Сейчас для подъема воды на высоту используются различные насосы, работающие на электричестве. Но есть варианты, при которых воду можно поднять без такого насоса... правда для работы таких устройств потребуется приложение мускульной силы или энергия текущего водного потока.
Методы подъема воды без электрического насоса малоэффективны и требуют серьезных затрат и усилий для изготовления работоспособного и удобного устройства, несопоставимых не только со стоимостью самого дешевого электронасоса, но и дорогих моделей. Их применение оправдано при проживании в районах с полным отсутствием электроэнергии (что можно отнести к выживанию), для расширении кругозора, укреплении здоровья и получении дополнительных инженерно-строительных навыков.
Ниже приведены лишь несколько вариантов, которые, на мой взгляд, лучше и проще. Если есть желание, то можно поискать в интернете и другие варианты таких насосов.
Запорный клапан устройства работает автоматически. Поэтому присутствие человека требуется только при его установке и настройке.
Ниже приведены лишь несколько вариантов, которые, на мой взгляд, лучше и проще. Если есть желание, то можно поискать в интернете и другие варианты таких насосов.
Архимедов винт (винт Архимеда)
Изобретение винтового устройства для подачи воды на высоту с целью наполнения оросительных каналов было сделано Архимедом приблизительно в 250 году до нашей эры.
Архимедов винт состоит из полого цилиндра, внутри которого вращается винт. Т.е. устройство является аналогом современных шнековых насосов.
При работе цилиндр опускается в источник водозабора под углом. При вращении лопасти винта захватывают воду и винт поднимает ее вверх по трубе. В верхней точке труба заканчивается и вода выливается в емкость или оросительный канал.
Контактная поверхность между винтом и трубой не обязана быть идеально водонепроницаемой, потому что относительно большое количество воды черпается за один поворот по отношению к угловой скорости винта. Кроме того, вода, просачивающаяся из верхней секции винта, попадает в предыдущую секцию и так далее, таким образом, в машине достигается динамическое равновесие, что препятствует уменьшению механической эффективности.
Контактная поверхность между винтом и трубой не обязана быть идеально водонепроницаемой, потому что относительно большое количество воды черпается за один поворот по отношению к угловой скорости винта. Кроме того, вода, просачивающаяся из верхней секции винта, попадает в предыдущую секцию и так далее, таким образом, в машине достигается динамическое равновесие, что препятствует уменьшению механической эффективности.
В древние времена рабочее колесо вращали рабы или животные. В наше время с этим могут быть проблемы и придется дополнительно строить ветряное колесо для приведения винта во вращение или самостоятельно укреплять мускулатуру.
Также архимедов винт может иметь различные модификации: винт вращается вместе с цилиндром или имеет форму полой трубки, намотанной на шток.
Гидротаран Монгольфье (гидротаранный насос)
Механик Жозеф-Мишель Монгольфье в 1797 придумал устройство, названное гидравлическим тараном. В нем используется кинетическая энергия воды перетекающей под действием силы тяжести из так называемого "питающего" резервуара (например, из запруды на реке) по "питающей" трубе в какой-либо ниже расположенный сток.
Пропуская через себя большую часть воды с небольшой высоты h (разница высот между стоком и уровнем воды в питающем резервуаре) насос поднимает меньшую часть воды на бо́льшую высоту H (разница высот между верхней точкой отводящей трубы и уровнем воды в питающем резервуаре).
КПД гидротаранного насоса зависит от отношения H/h, где h — высота попадающей в резервуар А воды, а H — требуемая высота поднятия.
Начальное состояние: отбойный клапан Б открыт и удерживается в таком положении пружиной или грузом или т. п. Сила этой пружины превышает силу давления статического столба воды в питающей трубе на закрытый отбойный клапан. Возвратный клапан В закрыт. Воздушный колпак заполнен воздухом.
По питающей трубе А поступает вода, разгоняясь до некой скорости, при которой отбойный клапан Б, увлекаемый потоком воды, преодолевает усилие своей пружины и закрывается, перекрыв сток. Инерция резко остановленной в питающей трубе воды создает гидроудар — резкий скачок давления, величина которого определяется длиной питающей трубы и скоростью потока. Давление гидроудара преодолевает давление столба воды в отводящей трубе Д, возвратный клапан В открывается и часть воды из питающей трубы А проходит через него и поступает в отводящую трубу но, главным образом, в воздушный колпак Г, поскольку инерция массы воды в отводящей трубе Д препятствует такому быстрому, импульсному поступлению. Вода в питающей трубе остановлена, давление падает и приходит к статической величине, возвратный клапан закрывается, отбойный клапан открывается. Вода в питающей трубе начинает двигаться, постепенно ускоряясь, а в это время под давлением воздуха, поджатого в воздушном колпаке, поступившая в него порция воды продавливается в отводящую трубу. Таким образом система возвращается в исходное состояние и начинает новый цикл работы.
Пропуская через себя большую часть воды с небольшой высоты h (разница высот между стоком и уровнем воды в питающем резервуаре) насос поднимает меньшую часть воды на бо́льшую высоту H (разница высот между верхней точкой отводящей трубы и уровнем воды в питающем резервуаре).
КПД гидротаранного насоса зависит от отношения H/h, где h — высота попадающей в резервуар А воды, а H — требуемая высота поднятия.
Начальное состояние: отбойный клапан Б открыт и удерживается в таком положении пружиной или грузом или т. п. Сила этой пружины превышает силу давления статического столба воды в питающей трубе на закрытый отбойный клапан. Возвратный клапан В закрыт. Воздушный колпак заполнен воздухом.
По питающей трубе А поступает вода, разгоняясь до некой скорости, при которой отбойный клапан Б, увлекаемый потоком воды, преодолевает усилие своей пружины и закрывается, перекрыв сток. Инерция резко остановленной в питающей трубе воды создает гидроудар — резкий скачок давления, величина которого определяется длиной питающей трубы и скоростью потока. Давление гидроудара преодолевает давление столба воды в отводящей трубе Д, возвратный клапан В открывается и часть воды из питающей трубы А проходит через него и поступает в отводящую трубу но, главным образом, в воздушный колпак Г, поскольку инерция массы воды в отводящей трубе Д препятствует такому быстрому, импульсному поступлению. Вода в питающей трубе остановлена, давление падает и приходит к статической величине, возвратный клапан закрывается, отбойный клапан открывается. Вода в питающей трубе начинает двигаться, постепенно ускоряясь, а в это время под давлением воздуха, поджатого в воздушном колпаке, поступившая в него порция воды продавливается в отводящую трубу. Таким образом система возвращается в исходное состояние и начинает новый цикл работы.
 |
| Гидротаран Монгольфье а - питающая труба, б - отбойный клапан, в - возвратный клапан, г - воздушный колпак (воздушный аккумулятор), д - отводящая труба |
Вот несколько видео на эту тему
При использовании гидротарана Могнальфье нужно учитывать следующее:
При использовании гидротарана Могнальфье нужно учитывать следующее:
- для получения минимального времени срабатывания, разгонный клапан должен быть установлен под углом 45 градусов к потоку. Его рабочее сечение должно быть равно сечению разгонной трубы.
- от длины разгонной трубы во многом зависит производительность насоса.
- рабочий клапан аккумулятора (на схеме выше это "В") должен иметь как можно большее проходное сечение при минимальном ходе. Такому условию удовлетворяют клапаны напоминающие жабры рыбы.
- воздух в аккумуляторе растворяется в воде и поэтому необходимо принимать меры для его восполнения.
- правильно выполненный насос практически не стучит. Необходимо принимать меры для смягчения ударов клапанов об ограничители.
- входной открытый циклон практически полностью предотвращает попадание рыбы в трубу. В не рабочем состоянии в трубах любят селиться раки, а потом вылетают из трубы. Это бывает.
- дефлектор на разгонном клапане повышает эффективность работы тарана даже на малых уклонах.
Запорный клапан устройства работает автоматически. Поэтому присутствие человека требуется только при его установке и настройке.
Подобные устройства можно не делать а купить, т.к. они выпускаются промышленным способом в небольших объемах.
Аэролифт (эрлифт, воздушный элекватор)
Аэролифт (эрлифт) — разновидность струйного насоса, для подъема воды в котором используется воздух. Родоначальником метода является немецкий горный инженер Карл Лошер, придумавший способ в 1797 году.
Аэролифт представляет собой полую вертикальную трубу, опущенную в воду, к нижней части (т.е. опущенной в жидкость) которой подключают шланг. При подаче через шланг в трубу воздуха под давлением, его пузырьки смешиваются с водой, и полученная пена вследствие легкой удельной массы подымается вверх.
Воздух можно подавать при помощи обычного ручного насоса через ниппель, препятствующий его выходу обратно.
 |
| Принцип действия аэролифтового насоса и его разновидности |
Подобное устройство для подачи воды при отсутствии насоса довольно просто сделать своими руками и автоматизировать процесс, если имеется подающий воздух компрессор.
 |
| Аэролифт с использованием компрессора |
Подъем воды поршневым насосом
Для подъема воды используется метод всасывания при помощи поршня. Поршневые модели хорошо работают, если вода находится относительно близко к поверхности (до 10 метров).
Поршневой ручной водяной насос из нескольких основных частей. Внешне видимыми являются цилиндрический корпус, рукоятка и излив. Корпус бывает стальным, чугунным или полимерным. Рукоятка обычно изготавливается из тех же материалов, крепится на кронштейне и соединяется со штоком, расположенным вертикально.
Внутри находится поршень с клапаном и с обратным клапан. При возвратном движении вода всасывается в корпус цилиндра, при поступательном перемещении поршня обратные клапаны закрываются и вода выталкивается наружу.
 |
| Принцип использования поршневого насоса для подъема воды |
Насос монтируется на трубу, идущую в источник водоснабжения.
Процесс работы устройства достаточно прост. Когда поршень поднимается, то он одновременно выталкивает порцию воды, которая над ним и подтягивает следующую. Когда он опускается, то отверстия в нем открываются и вода попадает в пространство над ним. Важными составляющими являются уплотнители между стенкой камеры и поршнем.
Процесс работы устройства достаточно прост. Когда поршень поднимается, то он одновременно выталкивает порцию воды, которая над ним и подтягивает следующую. Когда он опускается, то отверстия в нем открываются и вода попадает в пространство над ним. Важными составляющими являются уплотнители между стенкой камеры и поршнем.
Подъем воды штоковым насосом
Поршневые модели хорошо работают, если вода находится относительно близко к поверхности. Если же она залегает глубже десяти метров, то понадобится уже другой вид ручного насоса – штоковый.Принцип работы у него тот же самый. Отличием является расположение рабочего узла. Камера с поршнем опущена непосредственно в воду. Для такого расположения требуется достаточный диаметр обсадной трубы. Он должен быть не меньше десяти сантиметров. Камеру опускают на такую глубину, чтобы отверстие для забора было не менее чем на один метр ниже поверхности воды. Вода перекачивается за счет движений поршня, но она не затягивается с глубины, а последовательно выталкивается в трубу. Таким способом можно выкачивать воду с глубины до тридцати метров.
Также есть статья Ручные насосы для забора воды из скважин и колодцев, с которыми написанное выше пересекается.
Комментариев нет:
Отправить комментарий