Добыча воды из скважины: описание особенностей процесса

Виды

Ученые предпринимают попытки устранить недостатки насоса в классическом исполнении. Например, ставится задача, как заставить работать гидротаран в стоячей воде, которая содержится в прудах, озерах и колодцах. Этим вопросом задались В. В. Марухин и В. А. Кутьенков. Они решили изменить существовавшую конструкцию – поставили отбойный клапан перед напорным, а место слива заглушили.

В этом случае отпадает необходимость обеспечивать выход всей воды из нагнетательной трубы. Появляется возможность погрузить устройство в стоячую воду. При этом сам пруд или озеро становится питающим резервуаром, а наклон нагнетательной трубы уже необязателен.

Гидротаран с одной ёмкостью большего объёма

Ее можно положить горизонтально, так как рабочее давление создается за счет глубины размещения насоса. Совсем убрать нагнетательную трубу в гидротаране Марухина нельзя. Ее назначение состоит в формировании направленного потока, обособленного от общей водяной массы и дающего гидроудар.

Авторы с помощью расчетов установили, что минимальная глубина, необходимая для работы такого оснащения, – 15 метров. Только при таких условиях будет действовать давление, которое заставит поток двигаться и обеспечит гидроудар.

Еще один изобретатель М. Н. Бурангулов представил научному сообществу свою версию подводного гидротарана – он отличается от аналогов повышенной производительностью. Гидравлический удар здесь используется максимально полно. Этот эффект достигается за счет особого устройства отбойного клапана.

Он состоит из двух дисков, один из которых жестко зафиксирован, а другой имеет возможность поворачиваться вокруг своей оси. Здесь добавлены дополнительные конструкционные элементы – шток, поршень. В такой системе отбойный клапан мгновенно закрывается, что делает удар от водяного столба мощнее, а КПД насоса в целом увеличивается.

Гидротаран Рогозина – еще одна разновидность приспособления для сбора природной жидкости. Особенным успехом разработки изобретателя пользовались в СССР. Рогозин предложил объединить гидротаран с турбиной, к которой подключен электрогенератор. Водоподъемное устройство в этом случае становится также источником энергии.

Турбина, соединенная с гидротараном, работает при таком течении, при котором функционировать самостоятельно она не способна

Но здесь следует особое внимание уделять тому, чтобы проходящая через отбойный клапан вода тут же освобождала место для снова подступившей порции жидкости

Гидротаран своими руками

Для самостоятельного изготовления устройства потребуется минимум деталей. Необходимо найти пластиковые трубы и пару клапанов. Диаметр этих элементов зависит от напора водотока. Кроме этого, понадобится пластиковая бутылка. Она будет играть в системе роль расширительного бака.

При изготовлении гидротарана своими руками следует ориентироваться на схему устройства. Для соединения элементов можно применить переходники. Проще же сделать резьбу на трубах и накрутить на нее клапаны. Один будет работать на выпуск жидкости, другой – на впуск. Бутылка герметично прикручивается к одному из отводов.

В заборной части находящейся под уклоном трубы целесообразно установить раструб, чтобы вода улавливалась лучше. Сделанный собственноручно или купленный агрегат поможет с пользой применять воду из находящегося поблизости природного источника. Человеческие усилия при этом будут сведены к нулю.

Фидер и гидроклапан

Эти два элемента — основные в конструкции, которую планируется создать своими руками. От их размеров и устройства зависит вся работа агрегата.

Фидер

Представляет собой закрытый канал, соединяющий точку водозабора и точку гидроудара. В идеале это длинная ровная труба, расположенная под уклоном. Вода, находящаяся в трубе, и есть тот самый поршень, который создаёт избыточное давление — причину гидроудара. Поэтому чем больше сечение, тем мощнее будет таран. Диаметр трубы фидера должен лежать в разумных пределах — от 50 до 150 мм. Эта величина должна соотноситься с диаметром остальных каналов системы и требуемой высотой подачи.

В заборной части фидера рекомендуем установить раструб для лучшего улавливания воды.

Оптимальные соотношения диаметров гидротаранного насоса

В последнем случае при длине фидера 10 м и перепаде в 1,5 м вода будет подаваться на высоту в 10 м со скоростью около 1500 л/час.

Гидроклапан

Заводская модель этого устройства может оказаться дорога за счёт материала, прокладок и пружины, выставленной на определённое давление. В нашем случае, когда мы используем бесплатную энергию, которую просто нет смысла экономить или учитывать, достаточно самого факта блокировки потока воды. Для этого вполне подойдёт гидроклапан собственного изготовления.

Насос с самодельным гидроклапаном — видео установки с комментариями

Идеальное место установки такого насоса — пороги реки с их значительными перепадами или ручьи.

Обустройство

При обустройстве шахты следует понимать в первую очередь, что такое зеркало воды в скважине. Так как такой термин вам будет не раз встречаться в общении с бурильщиками или продавцами водопроводного оборудования. А всё на самом деле просто, это поверхность грунтовых вод. Именно туда мы будем опускать погружной насос.

Для качественной работы скважины потребуются следующие компоненты:

Насос

Как поднять воду из скважины без электричества? На даче где нет проводки, можно использовать ручной штанговый насос. Обычно перекачка жидкости таким способом используется при добыче нефти, но и бытовой образец вполне может выручить в диких местах.

При наличии же проводки лучше использовать автоматизированные насосы:

1. Спиральные. Откачка воды из скважины осуществляется при помощи витков ротора-шнека. Отличаются такие аппараты малой производительностью и способностью перекачивать жидкость вперемешку с мусором.

1. Центробежные. Забор воды из скважины происходит по внутренней, имеющей спиралевидные дорожки, поверхности корпуса лопастями винта. Такой агрегат имеет очень высокую производительность при малых габаритах, но очень чувствителен к наличию песка в воде.

1. Вибрационные. Работают за счёт создания магнитного поля, которое приводит к открытию и закрытию входной мембраны с последующим нагнетанием внутреннего давления. Оно и выбрасывает Н 2 О к точке потребления. Низкая стоимость и малый расход электричества делают его бюджетным вариантом. Минусом является опасность разрушения шахты путём вибрации.

Инструкция по установке:

1. К выбранному аппарату подсоединяем металлопластиковую трубу. Спиральное соединение герметизируем с помощью льна и силикона.
2. Подключаем силовой кабель, пряча его в термоусадочную трубку.
3. К специальному ушку на корпусе крепим стальной трос.
4. Все три элемента соединяем хомутами в единую трассу.
5. Аккуратно погружаем прибор так, чтобы он оказался ниже уровня воды, но на метр выше дна. Это сведёт к минимуму попадание донного песка внутрь.
6. Трос сверху крепим к оголовку.

Кессон

Этот объект предназначен для размещения и защиты сопутствующего работе скважины оборудования и входа в неё.

Может быть из таких материалов:

• бетон;
• нержавеющая сталь;
• алюминий;
• пластик.

Для его монтажа копается котлован глубиной полтора метра шириной согласно габаритам контейнера вокруг шахты. Погружается внутрь и закапывается до выходного отверстия.

Гидроаккумулятор

Данный резервуар позволяет контролировать уровень давления по всей водопроводной системе, защищает от гидроударов и гарантирует наличие минимального количества воды в случае отключения водоснабжения. Располагается в кессоне.

Оголовок

Этот незатейливый элемент выполняет герметизацию шахты и защиту её от атмосферных осадков и всевозможного мусора. Также к нему пристёгивается верхний конец стального троса, который держит насос.

Принцип действия гидротарана:

Ниже на рисунке изображена принципиальная схема гидротарана.

• 1. Питающая труба
• 2. Отбойный клапан
• 3. Напорный клапан
• 4. Воздушный колпак
• 5. Напорный трубопровод
• 6. Устройство забора воды

Питающая труба (1) имеет относительно большую длину. Высота уровня воды в месте её забора и в месте установки отбойного клапана должна быть не менее 0,5 м (от перепада напрямую зависит производительность и высота напора).

Гидравлический таран работает следующим образом. При открытом отбойном клапане (2) вода, двигаясь по питающей трубе (1), сливается наружу. При достижении определенной скорости потока, вода подхватывает отбойный клапан (2) и ускоренно перемещает его верх. Клапан (2) резко перекрывает поток воды. Передние слои воды, упираясь в клапан (2), останавливаются, в то время как остальные слои столба воды в питающей трубе (1) по инерции продолжают движение. Вследствие этого, происходит резкое повышение давления в зоне отбойного клапана (2), и весь столб воды в трубе (1) останавливается. Процесс повышения давления в трубе (1) сопровождается упругим сжатием воды. После остановки воды в трубе (1) возникает обратная, отраженная волна давления в сторону устройства забора воды (6), приводящая к понижению давления у отбойного клапана (2), вплоть до разряжения. Отбойный клапан (2) открывается, и процесс повторяется снова. В моменты повышения давления в области отбойного клапана (2) вода через напорный клапан (3) поступает в полость воздушного колпака (4) или, иначе, пневмогидроаккумулятора. Далее вода, практически без пульсации, по напорному трубопроводу (5) поступает к месту назначения.

Описанное явление, когда разогнанный массивный столб воды в длинной питающей трубе (1) ударяет по внезапно закрытому отбойному клапану (2), называют гидравлическим ударом.

Виды и устройство отопительных систем с естественной циркуляцией

Каждая конструкция отопления без насоса состоит из следующих основных элементов:

• источник тепла, который может быть представлен в виде нагревательного котла с различными видами топлива;
• расширительный бак, который служит для стабилизации давления в системе;
• трубопроводы для циркуляции теплоносителя;
• радиаторы, которые обеспечивают обогрев жилого помещения.

В зависимости от рода теплоносителя системы с естественной циркуляцией принято разделять на следующие два вида:

• водяное отопление;
• паровое отопление.

Рассмотрим более подробно все характеристики этих двух видов систем обогрева жилого помещения.

Принцип действия

Этот механизм действует при помощи запаса механической работы, содержащегося в воде, текущей по трубе. В оригинальном приборе Монгольфье, устроенном в Сен-Клу, близ Парижа, вода притекает по длинной трубе AB{\displaystyle AB} (рис. 1) из невысоко расположенного пруда и может свободно вытекать через край K{\displaystyle K}, пока клапан V{\displaystyle V} опущен.

Рис. 1. Гидравлический таран Монгольфье

С того момента, как вода, наполняющая AB{\displaystyle AB}, получила возможность течь, работа силы тяжести пойдет на увеличение её скорости до некоторой наибольшей величины, обусловленной высотой h{\displaystyle h} уровня воды в пруде над отверстием K{\displaystyle K}, размерами и свойством (см. ниже) трубы AB{\displaystyle AB}. Вместе с тем будет возрастать и гидравлическое давление воды на нижнюю поверхность клапана V{\displaystyle V}, вес которого так подобран, чтобы он поднялся и закрыл выходное отверстие, как только скорость воды в трубе достигнет своей наибольшей величины. В этот момент гидростатическое давление воды на внутреннюю поверхность трубы AB{\displaystyle AB} и её продолжения CS{\displaystyle CS} станет возрастать, так как движение воды будет замедляться, пока весь запас работы, заключенный в её массе в виде живой силы, не истратится на растяжение этих стенок, на сжатие самой воды и на внутреннее трение. Но часть этих стенок сделана подвижною: в колоколообразном придатке S{\displaystyle S} замкнуто водой некоторое количество воздуха и помещены клапаны W{\displaystyle W}, открывающиеся в колокол R{\displaystyle R}, тоже содержащий воздух над водой и снабженный подъемной трубой DE{\displaystyle DE}. Поэтому после закрытия клапана V{\displaystyle V} живая сила воды начинает сжимать воздух в S{\displaystyle S}, пока не поднимутся клапаны W{\displaystyle W}; тогда вода станет входить в R{\displaystyle R}, частью сжимать находящийся в нём воздух, а частью подниматься по трубе DE{\displaystyle DE} на высоту H{\displaystyle H}. На все это скоро истратится вся живая сила воды, давление в R{\displaystyle R} перевесит давление в S{\displaystyle S}, клапаны W{\displaystyle W} закроются, V{\displaystyle V} откроется, и весь процесс начнется снова. Возрастание давления будет тем больше, чем быстрее захлопывается клапан V{\displaystyle V} и чем неподатливее стенки сосуда, заключающего воду в движении. Такого «гидравлического удара» тщательно стараются избегать при устройстве водопроводов, чтобы не лопались трубы, поэтому Монгольфье и устроил колпак S{\displaystyle S}; упругая податливость воздуха, в нём заключенного, ослабляет силу удара; воздух же в колпаке R{\displaystyle R} служит регулятором для трубы DE{\displaystyle DE} и поддерживает в ней движение воды в тот период, когда клапаны W закрыты. При повышенном давлении в воде растворяется больше воздуха, чем при атмосферном давлении, поэтому количество воздуха в S{\displaystyle S} и R{\displaystyle R} уменьшалось бы во время непрерывной работы. Чтобы пополнять эту убыль, служит клапан H{\displaystyle H}, отворяющийся внутрь: как только клапаны W{\displaystyle W} захлопнутся, упругость воздуха в S{\displaystyle S} заставит воду в CBA{\displaystyle CBA} отхлынуть назад; с приобретенною скоростью она перейдет своё положение равновесия и произведет на очень короткое время под S{\displaystyle S} давление, меньшее атмосферного. В этот момент через H{\displaystyle H} входит немного воздуха.

В продаже существуют готовые типы таран, английские фирмы Дулас, французские Декер и др. При испытании в Парижской консерватории искусств и ремёсел таран, устроенные Декером (Decoeur), дали полезное действие от 0,6 до 0,9. На рисунке 2 видны особенности его устройства: оба клапана расположены один над другим и снабжены пружинами и винтами, чтобы регулировать их натяжение во время самой работы, изменяя число ударов от 40 при падении в 0,3 м до 220 при падении в 2 м; высота подъёма во всех опытах была 9м 15 см.

Рис. 2. Гидравлический таран Декера

При впускании воздуха через боковой клапан, не изображённый на рис. 2, таран работает без шума, но полезное действие и наибольшая возможная высота подъёма уменьшаются. Хорошие результаты действия Таранa настолько зависят от своевременного закрывания выпускного («стопорного») клапана, что для больших машин Персалль (Pearsall) нашёл выгодным устроить для этой цели особую машину, приводимую в движение сжатым воздухом из-под колпака. Такой тип Таранa действует совершенно плавно, дает большой коэффициент полезного действия и может быть устроен в больших размерах. На том же принципе, Персалль устраивает гидравлический Таран для получения струи сжатого воздуха.

Изготавливаем насос, который качает воду сам по себе

Для того чтобы сделать водяной насос своими руками, вам понадобятся такие материалы:

• Два обратных клапана.
• Пластиковая труба для пайки.
• Тройник.
• Колено.
• Резьбовые концы.
• Различные емкости.
• Паяльник или горелка.
• Токарный станок или резьбовые наконечники.

Конструкция с описанием

Вот так он выглядит. Все делано из труб ПВХ.

В данном случае конструкция имеет вид прямой трубы с различными клапанами и краниками, с ответвлением в центре более толстого диаметра трубы.Самая толстая чать — это буфер или ресивер для накопления и стабилизации давления. Слева и справа установлены входные и выходные шаровые краны.Я буду рассматривать насос справа на лево. Так как правая сторона — это вход для воды, а левая — выход.Вообщем, уяснили, что вода подается на шаровый кран справа. Далее идет на тройник. Тройник, разделяет потоки. Вверх подает к клапану, который закрывается при достаточном давлении. А прямой поток подается на клапан, который открывается при достижении нужного давления.Затем, идет опять тройник на ресивер и уже на выход. А, ещё манометр, но его может и не быть, не столь важен.

Шаг 2

Чтобы не покупать резьби, необходимо взять пластиковую трубу для пайки, которая будет обрабатываться на токарном станке.

Шаг 3

Приступаем к нарезанию резьбы на токарном станке.

Готовая труба с резьбой должна идеально подходить к обратному клапану.

Вторую трубу прикручиваем к еще одному обратному клапану.

Можно также использовать резьбовые наконечники, чтобы не прорабатывать трубы на станке. Но они достаточно дорогие.

Шаг 4

Так выглядит готовая конструкция. Потоки воды идут вверх. Потом они они уходят на подачу в шланг, где будет установлен краник. В центре будет установлен расширительный бачок.

Шаг 5

Так выглядит готовая конструкция, которая качает воду в бак.

Как это работает? Такая конструкция способна качать воду в бак, который находится на высоте до трех метров. Вода поступает в трубу, один из клапанов пропускает воду вверх, а обратно — нет. Второй клапан стоит наоборот и обеспечивает пульсацию.

Откручиваем один из клапанов, чтобы конструкция начала работать.

Для корректной работы клапана нужна беспрерывная подача воды. Диаметр труб и шлангов может быть любой. Чем шире, тем больше поток воды вы получите. Таким нехитрым способом вы можете устроить регулярный полив своих грядок на огороде, если рядом с участком есть водоем.

Детали

Все детали разложены перед сборкой. Я использую ПВХ трубы, они клеются на клей, но вполне можно использовать и полипропилен.

Клапан.

Сборка

Собираю. Второй клапан по середине и выглядит немного иначе. Разница этих двух клапанов в том, что изначально латунный клапан будет всегда открыт, а клапан из ПВХ изначально всегда закрыт.

Собираем буфер-ресивер.

Конечная часть насоса.

Почти готовый образец.

Добавим манометр для замера давления в работе.

Водяной насос с манометром готов к испытаниям.

Винт Архимеда

А этот способ я увидел у одного жителя деревушки, участок которого располагался у речки. Он эту воду использовал для полива огорода. Но проблема в том, что уровень воды в реке, понятное дело, ниже, чем участок.

Местный житель использовал для этого винт Архимеда.

Принцип работы устройства схож с обычной мясорубкой. То есть, берется полая труба, а в неё устанавливается винт с изогнутыми полостями. При вращении эти винты черпают воду и на себе понемногу подают её наверх.

Правда, для этого один край устройства нужно опустить в воду под углом.

Принцип работы винта Архимеда.

Мужик показал мне, как это все работает в деле. Тогда он крутил устройство руками, но говорил, что хочет купить генератор и автоматизировать данный процесс.

В том месте, где вода выливается наружу, он просто ставит самодельный канал, который прямиком ведет в огород. Тогда он так поливал картошку. Если делать такой самому, то можно уложиться в 20 000 руб.

Тут только один бур стоит 15 000 (для бурения льда). Плюс кусок трубы для этого бура и доски для корпуса.

Больше всего мне понравился последний вариант. Просто своим видом и идеей. Мне интересно, видел ли кто-то еще что-то подобное. Мне кажется это редкое явление. Было бы интересно посмотреть на фотографии или видео, как это работает для полива.

Конструкция гидротарана “Качалыч”:

• 1. Питающая труба
• 2. Корпуса отбойного и напорного клапанов
• 3. Воздушный колпак
• 4. Напорный клапан
• 5. Клапанный узел
• 6. Скоба крепления
• 7. Отбойный клапан

Технические характеристики гидротаранов “Качалыч”:

Гидротаранные насосы заводского изготовления

Разумеется, такие простые и надёжные устройства не могли миновать претензий на серийное производство. В настоящий момент их производят как отечественные, так и зарубежные фирмы. Однако из-за своей специфики работы (часть воды сбрасывается через клапан) они имеют довольно узкую область применения — в городском хозяйстве они практически бесполезны, зато незаменимы в отдалённых, неосвоенных районах, экопоселениях и фермерских хозяйствах.

На сегодняшний день в России только одна фирма выпускает эти экологически чистые и эффективные устройства — производственная артель «Урал». Модельный ряд представлен насосами «Качалыч» ГТ-01 (190 у. е.) и ГТ-03 (110 у. е.), а также их разновидностями.

Изготовление насоса своими руками обойдётся несколько дешевле, даже если приобретать все детали. Однако реальная экономия достигается при наличии подручных средств — в этом случае насос будет практически бесплатным, при этом его производительность может быть существенно выше за счёт более объёмного фидера и пропускной способности всей системы.

Любой прибор или устройство на основе действий естественных сил заслуживает пристального внимания и разработки. Игнорируя бесплатную энергию, данную самой природой, мы рискуем внезапно остаться беспомощными в отсутствие бензина и электричества. Перевод подсобного хозяйства на альтернативные источники энергии — залог спокойствия и гармонии с окружающей средой.

Особенности скважины без насосного оборудования

Важность защиты источника водозабора и устройство оголовка

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.

Как подобрать место

Выбирать площадку для самодельного фонтана нужно внимательно. В частности, выбор места зависит не только от самой конструкции, но и от нюансов ландшафтной местности, от эстетических деталей.

Чтобы расположить, например, на даче декоративные каскады, лучше всего будет сделать это на природном либо искусственно созданном изломе рельефа, который будет совпадать с направлением водного потока.

Напорный фонтан подойдет для ровного открытого пространства на участке. А водопад сможет придать пейзажу динамики, подчеркнув красоту участка. Фонтан для квартиры можно ставить в любом уголке помещения, главное, чтобы он не мешал передвижению.

Водяной насос без питания своими руками

Водяной насос без питания своими руками или как сдлеать гидротаранный насос

Гидротаранный насос или гидравлический таран — механическое устройство для подъёма воды на значительную (до нескольких десятков метров) высоту.

Энергию для работы насос получает из потока воды, перетекающего под действием силы тяжести из т. н. «питающего» резервуара (например, из запруды на реке) по «питающей» трубе в какой-либо нижерасположенный сток (например, в ту же реку ниже по течению), благодаря чему устройство можно применять в местности, где нет электроснабжения или других источников энергии.

Из истории:

В 1772 году англичанин Джон Уайтхёрст изобрёл и построил «пульсирующий двигатель», прообраз гидравлического тарана, и спустя три года опубликовал его описание. Устройство Уайтхёрста управлялось вручную. Первый автоматический гидротаранный насос изобрёл знаменитый француз Жозеф-Мишель Монгольфье совместно с Ами Арганом (A. Argand) в 1796 году. В 1797 году при помощи своего друга Мэтью Боултона Монгольфье получил британский патент на своё изобретение. В 1816 году сыновья Монгольфье запатентовали доработанную версию этого насоса.

В США гидротаранный насос впервые запатентовали Серно (J. Cerneau) и Халлет (S.S. Hallet) в 1809 году. В 1834 году американец Строубридж (H. Strawbridge) начал производство гидротараных насосов.

В 1930 году профессор С. Д. Чистопольский в работе «Гидравлический таран» опубликовал метод теоретического расчёта таких устройств, основанный на теории гидравлического удара, созданной профессором Н. Е. Жуковским в 1897—1898 годах.

Этапы работы гидротаранного насоса:

Видео о гидротаранном насосе.

Как сделать гидротаранный насос.

Более подробная информация!

Скачать:

Явление гидроудара

Источник

Похожие записи:

Перепланировка хрущевки в 2021. все нюансы Непучинистая почва: особенности, факторы, влияющие на пучение Угловая гардеробная (49 фото): гардероб в прихожей, угловые системы-штанги для маленькой комнаты Комбинирование обоев в прихожей, фото и рекомендации Состав проекта дома Правильная вентиляция в бане: в парилке не нужен угар. рассмотрим схемы в русской бане и каркасных стенах