تُعد مضخة الحبل (تُعرف أيضًا باسم مضخة الحبل والوردة) مضخة إزاحة موجبة لأنها تزيح كمية ثابتة من الماء في كل دورة. يتم رفع الماء مباشرة باستخدام الحركة المستمرة لحذافة تتحرك في اتجاه واحد (وليس بطريقة ترددية). المكونات الموجودة تحت الأرض مصنوعة في الغالب من البلاستيك، مما يجعلها مقاومة للتآكل ويسهل صيانتها. عادةً ما تكون هذه المضخات غير مناسبة لمرحلة الاستجابة القصوى، وهي أكثر ملاءمة لإمدادات المياه على المدى الطويل في المناطق الريفية، حيث تكون جيدة لتحسين الآبار المفتوحة وآبار التنقيب غير المستخدمة لتحسين الوصول وجودة المياه.

تشغل مضخات الحبال غالبًا يدويًا، ولكن يمكن أيضًا تشغيلها بمحرك. وهي تعمل باستخدام حلقة من الحبل مع وردات متصلة، والتي تربط حذّافة في الأعلى بنقطة دخول موسعة إلى ماسورة طرد في الأسفل. تتناسب الوردات بشكل غير محكم فقط داخل ماسورة الطرد، ولكن هذا يكفي لضمان أنه ب سرعة دوران معينة، يتم رفع المزيد من المياه أكثر من السقوط بسبب الجاذبية حول الوردات، مع النتيجة النهائية أن الماء يتم نقله إلى رأس المضخة.

اعتبارات التصميم

هناك العديد من الميزات الرئيسية التي تتميز بها مضخة الحبل. تحتوي ال حذّافة على مقبضين، أحدهما على كل جانب مما يعني أنه يمكن تشغيلها بواسطة شخص واحد أو شخصين. تربط حلقة من الحبل ال حذّافة فوق الأرض بكتلة دليلية أسفل سطح الماء. غالبًا ما يتم ربط ال حذّافة المعدنية بجانبي الإطارات القديمة، مما يساعد على إمساك الحبل والوردات داخل التجويف المركزي. يمكن استخدام حبل النايلون، على الرغم من أنه يميل إلى الانزلاق والتمدد أكثر من البولي بروبلين (PP وفقًا لاختصاره بالإنجليزية). يتم تباعد الوردات على الحبل بمسافات لا تقل عن متر واحد (لتجنب الانزلاق على ال حذّافة) وتكون مدعومة ومقيدة بعقدة حول كل وردة. تميل الوردات إلى أن تكون مصنوعة إما من قطع البولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE وفقًا لاختصاره بالإنجليزية) أو أقراص مطاطية مقطوعة من إطارات السيارات.

بالنسبة لل بئر المحفورة المحمية I.7 ، يدخل الحبل عبر نقطة على اللوح ويشق طريقه إلى الكتلة الدليلية التي تقع تحت ماسورة ال مأخذ الرئيسي الصاعد، على الرغم من وجود نسخة بئر تنقيب حيث يتم توجيه الحبل بعد أن يغادر الحذافة عن طريق كتلة دليلة فوق الأرض يقربه من الأرض بحيث يدخل بئر التنقيب (حتى من الممكن أن يصل قطره إلى 75 مم). الحبل ينزل إلى ال بئر بدون ماسورة ثم يتم إمساكه بواسطة ماسورة ماسك موسع يمثل جزءًا من هيكل التوجيه في قاعدة ماسورة الطرد. وتتمثل مهمتها في توجيه الحبل مرة أخرى إلى أسفل ماسورة ال مأخذ الرئيسي الصاعد، والذي موسعًا أيضًا. يساعد وجود نهايات موسعة على منع الحبل أو الوردات من ال التصاق بنهاية الماسورة وإتلافها مع جعل حركة الضخ أكثر سلاسة. أخيرًا، يتم توصيل ال مأخذ الرئيسي الصاعد، الذي يمكن أن يتراوح قطره بين 18 إلى 40 مم حسب الرفع، برأس المضخة والفوهة.

يمكن استخدام مضخات الحبال التي يتم تشغيلها يدويًا لأعماق المياه التي تصل إلى 50 مترًا، بينما يتم تشغيلها أيضًا بمحركات لأعماق تصل إلى 100 متر. ويختلف التدفق حسب طريقة الرفع والضخ. يمكن أن تعطي المضخات اليدوية على عمق 5 أمتار حوالي 5000 لتر/ ساعة، والتي تنخفض إلى 500 لتر/ ساعة على عمق 50 مترًا، في حين أن المضخات الآلية على عمق 100 متر يمكن أن تعطي 1100 لتر/ ساعة.

المواد والمستلزمات

يمكن إنتاج مضخة الحبل باستخدام المواد والمهارات المتاحة محليًا باستخدام ورش عمل صغيرة أو يمكن شراؤها من الشركات المصنعة المتخصصة. تشمل المواد والمستلزمات المطلوبة رأس المضخة (معدن)، وماسورة طرد (بلاستيك)، وحبل مع وردات، و حذّافة، ومقابض، وموجهات حبال. في كثير من الحالات، يتم إنتاج هذا النوع من المضخات محليًا ولكن هذا الأمر لا ينطبق على جميع البلدان.

القابلية للتطبيق

مضخات الحبال مناسبة بشكل أساسي للاستخدام المنزلي أو في سياق إمدادات المياه في المجتمعات الريفية، وليس في حالات الطوارئ و/أو الأماكن الحضرية حيث يوجد عدد كبير من السكان وحيث قد لا يلبي ال استخراج اليدوي للمياه من مصدر واحد مشترك حجم الطلب (راجع S.8 ). تعد المضخة أكثر ملاءمة لعدد قليل من المستخدمين (على سبيل المثال يصل إلى 50 مستخدمًا) نظرًا لأن المواد البلاستيكية ليست قوية جدًا. يتم استخدامها بشكل أساسي لمياه الشرب أو للري وسقي الماشية ويمكن أن يكون هذا الأمر مفيدًا لزيادة حصيلة المياه من الآبار المحفورة يدويًا أو توفير نظام تجميع صحي لمصدر ال مياه السطحية في حالة الطوارئ.

التشغيل والصيانة

على الرغم من أن جميع المضخات التي تعمل يدويًا تتطلب إستراتيجية شاملة للصيانة نظرًا للمستوى العالي من الاستخدام والتآكل، فإن التشغيل والصيانة أسهل بالنسبة لمضخات الحبال مقارنة بالمضخات اليدوية الأخرى نظرًا لتصميمها البسيط. هناك عدد أقل من الأجزاء بدون رافعات أو محامل (بصرف النظر عن الطرز التي تحتوي على محامل على محور ال حذّافة)، مما يؤدي إلى تقليل مشكلات صيانة المضخة. كما أن استخدام المواسير والتجهيزات البلاستيكية يعني أن استخراجها أسهل وأكثر وضوحًا مقارنة بالمعدنية (الوزن الإجمالي حوالي 15 كجم، وأخف من 5-10 مرات من مضخات المكبس الأخرى). كما يمكن تصنيع جميع الأجزاء محليًا مما يساهم في الاستدامة. يتم أيضًا تقليل صيانة المكونات الموجودة تحت الماء، لأنها مصنوعة من البلاستيك وبالتالي فهي مقاومة للتآكل بواسطة المياه الجوفية ذات الأس الهيدروجيني المنخفض. ومع ذلك، ستتطلب بعض الأجزاء الاستبدال في مرحلة ما (مثل الوردات أو الحبال)، على الرغم من أنه يمكن استبدالها بسهولة ويمكن تصنيعها في الموقع معظم الوقت. في حين أن التصميم يفسح المجال لصيانة سهلة، فإن الحقيقة هي أنه حتى هذه المضخات لا يتم صيانتها حسب الحاجة، لأسباب عادة ما تكون منفصلة عن تصميم المضخة (راجع S.8 ).

الصحة والسلامة

نظرًا لأن معظم المكونات الموجودة تحت الأرض مصنوعة من البلاستيك، فهناك مخاوف أقل بشأن قابلية ذوبان المعادن في المياه ذات الأس الهيدروجيني المنخفض وأي عواقب صحية مباشرة وغير مباشرة ذات صلة. هناك خطر ضئيل من التلوث الميكروبيولوجي عند النقطة التي يتعرض فيها الحبل داخل رأس المضخة، وبعض التصاميم تقلل من هذا الخطر من خلال غطاء رأس المضخة.

التكاليف

تميل مضخات الحبال التي يتم تشغيلها يدويًا إلى أن تكلف ما بين 50-170 دولارًا أمريكيًا حسب الظروف. التكاليف الجارية منخفضة للغاية (حوالي 20 دولارًا أمريكيًا أو أقل سنويًا لكل مضخة) حيث يمكن تصنيع الأجزاء محليًا - وهذا أقل بكثير من العديد من أنواع المضخات اليدوية الأخرى. يمكن إجراء أي إصلاح للأعمال المعدنية بسهولة إذا كانت هناك ورشة عمل محلية تتمتع بإمكانيات اللحام.

الاعتبارات الاجتماعية والبيئية

هذه الأنواع من المضخات تلقى قبولًا كبيرًا لدى الأشخاص الذين قاموا بتركيبها. نظرًا لأنه يتم تطبيقه في الغالب في نسخته اليدوية، فإنه يمثل طريقة صديقة للبيئة ل استخراج المياه، مع مخاطر محدودة للاستغلال المفرط لمصدر المياه المستخدم في الضخ.