يشرح هذا المقال ما هو برغي أرخميدس وفيم يستخدم. وبالتالي سوف تكتشف خصائص برغي أرخميدس وكيفية عمله وما هي استخداماته.
ما هو برغي أرخميدس؟
إن لولب أرخميدس عبارة عن آلة تستخدم أساسًا لرفع المياه. وبتعبير أدق، يتكون لولب أرخميدس من لولب حلزوني يدور داخل أنبوب، مما يؤدي إلى ارتفاع الماء داخل الأنبوب.
وبالتالي فإن برغي أرخميدس عبارة عن أسطوانة مجوفة بها برغي ذو شكل حلزوني بالداخل. بالإضافة إلى ذلك، لكي يعمل، يتم وضعه في وضع مائل، وبهذه الطريقة فإن الحركة الدورانية للمسمار في الداخل ترفع الماء تحت محور الدوران حتى يخرج من الأسطوانة.
وبالتالي فإن برغي أرخميدس هو نوع من المضخة الهيدروليكية. وبالتالي، فإن برغي أرخميدس يجعل من الممكن استخراج كميات كبيرة من الماء باستخدام جزيئات صلبة يمكن إدخالها في المروحة. أدناه سنرى ما هي جميع تطبيقات هذا الجهاز.
على الرغم من أن مخزون برغي أرخميدس غير معروف، إلا أن اختراعه يُنسب بشكل عام إلى أرخميدس اليوناني. لكن من المرجح أن هذه الآلية كانت مستخدمة بالفعل في مصر القديمة، وهو عصر سابق.
أجزاء من المسمار أرخميدس
أهم أجزاء برغي أرخميدس هي:
- مرنة اقتران
- للقيادة
- رمح والمروحة
- دعم القاع
- الدعم الخارجي
أدناه يمكنك رؤية صورة توضح بالتفصيل جميع أجزاء برغي أرخميدس.
كيف يعمل برغي أرخميدس؟
يعتمد تشغيل برغي أرخميدس على دوران المسمار الحلزوني داخل الأنبوب. بهذه الطريقة، يتم رفع السائل الموجود في قاعدة برغي أرخميدس إلى نهاية الأنبوب.
من مميزات عملية برغي أرخميدس أنه إذا سقط الماء من أحد الأقسام، فإنه يتم تجميعه بواسطة القسم التالي، مما يؤدي إلى ارتفاعه مرة أخرى. ومع ذلك، فإن هذا يقلل من الأداء الميكانيكي لبرغي أرخميدس، حيث يجب استخدام المزيد من الطاقة لرفع نفس الكمية من الماء.
وبالمثل، يتميز تشغيل برغي أرخميدس بالمعلمات التالية:
- نقطة التعبئة : هذا هو الحد الأقصى لمستوى الماء الذي يمكن أن يكون في المضخة. في هذا الوقت، يعمل برغي أرخميدس بأقصى طاقته، ولكن استهلاك الطاقة أيضًا يصل إلى الحد الأقصى.
- نقطة الاتصال : الحد الأدنى لمستوى دخول الماء الذي يتوقف عنده التدفق.
- نقطة التفريغ : مستوى مدخل المياه. هذا هو الحد الأقصى الذي يمكن لبرغي أرخميدس أن يدفع إليه الماء دون عودة.
- نقطة الصرف : تقع في أعلى لولب أرخميدس وتتوافق مع الحد الأقصى لقناة الإخلاء.
- زاوية التثبيت : هذه هي زاوية ميل برغي أرخميدس. بشكل عام، تتراوح بين 30 إلى 40 درجة.
- الارتفاع الهندسي : هو فرق الارتفاع بين نقطة التلامس ونقطة الصب.
- ارتفاع الرفع : فرق الارتفاع بين نقطة الملء ونقطة التفريغ.
ضع في اعتبارك أنه لإطالة العمر الإنتاجي لبرغي أرخميدس، من المهم فحص الماكينة وصيانتها. يوصى بالتحقق من حالة الأجزاء المختلفة لآلية نقل الحركة وتغيير مادة تشحيم الماكينة بشكل دوري.
مزايا برغي أرخميدس
يتميز لولب أرخميدس بعدة مميزات عن الأنواع الأخرى من المضخات الهيدروليكية وهي كما يلي:
- يتيح لك برغي أرخميدس العمل مع السوائل التي تحتوي على جزيئات صلبة.
- يعد تشغيل برغي أرخميدس أكثر اقتصادا، لأنه يتطلب طاقة أقل.
- بشكل عام، يدوم لولب أرخميدس لفترة أطول من الأنواع الأخرى من المضخات الهيدروليكية.
- فهو يتيح تحقيق سرعات ثابتة لكل حجم من المياه دون الحاجة إلى آليات تحكم إضافية.
- لا يلزم أن تكون قناة الاستقبال الخاصة بمسمار أرخميدس عميقة جدًا.
تطبيقات المسمار أرخميدس
يستخدم لولب أرخميدس بشكل أساسي لنقل المياه إلى ارتفاع أعلى. ومع ذلك، يتم استخدام لولب أرخميدس أيضًا لرفع الأجسام الصلبة، نظرًا لأن آليته تسمح برفع كل من السوائل والمواد الصلبة.
وبالتالي، فإن برغي أرخميدس مفيد جدًا في نقل السوائل التي تحتوي على جزيئات صلبة عالقة. ولهذا السبب يتم استخدامه في معالجة مياه الصرف الصحي مثل المياه المنزلية أو مياه المستنقعات.
وبالمثل، فإن لولب أرخميدس له العديد من التطبيقات الصناعية. يتم استخدامه، على سبيل المثال، في صناعة الورق، في مياه الغسيل، في المسابك، الخ.
هناك تطبيق آخر لبرغي أرخميدس وهو إمداد المياه، ولهذا السبب تحتوي بعض أنظمة الري على برغي أرخميدس مدمج أو يمكن تنفيذ تصريف بعض الأراضي باستخدام هذه الآلة.
ومن باب الفضول، تم استخدام نظام أرخميدس اللولبي في عام 2001 لتثبيت برج بيزا، ومن خلال هذه الآلية تمت إزالة كميات صغيرة من باطن الأرض المشبعة بالمياه.