Caracteristicile unui puț fără echipament de pompare. Pompă de apă fără curent Cum să ridici apa dintr-un râu

UTILIZAREA ENERGIEI APEI

De la trecerea la un mod de viață stabilit, o persoană a căutat să folosească energia curentului, fluxul de apă în scădere și presiunea acesteia.

ridicarea apei

Aparent, primul dispozitiv de ridicare a apei a fost un sistem de contragreutate ca o „macara” de puț (în unele țări se numea „shaduf” sau „chaduf”, „chadufon”). A fost unul dintre cele mai vechi și mai simple dispozitive de ridicare a apei. Imaginile cu shaduf se găsesc pe papirusuri și basoreliefuri egiptene antice.

Dacă era necesară ridicarea apei la o înălțime mare, se folosea un sistem de shaduf, în care apa era furnizată în sus în mai multe trepte - de la treaptă la treaptă.

Udarea copacilor de grădină cu un shaduf (mormântul lui Ipuyi)

Designul shaduf-ului s-a dovedit a fi atât de simplu, dar în același timp convenabil și eficient, încât a fost folosit în orice moment de aproape toate civilizațiile cunoscute. Este încă în uz astăzi.

În civilizațiile antice: egipteană, sumeriană, chineză, bengala (adică în 4.000 - 3.000 î.Hr.), roțile de ridicare a apei erau deja folosite pentru a ridica apa și a o furniza câmpurilor (Fig.).

Moara de apa:

a - cu linguri; b - cu lame

1 - roata; 2 - lingura; 3 - lame; 4 - tava de scurgere

Erau aranjate cu linguri sau lopeți (lame) de-a lungul marginii. La volan cu linguri (Fig. A) apa s-a ridicat în vârful roții, a fost turnată din cupele în rezervorul de primire și apoi a intrat în canalul de irigare. La volanul cu lame (Fig. b) apa s-a ridicat de-a lungul jgheabului până la înălțimea necesară și apoi a fost turnată în canal. Roțile de ridicare a apei erau conduse de sclavi, cămile sau boi. Sclavii, fiind pe roată, au mers pe pași speciali și au creat un moment de rotație.

Roata de apa cu palete:

1 - antrenare, 2 - roată, 3 - lame, 4 - dispozitiv de primire

Roată de apă cu linguri:

1 - tavă, 2 - cupă, 3 - roată

Roata de apaîn China antică

Moara de apaîn Siria în orașul Hama. anii 1960

Roți vechi de ridicare a apei în Siria în orașul Hama

Ultima figură prezintă o diagramă a unei roți de ridicare a apei și a unui sistem de alimentare cu apă (secolul I î.Hr.): o roată cu un diametru de aproximativ trei metri este scufundată într-un rezervor. Un bărbat a mers de-a lungul traverselor instalate de-a lungul marginii roții, ca și cum ar urca o scară. Dar s-a dovedit că era pe loc, iar roata s-a rotit cu ajutorul picioarelor. Gălețile erau atașate de janta roții. Când găleata era scufundată într-un iaz, se umplea cu apă, iar când urca, apa se turna în rezervor și apoi curgea prin țevi către bazin și fântână.

Până în prezent, în Siria s-au păstrat în stare de funcționare 22 de roți de apă, vechi de aproximativ 3.000 de ani. Acestea sunt roți uriașe din lemn, cu un diametru de până la 21 m și o greutate de până la 20 de tone. Ele sunt propulsate de curgerea apei într-un râu sau canal și captează apa prin intermediul unor jgheaburi de lemn atașate în unghi de circumferința roții. Când jgheabul trece prin punctul cel mai înalt al roții, apa curge în jgheab. Roți similare, făcute numai din tuburi de bambus, au fost folosite în China.

a - cu linguri; b - cu discuri

1 - arbore antrenat; 2 - lanț cu linguri (cu discuri); 3 - arbore de transmisie; 4 - tava pentru scurgerea apei; 5 - teava

Norias sunt dispozitive de ridicare a apei sub forma unui lanț vertical nesfârșit cu linguri sau discuri (Fig.). Principiul de ridicare și turnare a apei aici este același cu cel al roților de ridicare a apei. Singura diferență este că în locul unei jante rigide se folosește un lanț flexibil. Într-un lift cu găleți cu discuri, discurile sunt puse pe lanț în loc de linguri, o parte din calea cărora, atunci când lanțul se rotește, trece prin țeavă, ridicând apa către tava de evacuare.

Lift cu ridicare

Una dintre soiurile de noria se numea „chigir”. Chigir este, de regulă, o roată-tambur uriașă și grea conectată la un arbore orizontal, care era rotit fie de oameni, fie de animale. Lungimea arborelui orizontal a ajuns la 8 m. Pe tamburul dintre jantele sale erau una sau două frânghii - un „lanț fără sfârșit”, de care erau atașate linguri. Apa de la cupele basculante a fost furnizată către tava de ieșire și apoi către consumatori. Diametrul tobelor a ajuns la 6 m.

Un alt nume pentru chigir este roata persană.

Aparent, numele a venit în limba rusă din Asia Centrală (Khorezm), unde o astfel de roată de ridicare a apei era numită „chikir”. Cu destul de mult timp în urmă, un astfel de dispozitiv a apărut în sudul Rusiei - în Astrakhan, în Crimeea. Cuvântul a intrat în limba cazacilor: „apă chigir”, „udare chigir”.

Un cal sau boi rotesc un arbore în picioare, cu ajutorul unor roți dințate, rotația este transmisă unei roți-tambur deasupra puțului; peste roată se aruncă un lanț rotund cu găleți; scot și toarnă apă răsturnând roata într-un jgheab sau jgheab, de unde se răspândește în șanțuri înclinate peste pepene galben; arta principală este aranjarea canelurilor.

Chigirii au fost folosiți în sudul părții europene a Rusiei până la sfârșitul secolului al XIX-lea. În țările din Asia Centrală și Golful Persic (Afganistan, Iran, Irak) sunt încă folosite.

Pentru a ridica apa la o înălțime mică, s-au folosit șuruburi arhimediene, porți, ridicătoare de talon, sisteme de contragreutate sub formă de „macara”. Șurubul arhimedian era un arbore cu o suprafață elicoidală înfășurată în jurul lui, instalat într-o țeavă înclinată, al cărei capăt inferior era scufundat în apă. Pe măsură ce axa se rotește, apa crește, deoarece tinde să mențină punctul cel mai de jos dintre suprafața șurubului și suprafața cilindrului.

Șurub arhimedian cu antrenare manuală:

1 - scara in spirala; 2 - teava; 3 - maner de rotatie; 4 - tava de iesire;

5 - dispozitiv de reglare

Șurub arhimedean acționat de o moară de vânt:

1 – motor, 2– surub, 3– carcasă

Pentru ridicarea apei erau folosite și porți, care erau puse în mișcare și prin acțiunea apei (Fig.).

Mașină de ridicare a apei cu roată de apă reversibilă

Liftul de apă cu mărgele este format dintr-o țeavă cu o priză largă în partea inferioară, plasată într-o fântână. O frânghie cu un număr mare de greutăți egal cu diametrul interior al țevii a fost lansată prin guler în țeavă. Când poarta s-a rotit, greutățile pistonului au intrat în țeavă și au ridicat apa. De la marginea superioară a țevii, apă a fost turnată în recipiente pentru utilizare ulterioară.

Ridicare mărgele:

1 - tava de iesire; 2 - teava; 3 - bine;

4 - frânghie cu greutăți cu piston; 5 - poarta

Multe opțiuni pentru dispozitivele de ridicare a apei au fost inventate și descrise în însemnările sale de Leonardo da Vinci: șuruburi arhimediene, roți de apă.

O altă metodă de ridicare a apei propusă de Leonardo a fost aceea de a folosi o roată cu apă cu vase care aduna apa dintr-un recipient inferior și o turna în cel superior.

Pe bucata ta de teren, in primul rand, trebuie sa ai grija sa ii asiguri apa pentru irigare, baut si alte nevoi. Pentru a face acest lucru, este suficient să se construiască o fântână și din aceasta va fi întotdeauna posibilă extragerea cantității necesare de umiditate necesară în orice moment al anului. Dar pentru a ridica lichidul, după cum știți, aveți nevoie de o pompă care funcționează cu energie electrică. Dar dacă site-ul este departe de civilizație și nu există electricitate pe el? În acest caz, puteți face fără pompă, folosind alte metode. Aceste metode vor fi acum discutate.

Tipuri de bine

Sondele de forat pot fi de doua tipuri: nisip si arteziene. Primul tip are un alt nume - un puț de filtru. Se forează până la cel mai apropiat acvifer în sol nisipos. Adâncimea poate ajunge la 30 de metri, iar lățimea carcasei poate fi de aproximativ 13 cm. Particularitatea structurii unei astfel de surse este că pe pereții țevii se realizează o sită. Pentru a extrage apa din ea, este necesară o unitate de adâncime sau de suprafață. Poate dura până la 15 ani. Dar durata de viață depinde în primul rând de adâncimea acviferului și de cât de intensiv este utilizat.

Al doilea tip este o fântână arteziană. Apa din ea este extrasă de la o adâncime mare, poate ajunge la 200 de metri. Are productivitate crescută și apă de înaltă calitate. Servește mult mai mult decât primul tip - mai mult de 50 de ani. În consecință, ar trebui folosit un aparat mai puternic pentru a ridica umiditatea la suprafață. Pentru a fora o astfel de gaură, este necesară o autorizație din partea autorităților locale.

Este posibil să obțineți apă din aceste puțuri fără a folosi o pompă electrică? Da, este foarte posibil și din mine de ambele tipuri. Dar este important să țineți cont de mai multe nuanțe. Depinde mult de dispozitivele portabile care vor fi folosite în acest caz. De obicei, nu dau suficientă presiune la o adâncime mai mare de 30 de metri. Prin urmare, un astfel de sistem este relevant în principal pentru o fântână nisipoasă. Dar mai întâi, să ne dăm seama cum este posibil să ridicați lichid dintr-o astfel de structură fără pompă și ce este necesar pentru aceasta.

Extragerea apei prin presiunea aerului

Această metodă neobișnuită este perfectă pentru extragerea apei dintr-o mină fără pompă. Adică poți folosi orice pompă manuală cu furtun care funcționează fără electricitate. Realizarea unui astfel de sistem este destul de simplă. Mai întâi trebuie să sigilați complet partea de sus a puțului. În el se fac 2 găuri: un furtun de la pompă este introdus într-una, o conductă pentru alimentarea cu apă este introdusă în a doua. Când lucrați cu un astfel de dispozitiv, se creează presiune în mină, care împinge lichidul afară.

Dacă presiunea aerului care intră în mină este puternică, atunci este foarte posibil să faci fără o pompă electrică. Dar, în același timp, trebuie luat în considerare faptul că o astfel de presiune va împinge apa nu numai în sus, ci și în jos în acvifer. Cu ce este plin acest lucru va fi descris mai jos. Această metodă poate fi utilizată împreună cu abordările standard. Este relevant mai ales dacă presiunea din groapă nu este suficient de puternică, chiar și pentru o pompă electrică.

Extragerea apei prin batere hidraulica

Acesta este un alt mod nestandard de extragere a apei fără pompă: în acest caz, se folosește un berbec hidraulic - un dispozitiv conceput pentru a ridica mecanic fluidul din orice puț, chiar și unul artezian.

Un astfel de dispozitiv funcționează pe energia obținută din curgerea apei. Ridicand apa la o inaltime mare si coborand-o in jos, lichidul este impins in sus. Acest design constă din următoarele componente:

supapă deflectoare;

supapă de retur;

conducta de alimentare;

conducta de evacuare;

capac de aer.

Prin deschiderea și închiderea supapelor într-o anumită secvență, fluidul circulă. Se accelerează de-a lungul țevii de alimentare și se creează un ciocan de apă, deplasând lichidul în țeava de evacuare. Un astfel de dispozitiv este dificil de realizat pe cont propriu, dar este ușor de achiziționat. Și aceasta va fi cea mai corectă soluție pentru zonele în care nu există electricitate.

Puncte importante

La extragerea apei prin creșterea presiunii în interiorul minei trebuie să se țină cont de câțiva factori importanți. În primul rând, se ia în considerare structura geologică a zonei în care se află puțul.

Important este si debitul minei pentru extragerea lichidului din pamant si productivitatea acviferului.

Și, desigur, se ține cont de adâncimea acviferului.

Dacă toate acestea nu sunt luate în considerare, atunci din cauza presiunii excesive, puțul poate eșua. Pur și simplu, lichidul din acvifer nu va mai curge în mină. Acest lucru se datorează faptului că aerul format în interior va împinge aproape toată apa în jos, apăsând-o în pământ. Prin urmare, alimentarea cu aer trebuie să fie optimă. Ar trebui să fie suficient doar pentru a împinge apa afară și pentru a nu crea exces de presiune.

Spui că este imposibil să oprești curgerea apei sau chiar să o faci să se ridice și te vei înșela! Nimic nu este imposibil folosind cunoștințele științei și cele mai recente și răspândite dispozitive tehnologice. Astăzi, chiar și pietrele pot fi făcute să zboare, ca la instalare.

Niște Brusspup (http://www.youtube.com/user/brusspup) , a postat un videoclip în care, folosind o instalație simplă de casă și o cameră în modul de filmare video, autorul a forțat curgerea apei din furtun și, cel mai incredibil, a făcut-o să se ridice. În prima zi, videoclipul a avut un milion de vizualizări.

Un videoclip fascinant cu mișcarea magică (imobilizarea) apei este prezentat mai jos.

Esența fizică a efectului constă în funcționarea sincronă a camerei video împreună cu vibrațiile jetului de apă. Toată lumea poate repeta acest experiment, pentru asta aveți nevoie de:
1. Așezați subwoofer-ul pe marginea unei suprafețe solide.
2. Fixați furtunul ușor și flexibil de conul difuzorului, de exemplu, cu bandă adezivă, dar cel mai bine este să utilizați bandă de mascare, deoarece banda adezivă poate distruge conul difuzorului. Furtunul trebuie să se termine la o distanță de 2-3 centimetri de marginea difuzorului. Desigur, furtunul ar trebui să fie îndreptat în jos. În principiu, aceasta este cea mai importantă parte a experimentului - furtunul trebuie să atingă difuzorul.
3. Conectați subwooferul la un amplificator și conectați amplificatorul la o sursă de sunet, cum ar fi un generator audio sau un computer. Folosirea unui computer este o variantă mai acceptabilă, deoarece îi este mai ușor să găsească un program cu ajutorul căruia să setați frecvența dorită a sunetului.
4. Porniți camera sau setați smartphone-ul în modul video.
5. Rulați programul generator de frecvență audio pe computer și setați frecvența la care este înregistrat videoclipul pe camera dvs. video. Astfel de informații pot fi găsite cu ușurință în pașaportul dvs. sau pe internet după tipul camerei dvs. video. Cei mai des întâlniți parametri sunt 24 sau 30 de cadre pe secundă, respectiv, în programul generator, trebuie să setați aceeași valoare.
6. Treceți apă prin furtun și urmăriți cum curge apa prin camera dvs. Dacă frecvența cu care se realizează înregistrarea video coincide cu frecvența setată în programul generatorului, atunci veți observa un flux nemișcat de apă.
7. Prin reglarea nivelului volumului, puteți obține o varietate de modele de debit de apă.
8. Schimbând frecvența vibrațiilor sunetului în program cu un hertz în plus (dacă era 24Hz, apoi setând-o la 25Hz), obținem efectul apei în mișcare înainte.
9. Schimbând frecvența vibrațiilor sunetului în program cu un hertz mai puțin (dacă era 24Hz, apoi setând-o la 23Hz) obținem efectul de mișcare a apei înapoi, înapoi în furtun.
10. Nu uitați să instalați un recipient în care se va scurge apa.

Astfel, puteți obține efecte magice și puteți crea videoclipuri de neuitat pe care nu vă va fi rușine să le arătați prietenilor și cunoștințelor.

Se știe că, teoretic, o pompă de aspirație nu este capabilă să ridice apa de la o adâncime mai mare de 8-9 metri. În practică, această distanță este și mai mică - 6-7 m, iar pentru a crea o presiune suficientă în sistemul de alimentare cu apă va fi mai bine dacă oglinda de apă se află la o distanță de 5 m de suprafață. Există mai multe modalități de a rezolva problema ridicării apei pentru o stație de pompare. Să luăm în considerare una dintre ele.

Creșterea presiunii în interiorul puțului

O creștere a presiunii în interiorul puțului va provoca o creștere spontană a apei prin conductă chiar și în absența unei pompe. Dacă etanșați gura șirului de carcasă cu un cap și furnizați aer puțului cu un compresor, apa va începe să se ridice, experimentând absența presiunii în conducta de ridicare. Adevărat, experții avertizează că, cu această metodă de extragere a apei din, trebuie luați în considerare următorii factori:

adâncimea rezervorului saturat de apă;
productivitatea acviferului;
debitul sondei;
caracteristici ale structurii geologice a sitului.

În caz contrar, funcționarea puțului poate fi întreruptă, deoarece presiunea excesivă în șirul tubului nu va permite apei dintr-o formațiune saturată de apă să curgă în puț. Adică, perna de aer dintre vârf și panza freatică va începe să împingă coloana de apă în jos până când este complet forțată să iasă din șirul de carcasă înapoi în acvifer. Cel mai bine este să utilizați un compresor în tandem cu o stație de pompare. Chiar și o ușoară creștere a presiunii în puț va crește puterea de aspirație a pompei.

Printre dezavantajele acestei metode de livrare a apei, trebuie remarcată funcționarea zgomotoasă a unității compresorului. Având în vedere că stația de pompare în sine este zgomotoasă, va fi necesar să amplasați echipamentul într-o încăpere cu o bună izolare fonică. Trebuie reținută încă o caracteristică a funcționării unei stații de pompare automată: motorul pornește automat de îndată ce presiunea din acumulator scade sub valoarea setată.

Alimentarea este controlată de un presostat, pe care este setat nivelul de presiune pentru pornirea și oprirea pompei. Când motorul este oprit, se consumă apă din rezervorul de stocare al rezervorului hidraulic, iar când presiunea scade, releul pornește din nou pompa. Rezultă că stația de pompare și compresorul de aer trebuie să fie combinate într-un singur circuit electric, astfel încât, la comanda presostatului, puterea să fie furnizată simultan atât pompei, cât și compresorului.

În antichitate și în Evul Mediu, oamenii se confruntau adesea cu sarcina de a ridica apa la înălțime. A fost implementat într-o varietate de moduri pe care orice proprietar de casă care a rămas pe un teren pentru perioade lungi de timp fără electricitate și le poate aminti. În cazul unei adâncimi mari a sursei de captare a apei și al unei nevoi acute de apă, utilizarea metodelor străvechi va aduce anumite beneficii în lărgirea orizontului, îmbunătățirea sănătății și obținerea unor abilități suplimentare de inginerie și construcții.

Dacă decideți cum să ridicați apa la o înălțime, nu vă puteți lipsi de o pompă. Numai pentru ridicare, va trebui să folosiți nu aparate electrice, ci manuale, de casă, care vor necesita aplicarea forței musculare sau a energiei curentului de apă.

Șurub arhimedian

Invenția unui dispozitiv cu șurub pentru alimentarea cu apă la o înălțime în scopul umplerii canalelor de irigare a fost făcută de Arhimede în jurul anului 250 î.Hr.

Fig.1 Principiul de funcționare al pompei cu șurub Arhimede

Dispozitivul este format dintr-un cilindru gol, în interiorul căruia șurubul se rotește, în timpul funcționării coboară în sursa de admisie a apei în unghi. Când palele elicei se rotesc, captează apa și elicea o ridică în sus pe țeavă, în punctul de sus țeava se termină și apa este turnată într-un recipient sau canal de irigare.

În cele mai vechi timpuri, rotorul era rotit de sclavi sau animale, în timpul nostru pot exista probleme cu acest lucru și va trebui să construiți suplimentar o roată de vânt pentru a seta șurubul în rotație sau pentru a întări singur mușchii.

Fig. 2 O variație a roții lui Arhimede - o pompă dintr-un tub

Dispozitivul este un analog pompelor moderne cu șurub, poate avea diverse modificări: șurubul se rotește împreună cu cilindrul sau are forma unui tub tubular înfășurat pe o tijă.

Metoda Hydroram Montgolfier

Mecanicul Montgolfier a venit în 1797 cu un dispozitiv numit berbec hidraulic. Utilizează energia cinetică a apei care curge de sus în jos.

Orez. 3 Principiul de funcționare a pompei de apă cu hidropercuție

Principiul de funcționare al dispozitivului se bazează pe faptul că, cu o oprire bruscă a fluxului de apă într-o țeavă rigidă, apa este forțată să iasă printr-o supapă de reținere sub presiune într-un rezervor hidraulic situat în partea de sus. În partea inferioară se află un fiting, pe care se pune furtunul de evacuare a apei, care merge la consumator. Supapa de reținere nu permite curgerea apei înapoi - astfel există o umplere ciclică constantă a rezervorului și o creștere și un flux continuu de apă.

Supapa de închidere a dispozitivului funcționează automat, astfel încât prezența unei persoane și organizarea muncii sale, cu excepția instalării echipamentelor, nu este necesară.

Orez. 4 Aspectul unei pompe industriale de hidropercuție

Trebuie remarcat faptul că astfel de dispozitive nu trebuie să fie realizate independent; ele sunt produse industrial în volume mici.

Transport aerian

Strămoșul metodei este inginerul german de minerit Karl Loscher, care a inventat metoda în 1797.

Orez. 5 Principiul de funcționare a pompei de ridicare a aerului și varietățile acesteia

Airlift (airlift) - un tip de pompă cu jet, aerul este folosit pentru a ridica apa. Dispozitivul este o țeavă verticală goală coborâtă în apă, la fundul căreia este conectat un furtun. Când aerul sub presiune este furnizat prin furtun în țeavă, bulele sale se amestecă cu apa, iar spuma rezultată se ridică din cauza greutății specifice luminii.

Aerul poate fi furnizat cu o pompă manuală convențională printr-un mamelon care îl împiedică să scape înapoi.

Orez. 6 Alimentare automată cu apă prin transport aerian folosind un compresor

Un astfel de dispozitiv pentru alimentarea cu apă în absența unei pompe este destul de simplu de făcut cu propriile mâini și automatizează procesul dacă există un compresor de alimentare cu aer.

Ridicarea apei cu o pompă cu piston

Orez. 7 Principiul de funcționare al unei pompe cu piston de casă

Puteți realiza un dispozitiv pentru alimentarea cu apă la o înălțime prin aspirare folosind un piston. Dispozitivul este o țeavă cu un sistem de supape de reținere, în interiorul suprafeței cilindrice a căreia se mișcă un piston. În timpul mișcării de întoarcere, apa este aspirată în corpul cilindrului, când pistonul se deplasează înainte, supapele de reținere se închid și apa este împinsă afară.

Orez. 8 Pompă cu piston în organizarea alimentării manuale cu apă.

O pompă cu piston cu o țeavă lungă pentru ridicarea apei de la adâncimi mari pentru a reține și pompa apa este o ocupație pentru culturistii instruiți, este mai convenabil să o adaptezi pentru a ridica apa dintr-o fântână îngustă, fixând-o pe o coloană exterioară cu un mâner.

Pentru a ridica rapid apa de la adâncimi mici din crăpăturile înguste, puteți folosi cel mai simplu dispozitiv industrial. Pentru a face acest lucru, se ia o pompă manuală de apă și se pune un tub lung de plastic pe supapa de admisie. O pompă de casă este coborâtă în apă cu capătul lung al tubului și este pompată apăsând în mod repetat butonul pompei.

Orez. 9 Pompă manuală pentru ridicarea apei

Metodele de ridicare a apei fără o pompă electrică sunt ineficiente și necesită costuri și eforturi serioase pentru fabricarea unui dispozitiv funcțional și convenabil, care este incomparabil nu numai cu costul celei mai ieftine pompe electrice, ci și cu modelele scumpe. Utilizarea lor este justificată atunci când locuiesc în zone cu o lipsă totală de electricitate, ceea ce poate fi atribuit modalităților extreme de supraviețuire.