Как поднять воду из реки. Челябинские ученые придумали, как качать воду в гору с помощью маятника и гидроудара

В древние времена и эпоху средневековья перед людьми нередко стояла задача подъема воды на высоту. Она реализовывалась различными способами, которые может вспомнить любой домовладелец, оставленный на земельном участке на долгое время без электричества. В случае большой глубины источника водозабора и острой нужды в воде использование древних способов принесет определенную пользу в расширении кругозора, укреплении здоровья и получении дополнительных инженерно-строительных навыков.

Если вы решаете, как поднять воду на высоту, без насоса вам не обойтись. Только для подъема придется использовать не электрические, а ручные самодельные устройства, для работы которых потребуется приложение мускульной силы или энергия текущего водного потока.

Архимедов винт

Изобретение винтового устройства для подачи воды на высоту с целью наполнения оросительных каналов было сделано Архимедом приблизительно в 250 году до нашей эры.

Рис.1 Принцип действия винтового насоса Архимеда

Устройство состоит из полого цилиндра, внутри которого вращается винт, при работе оно опускается в источник водозабора под углом. При вращении лопасти винта захватывают воду и винт поднимает ее вверх по трубе, в верхней точке труба заканчивается и вода выливается в емкость или оросительный канал.

В древние времена рабочее колесо вращали рабы или животные, в наше время с этим могут быть проблемы и придется дополнительно строить ветряное колесо для приведения винта во вращение или самостоятельно укреплять мускулатуру.

Рис.2 Разновидность колеса Архимеда – насос из трубки

Устройство является аналогом современных шнековых насосов, может иметь различные модификации: винт вращается вместе с цилиндром или имеет форму полой трубки, намотанной на шток.

Метод гидротарана Монгольфье

Механик Монгольфье в 1797 придумал устройство, названное гидравлическим тараном. В нем используется кинетическая энергия воды, текущей сверху вниз.

Рис. 3 Принцип действия гидроударного водяного насоса

Принцип действия устройства основан на том, что при резком перекрытии водного потока в жесткой трубе вода через обратный клапан под давлением вытесняется в расположенный вверху гидробак. В его нижней части располагается штуцер, на который одевается выходной шланг для воды, идущий к потребителю. Обратный клапан не дает возможности воде вытечь обратно — таким образом происходит постоянное циклическое наполнение бака и непрерывный подъем и подача воды.

Запорный клапан устройства работает автоматически, поэтому присутствие человека и организации его работы кроме установки оборудования не требуется.

Рис. 4 Внешний вид промышленного гидроударного насоса

Следует отметить, что подобные устройства нет необходимости делать самостоятельно, они выпускаются промышленным способом в небольших объемах.

Аэролифт

Родоначальником метода является немецкий горный инженер Карл Лошер, придумавший способ в 1797 году.

Рис. 5 Принцип действия аэролифтового насоса и его разновидности

Аэролифт (эрлифт) — разновидность струйного насоса, для подъема воды используется воздух. Устройство представляет собой полую вертикальную трубу, опущенную в воду, к нижней части которой подключен шланг. При подаче через шланг в трубу воздуха под давлением, его пузырьки смешиваются с водой, и полученная пена вследствие легкой удельной массы подымается вверх.

Воздух можно подавать при помощи обычного ручного насоса через ниппель, препятствующий его выходу обратно.

Рис. 6 Автоматическая подача воды аэролифтом с использованием компрессора

Подобное устройство для подачи воды при отсутствии насоса довольно просто сделать своими руками и автоматизировать процесс, если имеется подающий воздух компрессор.

Подъем воды поршневым насосом

Рис. 7 Принцип действия самодельного поршневого насоса

Можно сделать устройство для подачи воды на высоту методом всасывания при помощи поршня. Устройство представляет собой трубу с системой обратных клапанов, внутри цилиндрической поверхности которой движется поршень. При возвратном движении вода всасывается в корпус цилиндра, при поступательном перемещении поршня обратные клапаны закрываются и вода выталкивается наружу.

Рис. 8 Поршневая помпа в организации ручного водоснабжения.

Поршневой насос с длинной трубой для подъема воды с больших глубин держать в руках и качать воду — занятие для подготовленных культуристов, его удобнее приспособить для подъема воды из узкой скважины, закрепив на внешней колонке с ручкой.

Для быстрого подъема воды с небольших глубин из узких расщелин можно использовать простейшее промышленное устройство. Для этого берется ручная помпа для воды и на ее входной клапан одевается длинная пластиковая трубка. Самодельный насос опускается в воду длинным концом трубки и она качается при помощи многократных нажатий на кнопку помпы.

Рис. 9 Ручная помпа для подъема воды

Методы подъема воды без электронасоса малоэффективны и требуют серьезных затрат и усилий для изготовления работоспособного и удобного устройства, несопоставимых не только со стоимостью самого дешевого электронасоса, но и дорогих моделей. Их применение оправдано при проживании в районах с полным отсутствием электроэнергии, что можно отнести к экстремальным способам выживания.

Известно, что теоретически всасывающий насос не способен поднять воду с глубины более 8-9 метров. На практике это расстояние еще меньше – 6-7 м, а для создания достаточного напора в системе водоснабжения будет лучше, если зеркало воды находится на расстоянии 5 м от поверхности. Существует несколько способов решения проблемы подъема воды для насосной станции. Рассмотрим один из них.

Увеличение давления внутри скважины

Увеличение давление внутри скважины обусловит самопроизвольный подъем воды по трубе даже при отсутствии насоса. Если загерметизировать устье обсадной колонны оголовком и подать воздух в скважину при помощи компрессора, вода начнет подниматься вверх, испытывая отсутствие давления в водоподъемной трубе. Правда, специалисты предупреждают, что при таком способе добычи воды из , необходимо учитывать следующие факторы:

глубину залегания водонасыщенного пласта;
производительность водоносного горизонта;
дебит скважины;
особенности геологического строения участка.

В противном случае можно нарушить работу скважины, так как избыточное давление в обсадной колонне не позволит воде из водонасыщенного пласта поступать в скважину. То есть воздушная подушка между оголовком и зеркалом воды начнет толкать водяной столб вниз до полного его вытеснения из обсадной колонны обратно в водоносный пласт. Оптимальнее использовать компрессор в тандеме с насосной станцией. Даже незначительный рост давления в скважине увеличит мощность всасывания насоса.

Из недостатков такого способа доставки воды следует отметить шумную работу компрессорной установки. Учитывая, что сама насосная станция отличается повышенной шумностью, потребуется разместить оборудование в помещении с хорошей звукоизоляцией. Следует помнить еще одну особенность работы автоматической насосной станции: двигатель включается автоматически, как только давление в гидроаккумуляторе упадет ниже заданного.

Электропитанием управляет реле давления, на котором и выставляется уровень давления включения и выключения насоса. При выключенном двигателе вода расходуется из накопительного резервуара гидробака, и при уменьшении давления реле вновь включает насос. Отсюда следует, что насосную станцию и воздушный компрессор необходимо объединить в одну электрическую схему, чтобы по команде реле давления электропитание одновременно подавалось и на насос, и на компрессор.

Вы скажите, что остановить поток воды или даже заставить подниматься его вверх невозможно и будете неправы! Нет ничего невозможного, используя знания науки и последние, широко распространенные технологические устройства. Сегодня даже камни могут заставить летать, как в исталяции .

Некий Brusspup (http://www.youtube.com/user/brusspup) , разместил видео, на котором с помощью нехитрой самодельной установки и фотоаппарата, работающего в режиме съемки видео, автор заставлял останавливаться поток воды из шланга и, что самое невероятное – заставил его подниматься вверх. В первый же день, видеоролик набрал миллион просмотров.

Завораживающее видео магического движения (обездвиживания) воды представлено ниже.

Физическая суть эффекта заключается в синхронной работе видеокамеры вместе с колебаниями струи воды. Повторить данный эксперимент вполне под силу каждому, для этого необходимо:
1. Установить сабвуфер на краю прочной поверхности.
2. Закрепить легкий и гибкий шланг к диффузору динамика, например, с помощью липкой ленты, а лучше всего использовать молярный скотч, так как липкая лента может испортить диффузор динамика. Шланг должен оканчиваться на расстоянии 2-3 сантиметра от края динамика. Естественно шланг должен быть направлен вниз. В принципе это самая важная часть эксперимента – шланг должен касаться диффузора.
3. Подключите сабвуфер к усилителю, а усилитель подключите к источнику звука, такому как генератор звуковых частот или компьютер. Использование компьютера более приемлемый вариант, потому что для него проще найти программу, с помощью которой можно задать нужную звуковую частоту.
4. Включите камеру или переведите свой смартфон в режим видеосъемки.
5. Запустите программу генератора звуковых частот на компьютере и установите ту частоту, с которой производиться видеосъемка на вашей видеокамере. Такую информацию легко можно найти в паспорте или в интернете по типу вашей видеокамеры. Самыми распространенными параметрами являются 24 или 30 кадров в секунду, соответственно в программе генератора необходимо установить такое же значение.
6. Пустите воду по шлангу и посмотрите на поток воды через вашу камеру. Если частота, с которой производится видеосъемка, совпадет с частотой выставленной в программе генератора, то вы будете наблюдать неподвижный поток воды.
7. Регулируя уровень громкости можно получить разнообразную форму потока воды.
8. Изменив частоту звуковых колебаний в программе на один герц больше (если было 24Гц, то установив 25Гц) получим эффект движения воды вперед.
9. Изменив частоту звуковых колебаний в программе на один герц меньше (если было 24Гц, то установив 23Гц) получим эффект движения воды назад, обратно в шланг.
10. Не забудьте установить емкость, куда будет стекать вода.

Таким образом, вы можете получить волшебные эффекты и создать незабываемые видеоролики, которые нестыдно будет показать друзьям и знакомым.

Рис.1 Принцип действия винтового насоса Архимеда

Рис.2 Разновидность колеса Архимеда – насос из трубки

Рис. 3 Принцип действия гидроударного водяного насоса

Принцип действия устройства основан на том, что при резком перекрытии водного потока в жесткой трубе вода через обратный клапан под давлением вытесняется в расположенный вверху гидробак. В его нижней части располагается штуцер, на который одевается выходной шланг для воды, идущий к потребителю. Обратный клапан не дает возможности воде вытечь обратно - таким образом происходит постоянное циклическое наполнение бака и непрерывный подъем и подача воды.

Рис. 4 Внешний вид промышленного гидроударного насоса

Родоначальником метода является немецкий горный инженер Карл Лошер, придумавший способ в 1797 году.

Рис. 5 Принцип действия аэролифтового насоса и его разновидности

Аэролифт (эрлифт) - разновидность струйного насоса, для подъема воды используется воздух. Устройство представляет собой полую вертикальную трубу, опущенную в воду, к нижней части которой подключен шланг. При подаче через шланг в трубу воздуха под давлением, его пузырьки смешиваются с водой, и полученная пена вследствие легкой удельной массы подымается вверх.

Воздух можно подавать при помощи обычного ручного насоса через ниппель, препятствующий его выходу обратно.

Рис. 6 Автоматическая подача воды аэролифтом с использованием компрессора

Рис. 7 Принцип действия самодельного поршневого насоса

Рис. 8 Поршневая помпа в организации ручного водоснабжения.

Поршневой насос с длинной трубой для подъема воды с больших глубин держать в руках и качать воду - занятие для подготовленных культуристов, его удобнее приспособить для подъема воды из узкой скважины, закрепив на внешней колонке с ручкой.

Рис. 9 Ручная помпа для подъема воды

Многие земельные участки оборудованы автономной канализацией, и в определенный момент ей потребуется очистка.

Как правило, весь этот процесс сводится к откачке выгребной ямы, которая позволяет ликвидировать неприятный запах и предотвратить переполнение ямы, способное привести к очень неприятным последствиям. Как откачать выгребную яму в частном доме?

Способы выкачки выгребных ям

Существует два основных метода, которые позволяют выкачать выгребную яму:

Самостоятельно.
При помощи ассенизаторской машины.

Второй вариант на первый взгляд выглядит гораздо проще: достаточно обратиться в специализированную компанию, и проблема будет решена. Здесь существует ряд нюансов, которые нужно обязательно учитывать – в противном случае риск возникновения неприятностей довольно высок.

Итак:

стоимость услуг по откачке выгребных ям довольно высока: вызов специализированного автомобиля обойдется в большую сумму;
любая машина для откачки выгребных ям имеет немаленькие габариты, и далеко не всегда они позволяют подъехать к яме на достаточное для выкачки расстояние;
некоторые компании занимаются предоставлением услуг по откачке выгребных ям, не имея для этого специальных разрешений: в этом случае все выкачанные отходы могут быть вывезены в нелегальное место, а вся ответственность за это ляжет на хозяина ямы;
заказ ассенизаторской машины не всегда дает гарантию качественной откачки, и плохо очищенная яма не будет качественно выполнять свои обязанности, поэтому вызовы ассенизаторов участятся.

Все эти недостатки позволяют прийти к выводу, что выкачка выгребных ям может осуществляться и своими руками, ведь хороший хозяин обязательно позаботиться о качественной и грамотной работе этой системы.

Откачка выгребной ямы своими руками

Вычистить выгребную яму самостоятельно не так уж и сложно. Конечно, должны соблюдаться некоторые условия: во-первых, яма должна быть не очень больших размеров, поскольку большие объемы отходов вывозятся с трудом, а во-вторых, большая часть стока должна представлять собой грязную воду. Если эти условия соблюдены, то можно приступать к самостоятельной очистке выгребной ямы. Существует несколько основных способов, которые будут рассмотрены далее.

Откачка ямы при помощи насоса

Для реализации такой очистки потребуется емкость, позволяющая слить жидкость. Емкость должна надежно закрываться и иметь большой объем, чтобы работу не пришлось делать многократно (прочитайте также: «Емкость для выгребной ямы — виды и их преимущества»). Кроме того, понадобится канализационный насос. Каким насосом откачать выгребную яму? При необходимости можно использовать и простой насос, но его придется оборудовать фильтром, иначе нечистоты просто забьют конструкцию.

В любом случае, осуществлять откачку ям в частных домах нужно регулярно, и владельцам таких домов будет гораздо выгоднее приобрести специализированный насос для выгребной ямы, который будет служить своим хозяевам на протяжении многих лет.

Хорошим вариантом является установка автоматического насоса, в результате чего получается выгребная яма без откачки. На тех участках, где постоянно проживают люди, выгребная яма без откачки своими руками является наиболее подходящей конструкцией.

Очистка ямы без насоса

Как очистить выгребную яму без откачки? Если насоса нет, а яму выкачать надо, то придется заняться этим самостоятельно. Для работы подойдут подручные средства, а сам рабочий процесс будет довольно неприятным.

Алгоритм выполнения действий будет следующим:

За несколько дней до очистки необходимо гомогенизировать жидкость при помощи специальных веществ.
Для проведения очистительных работ нужно надеть подходящую одежду, причем выбирать нужно из тех вещей, которые не жалко. Все вещи должны закрывать тело от случайного попадания отходов.
Теперь можно взять обычное ведро и веревку, при помощи которых и вычерпываются отходы. Когда очередная порция нечистот поднята, ее необходимо перелить в специально заготовленную емкость для дальнейшей утилизации отходов.
Выкачанные нечистоты утилизируются. Поднятую из ямы воду можно вылить, а вот канализационные отходы нужно вывозить в специально отведенные места.
Яму после очистки необходимо промыть водой, желательно с использованием давления, чтобы на стенках резервуара не появлялись наслоения, препятствующие нормальному функционированию.
Последний этап – очистка канализационных труб, которую необходимо выполнять максимально тщательно.

Такой процесс является очень неприятным и довольно сложным, поэтому многие домовладельцы предпочитают все же использовать насосы (прочитайте также: «Как очистить выгребную яму в частном доме своими руками»).

Очистка ямы биопрепаратами

Чем откачать выгребную яму, если описанные выше способы по тем или иным причинам не подходят? Современная наука дает возможность вычищать ямы при помощи химических средств. Например, хорошим решением будут биогранулы, которые во много раз ускоряют разложение отходов и уничтожают неприятные запахи. Существует и альтернативный способ вычищения ям: для уничтожения нечистот используются специально выведенные микроорганизмы, которые поселяются в яме и перерабатывают все отходы.

Заключение

Выкачка выгребных ям может выполняться как самостоятельно, так и с привлечением специалистов или специальных устройств. Самым лучшим решением являются два последних варианта, но окончательный выбор должен делать сам домовладелец. В любом случае, выгребную яму нужно чистить, и тогда она будет служить долго и качественно.

Советы по цифровой и бытовой технике

Самодельный насос для дачи, работающий от солнца и механики

Все, кто имеет приусадебный участок, знают, какое потребление воды необходимо для полива огорода, при этом, используются насосы, потребляющие электроэнергию. Это удовольствие обходится очень дорого, поэтому предлагаются некоторые варианты более экономного самодельного насоса, который работает без электричества.

Один из них – насос, работающий от энергии механических колебаний.

Его действие основано на всевозможных законах физики. Устройство насоса, сделанного своими руками, очень простое, но, не смотря на это, он может вырабатывать 20 т. воды за сутки.

Насос на солнечной энергии

Другой способ – изготовление насоса, работающего от солнечной энергии. Конструкция такого насоса также проста, как и предыдущая, состоящая из металлического сосуда, обычного бидона, в который вставлена резиновая груша, соединяющаяся с решеткой из трубок, в состав которых входит пропан-бутан. К конструкции добавляют один впускающий и один выпускающий клапаны, устанавливая их вверху бидона. Соответственно, через 1-й, воздух проходит вовнутрь, а со 2-го – под давлением, проходит в воздухоотводящую трубу. Для приведения в движение устройства трубы охлаждают колодезной водой, в результате чего давление снижается, груша сжимается, тем самым, наполняя воздухом емкость. За счет давления, начинает работать клапан, пропускающий в нее воздушную пробку, которая проталкивает воду вперед. Циклическое движение происходит за счет попадания на решетку воды, затем в сосуд и так далее.

Система работает по принципу тепловой машины. В переносном смысле, подобная система сходна с «вечным двигателем», так как, независимо от природных условий, существующая разница температур: воздуха и подземных вод, обеспечивает работу устройства в любое время суток, а также в любое время года. Для запуска тепловой машины всего лишь необходимо наличие нагревающего и охлаждающего элемента. Уникальность конструкции еще и в том, что решетка выполняет функции как обогревателя, так и холодильника.

Насос на механических колебаниях

Итак, для изготовления данной конструкции, необходимо взять кронштейн, прикрепить к нему верхнюю часть гофрированной трубы, а противоположную ее часть – к свободно двигающемуся бруску. С одной и другой стороны, в трубу запаиваются втулки с резиновыми клапанами. За счет сжатия гофрированной трубы происходит движение волн. При сильном ветре насос будет работать быстрее. Брусок подбирают с учетом того, из какого материала труба, но весом, не более 50-60 килограмм.

Постоянная работа такой конструкции обеспечивается за счет кольца – так называемого ограничителя, закрепленного болтом. Благодаря этому, брусок не всплывает и не вращается, его колебания в вертикальном положении обеспечивают подачу воды. К самодельному насосу для воды без электричества подсоединяются 2 отрезанных шланга необходимой длины. Деревянный брусок пропитывают олифой и керосином.

Таким образом, можно найти несколько вариантов изготовления экономически выгодных самодельных устройств, было бы желание заняться их конструированием. Подобные изобретения просты в изготовлении и не требуют особых затрат.

По материалам сайта: http://tehnika-soveti.ru

Этот насос для подъема воды не требует ни электричества, ни бензина. Он использует энергию течения реки. Его производительность 0,3 м 3 в час при скорости течения 1 м/с, высота подъема — до 10 м. Вес около 10 кг, габаритные размеры 800x800x250 мм. В изготовлении и экплуатации насос несложен. Им удобно накапливать воду в резервуар для полива садового участка, расположенного на берегу реки.

Рабочий ротор (рис. 2) я собрал на оси, вокруг которой вращается втулка с дисками. На отогнутые лотки дисков болтами Мб закрепил лопасти. Один конец резинового или пластикового шланга Ø1/2″…3/4″ надел на штуцер, а шланг намотал прямо на лопасти в два ряда (всего получилось 13 витков).

Первый и последний витки первого ряда закрепил хомутами, а витки разных рядов связал между собой вязальной проволокой. Расположение лопастей и направление намотки шланга должны обеспечить зачерпывание воды свободным концом.

Когда поток воды вращает лопасти, свободный конец шланга, периодически погружаясь в воду, захватывает порции воды и воздуха, которые продвигаются по виткам в направлении выхода из насоса.

Если скорость потока достаточна, после нескольких оборотов ротора вода начнет поступать из выходного отверстия шланга.

Рис. 2. Ступица насоса:

Рис. 3. Детали насоса.

А. ЗОБОВ,
Москва

В изготовлении и экплуатации насос несложен. Им удобно накапливать воду в резервуар для полива садового участка, расположенного на берегу реки.
Для изготовления насоса требуются следующие материалы: отрезки трубы Ø1/2″ длиной 0,4 м и Ø3/4″ длиной 0,1 м, два листа текстолита 50×50 мм толщиной 10 мм, два листа резины 50×50 мм толщиной 3 мм, восемь листов кровельного железа толщиной около 1 мм размерами 310×255 мм, два листа железа толщиной 1 мм, размерами 150×150 мм, резиновый или пластиковый шланг Ø1/2″…3/4″, длиной 35 м (можно приобрести в хозяйственном магазине шланг для полива), четыре шпильки М6Х140 мм, 16 винтов М4 и 16 винтов М5, длиной 50 мм.
Рабочий ротор (рис. 2) я собрал на оси, вокруг которой вращается втулка с дисками. На отогнутые лотки дисков болтами Мб закрепил лопасти. Один конец резинового или пластикового шланга Ø1/2″…3/4″ надел на штуцер, а шланг намотал прямо на лопасти в два ряда (всего получилось 13 витков). Первый и последний витки первого ряда закрепил хомутами, а витки разных рядов связал между собой вязальной проволокой. Расположение лопастей и направление намотки шланга должны обеспечить зачерпывание воды свободным концом.
Насос я устанавливаю в потоке против течения, ось насоса — по уровню воды. Ротор силой течения прижимается к торцу упорного подшипника. Уплотнение и подшипник должны быть обильно смазаны солидолом. Смазку нужно обновлять раз в месяц.
Когда поток воды вращает лопасти, свободный конец шланга, периодически погружаясь в воду, захватывает порции воды и воздуха, которые продвигаются по виткам в направлении выхода из насоса. Если скорость потока достаточна, после нескольких оборотов ротора вода начнет поступать из выходного отверстия шланга.

Если насос не качает, может быть две причины.
1. Недостаточен крутящий момент, создаваемый на лопастях потоком для поднятия воды на нужную высоту (насос останавливается). В этом случае можно попытаться подпрудить поток и тем самым повысить его скорость или увеличить диаметр рабочего колеса, изменив размер лопастей. Увеличивать длину рабочего шланга не нужно.
2. Недостаточен напор, создаваемый насосом, — ротор насоса вращается, вода захватывается рабочим шлангом, а затем выбрасывается назад через входное отверстие. В этом случае нужно увеличить длину рабочего шланга, добавив несколько витков.
Длину рабочего шланга можно подсчитать по формуле: L=3,2Н, где L — длина шланга, Н — высота подъема воды.
Всегда нужно обращать внимание на целостность шлангов и герметичность уплотнения ступицы. При малейшей течи напор резко упадет.

Рис. 1. Схема установки насоса.

Рис. 2. Ступица насоса:
1 — штуцер, 2 — подшипник упорный торцовый (текстолит), 3 — уплотнение (резина), 4 — диск, 5 — подшипники (текстолит), 6 — шпильки (4 шт.), 7 — втулка (труба 3/4″), 8 — ось (труба 1/2″), 9 — винты Мбх8 с гайками, 10 — выходной шланг, 11 — стяжки, 12 — лопасти, 13 — рабочий шланг.

Рис. 3. Детали насоса.

А. ЗОБОВ,
Москва

Уважаемый посетитель, Вы прочитали статью «Насос для воды без электричества и бензина», которая опубликована в категории «Дача». Если Вам понравилась или пригодилась эта статья, поделитесь ею, пожалуйста, со своими друзьями и знакомыми.
Заработайте на своих знаниях. Отвечайте на вопросы и получайте за это деньги!