В случае отсутствия по тем или иным причинам электричества (или для его экономии) воду из колодцев или скважин можно поднять (достать) с помощью ручных насосов.
Виды ручных насосов для воды
Существует несколько типов насосов, отличие которых заключается в конструкции. Но во всех конструкциях ручных насосов основным элементом является система клапанов, т.к. с помощью мускульной силы просто невозможно создать длительный устойчивый напор, способный поднять воду со значительной глубины.
Поршневые ручные насосы для воды
Все поршневые насосы имеют сходную компоновку, хотя внешне могут сильно различаться своим оформлением — от простых гладких цилиндров до художественного чугунного литься.
 |
| Внешний вид ручных поршневых насосов для воды |
Производительность поршневых насосов напрямую зависит от диаметра рабочего цилиндра и высоты хода поршня, и у различных моделей может быть в пределах 0,5-2 литра за один цикл. Высота подъема воды обычно не превышает 10-12 метров.
Недостатком такого насоса можно назвать достаточно быстрый износ уплотнений на поршне, а иногда – и клапанных устройств, особенно если приходится перекачивать воду с мелкими твердыми включениями, создающими повышенное абразивное воздействие на резиновые или пластиковые детали.
Устройство и принцип работы ручного поршневого насоса
Внешне поршневой насос выглядит как цилиндр (корпусе) с выходным патрубком (изливом) и ручкой-коромыслом, которая закреплена на оси сбоку от цилиндра на оси (что позволяет ей перемещаться) и связанную с вертикальным штоком, который уходит внутрь насоса.
Цилиндрический корпус изготавливается из чугуна, нержавеющей стали, пластика.
В цилиндре (поз. 1) располагается поршень (поз. 2), который по своей окружности имеет уплотнения, плотно прилегающие к внутренним стенкам гильзы. Поршень сверху жестко соединен со штоком (поз. 3), который, в свою очередь, соединён с рычагом рукоятки-коромысла насоса.
Сверху в корпус врезан выходной патрубок (поз. 4) или просто имеется отверстие (окно, для свободного выхода перекачиваемой воды в трубу, желоб и т.п, откуда она разбирается для потребления.
Снизу к насосу подходит труба из скважины или колодца (поз. 5). Это так называемый всасывающий трубопровод. Перед насосом на этом трубопроводе должен быть установлен обратный клапан (поз. 6).
На самом поршне проделаны каналы для прохода воды, но они закрыты клапаном (клапанами), исключающими перетекание воды сверху вниз.
Фазы работы насоса:
- Левый фрагмент схемы – насос в спокойном состоянии.
После предыдущего использования, как правило, камера остается заполненной водой. Клапаны на поршне – закрыты, и не дают воде уйти вниз. Кроме этого, в закрытом положении находится и обратный клапан на всасывавшем трубопроводе. (Для большей наглядности показан шариковый обратный клапан, хотя чаще используется устройства тарельчатого типа). - Центральный фрагмент схемы – пользователь нажал на рычаг вниз, поршень поднимается вверх.
Рычаг-коромысло передает через шток поступательное движение поршню в верхнем направлении. Перемещаясь по цилиндру, поршень вытесняет воду, расположенную над ним в выходной патрубок, и она сливается в подставленную под колонку тару.
Клапана на поршне закрыты, и протекание вытесняемой воды вниз – исключается.
Снизу, под поршнем, одновременно создается зона разрежения. Которое и обеспечивает всасывание воды из всасывающего трубопровода в полость рабочего цилиндра. Создаваемый напор поднимает шариковый обратный клапан (или поджимает пружину тарельчатого), и вода без помех заполняет внутренний объем насоса. - Правый фрагмент рисунка – пользователь нажал на рычаг вверх, поршень опускается вниз.
Полость под поршнем заполнена закачанной из скважины водой, и в ней при его опускании образуется избыточное давление. Это приводит к закрытию обратного клапана из того что воде не может идти вниз. Одновременно такое давление отрывает перепускные клапаны на самом поршне, и вода перетекает вверх, заполняя надпоршневую полость рабочего цилиндра.
Завершение этой фазы – это возврат к положению насос в "состоянии покоя", а затем цикл в точности повторяется.
Иногда в конструкцию насоса вносились некоторые изменения, которые не изменяли его действия в принципе. Так, например, до сих пор можно встретить модели, у которых вместо ручки-коромысла установлено колесо. Вращательное движение колеса через редуктор и кривошипно-шатунный механизм преобразовывается в возвратно-поступательное перемещение поршня, и в остальном насос работает точно так же, как было обрисовано выше.
 |
| Ручные поршневые насосы с колесом вместо рычага-коромысла |
Штоковый (штанговый) ручной насос для воды
Штоковыми насосы, на ряду с поршневыми, являются самыми распространёнными ручными насосами для воды.
Штоковые (штанговые) насосы позволяют поднимать воду с глубин до 30 метров, когда поршневые насосы уже не справляются.
Такой насос требует большого приложения силы, поэтому рабочий рычаг-коромысло обычно делается длинным, обеспечивающим максимальный ход поршня при минимально затраченных мускульных усилиях.
Устройство ручного штокового (штангового) насоса
Штоковый ручной насос по конструкции похож на ручной поршневой насос. Основное отличие заключается в том, что поршень находится на глубине, в толще водоносного слоя
Как правило, для установки подобных насосов требуется скважина с обсадной трубой (поз. 1) диаметр которой не менее 4 дюйма. Рабочий цилиндр (поз. 2) должен расположиться в толще водоносного слоя, обычно так, чтобы заборное отверстие было на глубине не менее 1 метра от зеркала воды. Цилиндр связан с верхней частью насоса напорным трубопроводом (поз. 3). Внутри трубопровода располагается длинный шток (штанга) (поз. 4), который обеспечивает поршню возвратно-поступательное движение. В остальном все так же: поршень имеет свой клапанный аппарат (поз. 5), а на заборном патрубке цилиндра стоит обратный клапан.
 |
| Устройство ручного штокового (штангового) насоса |
Подача воды наверх происходит за счет того, что цилиндр снизу создает столб, и каждый рабочий цикл этот столб "подпирается" новым объемом перекачиваемой воды, обеспечивая ее выход на выходной патрубок-излив.
Крыльчатый ручной насос для воды
Крыльчатые насосы могут поднимать воду с глубины 5-7 метров. Из-за своей конструкции такие насосы часто применяются в технических целях на производстве или на складах: они могут использоваться для перекачки достаточно вязких жидкостей.
К плюсам таких насосов также модно отнести то, что вода поступает практически непрерывным потоком, вне зависимости от направления движения рабочей рукоятки.
К недостаткам крыльчатых насосов следует отнести то, что они не любят загрязненной воды и, как правило, имеются очень невысокий КПД.
Устройство и принцип действия крыльчатого ручного насоса
Металлический корпус (поз. 1) имеет два патрубка с фланцевым или муфтовым соединением – всасывающий (поз. 2), через который вода поступает из скважины, и напорный (поз. 3), соединенный с точкой разбора.
Вместо поршня, основную роль в данном случае играет крыльчатка – два противоположно расположенных крыла, радиально перемещающихся в определённом диапазоне относительно центрально оси. Перемещение осуществляется за счёт приложения мускульных усилий человека на рукоятку (поз. 5), жестко связанную с крыльями центральным штоком-осью.
Снизу расположена перемычка (поз. 6), которая делит нижнюю полость надвое. На крыльях установлены клапаны (поз. 7), и аналогичные, но работающие в противоход им, стоят на входе в нижнюю камеру (поз. 8).
Крыльчатка и нижняя перемычка делят полость насоса на три отсека. Верхний отсек (поз. "А") – напорный, и он имеет неизменный объем при любом положении крыльчатки. Нижние отсеки (поз. "В" и "С") – всасывающие. Перемещение крыльчатки (с помощью рукоятки), попеременно изменяет объем всасывающих отсеков насоса и, соответственно, создает чередование областей разрежения и повышенного давления. Система клапанов спроектирована для обеспечивания перемещения воды только в одном направлении – от заборного (всасывающего) патрубка к выходному (напорному). Любое перемещение рабочей рукоятки соответствует определённому объему перекачиваемой жидкости.
Мембранный ручной насос для воды
Насосы мембранного типа позволяют поднимать воду с глубины до 6 метров. Но особого распространения для водоснабжения подобные насосы не получили: они обычно применяются в технических целях, например, для перекачки ГСМ или других жидких продуктов из одной ёмкости в другую.
Слабым местом является мембрана, которая быстро изнашивается, со временем может потерять эластичность. А любая, даже небольшая, трещинка приводит к потере производительности, отеканию воды через корпус, а затем – и к полному выходу насоса из строя. Правда, и ремонтопригодность таких насосов очень высокая: если есть запасная мембрана, то произвести ее замену не составит особого труда.
Мембранные насосы выделяются характерной формой – круглый корпус с расположенной над ним рукояткой. При этом выполняться мембранные насосы могут из металла (чугуна) или из пластика. Многие модели рассчитаны на размещение на стене – они оснащены опорной площадкой с проушинами для крепежных элементов.
Устройство и принцип действия мембранного насоса
Корпус мембранного насоса (поз. 1) состоит из двух половинок, которые скреплены винтовым соединением (поз. 2). Между двумя половинами корпуса установлена эластичная мембрана (поз. 3).
Мембрана делит внутреннюю полость насоса на две камеры – воздушную (поз. "А"), которая в принципе не участвует в работе помпы и не является герметичной, и водяную (поз. "В").
По центру мембрана связана со штоком (поз. 4), который, в свою очередь, соединен с рабочей рычажной рукояткой (поз. 5).
В нижней водяной камере "В" установлены два работающих в противофазе клапана. Один из них впускной (поз. 6) стоит на всасывающей трубе, второй, выпускной (поз. 7) – на напорной.
 |
| Устройство и принцип действия мембранного ручного насоса |
Перемещение рукоятки вниз вызывает поднятие штока, который тянет за собой эластичную мембрану. Под ней образуется область разрежения, и вода через открывающийся впускной клапан заполняет полость камеры "В". Выпускной клапан в этой фазе закрыт.
При подъеме рукоятки шток опускается, и в рабочей полости насоса создается повышенное давление. Входной клапан закрывается, и у воды остается единственный выход – через открывающийся выпускной клапан в напорную трубу.
Как выбрать ручной насос для воды
- Сначала необходимо сравнить параметры скважины и параметры предлагаемых в продаже насосов. Важно учитывать
- производительность насоса: какое количество воды он способен прокачать за цикл (или за единицу времени – минуту, при интенсивной нагрузке))
- глубину залегания водоносного слоя - возможно ли вообще использовать ручной насос и если можно то какой именно вариант можно использовать.
- диаметр обсадной трубы. Если труба имеет условный проход 4 дюйма и более – никаких проблем нет, и можно приобретать любой насос. Но в том случае, когда обсадная труба более узкая, штанговый насос уже может не подойти – просто его рабочий помповый узел невозможно будет опустить в толщу воды.
- степень загрязнённости воды из скважины – обычно в паспортных характеристиках насоса указывается допустимый уровень, с которым оборудование способно работать.
- Будет нелишним оценить удобство работы с насосом. При этом необходимо учесть, что ручным насосом могут пользоваться пожилые и дети и хватит ли их сил для того, чтобы набрать хотя бы небольшой объем воды.
- Необходимо продумать, как будет устанавливаться насос – какие у конкретной модели имеются установочные платформы или посадочные отверстия, кронштейны или проушины и т.п.
- Немаловажно знать и массу приобретаемого насоса, чтобы заранее предусмотреть возможные способы его монтажа – будет ли это металлическая сварная рама, забетонированная площадка, фланцевое соединение к выходящей из земли обсадной трубе, настенное крепление или же просто какой-то облегченный вариант для сезонного использования.
- Исходя из предполагаемых условий эксплуатации следует определиться с материалом, из которого изготовлен насос. Если предполагается использование ручного насоса только на летний период можно приобрести пластиковый вариант. Если предполагается стационарная установка, то выбор делается в пользу чугуна или нержавеющей стали. Кроме того, для временного пользования следует приобретать модель, которую несложно своими силами быстро установить и демонтировать.
- Внешний вид позволит "вписать" насос в окружающую его местность. Но зачастую приобретение насоса, который способен украсить участок, повлечет куда более серьезные денежные затраты.
Также есть статья Как поднять воду на высоту без электрического насоса которая пересекается с написанным выше. Но там есть и свои особенности.
Комментариев нет:
Отправить комментарий