مضخة هواء
المحتويات
على سبيل التعريف، مضخة الهواء هي مضخة لدفع الهواء، عبارة عن ضاغط غاز يستعمل لتشغيل أداة تعمل بالهواء المضغوط، مثل بوق هوائي أو أنبوب. ومن نماذجها مضخة الدراجة، والمضخات التي تستعمل لتهوية حوض السمك أو البرك عن طريق ضخ الهواء. تحتوي جميع مضخات الهواء على جزء متحرك (ريشة، مكبس، دفاعة، حاجز، إلخ) تعمل على دفع الهواء. وعندما يتحرك الهواء، تنشأ منطقة ضغط منخفض تمتلئ بمزيد من الهواء. ونتناول فيما يلي مزيدًا من التفاصيل.
في هذا الإطار، تعمل الضواغط على مواد قابلة للانضغاط، وعادة ما تكون غازات. بينما تعمل المضخات على السوائل، وعادة ما تكون سائلة وغير قابلة للانضغاط.
وعلى صعيد آخر، تهدف الضواغط إلى توليد ارتفاع ضغط مرتفع للغاية في نظام مغلق؛ بينما تُصمم المضخات لتوليد ضغط ضئيل نسبياً في نظام التدفق الحر مع الحد الأدنى من الضغط الخلفي.
وفي هذا السياق، غالبًا ما تحتوي الكثير من الضواغط المنخفضة النهاية دورات عمل متقطعة، بينما تستعمل المضخات في عملية التدفق المستمر.
ومن ناحية أخرى، تستعمل المضخات والضواغط آليات متشابهة للغاية، وتؤدي كلاً منها العملية ذاتها بشكل أساسي، ولكن في أنظمة سوائل مختلفة. ولكن توجد نقطة تقاطع في المهام، وفيما يلي بعض التعميمات فيما يخص المضخات والضواغط:
وفي هذا الصدد، عادة ما تحتوي الضواغط على مستشعر تغذية مرتدة ليتم إغلاقه عندما تصل إلى الضغط المطلوب؛ في حين تتمتع المضخات بتصميم ثابت وتعمل بحرية مع تغير الظروف.
تطور المضخات الهوائية عبر التاريخ
أنواع المضخات
في هذا الإطار، اخترع أوتو فون غيريكه مضخة الهواء ذات الفراغ في سنة 1649. وكانت تسمى هذه المضخة بمضخة الهواء في معاجم القرن التاسع عشر. قللت مضخة هواء غيريكه أي تسربات محتملة بين المكبس والأسطوانة من خلال استخدام رابطات مصنوعة من الجلد.
علاوةً على ذلك، صُنعِت أول مضخة هواء فعالة في إنجلترا للأغراض العلمية في سنة 1658 بواسطة روبرت هوك من أجل روبرت بويل.
ومن جهة أخرى، طور عالم إنجليزي يُدعى فرانسيس هاكسبي نموذجاً لمضخة هواء مزدوجة الماسورة في سنة 1705. واستُخدِمت مضخة الهواء ذات الماسورة المزدوجة التي لها القدرة على خلق فراغ كذلك بشكل أساسي في أغراض البحث العلمي.
مضخة ترددية Reciprocating pump
علاوةً على ذلك، تتكون المضخة الترددية البسيطة عادةً من أسطوانة بها مدخل ومخرج ومكبس بداخلها. يستعمل المدخل والمخرج لتوجيه تدفق الهواء، بينما يستعمل المكبس لتوليد تدفق الهواء. عندما يُسحب المكبس، يُسحب الهواء في المضخة من خلال المدخل. تنخفض درجة حرارة غرفة المضخة عند امتلائها بالهواء. وعندما يدفع المكبس للأسفل، يصبح الهواء مضغوطاً ويغلق المدخل، ثم يتدفق الهواء من المخرج.
ضاغط الهواء Air compressor
من جهة ثانية، يحول ضاغط الهواء الطاقة (البنزين أو المحرك الكهربائي) إلى طاقة كامنة. وتُخزَن هذه الطاقة الكامنة في الخزان وتدفع الهواء إلى الخزان مما يؤدي إلى ضغط إيجابي. عادةً ما يجري توصيل خرطوم بالخزان وعند فتحه بصمام أو مفتاح، يُطلق الهواء من الخرطوم بسرعات عالية.
مضخة دوارة Rotary vane pump
وفي هذا الصدد، تستعمل المضخة الدوارة التروس التي تتشابك معاً لسحب الهواء وضغطه من خلال حركة التروس، ما يسمح بتوليد ضغط مرتفع عند التفريغ.
المصادر
مضخة الحاجز Diaphragm Pump
من جانب آخر، تعتبر مضخات الحاجز نوعًا من المضخات التي تستعمل الإزاحة الإيجابية. وتحتوي مضخة الحاجز البسيطة على غرفة تعمل مثل الحجاب الحاجز النابض. عند الضغط، يتم طرد الهواء داخل الحاجز. وعند فك ضغط الحاجز، تمتلئ الغرفة بالهواء. مثال بسيط على مضخة الحاجز هو مضخة القدم التي تتطلب من المستعمل الصعود والنزول باستمرار على المضخة لنفخ شيء ما.
مضخة الإطارات ذات المحرك Engine-driven tire pump
علاوةً على ذلك، طورت الكثير من الشركات مضخات الإطارات التي تعمل بمحرك في عصر السيارات النحاسية.
الكير Bellow
في هذا الإطار، من أقدم طرق ضخ الهواء. عبارة عن آلية بسيطة تتكون من كيس مرن به ألواح أو مقابض صلبة على كل جانب. ويمكن توسيع الكيس وتقليصه عن طريق تحريك المقابض بعيداً عن بعضها البعض وإخراج الهواء من الفوهة. عندما ينفخ الكيس أو تُسحب المقابض بعيداً عن بعضها البعض، يفتح صمام على الجانب للسماح بدخول الهواء. وعندما تُدفع المقابض معًا، يُغلق الصمام ويُدفع الهواء للخروج من الفوهة.
مضخة دراجة Bicycle Pump
علاوةً على ذلك، مضخة الدراجة هي مضخة يدوية عمودية تستعمل لنفخ إطارات الدراجات. هذه المضخات شائعة جداً ويمكن استخدامها لنفخ الكثير من الأشياء باستخدام محول. وتولد هذه المضخة ضغطاً باستخدام صمام أحادي الاتجاه ومكبس يتحكم فيه المقبض من خلال استخدام مكبس في أسطوانة.
📝 هل في هذه المقالة خطأ؟
إذا وجدت معلومة تحتاج تصحيحاً أو إضافة، أو أردت حذف المقالة، أرسل لنا طلباً وسنراجعه.
ما رأيك في هذه المقالة؟