران بسيطة حتى تمنعه من الدخول أكثر.
بالنسبة للمقبض الثاني، فإنه يعد أكثر تعقيدًا إلى حدٍ ما، وذلك نظراً لأن قرص الصمام يقع خارجاً قليلًا عن نهاية أنبوب المقبض، فإذا قمت بدفع الأنبوب داخل وصلة الـ T حتى يلامس الحافة الداخلية فيها، فقد تتداخل هذه الحافة مع حركة القرص وتمنعه من التحرك بحرية إلى الداخل والخارج، لذلك يجب عليك أن تترك فجوة صغيرة.
وبعد ذلك أدخِل المقبض في وصلة الـ T، من دون استخدام الغراء، مع ترك بضعة مليمترات بين نهاية المقبض والحافة الداخلية داخل الوصلة، كما عليك وضع علامة على الجزء الخارجي من أنبوب المقبض حتى تعرف إلى أي مدى يجب دفع الأنبوب إلى الداخل، ثم ضع الغراء على الجزء الخارجي من طرف المقبض المزوّد بالصمّام، ويجب عليك وضع الغراء باعتدال على الجزء الداخلي من وصلة الـ T، علماً بأنه سيكون هناك قليل من الغراء قريب جداً من قرص الصمّام عند لصق هذا الجزء، لذلك بعد لصقه اتركه في وضعٍ عمودي حتى يجف الغراء تماماً، وذلك لضمان عدم سيلان الغراء إلى أماكن غير مرغوب فيها.
لقد تمت طباعة المكبس على جزئين لتسهيل تنعيم سطح الإحكام.
ابدأ بلصق النصف العلوي مع النصف السفلي معاً، وحاول ألا تستخدم الكثير من الغراء، وذلك لتجنب وصول الغراء إلى سطح المكبس الذي سبق أن صنفرته، وبالنسبة لي فقد استخدمت كمية زائدة من الغراء، مما سبب القليل من الفوضى التي اضطررت لتنظيفها، وكنت أظن حينها أن الغراء الزائد سيؤثر على إحكام الحلقة المطاطية، ولكن لحسن الحظ لم يحدث ذلك.
بعد ذلك الصق أنبوب المكبس داخل المكبس، ولقد قمت بتجربة تركيب المكبس على الأنبوب، لكنني لم أستطع فكه بعد ذلك، وأعتقد أن السبب يرجع لأن الغراء على المكبس كان لا يزال فعّالًا قليلًا، وعلى أي حال فقد انتهى بي الأمر بإضافة غراء السوبر جلو حوله بالكامل للتأكد من الحصول على إحكام هوائي تام.
وأخيراً قم بلصق الغطاء النهائي على الأنبوب الرئيسي.
والآن أصبحت المضخة جاهزة تقريباً للعمل، ولم يتبقى إلا إحكام الإغلاق بين المكبس والأنبوب الرئيسي.
قم بوضع كمية كبيرة من شحم السيليكون في فتحة الحلقة المطاطية على شكل حرف O الموجودة على المكبس، ثم خذ الحلقة المطاطية ذات الأبعاد: 46 مم قطر خارجي، 38 مم قطر داخلي، 4 مم عرض، وقم بتمديدها فوق نهاية المكبس بحيث تستقر في الفتحة، بعد ذلك ضع كمية كبيرة من شحم السيليكون فوق الحلقة المطاطية على شكل حرف O، وضع كذلك كمية كبيرة من شحم السيليكون داخل نهاية الأنبوب الرئيسي، وبعد ذلك أدخل المكبس برفق في الأنبوب الرئيسي وحركه لأعلى ولأسفل عدة مرات لتوزيع الشحم جيداً، ثم ضع الغطاء العلوي فوق أنبوب المكبس، وأخيراً ادفع المقبض على نهاية أنبوب المكبس وجرب مضختك، حيث يجب أن تسمع صوتاً صاخباً مرضياً أثناء الضخ.
وهكذا نكون قد انتهينا من المضخة الأساسية، والأمر الآن يتعلق بقدرتها على الاتصال بأي ملحق قابل للنفخ تريد ضخ الهواء فيه، فكان لدي خرطوم من مضخة أخرى استخدمته مع هذه المضخة، لذا أضفت محولات ملولبة إلى المقابض، وهذا النوع من القلاووظ يناسب خراطيم المضختين الأخريين لدي، لذا يجب أن يكون قياسياً ولقد تمكنت من تعديل المحول بحيث يناسب داخل مقبض أنبوب الـ PVC، وبعد ذلك قم بلصق المحولات داخل المقابض.
كنت أريد أيضاً أن أتمكن من معرفة الضغط الذي أحققه حتى لا أتلف لوح التجديف الخاص بي، لذا أضفت مقياس ضغط إلى مقبض المضخة، وكل ما فعلته هو حفر ثقب، ثم استخدمت قالب لتشكيل القلاووظ، مع وضع القليل من شريط تفلون على سن مقياس الضغط وكان جاهزًا للإستخدام، علماً بأن المقياس يعرض الضغط فقط أثناء حركة الدفع لأسفل، وبمجرد إغلاق صمام الخروج لا يعرض الضغط الصحيح بعد ذلك، قد يكون الأمر مزعج قليلًا، ولكنه قابل للاستخدام.
كان لدي عدد من الأفكار الأخرى أثناء تصميم هذه المضخة، لكنني لم أجرب أياً منها، ربما ستحاول أنت.
وهكذا نكون انتهينا من صنع المضخة، وقد وجدت أنه من الصعب جداً العثور على مضخات يدوية محمولة نوعاً ما، وهذا قادني إلى هذا المشروع، وآمل أن يساعد ذلك شخصاً آخر يواجه نفس المشكلة.
شكراً جزيلًا لمتابعتكم مشروعي.
تسجيل الدخول مطلوب
يجب عليك تسجيل الدخول لإضافة تعليق.
تسجيل الدخول