Značajke bunara bez crpne opreme. Vodena pumpa bez struje Kako podići vodu iz rijeke

UPOTREBA ENERGIJE VODE

Od prijelaza na staložen način života, osoba je nastojala koristiti energiju struje, padajućeg toka vode i njezinog pritiska.

porast vode

Očigledno, prvi uređaj za podizanje vode bio je sustav protuutega poput bušotine "dizalica" (u nekim se zemljama zvala "shaduf" ili "chaduf", "chadufon"). Bio je to jedan od najstarijih i najjednostavnijih uređaja za podizanje vode. Slike shadufa nalaze se na staroegipatskim papirusima i bareljefima.

Ako je bilo potrebno podići vodu na veliku visinu, koristio se sustav šadufa, u kojem se voda dovodila prema gore u nekoliko koraka - od stepenice do stepenice.

Zalijevanje vrtnog drveća s šadufom (Ipuyijeva grobnica)

Dizajn shadufa pokazao se toliko jednostavnim, ali u isto vrijeme prikladnim i učinkovitim, da su ga u svakom trenutku koristile gotovo sve poznate civilizacije. U upotrebi je i danas.

U drevnim civilizacijama: egipatskoj, sumerskoj, kineskoj, bengalskoj (odnosno u 4.000 - 3.000 godina prije Krista), kotači za podizanje vode već su se koristili za podizanje vode i opskrbu njome u polja (sl.).

Vodeni kotači:

a - s mjericama; b - s oštricama

1 - kotač; 2 - žlica; 3 - oštrice; 4 - pladanj za drenažu

Bile su poredane lopaticama ili lopatama (oštricama) po obodu. Za volanom s lopaticama (sl. a) voda se podigla do vrha kotača, izlila se iz mjerica u prijamni spremnik i zatim ušla u kanal za navodnjavanje. Za volanom s oštricama (sl. b) voda se uz žlijeb dizala do potrebne visine i zatim se ulijevala u kanal. Kotače za podizanje vode pokretali su robovi, deve ili volovi. Robovi, koji su bili na kotaču, hodali su posebnim stepenicama i stvarali rotacijski moment.

Vodeni kotač s lopaticama:

1 - pogon, 2 - kotač, 3 - oštrice, 4 - uređaj za primanje

Vodeni kotač s žlicama:

1 - pladanj, 2 - žlica, 3 - kotač

Vodenično kolo u staroj Kini

vodeni kotači u Siriji u gradu Hama. 1960-ih godina

Stari kotači za podizanje vode u Siriji u gradu Hama

Posljednja slika prikazuje dijagram kotača za podizanje vode i vodoopskrbnog sustava (1. st. pr. Kr.): kotač promjera oko tri metra uronjen je u rezervoar. Čovjek je hodao uz prečke postavljene uz rub kotača, kao da se penje na ljestve. No, pokazalo se da je bio na mjestu, a kotač se okretao uz pomoć njegovih nogu. Žlice su bile pričvršćene na naplatak kotača. Kada je kanta bila uronjena u ribnjak, napunila se vodom, a kada je krenula, voda se izlila u spremnik i zatim je kroz cijevi tekla do bazena i fontane.

U Siriji su do sada u radnom stanju sačuvana 22 vodena kotača, stara oko 3000 godina. To su ogromni drveni kotači promjera do 21 m i težine do 20 tona. Pokreću se protokom vode u rijeci ili kanalu i upijaju vodu pomoću drvenih korita pričvršćenih pod kutom na opseg kotača. Kada žlijeb prođe kroz najvišu točku kotača, voda istječe u oluk. Slični kotači, samo od bambusovih cijevi, korišteni su u Kini.

a - s mjericama; b - s diskovima

1 - pogonjeno vratilo; 2 - lanac s žlicama (s diskovima); 3 - pogonsko vratilo; 4 - pladanj za odvod vode; 5 - cijev

Norije su uređaji za podizanje vode u obliku beskrajnog okomitog lanca s lopaticama ili diskovima (sl.). Princip podizanja i izlijevanja vode ovdje je isti kao i kod kotača za podizanje vode. Jedina razlika je u tome što se umjesto krutog naplatka kotača koristi fleksibilni lanac. U elevatoru s žlicama s diskovima na lanac se umjesto žlica stavljaju diskovi, čiji dio puta, kada se lanac okreće, prolazi kroz cijev, podižući vodu do izlazne ladice.

Dizalo dizalo

Jedna od sorti norije zvala se "čigir". Čigir je u pravilu golemi i teški točak-bubanj povezan s vodoravnom osovinom, koju su rotirali ili ljudi ili životinje. Duljina vodoravne osovine dosegla je 8 m. Na bubnju između njegovih rubova nalazila su se jedno ili dva užeta - "beskonačni lanac", na koji su bile pričvršćene lopatice. Voda iz nagibnih lopatica dovedena je u ispustnu ladicu, a zatim do potrošača. Promjer bubnjeva dosegao je 6 m.

Drugi naziv za čigir je perzijski kotač.

Očigledno, naziv je došao na ruski jezik iz srednje Azije (Horezm), gdje se takav kotač za podizanje vode zvao "čikir". Davno se takav uređaj pojavio na jugu Rusije - u Astrahanu, na Krimu. Riječ je ušla u jezik kozaka: "čigirska voda", "čigirska voda".

Konj ili vol okreću stajaću osovinu, uz pomoć zupčanika, rotacija se prenosi na kotač-bubanj iznad bunara; preko kotača se baca okrugli lanac s kantama; hvataju i sipaju vodu prevrćući kolo u korito ili korito, odakle se u ukošenim žljebovima širi preko dinje; glavna umjetnost je rasporediti žljebove.

Čigiri su se koristili na jugu europskog dijela Rusije do kraja 19. stoljeća. U zemljama srednje Azije i Perzijskog zaljeva (Afganistan, Iran, Irak) se još uvijek koriste.

Za podizanje vode na malu visinu korišteni su arhimedov vijak, vrata, podizači zrna, sustavi protuutega u obliku "dizalice". Arhimedov vijak bio je osovina sa spiralnom površinom namotanom oko nje, ugrađena u nagnutu cijev, čiji je donji kraj bio uronjen u vodu. Kako se os rotira, voda se diže jer nastoji održati najnižu točku između površine vijka i površine cilindra.

Arhimedov vijak s ručnim pogonom:

1 - spiralno stubište; 2 - cijev; 3 - ručka za rotaciju; 4 - izlazna ladica;

5 - regulacijski uređaj

Arhimedov vijak koji pokreće vjetrenjača:

1 – motor, 2– vijak, 3– kućište

Za podizanje vode korištena su i vrata koja su se također pokretala djelovanjem vode (sl.).

Stroj za podizanje vode s reverzibilnim vodenim kotačem

Dizalo za vodu s kuglicama sastoji se od cijevi sa širokim utičnicom na dnu, postavljene u bunar. Kroz vrata u cijev pušteno je uže s velikim brojem utega jednakim unutarnjem promjeru cijevi. Kad su se vrata zakrenula, utezi klipova ušli su u cijev i podigli vodu. S gornjeg ruba cijevi voda se ulijevala u posude za daljnju upotrebu.

Podizanje perli:

1 - izlazna ladica; 2 - cijev; 3 - dobro;

4 - uže s utezima klipa; 5 - vrata

Leonardo da Vinci je u svojim bilješkama izmislio i opisao mnoge mogućnosti uređaja za podizanje vode: Arhimedovi vijci, vodeni kotači.

Druga metoda podizanja vode koju je predložio Leonardo bila je korištenje vodenog kotača sa posudama koje su zahvatile vodu iz donje posude i ulijevale je u gornji.

Na vlastitom komadu zemlje, prije svega, trebate se pobrinuti da ga osigurate vodom za navodnjavanje, piće i druge potrebe. Da biste to učinili, dovoljno je da se izgradi bunar, a iz njega će uvijek biti moguće izvući potrebnu količinu potrebne vlage u bilo koje doba godine. Ali za podizanje tekućine, kao što znate, potrebna vam je pumpa koja radi na struju. Ali što ako je mjesto daleko od civilizacije, a na njemu nema struje? U ovom slučaju možete bez pumpe, koristeći druge metode. O ovim metodama će se sada raspravljati.

Vrste bunara

Bušotine mogu biti dvije vrste: pijesak i arteški. Prva vrsta ima drugo ime - filtarski bunar. Buši se do najbližeg vodonosnika u pjeskovitom tlu. Dubina može doseći 30 metara, a širina kućišta može biti oko 13 cm. Posebnost strukture takvog izvora je da se na zidovima cijevi izrađuje cjedilo. Za izvlačenje vode iz njega potrebna je duboka ili površinska jedinica. Može trajati do 15 godina. No, vijek trajanja prvenstveno ovisi o dubini vodonosnika i o tome koliko se intenzivno koristi.

Druga vrsta je arteški bunar. Voda u njemu vadi se iz velike dubine, može doseći oznaku od 200 metara. Ima povećanu produktivnost i visoku kvalitetu vode. Služi mnogo dulje od prve vrste - više od 50 godina. Sukladno tome, za podizanje vlage na površinu treba koristiti snažniji aparat. Za bušenje takve rupe potrebna je dozvola lokalne samouprave.

Je li moguće dobiti vodu iz ovih bunara bez korištenja električne pumpe? Da, sasvim je moguće, i to iz mina oba tipa. Ali važno je uzeti u obzir nekoliko nijansi. Mnogo ovisi o ručnim uređajima koji će se koristiti u ovom slučaju. Obično ne daju dovoljan pritisak na dubini većoj od 30 metara. Stoga je takav sustav relevantan uglavnom za pješčani bunar. Ali prvo, shvatimo kako je moguće podići tekućinu iz takve strukture bez pumpe i što je za to potrebno.

Ekstrakcija vode pritiskom zraka

Ova neobična metoda savršena je za vađenje vode iz rudnika bez pumpe. To jest, možete koristiti bilo koju ručnu pumpu za crijevo koja radi bez struje. Izrada takvog sustava je prilično jednostavna. Najprije morate potpuno zatvoriti vrh bunara. U njemu se izrađuju 2 rupe: u jednu se umetne crijevo iz pumpe, u drugu cijev za dovod vode. Pri radu s takvim uređajem u rudniku se stvara pritisak koji istiskuje tekućinu.

Ako je tlak zraka koji ulazi u rudnik snažan, onda je sasvim moguće bez električne pumpe. No, istodobno treba uzeti u obzir da će takav pritisak gurnuti vodu ne samo gore, već i dolje u vodonosnik. Čime je to ispunjeno bit će opisano u nastavku. Ova metoda se može koristiti zajedno sa standardnim pristupima. Posebno je važno ako pritisak u jami nije dovoljno jak, čak ni za električnu pumpu.

Ekstrakcija vode hidrauličkim nabijanjem

Ovo je još jedan nestandardni način vađenja vode bez pumpe: u ovom se slučaju koristi hidraulički ram - uređaj dizajniran za mehanički podizanje tekućine iz bilo kojeg bunara, čak i arteškog.

Takav uređaj radi na energiji dobivenoj iz protoka vode. Podizanjem vode na veliku visinu i spuštanjem prema dolje tekućina se potiskuje prema gore. Ovaj dizajn se sastoji od sljedećih komponenti:

odbojni ventil;

povratni ventil;

dovodna cijev;

izlazna cijev;

zračna kapa.

Otvaranjem i zatvaranjem ventila određenim redoslijedom, tekućina cirkulira. Ubrzava se duž dovodne cijevi i stvara se vodeni čekić koji istiskuje tekućinu u izlaznu cijev. Takav uređaj je teško napraviti samostalno, ali ga je lako kupiti. A ovo će biti najispravnije rješenje za područja u kojima nema struje.

Važne točke

Prilikom vađenja vode povećanjem tlaka unutar rudnika potrebno je uzeti u obzir nekoliko važnih čimbenika. Prvo se uzima u obzir geološka struktura područja na kojem se nalazi bunar.

Također je važno zaduženje rudnika za vađenje tekućine iz zemlje i produktivnost vodonosnika.

I, naravno, uzima se u obzir dubina vodonosnika.

Ako se sve to ne uzme u obzir, onda zbog prekomjernog pritiska bušotina može propasti. Jednostavno rečeno, tekućina iz vodonosnika prestat će teći u rudnik. To je zbog činjenice da će zrak formiran unutra potisnuti gotovo svu vodu prema dolje, pritiskajući je u tlo. Stoga dovod zraka mora biti optimalan. Trebalo bi biti dovoljno samo da se voda izgura i ne stvara višak tlaka.

Kažete da je nemoguće zaustaviti tok vode ili čak natjerati da se podigne i pogriješit ćete! Ništa nije nemoguće koristeći znanje znanosti i najnovije, raširene tehnološke uređaje. Danas se čak i kamenje može napraviti da leti, kao u instalaciji.

Neki Brusspup (http://www.youtube.com/user/brusspup) , objavio je video u kojem je autor jednostavnom domaćom instalacijom i kamerom u načinu snimanja video zapisa natjerao da se tok vode iz crijeva zaustavi i, što je nevjerojatno, natjerao da se podigne. Prvog dana video je imao milijun pregleda.

Fascinantni video magičnog kretanja (imobilizacije) vode predstavljen je u nastavku.

Fizička bit efekta leži u sinkronom radu video kamere zajedno s vibracijama vodenog mlaza. Svatko može ponoviti ovaj eksperiment, za to vam je potrebno:
1. Postavite subwoofer na rub čvrste površine.
2. Lagano i fleksibilno crijevo pričvrstite na konus zvučnika, na primjer, ljepljivom trakom, ali najbolje je koristiti ljepljivu traku, jer ljepljiva traka može uništiti konus zvučnika. Crijevo bi trebalo završavati na udaljenosti od 2-3 centimetra od ruba zvučnika. Naravno, crijevo treba biti usmjereno prema dolje. U principu, ovo je najvažniji dio eksperimenta - crijevo mora dodirivati difuzor.
3. Spojite subwoofer na pojačalo i spojite pojačalo na izvor zvuka kao što je audio generator ili računalo. Korištenje računala je prihvatljivija opcija, jer mu je lakše pronaći program s kojim možete postaviti željenu frekvenciju zvuka.
4. Uključite kameru ili postavite pametni telefon na video način rada.
5. Pokrenite program za generator audio frekvencije na računalu i postavite frekvenciju na kojoj se video snima na kamkorderu. Takve se informacije lako mogu pronaći u vašoj putovnici ili na internetu prema vrsti vaše video kamere. Najčešći parametri su 24 ili 30 sličica u sekundi, odnosno, u programu generatora morate postaviti istu vrijednost.
6. Pustite vodu kroz crijevo i gledajte kako voda teče kroz vašu komoru. Ako se frekvencija s kojom se snima video poklapa s frekvencijom postavljenom u programu generatora, tada ćete promatrati nepomičan tok vode.
7. Podešavanjem razine glasnoće možete dobiti različite obrasce protoka vode.
8. Promjenom frekvencije zvučnih vibracija u programu za jedan herc više (ako je bila 24Hz, onda se postavi na 25Hz), dobivamo efekt kretanja vode naprijed.
9. Promjenom frekvencije zvučnih vibracija u programu za jedan herc manje (ako je bila 24Hz, onda se postavi na 23Hz) dobivamo efekt kretanja vode natrag, natrag u crijevo.
10. Ne zaboravite postaviti posudu u koju će voda oticati.

Tako možete dobiti čarobne efekte i stvoriti nezaboravne video zapise koje se nećete sramiti pokazati prijateljima i poznanicima.

Poznato je da, teoretski, usisna pumpa nije sposobna podići vodu s dubine veće od 8-9 metara. U praksi je ta udaljenost još manja - 6-7 m, a za stvaranje dovoljnog tlaka u vodoopskrbnom sustavu bit će bolje ako je vodeno zrcalo na udaljenosti od 5 m od površine. Postoji nekoliko načina za rješavanje problema podizanja vode za crpnu stanicu. Razmotrimo jedan od njih.

Povećanje tlaka unutar bušotine

Povećanje tlaka unutar bušotine prouzročit će spontani porast vode kroz cijev čak i u odsutnosti pumpe. Ako zapečatite otvor cijevi cijevi glavom i dovedete zrak u bušotinu kompresorom, voda će se početi dizati, osjetivši odsutnost tlaka u usponskoj cijevi. Istina, stručnjaci upozoravaju da se kod ove metode vađenja vode moraju uzeti u obzir sljedeći čimbenici:

dubina rezervoara zasićenog vodom;
produktivnost vodonosnika;
brzina protoka bušotine;
značajke geološke strukture lokaliteta.

Inače, rad bušotine može biti poremećen, jer prekomjerni pritisak u koloni omotača neće dopustiti da voda iz formacije zasićene vodom teče u bušotinu. Odnosno, zračni jastuk između vrha i vodenog stola počet će potiskivati vodeni stup prema dolje sve dok se potpuno ne istisne iz niza omotača natrag u vodonosnik. Najbolje je koristiti kompresor u tandemu s crpnom stanicom. Čak i neznatno povećanje tlaka u bušotini će povećati usisnu snagu crpke.

Među nedostacima ove metode isporuke vode treba istaknuti bučan rad kompresorske jedinice. S obzirom da je sama crpna stanica bučna, bit će potrebno smjestiti opremu u prostoriju s dobrom zvučnom izolacijom. Treba zapamtiti još jednu značajku rada automatske crpne stanice: motor se automatski uključuje čim tlak u akumulatoru padne ispod zadane vrijednosti.

Napajanje se kontrolira pomoću tlačne sklopke, na kojoj se postavlja razina tlaka za uključivanje i isključivanje crpke. Kada je motor ugašen, voda se troši iz spremnika hidrauličkog spremnika, a kada se tlak smanji, relej ponovno uključuje pumpu. Iz toga slijedi da se crpna stanica i zračni kompresor moraju spojiti u jedan električni krug tako da se, na naredbu tlačne sklopke, napajanje istovremeno dovodi i na crpku i na kompresor.

U antičko doba i srednjem vijeku ljudi su se često suočavali sa zadatkom podizanja vode na visinu. Provedena je na razne načine kojih se može sjetiti svaki vlasnik kuće koji je dulje vrijeme ostao na zemljištu bez struje. U slučaju velike dubine izvora vode i akutne potrebe za vodom, korištenje drevnih metoda donijet će određene prednosti u proširenju vidika, poboljšanju zdravlja i stjecanju dodatnih inženjerskih i građevinskih vještina.

Ako odlučite kako podići vodu na visinu, ne možete bez pumpe. Samo za podizanje morat ćete koristiti ne električne, već ručne uređaje domaće izrade, što će zahtijevati primjenu mišićne snage ili energije tekućeg protoka vode.

Arhimedov vijak

Izum vijčanog uređaja za dovod vode u visinu u svrhu punjenja kanala za navodnjavanje napravio je Arhimed oko 250. godine prije Krista.

Sl.1 Princip rada Arhimedove vijčane pumpe

Uređaj se sastoji od šupljeg cilindra, unutar kojeg se vijak okreće, tijekom rada spušta se u izvor unosa vode pod kutom. Kada se lopatice propelera zakreću, one hvataju vodu i propeler je podiže prema cijevi, na gornjoj točki cijev završava i voda se izlijeva u posudu ili kanal za navodnjavanje.

U davna vremena su impeler rotirali robovi ili životinje, u naše vrijeme mogu postojati problemi s tim i morat ćete dodatno izgraditi kotač vjetra da biste rotirali vijak ili sami ojačali mišiće.

Slika 2 Varijacija Arhimedovog kotača - pumpa iz cijevi

Uređaj je analog modernih vijčanih pumpi, može imati različite modifikacije: vijak se rotira zajedno s cilindrom ili ima oblik šuplje cijevi namotane na šipku.

Metoda Hydroram Montgolfier

Mehaničar Montgolfier 1797. godine osmislio je napravu nazvanu hidraulički ram. Koristi kinetičku energiju vode koja teče odozgo prema dolje.

Riža. 3 Princip rada hidroudarne vodene pumpe

Načelo rada uređaja temelji se na činjenici da se s naglim prekidom protoka vode u krutoj cijevi voda potiskuje kroz nepovratni ventil pod tlakom u hidraulički spremnik koji se nalazi na vrhu. U njegovom donjem dijelu nalazi se armatura na koju se postavlja odvodno crijevo za vodu koje ide do potrošača. Protupovratni ventil ne dopušta vodu da teče natrag - tako dolazi do stalnog cikličkog punjenja spremnika i kontinuiranog porasta i protoka vode.

Zaporni ventil uređaja radi automatski, tako da prisutnost osobe i organizacija njegovog rada, osim ugradnje opreme, nije potrebna.

Riža. 4 Izgled industrijske hidroudarne pumpe

Treba napomenuti da takve uređaje nije potrebno samostalno izrađivati, već se industrijski proizvode u malim količinama.

Zračni most

Rodonačelnik metode je njemački rudarski inženjer Karl Loscher, koji je metodu izumio 1797. godine.

Riža. 5 Princip rada pumpe za podizanje zraka i njezine vrste

Airlift (airlift) - vrsta mlazne pumpe, zrak se koristi za podizanje vode. Uređaj je šuplja okomita cijev spuštena u vodu, na čije je dno spojeno crijevo. Kada se zrak pod tlakom dovede kroz crijevo u cijev, njegovi mjehurići se miješaju s vodom, a rezultirajuća pjena se diže prema gore zbog specifične težine svjetlosti.

Zrak se može dovoditi konvencionalnom ručnom pumpom kroz bradavicu koja sprječava da se vrati natrag.

Riža. 6 Automatsko dovod vode zračnim liftom pomoću kompresora

Takav uređaj za opskrbu vodom u nedostatku crpke prilično je jednostavno napraviti vlastitim rukama i automatizirati proces ako postoji kompresor za dovod zraka.

Podizanje vode klipnom pumpom

Riža. 7 Princip rada domaće klipne pumpe

Možete napraviti uređaj za dovod vode do visine usisom pomoću klipa. Uređaj je cijev sa sustavom nepovratnih ventila, unutar čije se cilindrične površine kreće klip. Tijekom povratnog kretanja, voda se usisava u tijelo cilindra, kada se klip pomakne naprijed, nepovratni ventili se zatvaraju i voda se istiskuje.

Riža. 8 Klipna pumpa u organizaciji ručne opskrbe vodom.

Klipna pumpa s dugom cijevi za podizanje vode iz velikih dubina za držanje i pumpanje vode zanimanje je obučenih bodybuildera, prikladnije ju je prilagoditi za podizanje vode iz uskog bunara, pričvršćujući ga na vanjski stup s ručkom.

Da biste brzo podigli vodu iz malih dubina iz uskih pukotina, možete koristiti najjednostavniji industrijski uređaj. Da biste to učinili, uzima se ručna pumpa za vodu i na njen ulazni ventil se stavlja duga plastična cijev. Domaća pumpa se spušta u vodu dugim krajem cijevi i pumpa se uzastopnim pritiskom na tipku pumpe.

Riža. 9 Ručna pumpa za dizanje vode

Metode za podizanje vode bez električne pumpe su neučinkovite i zahtijevaju ozbiljne troškove i napore za izradu funkcionalnog i praktičnog uređaja koji je neusporediv ne samo s cijenom najjeftinije električne pumpe, već i sa skupim modelima. Njihovo korištenje je opravdano kada žive u područjima s potpunim nedostatkom električne energije, što se može pripisati ekstremnim načinima preživljavanja.