Характеристики на кладенец без помпено оборудване. Водна помпа без захранване Как да вдигнем вода от река

ИЗПОЛЗВАНЕ НА ВОДНА ЕНЕРГИЯ

От прехода към уреден начин на живот човек се стреми да използва енергията на тока, падащия воден поток и неговото налягане.

покачване на водата

Очевидно първото устройство за повдигане на вода е била система за противотежест като кладенец "кран" (в някои страни се е наричал "шадуф" или "чадуф", "чадуфон"). Това беше едно от най-старите и прости устройства за повдигане на вода. Изображения на шадуф се намират върху древноегипетски папируси и барелефи.

Ако е било необходимо да се издигне водата на голяма височина, се използва система от шадуфи, при която водата се подава нагоре на няколко стъпки - от стъпка на стъпка.

Поливане на градински дървета с шадуф (гробницата на Ипуи)

Дизайнът на шадуфа се оказа толкова прост, но в същото време удобен и ефективен, че се използва по всяко време от почти всички известни цивилизации. Използва се и днес.

В древни цивилизации: египетска, шумерска, китайска, бенгалска (тоест през 4 000 - 3 000 г. пр. н. е.) вече са били използвани водоподемни колела за повдигане на вода и снабдяване с полетата (фиг.).

но

б

водни колела:

а - с лъжици; б - с остриета

1 - колело; 2 - лъжичка; 3 - остриета; 4 - дренажна тава

Бяха подредени с лопатки или лопати (остриета) по ръба. На волана с лъжици (фиг. но) водата се издига до върха на колелото, излива се от черпака в приемния резервоар и след това влиза в напоителния канал. На волана с остриета (фиг. б) водата се издигаше по улука до необходимата височина и след това се излива в канала. Водоподемните колела се задвижвали от роби, камили или волове. Робите, като са на колелото, вървяха по специални стъпала и създаваха ротационен момент.

Водно колело с гребла:

1 - задвижване, 2 - колело, 3 - остриета, 4 - приемно устройство

Водно колело с лъжици:

1 - тава, 2 - лъжичка, 3 - колело

Водно колелов древен Китай

водни колелав Сирия в град Хама. 1960-те години

Стари водоподемни колела в Сирия в град Хама

Последната фигура показва диаграма на водоподемно колело и водоснабдителна система (1 век пр. н. е.): колело с диаметър около три метра е потопено в резервоар. Мъж вървеше по напречните греди, монтирани по ръба на колелото, сякаш се изкачваше по стълба. Но се оказа, че той е на мястото си и колелото се върти с помощта на краката му. Кофите бяха прикрепени към джантата на колелото. Когато кофата се потапяше в езерце, тя се пълни с вода, а когато се издига, водата се излива в резервоара и след това тече по тръби към басейна и фонтана.

До момента в Сирия са запазени в изправност 22 водни колела на около 3000 години. Това са огромни дървени колела с диаметър до 21 м и тегло до 20 тона. Те се задвижват от потока на водата в река или канал и поемат вода с помощта на дървени корита, прикрепени под ъгъл към обиколката на колелото. Когато улеят премине през най-високата точка на колелото, водата изтича в улука. Подобни колела, направени само от бамбукови тръби, са били използвани в Китай.

а - с лъжици; б - с дискове

1 - задвижван вал; 2 - верига с лъжици (с дискове); 3 - задвижващ вал; 4 - тава за оттичане на вода; 5 - тръба

Нориите са водоподемни устройства под формата на безкрайна вертикална верига с лъжици или дискове (фиг.). Принципът на повдигане и изливане на вода тук е същият като този на колелата за повдигане на вода. Единствената разлика е, че вместо твърда джанта на колелото се използва гъвкава верига. В кофов асансьор с дискове върху веригата се поставят дискове вместо лъжици, част от пътя на които, когато веригата се върти, преминава през тръбата, издигайки водата към изходната тава.

Повдигащ асансьор

Една от разновидностите на нория се наричаше "чигир". Чигирът по правило е огромно и тежко колело-барабан, свързано с хоризонтален вал, който се върти или от хора, или от животни. Дължината на хоризонталния вал достига 8 м. На барабана между ръбовете му имаше едно или две въжета - „безкрайна верига“, към която бяха прикрепени черпаки. Водата от накланящите се лъжички се подава към изходната тава и след това към консуматорите. Диаметърът на барабаните достига 6 m.

Друго име на чигир е персийското колело.

Очевидно името е дошло на руския език от Централна Азия (Хорезм), където такова колело за повдигане на вода се е наричало "чикир". Доста отдавна такова устройство се появи в южната част на Русия - в Астрахан, в Крим. Думата влезе в езика на казаците: „чигир вода“, „чигир поливане“.

Кон или вол въртят стоящ вал, с помощта на зъбни колела, въртенето се предава на колело-барабан над кладенеца; кръгла верига с кофи се хвърля върху колелото; загребват и наливат вода, като преобръщат колелото в корито или корито, откъдето тя се разпространява в наклонени канали върху пъпеша; основното изкуство е да се подредят жлебовете.

Чигири са били използвани в южната част на европейската част на Русия до края на 19 век. В страните от Централна Азия и Персийския залив (Афганистан, Иран, Ирак) все още се използват.

За да се издигне водата на малка височина, бяха използвани архимедови винтове, порти, повдигачи на перли, противотежестни системи под формата на „кран“. Архимедовият винт представляваше вал със спираловидна повърхност, навита около него, монтирана в наклонена тръба, долният край на която беше потопен във вода. Докато оста се върти, водата се издига, тъй като се стреми да поддържа най-ниската точка между повърхността на винта и повърхността на цилиндъра.

Архимедов винт с ръчно задвижване:

1 - вита стълба; 2 - тръба; 3 - дръжка за въртене; 4 - изходна тава;

5 - регулиращо устройство

Архимедов винт, задвижван от вятърна мелница:

1 – двигател, 2– винт, 3– корпус

За издигане на вода са били използвани и порти, които също са били привеждани в движение от действието на водата (фиг.).

Машина за повдигане на вода с реверсивно водно колело

Водният асансьор се състои от тръба с широка муфа в долната част, поставена в кладенец. През яката в тръбата се пуска въже с голям брой тежести, равен на вътрешния диаметър на тръбата. Когато портата се завъртя, тежестите на буталата влязоха в тръбата и повдигнаха водата. От горния ръб на тръбата водата се излива в контейнери за по-нататъшна употреба.

Повдигане на мъниста:

1 - изходна тава; 2 - тръба; 3 - кладенец;

4 - въже с тежести на буталото; 5 - порта

Много варианти за устройства за повдигане на вода са изобретени и изобразени в своите бележки от Леонардо да Винчи: Архимедови винтове, водни колела.

Друг метод за вдигане на вода, предложен от Леонардо, е използването на водно колело с купи, които загребват вода от долния съд и я изливат в горния.

На собственото си парче земя, на първо място, трябва да се погрижите за осигуряването му с вода за напояване, пиене и други нужди. За да направите това, достатъчно е да се изгради кладенец и от него винаги ще бъде възможно да се извлече необходимото количество необходима влага по всяко време на годината. Но за да повдигнете течността, както знаете, ви е необходима помпа, която работи на електричество. Но какво ще стане, ако обектът е далеч от цивилизацията и на него няма електричество? В този случай можете да направите без помпа, като използвате други методи. Сега тези методи ще бъдат обсъдени.

Видове кладенци

Сондажните кладенци могат да бъдат два вида: пясъчни и артезиански. Първият тип има друго име - филтър кладенец. Пробива се до най-близкия водоносен хоризонт в песъчлива почва. Дълбочината може да достигне 30 метра, а ширината на корпуса може да бъде около 13 см. Особеността на структурата на такъв източник е, че по стените на тръбата е направена цедка. За извличане на вода от него е необходим дълбоко или повърхностно устройство. Може да продължи до 15 години. Но експлоатационният живот зависи преди всичко от дълбочината на водоносния хоризонт и от това колко интензивно се използва.

Вторият тип е артезиански кладенец. Водата в него се добива от голяма дълбочина, може да достигне до 200 метра. Има повишена производителност и висококачествена вода. Той служи много по-дълго от първия тип - повече от 50 години. Съответно трябва да се използва по-мощен апарат за повишаване на влагата на повърхността. За пробиване на такава дупка е необходимо разрешение от местната власт.

Възможно ли е да се вземе вода от тези кладенци без електрическа помпа? Да, напълно възможно е, и то от мини и от двата вида. Но е важно да се вземат предвид няколко нюанса. Много зависи от ръчните устройства, които ще се използват в този случай. Обикновено те не дават достатъчно налягане на дълбочина повече от 30 метра. Следователно такава система е от значение главно за пясъчен кладенец. Но първо, нека да разберем как е възможно да се издигне течност от такава конструкция без помпа и какво е необходимо за това.

Извличане на вода чрез въздушно налягане

Този необичаен метод е идеален за извличане на вода от мина без помпа. Тоест можете да използвате всяка ръчна помпа за маркуч, която работи без електричество. Създаването на такава система е доста просто. Първо трябва напълно да запечатате горната част на кладенеца. В него се правят 2 дупки: в единия се вкарва маркуч от помпата, във втория се вкарва тръба за водоснабдяване. При работа с такова устройство в мината се създава налягане, което изтласква течността навън.

Ако налягането на въздуха, влизащо в мината, е мощно, тогава е напълно възможно да се направи без електрическа помпа. Но трябва да се има предвид, че такова налягане ще изтласка водата не само нагоре, но и надолу във водоносния хоризонт. С какво е изпълнено това ще бъде описано по-долу. Този метод може да се използва във връзка със стандартните подходи. Това е особено важно, ако налягането в ямата не е достатъчно силно, дори за електрическа помпа.

Добив на вода чрез хидравлично набиване

Това е друг нестандартен начин за извличане на вода без помпа: в този случай се използва хидравличен таран - устройство, предназначено за механично повдигане на течност от всеки кладенец, дори артезиански.

Такова устройство работи с енергия, получена от потока вода. Чрез повдигане на водата на голяма височина и спускането й надолу течността се изтласква нагоре. Този дизайн се състои от следните компоненти:

преграден клапан;

връщащ клапан;

захранваща тръба;

изходяща тръба;

въздушна капачка.

Чрез отваряне и затваряне на клапаните в определена последователност течността циркулира. Той се ускорява по протежение на захранващата тръба и се създава воден чук, който измества течността навън в изходната тръба. Такова устройство е трудно да се направи самостоятелно, но е лесно да се закупи. И това ще бъде най-правилното решение за райони, където няма електричество.

Важни точки

При извличане на вода чрез повишаване на налягането вътре в мината трябва да се вземат предвид няколко важни фактора. Първо се взема предвид геоложката структура на района, където се намира кладенецът.

Важен е и дебитът на мината за извличане на течност от земята и производителността на водоносния хоризонт.

И, разбира се, се взема предвид дълбочината на водоносния хоризонт.

Ако всичко това не се вземе предвид, тогава поради свръхналягане кладенецът може да се провали. Просто казано, течността от водоносния хоризонт ще спре да тече в мината. Това се дължи на факта, че образуваният вътре въздух ще изтласка почти цялата вода надолу, притискайки я в земята. Следователно подаването на въздух трябва да бъде оптимално. Трябва да е достатъчно само да изтласка водата и да не създава излишно налягане.

Казвате, че е невъзможно да спрете потока на водата или дори да я накарате да се издигне и ще сгрешите! Няма нищо невъзможно с помощта на знанията на науката и най-новите, широко разпространени технологични устройства. Днес дори камъните могат да бъдат направени да летят, както при монтаж.

Някакъв Brusspup (http://www.youtube.com/user/brusspup) , публикува видео, в което с помощта на обикновена домашно направена инсталация и камера в режим на видеозаснемане, авторът принуди потока на водата от маркуча да спре и най-невероятното го накара да се издигне. През първия ден видеото събра милиони гледания.

По-долу е представено увлекателно видео на магическото движение (обездвижване) на водата.

Физическата същност на ефекта се крие в синхронната работа на видеокамерата заедно с вибрациите на водната струя. Всеки може да повтори този експеримент, за това ви трябва:
1. Поставете субуфера на ръба на твърда повърхност.
2. Закрепете лекия и гъвкав маркуч към конуса на високоговорителя, например, с тиксо, но най-добре е да използвате маскираща лента, тъй като лепящата лента може да развали конуса на високоговорителя. Маркучът трябва да завършва на разстояние 2-3 сантиметра от ръба на високоговорителя. Естествено, маркучът трябва да е насочен надолу. По принцип това е най-важната част от експеримента - маркучът трябва да докосва дифузора.
3. Свържете субуфера към усилвател и свържете усилвателя към източник на звук, като аудио генератор или компютър. Използването на компютър е по-приемлив вариант, защото му е по-лесно да намери програма, с която да зададете желаната звукова честота.
4. Включете камерата или настройте смартфона си на видео режим.
5. Стартирайте програмата за генератор на аудио честота на компютъра и задайте честотата, на която се записва видео на вашата видеокамера. Такава информация може лесно да бъде намерена във вашия паспорт или в интернет според типа на вашата видеокамера. Най-често срещаните параметри са съответно 24 или 30 кадъра в секунда, в програмата на генератора трябва да зададете същата стойност.
6. Пуснете вода през маркуча и погледнете потока на водата през вашата камера. Ако честотата, с която се прави видеозапис, съвпада с честотата, зададена в програмата на генератора, тогава ще наблюдавате неподвижно течение на водата.
7. Чрез регулиране на силата на звука можете да получите различни модели на водния поток.
8. Като променим честотата на звуковите вибрации в програмата с един херц повече (ако беше 24Hz, след това я настроим на 25Hz), получаваме ефекта на движение на водата напред.
9. Чрез промяна на честотата на звуковите вибрации в програмата с един херц по-малко (ако беше 24Hz, след това я настроите на 23Hz) получаваме ефекта на водата, която се движи обратно, обратно в маркуча.
10. Не забравяйте да инсталирате контейнер, където водата ще се оттича.

Така можете да получите магически ефекти и да създадете незабравими видеоклипове, които няма да се срамувате да покажете на приятели и познати.

Известно е, че теоретично смукателната помпа не е в състояние да повдига вода от дълбочина повече от 8-9 метра. На практика това разстояние е още по-малко - 6-7 m, а за създаване на достатъчно налягане във водоснабдителната система ще бъде по-добре, ако водното огледало е на разстояние 5 m от повърхността. Има няколко начина за решаване на проблема с повдигането на вода за помпена станция. Нека разгледаме един от тях.

Увеличаване на налягането вътре в кладенеца

Увеличаването на налягането вътре в кладенеца ще предизвика спонтанно издигане на вода през тръбата дори при липса на помпа. Ако запечатате отвора на обсадната колона с глава и подадете въздух към кладенеца с компресор, водата ще започне да се издига нагоре, изпитвайки липса на налягане в щранга. Вярно е, че експертите предупреждават, че при този метод за извличане на вода трябва да се вземат предвид следните фактори:

• дълбочината на водонаситения резервоар;
• производителност на водоносния хоризонт;
• дебит на кладенеца;
• особености на геоложката структура на обекта.

В противен случай работата на кладенеца може да бъде нарушена, тъй като прекомерното налягане в колоната на обсадната колона няма да позволи на водата от наситена с вода формация да тече в кладенеца. Това означава, че въздушната възглавница между върха и водната маса ще започне да изтласква водния стълб надолу, докато бъде напълно изтласкан от корпуса обратно във водоносния хоризонт. Най-добре е да използвате компресор в тандем с помпена станция. Дори леко повишаване на налягането в кладенеца ще увеличи смукателната мощност на помпата.

Сред недостатъците на този метод за подаване на вода трябва да се отбележи шумната работа на компресорния блок. Като се има предвид, че самата помпена станция е шумна, ще е необходимо оборудването да се постави в помещение с добра звукоизолация. Трябва да се помни още една особеност на работата на автоматична помпена станция: двигателят се включва автоматично, веднага щом налягането в акумулатора падне под зададената стойност.

Захранването се управлява от превключвател за налягане, на който се задава нивото на налягане за включване и изключване на помпата. Когато двигателят е изключен, водата се консумира от резервоара за съхранение на хидравличния резервоар, а когато налягането намалее, релето отново включва помпата. От това следва, че помпената станция и въздушният компресор трябва да бъдат комбинирани в една електрическа верига, така че по команда на превключвателя за налягане, захранването да се подава едновременно към помпата и компресора.

В древността и средновековието хората често са се сблъсквали със задачата да издигнат водата на височина. Той беше реализиран по различни начини, които всеки собственик на жилище, който е бил оставен на парцел за дълги периоди от време без електричество, може да си спомни. В случай на голяма дълбочина на водоприемника и остра нужда от вода, използването на древни методи ще донесе определени ползи за разширяване на кръгозора, подобряване на здравето и придобиване на допълнителни инженерни и строителни умения.

Ако решите как да вдигнете водата на височина, не можете да правите без помпа. Само за повдигане ще трябва да използвате не електрически, а ръчни домашни устройства, които ще изискват прилагане на мускулна сила или енергията на текущия воден поток.

Архимедов винт

Изобретяването на винтово устройство за подаване на вода на височина с цел запълване на напоителни канали е направено от Архимед около 250 г. пр.н.е.

Фиг.1 Принципът на действие на винтовата помпа на Архимед

Устройството се състои от кух цилиндър, вътре в който винтът се върти, по време на работа се спуска в източника на всмукване на вода под ъгъл. Когато лопатките на витлото се въртят, те улавят вода и витлото я повдига нагоре по тръбата, в горната точка тръбата завършва и водата се излива в контейнер или напоителен канал.

В древни времена работното колело се въртеше от роби или животни, в наше време може да има проблеми с това и ще трябва допълнително да изградите вятърно колело, за да завъртите винта или сами да укрепите мускулите.

Фиг. 2 Вариант на колелото на Архимед - помпа от тръба

Устройството е аналог на съвременните винтови помпи, може да има различни модификации: винтът се върти заедно с цилиндъра или има формата на куха тръба, навита на прът.

Метод Hydroram Montgolfier

Механикът Монголфие през 1797 г. измисля устройство, наречено хидравличен таран. Той използва кинетичната енергия на водата, която тече отгоре надолу.

Ориз. 3 Принципът на работа на хидроударната водна помпа

Принципът на работа на устройството се основава на факта, че при рязко спиране на водния поток в твърда тръба водата се изтласква през възвратен клапан под налягане в хидравличен резервоар, разположен в горната част. В долната му част има фитинг, върху който се поставя изходящия маркуч за вода, отиващ към консуматора. Възвратният клапан не позволява на водата да се връща обратно - по този начин има постоянно циклично пълнене на резервоара и непрекъснато покачване и изтичане на вода.

Спирателният вентил на устройството работи автоматично, така че не се изисква присъствието на човек и организацията на неговата работа, с изключение на инсталирането на оборудване.

Ориз. 4 Външен вид на индустриална хидроударна помпа

Трябва да се отбележи, че такива устройства не е необходимо да се правят самостоятелно, те се произвеждат индустриално в малки обеми.

Въздушен лифт

Родоначалникът на метода е немският минен инженер Карл Лошер, който изобретява метода през 1797 г.

Ориз. 5 Принципът на действие на въздушната помпа и нейните разновидности

Еърлифт (еърлифт) - вид струйна помпа, въздухът се използва за повдигане на вода. Устройството представлява куха вертикална тръба, спусната във водата, към дъното на която е свързан маркуч. Когато въздухът под налягане се подава през маркуча в тръбата, неговите мехурчета се смесват с вода и получената пяна се издига нагоре поради специфичното тегло на светлината.

Въздухът може да се доставя с конвенционална ръчна помпа през нипел, който предотвратява изтичането му обратно.

Ориз. 6 Автоматично водоснабдяване чрез еърлифт с помощта на компресор

Такова устройство за подаване на вода при липса на помпа е доста лесно да се направи със собствените си ръце и да се автоматизира процеса, ако има компресор за подаване на въздух.

Повдигане на вода с бутална помпа

Ориз. 7 Принципът на работа на домашна бутална помпа

Можете да направите устройство за подаване на вода на височина чрез засмукване с помощта на бутало. Устройството представлява тръба със система от възвратни клапани, вътре в цилиндричната повърхност на която се движи бутало. По време на връщането водата се засмуква в тялото на цилиндъра, когато буталото се движи напред, възвратните клапани се затварят и водата се изтласква.

Ориз. 8 Бутална помпа в организацията на ръчно водоснабдяване.

Бутална помпа с дълга тръба за повдигане на вода от големи дълбочини за задържане и изпомпване на вода е занимание за обучени културисти, по-удобно е да я адаптирате за повдигане на вода от тесен кладенец, като я фиксирате върху външна колона с дръжка.

За бързо вдигане на вода от малки дълбочини от тесни пукнатини, можете да използвате най-простото индустриално устройство. За да направите това, се взема ръчна водна помпа и дълга пластмасова тръба се поставя на входния й клапан. Самоделна помпа се спуска във водата с дългия край на тръбата и се изпомпва чрез многократно натискане на бутона на помпата.

Ориз. 9 Ръчна помпа за повдигане на вода

Методите за повдигане на вода без електрическа помпа са неефективни и изискват сериозни разходи и усилия за производството на работещо и удобно устройство, което е несравнимо не само с цената на най-евтината електрическа помпа, но и със скъпи модели. Използването им е оправдано, когато живеят в райони с пълна липса на електричество, което може да се отдаде на екстремни начини за оцеляване.