مضخة الشفط بمكبس غطاس هي مضخة إزاحة موجبة تزيح كمية ثابتة من الماء في كل دورة. وعادةً ما تكون جميع أجزاء العمل فوق الأرض. قد يكون هذا النوع من المضخات شائعًا جدًا في بعض المناطق، ويمكن إعادة تأهيله في حالات الطوارئ لإعادة استخدامه، على الرغم من أنه ليس مناسبًا في حالات الطوارئ الشديدة حيث يجب بناء البنية التحتية. بدلًا من ذلك، فهي مناسبة أكثر لتوفير المياه على المدى الطويل في المناطق الريفية (أو لأغراض الري). تم وصف مضخات المكبس ذات الآبار العميقة التي لا تعمل بالشفط في A.4 .إعادة الشيء التالف أو المتدهور إلى حالته السابقة الجيدة.

يمكن تشغيل مضخات الشفط بالمكبس الغاطس يدويًا (باستخدام اليد أو القدم) أو ميكانيكيًا. فهي تعمل من خلال سدادة منزلقة داخل أسطوانة، والتي تتحرك لأعلى ولأسفل (حركة ترددية) لدفع المياه من خلال أحد الصمامين غير المرتدين، يقعان عادةً داخل رأس المضخة نفسها. وينتج عن هذا الإجراء فراغ في ماسورة الشفط فيدفع الماء إلى أعلى الماسورة من خلال الضغط الجوي.

اعتبارات التصميم

الحد الأقصى للارتفاع الذي يمكن أن يرتفع إليه المياه في ماسورة الشفط محدود ويُحدد بالضغط الجوي. من الناحية النظرية، هذه هي النقطة التي يكون عندها الضغط الجوي الذي يدفع الماء إلى أعلى الماسورة مساويًا لوزن عمود الماء فيها (أي 10.34 أمتار). إلّا أنه في حقيقة الأمر ظروف الشفط غير الكاملة و فقدان الاحتكاك في الماسورة تعني أنه على مستوى سطح البحر، من المحتمل أن يكون هذا الحد الأقصى قرابة 7 أمتار. وفي الارتفاعات الأعلى، سيكون أقل (على سبيل المثال حوالي 4.5 أمتار على ارتفاع 2,400 متر) حيث يوجد ضغط جوي أقل يمكن أن يدفع المياه. تتمثل ميزة هذا النوع من المضخات في إمكانية تحقيق معدل تدفق أعلى (ما بين 3,000 إلى 4,500 لتر/ساعة من عمق 5 أمتار) مقارنةً بالأنواع التي لا تعمل بالشفط (2500-3000 لتر/ساعة عند العمق ذاته)، مما يجعلها مناسبة تمامًا لري نطاق صغير يتطلب كميات أكبر من المياه.

توجد أنواع مختلفة من المضخات المتاحة للري أو إمدادات مياه الشرب. عادة تصلح المضخات المستخدمة في الري للطلب المتزايد وبالتالي تُصمّم لتشغيلها باستخدام أجزاء الجسم الأكثر قوة (مثل الأرجل أو الظهر). على سبيل المثال، يمكن تشغيل مضخات التجديف بالجلوس أو الوقوف باستخدام حركة التجديف التي يتم إجراؤها بواسطة الذراعين والظهر، بينما يتم تشغيل مضخات الدواسة باستخدام إجراء تدريجي تقوم به الأرجل لتنشيط المكابس تحت كل قدم. تحتاج مضخات الشفط عادةً إلى التهيئة لإنشاء فراغ، والذي يتضمن صب بعض الماء في الأسطوانة لإنشاء غطاء محكم بين موانع تسرب المكبس والأسطوانة. بالإضافة إلى ذلك، من الضروري أن تكون ماسورة السحب محكمة الإغلاق لتسهيل عملية تهيئة المضخة وتشغيلها بكفاءة. يساعد وجود صمام قدم غير ارتدادي في الطرف الآخر من ماسورة الشفط على الاحتفاظ بالمياه في الماسورة بمجرد دخوله. في هذه الحالة، على الرغم من أنه قد يتسرب مرة أخرى إلى ال بئر بمرور الوقت، فإنه يتطلب جهدًا أقل لإعادة المياه بين فترات الضخ.

المواد والمستلزمات

تشمل المواد والمستلزمات اللازمة آلية المضخة وأنبوب الشفط لمصدر المياه وربما صمام غير رجعي في نهاية الماسورة، وبالنسبة لبعض المضخات، ماسورة تفريغ لتوصيل المياه إلى ارتفاع أعلى من المضخة. في كثير من الحالات، يتم إنتاج هذا النوع من المضخات محليًا. يعتمد التوافر على ظروف الدولة.

القابلية للتطبيق

مضخات الشفط بالمكبس الغطاس التي يتم تشغيلها يدويًا أكثر قابلية للاستخدام في حالات الطوارئ على المستوى المنزلي. إذا كانت موجودة بالفعل في المجتمعات التي تتطلب استجابة طارئة، فيمكن إصلاحها لتصبح فعالة بالكامل بدلًا من تركيبها حديثًا. اعتمادًا على التصميم، يمكن استخدامها إما لإمدادات مياه الشرب (مثل مضخة شفط من الحديد الزهر) أو للري على نطاق صغير (مثل مضخة تعمل بالدواسة أو المضخة المجدافية). نظرًا لأن هذه المضخات تعمل باستخدام الرفع بالشفط، ولا تتناسب إلّا مع خزانات المياه الجوفية الضحلة. مع ذلك، ففي هذا الوضع يمكن استخدامها في الحالات التي تتطلب مضخة تعويض (على سبيل المثال، سحب المياه من بئر مجرى النهر مع تعويض المضخة على ضفته)، أو عند الحاجة إلى كميات أكبر من المياه (مثل ري الحدائق الصغيرة).

التشغيل والصيانة

متطلبات الصيانة لمضخات الشفط بالمكبس الغطاس أقل صعوبة من معظم المضخات اليدوية الأخرى، حيث يوجد عدد أقل من الأجزاء العاملة، وجميعها فوق الأرض ما يعني أن الصيانة تتم بسهولة أكبر. الأجزاء التي يجب استبدالها هي سدادات المكبس والصمامات. يمكن أن تستخدم هذه المضخات كلًا من الأسطوانة وماسورة الشفط المصنوعتين من البلاستيك أو المعدن. ومن واقع التجربة، إذا تم استخدام المكونات المعدنية مع المياه الجوفية مع درجة أس هيدروجيني أقل من 6.5، فمن المرجح حدوث تآكل وسيتطلب هذا الأمر استبدالًا متكررًا للأجزاء التالفة، خاصةً قضبان ومواسير المضخات. تميل المضخات المستخدمة للري إلى أن يكون لها ملكية مختلفة للهيكل، وغالبًا ما يمتلكها أفراد أو مجموعات للاستخدام الإنتاجي (أي ري المحاصيل)، وبسبب هذه المصلحة الخاصة، يمكن صيانتها بشكل أفضل مقارنة بالمضخات المستخدمة للاستخدام غير الإنتاجي (أي مياه الشرب) التي ربما تم التبرع بها بدلًا من شرائها.

الصحة والسلامة

تكمن مشكلة الصحة والسلامة الرئيسية في أن جودة المياه الميكروبيولوجية يمكن أن تتأثر إذا تم استخدام المياه الملوثة لتحضير المضخة. بالإضافة إلى ذلك، تقوم هذه المضخات بسحب المياه من خزانات المياه الجوفية الضحلة، والتي تكون بطبيعتها أكثر عرضة للتلوث، خاصةً في المناطق الحضرية أو عند وجود مصدر للتلوث في مكان قريب. يمكن أن تكون جودة المياه الكيميائية مشكلة في بعض المضخات المعدنية إذا كان الأس الهيدروجيني للمياه الجوفية 6.5 أو أقل، حيث تزداد احتمالية ذوبان الحديد من المواسير. وفي حال استخدام الرصاص لصمام غير رجعي مثقل كجزء من اللحام أو في حال دمجه في التركيبات النحاسية، فقد يتسرب إلى الماء عند تكون قيمة الأس الهيدروجيني 7 أو ما دونها. يشكل التلوث بالرصاص خطرًا صحيًا مباشرًا، في حين أن رشح الحديد من المواسير يمثل خطرًا غير مباشر لأنه يمكن أن يتسبب في نشأة البكتيريا المرتبطة بالحديد أو يزيد من تأثيرها، ما يؤثر على الطعم واللون لدرجة أن الناس قد يختارون مصدرًا بديلًا غير آمن.

التكاليف

تتراوح التكاليف عادةً بين 100-200 دولار أمريكي. كما أن ال تكاليف التشغيلية تكون منخفضة، نظرًا لوجود عدد أقل من الأجزاء العاملة. بالنسبة لبعض المضخات، يمكن تصنيع الأجزاء محليًا.

الاعتبارات الاجتماعية والبيئية

بصفة عامة، تلقى هذه المضخات قبولًا كبيرًا. نظرًا لأن هذه المضخة تُشغّل يدويًا بشكل أساسي، فهي تمثل طريقة آمنة على البيئة ل استخراج المياه، مع مخاطر محدودة للاستغلال المفرط لمصدر المياه المستخدم للضخ.