Механическая колонка для скважины

Ручной насос для скважины: виды, схемы, принцип работы

Если в загородном доме нет возможности к скважине провести электричество или его подача нестабильна, то выходом из ситуации является использование механических средств для подъема жидкостей, самое эффективное и доступное из которых — ручной насос для скважины. Устройство полезно, когда хозяева проводят мало времени в своем доме, а потребность в воде невелика. Простой механический агрегат позволяет снабдить водой семью для основных бытовых нужд и организовать полив огородных растений.

Рис.1 Механические ручные помпы

Сфера применения механической помпы и ее преимущества

Самым бюджетным способом обеспечения водой загородных домов и участков является бурение неглубокой абиссинской скважины (можно провести самостоятельно) и использование для откачки жидкости с глубины механического агрегата. Любой насос ручного принципа действия можно применять для подъема жидкости из различных водных источников, выполняя при этом следующие работы:

• водообеспечение проживающих людей, водоемом является скважина или неглубокий колодец;
• забор чистой или загрязненной воды из водоемов для полива и бытовых целей;
• дренаж в помещениях, расположенных ниже поверхности земли, с помощью помпы можно откачивать жидкость, которая собирается в приямках под полом;
• откачивание вод из затопленных погребов, хранилищ, подземных гаражей, кессонных ям.

Использование механических помп имеет следующие достоинства по сравнению с электрическими моделями:

• Невысокая стоимость, отличающаяся в разы от электронасосов.
• Экономичность — для функционирования не требуется электроэнергия, а приложение небольших физических усилий всегда приносит пользу здоровью.
• Простое устройство позволяет легко ремонтировать агрегаты, некоторые умельцы даже собирают ручной насос для скважины своими руками.
• Ремонтопригодность механических помп намного выше электронасосов — испорченные детали можно не только приобрести в торговой сети, но изготовить самостоятельно.

Рис. 2 Особенности посадки ручной установки водоснабжения на скважинную трубу

• Способ монтажа позволяет самостоятельно установить ручные насосы для скважин и колодцев в водный источник без привлечения квалифицированных специалистов и специальной техники.
• Ручной насос для скважины можно разместить не только на своем участке, но и в общественных местах — благодаря невысокой стоимости и сложности демонтажа его сохранность намного выше дорогих электрических аналогов.
• Помпа, помещенная в чугунный или металлический корпус, не боится внешних температурных воздействий и влаги, в отличие от электронасосов не нуждается в специальных навесах для защиты от осадков.

Виды ручных помп

Ручные помпы в отличие от электронасосов способны поднимать жидкость с небольших глубин и существенно уступают им в производительности, для забора требуется приложить физические усилия и затратить время — это неудобно для большого количества потребителей.

Механические устройства для водозабора насчитывают несколько классов, отличающихся принципом действия, физическими параметрами и техническими характеристиками.

Рис.3 Поршневые устройства — принцип работы и внешний вид

Поршневая помпа

Простой принцип действия и область применения, подходящая для большинства работ по водозабору в домашнем хозяйстве, обусловили высокую популярность подобного агрегата.

Стандартное устройство поршневого насоса включает в себя цилиндрический корпус, внутри которого перемещается поршень, шток которого закреплен на рычаге-коромысле.

По периметру поршневого диска имеются эластичные уплотнения, обеспечивающие его плотное прилегание к стенкам, а на его поверхности расположены сферические обратные клапаны.

Ручной насос для воды из скважины устанавливают на верх обсадных труб с таким расчетом, чтобы на выходе погруженной в отверстие водоподъемной трубы располагался обратный клапан, без которого функционирование системы невозможно.

Рис. 4 Изготовление поршневого ручного насоса

При поступательном ходе поршня клапан, установленный на выходе скважинной трубы, опускается и препятствует обратному поступлению воды. Под напором жидкость открывает встроенные клапаны в диске и помещается над его поверхностью. При обратном ходе клапаны диска закрывается, препятствуя стеканию воды, и она, поднимаясь вместе с поршнем, выливается через выходную сливную трубку насоса.

Стандартный поршневой водяной насос имеет металлический корпус из чугуна с нержавеющим диском внутри, агрегат способен проводить водный забор с 9 метров.

Штанговый (штоковый) ручной насос для скважины

Штанговые ручные помпы для водозабора из скважины используют, если глубина водного зеркала более 10 метров. Принцип работы помпы аналогичен поршневым видам, основным отличием является размещение рабочей камеры с втягивающим воду поршнем не в корпусе агрегата, а в опущенной на глубину штанге — это позволяет поднимать жидкости с глубин до 30 метров. Закрепленный на длинном штоке поршень перемещается при помощи ручки, вода всасывается и поднимается вверх, заполняя напорный трубопровод с помощью клапанной системы. За каждый цикл хода поршня водяной столб пополняется новой порцией жидкости, скопившаяся вода в итоге выливается наружу через выходной патрубок.

Рис. 5 Штанговый насос для подъема жидкости с больших глубин и его принцип работы

Штанговый насос является громоздким, сложным в установке устройством, стоимость которого сравнима с электрическими моделями, поэтому в быту его используют крайне редко и только в тех случаях, когда электричество недоступно, а водоносный слой располагается слишком глубоко.

Штоковый насос находит применение в источниках, диаметр трубы которых слишком мал для погружения глубинного электронасоса в скважину, а глубина слишком велика для использования наружного электрического агрегата.

Для продвижения вверх водного столба требуются титанические усилия, поэтому ручка такого устройства имеет очень высокую прочность и большую длину, для создания рычага, уменьшающего прилагаемую силу.

Мембранная помпа

Рис. 6. Помпа ручная мембранная

Если предыдущие агрегаты требовали непосредственной установки на скважину, мембранный ручной насос может располагаться в любом месте на поверхности. Помпы этой группы относят к наиболее простым устройствам, которые используются в основном для перекачки жидкостей и горюче-смазочных материалов из различного вида емкостей.

Мембранные виды имеют характерную конструкцию в виде дискового корпуса с расположенной на верхней крышке рукояткой, материалом изготовления является сталь, чугун или пластик.

Корпус имеет входной и выходной патрубки, к которым подключается гибкие шланги и проушины для крепления на любую твердую поверхность.

Принцип работы мембранной помпы довольно прост: жидкость втягивается в рабочую камеру через входной патрубок пластичной резиновой мембраной, закрепленной на штоке с ручкой. При обратном движении клапан входного патрубка закрывается, и жидкость выталкивается через выходное отверстие, выпускной клапан которого работает в противофазе со входным.

Крыльчатый насос

Рис. 7 Насос ручной крыльчатый

Крыльчатая помпа имеет простое и компактное устройство, в основном используется для перекачки жидкостей на промышленном производстве и в складских помещениях. При установке крыльчатого агрегата в скважину высота подъема может достигать 5 — 7 метров.

Корпус помпы имеет круглую форму и оснащен входным и выходным патрубком, характерной особенностью конструкции является расположение и перемещение рабочего рычага параллельно верхней крышке. Внутри корпуса расположена крыльчатка с двумя отверстиями для обратных клапанов, соединенная с ручкой, в области всасывающего патрубка размещены еще два клапана. Система работает таким образом, что при повороте ручки открывается клапан на крыльчатке и в нижней части корпуса, при этом в рабочей камере вода одновременно всасывается и выталкивается, что обеспечивает непрерывность потока.

Преимуществом крыльчатых видов при применении в промышленной отрасли является возможность работы с вязкими жидкостями, для бытового водоснабжения они используются довольно редко ввиду низкой производительности.

Шиберный насос

Рис. 8 Принцип действия ручного шиберного агрегата

Шиберный или роторно-пластинчатый насос имеет характерный цилиндрический корпус с рабочей ручкой, вращающейся в отличие от крыльчатых видов с возвратно-поступательными движениями, по кругу.

Свое название конструкция получила из-за наличия в рабочем узле плоских пластин — шиберов.

Основной рабочий элемент устройства — ротор со смещенным центром вращения, располагающийся в круглом статоре. По периметру роторного колеса через равные промежутки прорезаны радиальные отверстия, в которые вставлены подпружиненные шиберные пластины. В насосном корпусе размещены входной и выходной патрубок, через которые происходит забор и выталкивание вод, преимущество шиберной конструкции — полная изоляция всасываемого и выталкиваемого потоков.

При вращении ротора поступающая через всасывающий патрубок вода перемещается шиберными пластинами вдоль корпуса и выталкивается наружу.

Отсутствие зазоров между роторным колесом и стенками рабочей камеры, присущее всем модификациям центробежных, винтовых и шестереночных видов, позволило существенно увеличить их КПД. К недостаткам можно отнести постоянный контакт шиберных пластин с корпусом — это приводит к их быстрому обоюдному износу. Основное применение роторно-пластинчатых помп — перекачка жидких вязких химических веществ и пищевых продуктов в промышленном производстве.

Другие виды механических насосов

Ручные механические устройства для водоснабжения использовались с древнейших времен, в настоящее время их заменили модели промышленного производства. В некоторых случаях при отсутствии электричества использование механических заводских агрегатов неэффективно, и народные умельцы придумывают свои схемы и чертежи, как сделать ручной насос для скважины своими руками.

Если в приведенном случае (водозабор из скважины) можно использовать принцип действия промышленных агрегатов, то для забора воды из открытых водоемов используют собственные разработки на основе древних технологий.

Винт Архимеда

Рис. 9 Винт Архимеда и его использование

Конструкция придумана греческим мыслителем в 250 году до нашей эры и состоит цилиндрической трубы, внутри которой находится винт, система опускается в открытый водоем под небольшим углом. При работе вращающиеся лопасти захватывает воду и продвигают ее вверх по трубе, по окончании которой она выливается в подготовленную емкость.

Аналог данной установки — шнековые электронасос, рассчитанный на постоянный водозабор из глубоких водных источников.

Гидравлический таран

Рис. 10 Гидравлический таран

Механик Монгольфье является создателем гидравлического насоса, поднимающего воду за счет своей кинетической энергии. Его принцип действия заключается в перекрытии быстрого потока клапаном, после чего вода под давлением поступает в размещенный вверху гидравлический бак и затем по напольному шлангу доставляется потребителю. Устройство работает повторяющимися циклами, некоторые производители выпускают гидронасосы кустарными способами.

Аэролифт

Рис. 11 Аэролифт – принцип работы

Германский инженер Карл Лошер разработал данный метод в 1797 году, его сущность состоит в выталкивании жидкости из опущенной в источник полой трубы воздухом. Для работы аэролифта в нижнюю часть трубы через входной патрубок закачивают ручным насосом воздух, его пузырьки растворяются в воде и вследствие легкого веса поднимаются на поверхность вместе с жидкостью.

Для предотвращения попадания жидкости в напорный воздушный шланг накачивание производят через ниппель.

Данную конструкцию можно использовать при наличии электричества, подключая вместо механического насоса компрессор.

Самодельная поршневая помпа

Некоторые народные умельцы изготавливают поршневые насосы самостоятельно. Обычная конструкция представляет собой рабочую камеру из сваренной трубы, в качестве поршня используют металлический или пластиковый диск с уплотнительным резиновым кольцом по диаметру. Чтобы обеспечить с помощью самодельной конструкции водоснабжение, в пластиковых или металлических поршневых дисках просверливают отверстия для установки системы обратных клапанов.

Рис. 12 Устройство самодельного поршневого насоса

Большинство современных механических агрегатов, как и поверхностные электронасосы, способны поднимать жидкость из скважин глубиной до 10 метров. Наибольшую высоту подачи обеспечивает штанговая помпа, работающая по аналогии с электрическими погружными видами. Ее корпус и рабочий клапан могут опускаться в источник глубиной до 30 метров, обеспечивая забор при аналогичном расстоянии до водного зеркала.

Среди всех видов в быту наиболее распространены поршневые ручные насосы, которые монтируются непосредственно над выходом обсадной скважинной трубы, при этом всасывание происходит через опущенную в отверстие трубу с обратным клапаном.

Источник