Подъем воды на высоту без насоса. Водяной насос без питания. Конструкция с описанием

Малая гидроэнергетика,Альтернативная энергия,ГЭС

Какими силами можно поднять воду на значительную высоту ? Над этой технической задачей, весьма важной в хозяйственной деятельности, человек ломает голову с древнейших времен. И надо сказать, находит любопытные решения. Вот одно из них - вы видите его на рисунке 1, взятом из книги механика XVI века Агриколы. Так откачивали воду из глубоких шахт. Надеемся, вы разберетесь, что здесь к чему.

Дабы лучше понять принцип работы конструкции, советуем проделать такой опыт. Для него потребуется: воронка, шланг и небольшая пробка с отверстием диаметром 3 мм при диаметре шланга миллиметров десять. Соединив воронку со шлангом, налейте в нее воду и попробуйте медленно опускать свободный конец трубки. Постепенно образуется небольшая струйка. Высота ее не превысит уровня воды в воронке. Если же шланг опускать быстро, то в первое же мгновение из отверстия в пробке вылетит фонтанчик воды выше воронки. Оба результата объясняет закон сохранения энергии. В первом случае струйка поднимается вверх за счет энергии, приобретенной водой при падении из воронки. Силы трения не позволяют ей подняться выше уровня, с которого она "упала". При резком же опускании шланга происходит перераспределение энергии между массами воды. Небольшая часть жидкости забирает некоторое количество кинетической энергии у пришедшей в движение основной массы и за счет этого достигает приличной высоты.
Монгольфье, к слову сказать, подобного опыта не проводил, ему оказалось достаточно наблюдений. В одной из водолечебниц применялись краны, подобные самоварным. Но если в самоваре при закрывании крана никаких эксцессов не наблюдается, то в длинных трубах лечебницы при аналогичной операции ощущался резкий удар, водопровод трясло словно в лихорадке. А из щелей плохо установленных уплотнений выбрасывались сильные струйки воды.
Как это часто случается, изобретатель решил обратить вред на пользу, придумав свой гидравлический таран. На рисунке 2 его устройство приведено в разрезе. Действие основано на довольно тонкой игре скоростей и сил. Жидкость поступает из водоема по левой трубе А. Правый клапан И при этом закрыт. Под действием напора воды открывается клапан С и происходит наполнение бачка D до определенного уровня, допускаемого сжатием воздуха. После чего клапан С закрывается под собственным весом.
Для запуска такого подъема рабочий должен быстро надавить на клапан В, из которого тотчас начнет хлестать поток воды. Дальше вмешательство человека не потребуется. Вода сама захлопнет клапан, причем в этот момент давление в трубопроводе значительно возрастет. Жидкость снова откроет клапан С, хлынет в резервуар Д и сильно сожмет воздух под колпаком. Этого давления вполне достаточно для того, чтобы вода поднялась значительно выше уровня водоема.
Гидравлический таран из-за своей простоты не забыт и по сей день. Говорят, что его использовали в некоторых районах Кавказа, где из-за военной обстановки часты перебои с электричеством. А в последнее время гидротараном стали интересоваться изобретатели, совершенствующие бытовую технику. Они предлагают на его основе миниатюрные устройства, повышающие давление воды, вытекающей из крана. Образующаяся при этом тонкая, но мощная струйка облегчает и ускоряет мытье посуды, позволяет делать массаж десен, улучшить чистку зубов...
"А стоит ли возвращаться к столь архаичной технике? - скажет иной читатель. - Не проще ли поставить миниатюрный электрический насос?"
Что же, может быть, и проще. Но электричество опасно, особенно в сочетании с водой. И от греха подальше лучше уж пользоваться чисто гидравлическими устройствами. Да к тому же, быть может, они найдут применение в других областях. Стоит подумать.

На собственном участке земли, в первую очередь надо позаботиться об обеспечении его водой для полива, питья и других нужд. Для этого достаточно, чтобы была сооружена скважина, и из неё всегда можно будет добывать требуемое количество необходимой влаги в любое время года. Но для подъёма жидкости, как известно, нужен насос, который работает от электричества. А что делать, если участок находится далеко от цивилизации, и на нем нет электроэнергии? В таком случае можно обойтись и без насоса, воспользовавшись другими способами. Об этих способах сейчас и пойдет разговор.

Типы колодцев

Буровые колодцы могут быть двух типов: песчаные и артезианские. Первый тип имеет и другое название – фильтровая скважина. Бурится она до ближайшего водоносного слоя в песчаном грунте. Глубина может достигать 30 метров, а ширина обсадной трубы может быть около 13 см. Особенность строения такого источника в том, что на стенках трубы делается сетчатый фильтр. Для добычи воды из неё требуется глубинный или поверхностный агрегат. Прослужить она может около 15-ти лет. Но срок службы в первую очередь зависит от глубины залегания водоносного слоя и от того, насколько интенсивно она используется.

Второй тип – артезианская скважина. Вода в ней добывается с большой глубины, она может достигать 200 метровой отметки. У неё повышенная производительнос ть и высококачественн ая вода. Служит она гораздо дольше первого типа — более 50-ти лет. Соответственно, должен использоваться более мощный аппарат для подъёма влаги на поверхность. Для бурения такой ямы требуется разрешение в местных органах самоуправления.

Возможно ли из этих колодцев добыть воду без использования электрического насоса? Да, вполне возможно, причем из шахт обоих типов. Но при этом важно учитывать несколько нюансов. Многое зависит от ручных устройств, которые будут применяться при этом. Обычно они не дают достаточного давления на глубине более 30 метров. Поэтому такая система актуальна в основном для песчаного колодца. Но для начала давайте разберёмся, каким образом возможно поднять жидкость из такого сооружения без насоса, и что для этого понадобится.

Добыча воды давлением воздуха

Этот необычный способ отлично подойдет для добычи воды из шахты без насоса. То есть можно использовать любой ручной шланговый насос, работающий без электричества. Сделать такую систему довольно просто. Для начала необходимо полностью загерметизироват ь верх колодца. В нем проделывается 2 отверстия: в одно вставляется шланг от насоса, во второе — труба для подачи воды. При работе таким прибором в шахте создается давление, которое и выталкивает наружу жидкость.

Если напор воздуха, поступающий в шахту, мощный, то вполне можно обойтись без электрического насоса. Но при этом должно учитываться, что такое давление будет толкать воду не только наверх, но и вниз, в водоносный слой. Чем это чревато, будет описано ниже. Данный метод можно использовать совместно со стандартными подходами. Особенно он актуален, если давление в яме недостаточно сильное, даже для электрического насоса.

Добыча воды гидротаранным способом

Это еще один нестандартный способ добычи воды без насоса: в данном случае применяется гидравлический таран — устройство, предназначенное для механического подъёма жидкости из любого колодца, даже артезианского.

Работает такое приспособление на энергии, получаемой из потока воды. За счет поднятия воды на большую высоту и опускания её вниз, жидкость выталкивается наверх. Состоит такая конструкция из следующих компонентов:

отбойный клапан;

возвратный клапан;

питающая труба;

отводящая труба;

воздушный колпак.

За счет открытия и закрытия клапанов в определенной последовательнос ти и происходит циркуляция жидкости. Она разгоняется по питающей трубе и создается гидроудар, вымещающий жидкость наружу, в отводящую трубу. Такое устройство сложно сделать самостоятельно, но его легко приобрести. И это будет самым верным решением для участков, на которых отсутствует электричество.

Важные моменты

При добыче воды методом увеличения давления внутри шахты, необходимо учитывать несколько важных факторов. Во-первых, учитывается геологическое строение местности, на которой расположена скважина.

Также немаловажным является дебет шахты для добычи жидкости из земли и производительнос ть водоносного слоя.

Ну и, конечно, берется во внимание глубина залегания водоносного горизонта.

Если всё это не учесть, то из-за избыточного давления скважина может выйти из строя. Проще говоря, жидкость из водоносного слоя перестанет поступать в шахту. Это происходит из-за того, что образовавшийся внутри воздух будет толкать практически всю воду вниз, вдавливая её в землю. Поэтому подача воздуха должна быть оптимальной. Его должно хватать только на то, чтобы подталкивать воду наружу и не создавать избыточное давление.

17.09.2006, 19:53

Есть скважина глубиной 18 метров. По нормальному в неё опускаетсья насос и гонит по шлангу воду наверх. Вот только с электричеством последнее время проблема:(
На неглубокой скважине (9 метров) я бы поставил качёк и у меня была бы вода... ну насос можно былолбы подключить если есть электричество.
А тут... ставить качёк у которого рабочие поршни находятстья на глубине и до них идут тяги? вообщето это выход, но как к такой системе прицепить насос как альтернативу?

Короче надо разработать систему подъёма воды из скважины 18 метров,
основной режим - элктропривод, дополнительный - в ручную. Причем переход из одного режима в другой не должен требовать сложных телодвижений 8)

Ps: купить бензоэлетрогенератор не предлогать

17.09.2006, 21:38

Расскажу о способе, которым пользуется мой сосед. Пневматический. В скважину опущена 0,5" труба, почти до дна. Снизу открыта. Сверху - шланг (кислородный). Шланг идет к кислородному баллону через тройник и редуктор. К второму плечу тройника присоединён компрессор. На основную трубу скважины навинчена крышка с уплотнённым отверстием в центре для пневмотрубы и соском сбоку для водяного шланга. Дальше, думаю, понятно: накачивается баллон, сколько позволит компрессор, клапан компрессор-баллон перекрывается, редуктор открывается, вода течёт. Глубина скважины 27м, уровень воды - 12 м. Живут круглый год, но водопровода в дом не сделали.

18.09.2006, 04:48

эээ... если Я правильно понял - в скважине создаеться избыточное давление которое "выжимает воду" ?
Тоесть всё это работает только тогда когда и обсадная труба и водоностынй слой герметичны? хм... чтото мне подсказвает что неполучиться... темблоее у меня получится давление не менее 18 атмосфер - нехило...
или Я что не так понял?

Ps: а способ интерестный. я такого ещё не слышал.

18.09.2006, 08:00

Да, именно так. А давление, по-моему, 10 м водяного столба - 1 атм. Поднять надо на 12 м, т.е. создать давление воздуха > 1.2 атм с соответствующим расходом. Для этого и служит баллон. Но повторюсь, он не использует эту систему как источник для водопровода - просто наполняет бочки-вёдра. К тому же, он скважину строил сразу с расчетом на этот метод подъема воды.

18.09.2006, 13:52

В самом деле Я на порядок ошибся... вот что значит в 5 утра писать 8)
мне система тож нужна не как основная а как резерв... и думаю как резерв она пойдет... если ничего другого не найду... (пока не нашел)

18.09.2006, 17:42

Простейший эрлифт поможет решить проблему.

18.09.2006, 21:20

Владимир В

26.09.2006, 17:08

Попробуйте поднять ведро воды с глубины 12 м.

Замудохаетесь.

Любая система ручного подъема воды так же трудоемка.

В качестве насосса можно использовать качественную "лягушку"

Либо большой ручной насос. Но вода будет лится маленькой струечкой.

Гришкевич Евгений

27.09.2006, 07:15

Есть интересный способ подъема воды воздухом без избыточного давления в скважине.
две трубы одна в другой почти до дна скважины.
(внутренняя на пару сантиметров короче)
По внутреней трубе подается воздух
пузыри воздуха поднимаясь в зазоре между трубами действуют как поршень и выталкивают воду вверх порциями (нечто вроде эжжекции)

НО надо правильно подобрать диаметры труб и расход воздуха.
Высота подъема думаю будет ограничена (но насколько:?:)

27.09.2006, 20:28

в том то и дело что надо правильно подобрать... а вот как подбирать? методом тыка - дороговато...

03.11.2006, 08:48

Ветряк - как у америкосов + вакуумный насос из зиловской тормозной лягушки (мембранный) и небольшая ёмкость герметичная из которой этот насос воздух откачивает... в ней 2 клапана труба в скважину, труба к насосу и отводящий сосок.

Зеленый Кот

17.01.2008, 17:56

Способ эрлифта - подробно
Диаметр трубы и расход воздуха влияют только на скорость работы насоса:
1) избыточное давление воздуха должно быть больше гидростатического давления столба воды, которое определяется длиной трубы погруженной непосредственно воду (если у вас скважина практически "не уходит", то достаочно 10 см погружения, если уходит - то извольте чтобы при максимально сухой подающая воздух труба была все же в воде)
2) трубу подающую воздух из скважины лучше делать не одну, а как бы ромашку - центральный подающий патрубок вокруг которого десяток тонких трубок эрлифтов... Вверху они дожны быть открыты в общую емкость причем уровень воды в емкости надо делать ниже "выхлопа трубок".
3) Для повышения КПД устройства опускаемую часть надо сделать в виде стакана повернутого вверх дном (дно - "ромашка" из трубок). Высота стакана определяется как равновесие давления подающего воздуха и гидростатического по отношению к его нижнему краю.
4) Приблизительная оценка скорости работы - согласно закону сохранения энергии минус кпд...

андрей саа

20.07.2010, 19:19

подскажите пожалуйста поподробнее конструкцию эрлифта! Глубина 18 метров - точно нужно знать деаметр внешней и внутренней трубы!

03.08.2010, 13:19

Эрлифт не обязательно делать из двух коаксиальных труб. Можно взять скажем две полдюймовых трубы (стальных или м/п или лучше всего ППР) или трубу и шланг, недалеко от нижнего конца одной из них (сантиметров в 20-ти) впаять тройник. К отводу тройника - уголок 90гр. наверх и в уголок вторую трубу или шланг. Подавая по второй трубе/шлангу воздух эрлифт будет в первой трубе поднимать воду.
Поскольку наличие эл-ва, я так понял, нестабильно. Надо иметь компрессор и запас сжатого воздуха (скажем в кислородном баллоне).

Вопрос с водоснабжением особенно остро встаёт после приобретения в собственность дачи, ещё не имеющей автономного водопровода . И если принести воду для приготовления еды из соседского колодца вполне по силам, то решить вопрос с другими бытовыми нуждами и особенно поливом грядок гораздо сложнее – носить воду вёдрами долго и тяжело физически.

Самая неприятная ситуация складывается, когда у хозяев не хватает средств на бурение скважины хотя бы для технической воды. Или же они в силу каких-то обстоятельств, например, при отсутствии электрической сети, не могут себе позволить приобрести насос в магазине, чтобы подключить его к имеющемуся колодцу. Однако, при помощи самодельных устройств лучше не делать. Для этой цели необходимо использовать качественные промышленные образцы.

Что под силу самодельному насосу?

Если участок не электрифицирован, лучшим способом решить вопрос с водоснабжением будет изготовление самодельного насоса. У такого кустарного агрегата существует несколько модификаций, отличающихся по сложности сборки.

Самодельное устройство можно применить для подъёма питьевой воды из неглубокого колодца. Также практично выглядит использование в качестве поливного устройства. Работает такой насос по принципу помпы или промышленного выпуска. Опустив водозаборный шланг в расположенный поблизости пруд или реку, хозяева смогут поливать огород весь жаркий период года – в водных ресурсах у них не будет никаких ограничений. Есть модели абсолютно не зависящие от электричества и работающие по принципу переливающихся сосудов, или использующие естественные колебания воды, находящейся в открытом водоёме.

Применить такой насос можно и для осушения строительного котлована или откачки воды из затопленного по весне подвала . В целом это достаточно универсальные устройства. Причём для осушения небольшой площади вполне сгодится насос ручного типа – самый простой в сборке.

Из чего и как это изготавливается?

Основными деталями любого самодельного насоса поршневого типа являются:

• два клапана – нижний и обратный, предотвращающий произвольное вытекание жидкости;
• поршень – главная часть устройства;
• корпус (например, кусок стальной трубы длиной от 60 см и диаметром минимум в 8 см).

Что касается моделей, то народные умельцы проявляют в этой области весьма похвальную смекалку.