Ручной насос для воды из скважиныВыбор насосного оборудования для создания автономной системы водоснабжения частного дома или дачного участка – чрезвычайно широк. Современные электрифицированные установки способны поднимать воду с больших глубин, подавать ее из неглубоких скважин или колодцев, организовывать забор из естественных водоёмов. Насосы могут быть погружными или устанавливаться на поверхности, представлять собой совершенно автономный агрегат с собственной системой автоматики, или же являться неотъемлемой частью единой станции водоснабжения. Эксплуатационные возможности подобного оборудования, то есть создаваемый напор, производительность, потребляемая мощность и другие, также лежат в широком диапазоне, на самые разные варианты использования. Одним словом, ассортимент способен удовлетворить требованиям даже самого разборчивого потребителя. Ручной насос для воды из скважины Казалось бы – что еще нужно? Но вот только у всех этих приборов есть одно уязвимое место – их работа возможна исключительно при наличии источника питания. Перебои с электроснабжением способны парализовать водоснабжение дома, а, согласитесь, в дачных поселках или на «пионерских» территориях, на которых только начато освоение под частное строительство, нестабильность электросетей, увы, не является редким явлением. Вот и приходится нередко рассчитывать на старого доброго помощника – на ручной насос для воды из скважины, который точно не подведет при любой ситуации. Хороший хозяин не преминет установить его в любом случае. Места он много не занимает, цена – доступная, а установка на специально пробуренную под ручной насос скважину обеспечит еще один резервный источник чистой воды. Как устроен ручной насос?Содержание статьи
Ручные водяные насосы применяются человеком с давних времен, и что интересно – принципиальное их устройство при этом практически не изменилось. Те, кто постарше, наверное, помнят обычный пейзаж небольших городов и поселков, когда, до прихода водопровода в каждый дом, основным источником воды служили вот именно такие насосы-колонки, которые обслуживали группу зданий или даже целый квартал. У многих, наверняка, в памяти сохранились такие чугунные насосы-колонки, расставленные на улицах городов и поселков С широким распространением электрической техники такие насосы стали исчезать из виду, но в условиях частного дома или дачного участка все же остаются весьма востребованными, благодаря простоте устройства и эксплуатации, независимости от источника энергии и высокой надежности. Существует несколько разновидностей ручных насосов для воды, отличающихся особенностями совей конструкции. Но во всех типах обязательным, можно сказать – основным элементом схемы, является система клапанов, так как с помощью мускульной силы просто невозможно создать длительный устойчивый напор, способный поднять воду со значительной глубины. Поршневые ручные насосыЭта категория – самая многочисленная и наиболее широко применяемая в рассматриваемых условиях. Поршневые насосы – отлично подойдут для не слишком глубоких скважин Все поршневые насосы имеют сходную компоновку, хотя внешне могут сильно различаться своим оформлением — от простых гладких цилиндров до художественного чугунного литься. Оформление сильно различается, но конструкция, в принципе, одинакова. Из видимых деталей и узлов можно сразу отметить цилиндрический корпус (гильзу), изготовленный из чугуна, нержавеющей стали, а иногда даже — и полимерный, выходной патрубок (излив), рукоятку-коромысло, шарнирно закрепленную на оси и связанную с вертикальным штоком, который уходит внутрь насоса. Теперь заглянем внутрь насоса и разберемся с принципом его действия: Принцип работы ручного поршневого насоса Итак, корпус-гильза, о котором уже упоминалось (поз. 1). В нем расположен поршень (поз. 2), который по своей окружности имеет уплотнения, плотно прилегающие к внутренним стенкам гильзы. Поршень сверху жестко соединен со штоком (поз. 3), который, в свою очередь, соединён с рычагом рукоятки-коромысла насоса. Сверху в корпус врезан выходной патрубок (поз. 4) или просто имеется отверстие (окно, для свободного выхода перекачиваемой воды в трубу, желоб и т.п, откуда она разбирается для потребления. Снизу к насосу подходит труба из скважины (поз. 5), то есть всасывающий трубопровод. Обязательное условие – перед насосом на этом трубопроводе должен быть установлен обратный клапан (поз. 6). Некоторые промышленно выпускаемые ручные поршневые насосы уже имеют встроенный клапан подобного действия. На самом поршне проделаны каналы для прохода воды, но они закрыты клапаном (клапанами), исключающими перетекание воды сверху вниз. Пример поршня с каналами для прохода воды Теперь рассмотрим три главных фазы работы насоса.
После предыдущего использования, как правило, камера остается заполненной водой. Клапаны на поршне – закрыты, и не дают воде уйти вниз. Кроме этого, в закрытом положении находится и обратный клапан на всасывавшем трубопроводе. (Для большей наглядности показан шариковый обратный клапан, хотя чаще используется устройства тарельчатого типа).
Рычаг-коромысло передает через шток поступательное движение поршню в верхнем направлении. Перемещаясь по цилиндру, поршень вытесняет воду, расположенную над ним в выходной патрубок, и она сливается в подставленную под колонку тару. Клапана на поршне закрыты, и протекание вытесняемой воды вниз – исключается. Снизу, под поршнем, одновременно создается зона разрежения. Но «природа не любит пустоты», и это разрежение обеспечивает всасывание воды из скважинной трубы в полость рабочего цилиндра. Создаваемый напор поднимает шариковый обратный клапан (или поджимает пружину тарельчатого), и вода без помех заполняет внутренний объем насоса.
Полость под поршнем заполнена закачанной из скважины водой, и в ней при его опускании образуется избыточное давление. Это приводит к закрытию обратного клапана – воде нет выхода вниз. Одновременно такое давление отрывает перепускные клапаны на самом поршне, и вода перетекает вверх, заполняя надпоршневую полость рабочего цилиндра. Завершение этой фазы – это возврат к положению №1, а затем цикл в точности повторяется. Схема весьма проста и безотказна, и единственным ее уязвимым местом можно считать достаточно быстрый износ уплотнений на поршне, а иногда – и клапанных устройств, особенно если приходится перекачивать воду с мелкими твердыми включениями, создающими повышенное абразивное воздействие на резиновые или пластиковые детали. Кстати, точно по такому же принципу собирались корабельные помпы, использовавшиеся еще на парусном флоте для откачки воды из трюмов, и пожарные помпы, для подачи воды из водоемов или колодцев. Разница была в том, что обычно в таких насосах применялось два рабочих цилиндра, действующих в противофазе – производительность от этого увеличивалась вдвое. Старые корабельные и пожарные помпы: сейчас это – музейные экспонаты, но когда-то они спасали немало жизней Иногда в конструкцию насоса вносились некоторые изменения, которые не изменяли его действия в принципе. Так, например, до сих пор можно встретить модели, у которых вместо ручки-коромысла установлено колесо. Вращательное движение колеса через редуктор и кривошипно-шатунный механизм преобразовывается в возвратно-поступательное перемещение поршня, и в остальном насос работает точно так же, как было обрисовано выше. Раритетные модели насосов с колесом вместо привычного рычага-коромысла Производительность поршневых насосов напрямую зависит от диаметра рабочего цилиндра и высоты хода поршня, и у различных моделей может быть в пределах от 0.5 до 1.5-2 литров за один цикл. Высота подъема воды обычно не превышает 10 метров. Насосы производятся в различный вариантах оформления – от строгих малозаметных колонок до изделий с декоративно исполненными литыми чугунными корпусами и рукоятками причудливой формы – такие модели могут стать настоящим украшением участка, выдержанного в определенном стиле. Штоковые (штанговые) насосыЕсли водоносный слой залегает на глубине свыше 10 – 12 метров, то поршневой насос уже может не справиться с подачей воды наверх – возможности всасывающей схемы не безграничны. Для таких случаем имеются специальная разновидность – штоковые или штанговые насосы. Рабочий орган таких насосов – это тот же цилиндр с поршнем, то есть процесс перекачки воды выполняется примерно по той же схеме. но есть и коренное отличие – сама помповая часть расположена на глубине, непосредственно в толще водоносного слоя. Примерная схема показана на рисунке ниже: У штоковых насосов помповый узел полностью погружен в скважину Как правило, для установки подобных насосов требуется скважина с обсадной трубой (поз. 1) не менее 4 дюймов (100 мм). Рабочий цилиндр (поз. 2) должен расположиться в толще водоносного слоя, обычно так, чтобы заборное отверстие было на глубине не менее 1 метра от зеркала воды. Цилиндр связан с верхней частью насоса напорным трубопроводом (поз. 3). Внутри которого располагается длинная штанга-шток (поз. 4), обеспечивающая передачу поршню возвратно-поступательных перемещений. В остальном все так же: поршень имеет свой клапанный аппарат (поз. 5), а на заборном патрубке цилиндра стоит обратный клапан. Очевидно, что подача воды наверх в данном случае происходит не за счет всасывания ее с глубины. Цилиндр снизу создает столб, и каждый рабочий цикл этот столб «подпирается» новым объемом перекачиваемой воды, обеспечивая ее выход на выходной патрубок-излив. Это позволяет поднимать воду со значительных глубин – до 30 метров. Естественно, такой насос требует большего приложения силы, поэтому рабочий рычаг-коромысло обычно делается длинным, обеспечивающим максимальный ход поршня при минимально затраченных мускульных усилиях. Штанговые насосы обычно отличают удлиненные размеры рабочего рычага Безусловно, такие насосы – намного сложнее и в установке, и в проведении ремонтно-профилактических работ. Но зато и производительность у них бывает значительно выше. Впрочем, если на участке водоносный слой располагается на большой глубине, то такое устройство становится единственно возможным вариантом изо всех механических. У всех упомянутых поршневых насосов есть общий недостаток – вода перемещается не непрерывно, а циклически. Другие типы ручных водяных насосовЗначительно реже, но все же иногда для перекачки воды из скважины в домашнем хозяйстве используются и другие типы ручных насосов.
Крыльчатые насосы – более компактные, и часто применяются в технических целях, на производстве или складских базах. Но их вполне можно установить и на неглубокую скважину, порядка 5-7 метров. Все насосы такого типа имеют примерно одинаковую компоновку, как показано на иллюстрации: Так выглядят ручные насосы серии «К» — крыльчатые Принцип работы такого насоса показан на схеме: Схема устройства и принцип действия ручного крыльчатого насоса Металлический корпус (поз. 1) имеет два патрубка с фланцевым или муфтовым соединением – всасывающий (поз. 2), через который вода поступает из скважины, и напорный (поз. 3), соединенный с точкой разбора. Вместо поршня, основную роль в данном случае играет крыльчатка – два противоположно расположенных крыла, радиально перемещающихся в определённом диапазоне относительно центрально оси. Перемещение осуществляется за счёт приложения мускульных усилий человека на рукоятку (поз. 5), жестко связанную с крыльями центральным штоком-осью. Снизу расположена перемычка (поз. 6), которая делит нижнюю полость надвое. На крыльях установлены клапаны (поз. 7), и аналогичные, но работающие в противоход им, стоят на входе в нижнюю камеру (поз. 8). Таким образом, крыльчатка и нижняя перемычка делят полость насоса на три отсека. Верхний («А») – напорный, и он имеет неизменный объем при любом положении крыльчатки. Нижние («В» и «С») – всасывающие. Перемещение рукоятки и, соответственно, крыльчатки, попеременно изменяет их объем и, соответственно, создает чередование областей разрежения и повышенного давления. Система клапанов сконфигурирована так, что обеспечивает перемещение воды только в одном направлении – от заборного (всасывающего) патрубка к выходному (напорному). Любое перемещение рабочей рукоятки соответствует определённому объему перекачиваемой жидкости. Такие насосы могут использоваться даже для перекачки достаточно вязких жидкостей, но не любят загрязненной воды. Для чистой неглубокой скважины — это вполне приемлемый вариант, особенно если скважина оборудуется, скажем, в подвальном помещении, где на первый план могут выйти требования компактности насосного оборудования. Достоинство – вода поступает практически непрерывным потоком, вне зависимости от направления движения рабочей рукоятки. Недостаток – у подобных насосов, как правило, очень невысокий КПД.
Еще один тип, который можно встретить в условиях домашнего хозяйства для забора воды из скважины – это мембранный насос. Все изделия такого типа также выделяются совей характерной формой – круглый корпус с расположенной над ним рабочей рукояткой. Характерная форма мембранных ручных насосов. Выполняться они могут из металла (чугуна) либо даже из пластика. Многие модели рассчитаны на размещение на стене – они оснащены опорной площадкой с проушинами для крепежных элементов. Принцип работы такого насоса – несложен, и хорошо понятен из расположенной ниже схемы. Схема устройства и принцип действия ручного мембранного насоса Корпус насоса (поз. 1) состоит из двух половинок, которые скреплены специальным винтовым соединением (поз. 2). Между двумя половинами корпуса установлена эластичная мембрана (поз. 3). Мембрана делит внутреннюю полость насоса на две камеры – воздушную (поз. «А»), которая в принципе не участвует в работе помпы и не является герметичной, и водяную (поз. «В»). По центру мембрана связана со штоком (поз. 4), который, в свою очередь, соединен с рабочей рычажной рукояткой (поз. 5). В нижней водяной камере «В» установлены два работающих в противофазе клапана. Один из них впускной (поз. 6) стоит на всасывающей трубе, второй, выпускной (поз. 7) – на напорной. Перемещение рукоятки вниз вызывает поднятие штока, который тянет за собой эластичную мембрану. Под ней образуется область разрежения, и вода через открывающийся впускной клапан заполняет полость камеры «В». Выпускной клапан в этой фазе закрыт. При подъеме рукоятки шток опускается, и в рабочей полости насоса создается повышенное давление. Входной клапан закрывается, и у воды остается единственный выход – через открывающийся выпускной клапан в напорную трубу. Насосы такого типа позволяют создан всасывающее разрежение для подъёма воды с глубины в лучшем случае до 6 метров – большего от них ждать не приходится. Слабым местом всегда является мембрана – она быстро снашивается, со временем может потерять эластичность, и любой, даже небольшой ее порыв приводит к потере производительности, протеканию воды через корпус, а затем – и к полному выходу насоса из строя. Правда, и ремонтопригодность таких насосов – очень неплохая. Если есть запасная мембрана, то произвести ее замену – не составит особого труда. Тем не менее, особого распространения именно для целей водоснабжения подобные насосы не получили. Более широко они применяются в технических целях, например, для перекачки ГСМ или других жидких продуктов из одной емкости в другую. На что ориентироваться при выборе ручного насоса?Если в ручном насосе появилась насущная необходимость, то следует знать, как правильно подойти к выбору оптимальной модели.
Различные варианты установки поршневого ручного насоса на скважину
Значение создаваемого насосом напора очень часто не оценивается – такие устройства, как правило, не предназначены для перекачивания воды по внешним трубопроводам. Вода из них чаще всего набирается в подставленные емкости. Краткий обзор моделей ручных насосов для скважинНиже в таблице будут приведены характеристики нескольких популярных моделей, которые можно отыскать в ассортименте наших магазинов. Наименование модели Иллюстрация Краткое описание модели Средняя цена Ручной насос «Дачный» Очень популярная модель среди владельцев собственных участков. Как обустраивается скважина для ручного насосаДанную публикацию было бы логично завершить рассмотрением вопроса, на какую скважину чаще всего устанавливаются ручные насосы для воды. Очень распространенная ситуация, когда полученный под частное строительство участок не имеет пока никаких коммуникаций, а естественный водоем расположен слишком далеко, чтобы можно было организовать подачу воды из него. А ведь вода нужна не только для питья или мытья – небольшой запас для этих целей еще вполне возможно брать с собой. Но ведь вода – это в определённом смысле слова ещё и «стройматериал», так как многие строительные операции предполагают ее использование в том или ином качестве. Самое разумное решение – постараться организовать на своем участке «абиссинскую» скважину. Если это удастся, то проблема воды будет снята полностью – хорошая «абиссинка» удовлетворит строительные, а затем, после заселения – и многие бытовые или агротехнические потребности. В чем ее смысл? Если посмотреть на схемы разреза грунтовых слоев, то часто можно увидеть такую картину: Принцип устройства «абиссинской» скважины Под слоем плодородной почвы обычно располагается глиняный слой. «Этажом ниже» — супесь, а под ней слой песка, насыщенного водой — верховодка. Это — первый водяной горизонт, но для полезного применения он непригоден. Во-первых, вода здесь сильно насыщена органикой и иными загрязнениями, попадающими на почву, а во-вторых этот слой – крайне нестабильный, и сильно зависит и от времени года, и от устоявшейся погоды. Ниже, под ним – водоупорный глиняный слой, а вот если пройти его, то высока вероятность попасть в горизонт водоносного песка, располагающегося на глубине порядка 5 – 8 метров.. Вода в нем – уже прошедшая качественную природную фильтрацию, и, как правило, вполне пригодная для самого разного применения. Если этот слой – достаточно толстый, хорошо насыщен водой, то можно погрузить в него тонкую трубу с перфорированными стенками, прикрытыми фильтрующей сеткой, чтобы канал не забивался песком. Вода будет проникать в полость трубы, а оттуда ее уже можно выкачивать тем же ручным скважинным насосом. Основным элементом «абиссинского» колодца является так называемая «игла». Это – отрезок трубы длиной порядка 1200 мм, с просверленными в стенках отверстыми, которые закрыты тонкой металлической стекой (оцинкованной или из нержавеющей стали). На конце иглы приварен конусообразный наконечник, выточенный из прочного металла – он необходим для вбивания иглы в пробуренную скважину. Основной элемент «абиссинской» скважины – «игла» с металлическим сетчатым фильтром тонкого плетения и острым наконечником. Вбиваемая игла постепенно наращивается «запаковкой» сверху отрезков труб того же диаметра и забивается на необходимую глубину. Сверху, к выступающей наружи части трубы, после проведения необходимых «пусконаладочных» операций, можно подключать насос – ручной или даже поверхностный электрический. В продаже можно найти комплекты для «абиссинских» скважин, различной общей длины, диаметром в 1, 1 ? или 1 ? дюйма. Комплект для «абиссинки», в который предусмотрительный хозяин сразу включил и ручной скважинный насос. Хорошо виден обратный клапан на всасывающем патрубке насоса. Вероятность попасть на качественный песчаный водоносный слой неглубокого залегания – чрезвычайно велика. Кстати, даже свое название эта технология получила оттого, что подобным методом снабжались водой экспедиционные войска в Абиссинии (Эфиопии). И это в условиях жаркого, практически полупустынного климата! Как найти оптимальное место для колодца или скважины? На помощь в поиске водоносного слоя приходят специальные народные приметы и методики, анализ явных и скрытых признаков близкого залегания воды. Подробнее об этом можно узнать, прочитав статью нашего портала, посвященную самостоятельному выкапыванию колодца . Схема создания «абиссинской» скважины, в принципе, несложна и проверена, но главная загвоздка – пробурить скважину, добраться до водоносного песчаного горизонта. Без специального оборудования сделать это – практически нереально. Лучше за такое дело не браться самостоятельно, а пригласить бригаду мастеров, имеющих специальную компактную буровую установку и обладающих соответствующим опытом работы. Тем более что при бурении необходимо по определенным признакам убедиться, что попался полноценный водоносный слой, а без практики в этом вопросе – немудрено допустить ошибку и загубить приобретенный комплект. Для примера – процесс создания «абиссинской скважины»: Иллюстрация Краткое описание выполняемой операции Типичная картина – территория под застройку, без каких бы то ни было «благ цивилизации». Теперь уже совсем просто. Осталось лишь на резьбовой оголовок трубы присоединить скважинный ручной насос, не забыв поставить между ними обратный клапан. Если в воде есть острая необходимость, то можно установить насос на скорую руку, непосредственно присоединив к трубе и поставив на временные подпорки или сваренную подставку. Насос явно устанавливался на «свежезапущенную» скважину второпях Со временем, конечно, хороший хозяин тщательно продумает стационарную установку насоса, с полной фиксацией выступающего участка трубы, с красивым и надежным постаментом. И лучше всего на этой стадии сразу предусмотреть ответвление и для поверхностного электрического насоса (насосной станции). Установлена рама, жестко фиксирующая положение трубы «абиссинской» скважины, предусмотрено тройниковое разветвление на ручной насос и на электрическую насосную станцию. Вот теперь будет достигнуто самое оптимальное решение: основная подача воды в жилой дом станет осуществляться насосной станцией. Ну а для садовых, хозяйственных работ, или в случаях проблем с подачей электроэнергии – вполне можно будет обойтись возможностями ручного скважинного насоса. И в завершение публикации, для тех, кто всегда старается все смастерить собственными силами, предлагаем интересный видеосюжет, в котором домашний мастер делится своим опытом изготовления ручного насоса для скважины. Видео: опыт самостоятельного изготовления скважинного ручного насоса
|