Скважина на воду принцип работы схема своими руками: схема, ее устройство и принцип работы

Скважина на воду принцип работы схема своими руками: схема, ее устройство и принцип работы

Содержание

схема, ее устройство и принцип работы

Многие владельцы загородных домов нуждаются в создании собственной системы водоснабжения, ведь не везде получится подключиться к центральной магистрали. Лучший выход из такой ситуации ― это бурение скважины. Причем ее можно обустроить не только на участке, но и даже в подвале.

Принцип работы скважины

Как и в колодце вода в ней находится в водоносном слое. С помощью установленного насоса она подается наверх. Для укрепления выработки монтируют обсадную трубу, в качестве которой используют пластиковые, стальные, перфорированные или асбестоцементные изделия. Если этого не сделать, тогда со стенок грунт начнет осыпаться, из-за чего скважина впоследствии перестанет функционировать.

Скважина имеет следующую схему работы:

  • Из водоносного слоя подается вода, которая сначала проходит через фильтр, а потом уже попадает в выработку круглого сечения;
  • Включенный насос нагнетает жидкость по водонапорной трубе;
  • После чего вода поступает в приемник и перемещается по водопроводу.

Хотя схема может меняться, все зависит от типа используемого насоса.

Разновидности буровых выработок

Абиссинский колодец ― это забивная скважина, которая является самым простым вариантом. Чтобы ее обустроить на участке водяной пласт должен иметь глубину до 12 метров. Качество воды в ней зависит в основном от строения почвы. Такую выработку при необходимости можно устроить в подвале.

Песчаная скважина, схема которой пользуется большим спросом, подходит лишь для личного пользования. Вода из нее по своим свойствам характеризуется как техническая, поэтому используется только для купания или полива огорода. В среднем водоносные слои в этой скважине залегают на глубине около 10—50 метров.

Кстати, буровые работы при таких пластах реально выполнить своими руками, главное, чтобы на участке через несколько метров не проходил сланец. Пройти его без помощи профессионалов навряд ли получится.

Разумеется, песчаные скважины имеют некоторые недостатки. Главный минус такой выработки ― перебой подачи воды. Связана проблема с сезонными перепадами уровня живительной влаги. Вдобавок ее нужно периодически обслуживать, особенно касается дачников, которым вода нужна лишь в летнее время. В этой ситуации фильтр, находящийся в скважине, со временем заиливается. Вот почему подъем воды должен быть регулярным. Кроме этого, срок службы такой скважины составляет не более 15 лет.

Артезианская выработка хоть и считается самой дорогой, но является наиболее эффективным методом централизованной подачи воды. Для ее бурения используется крупная техника, позволяющая углубиться примерно на 200―300 метров.

Из артезианской скважины вода лучше и качественнее, нежели из песчаной. Еще в ней фильтр почти не засоряется. Он монтируется в нижней части подающей трубы диаметром 219 мм. Эта выработка гарантирует на 99% постоянную подачу живительной влаги, а срок ее службы составляет 50 лет.

Правда, такие скважины тоже обладают недостатками. Например, иногда требуется монтаж дополнительных систем фильтрации, поскольку в составе воды могут содержаться различные соединения железа. К тому же, как упоминалось ранее, ее обустройство стоит дорого. Еще обязательно придется получать разрешение на бурение такой выработки и согласовывать проект.

Выбор необходимого оборудования

Самым важным этапом в обустройстве скважины является подбор оборудования, поскольку именно от него будет зависеть ее период эксплуатации и качество работы. В основном следует обратить внимание на выбор:

  • кессона;
  • гидроаккумулятора;
  • оголовка;
  • насоса.

Кессон

Он необходим для защиты устья от внешних негативных воздействий. Подобное устройство служит своеобразной емкостью, предохраняющей верхние метры ствола выработки от воздействия низких температур в земле.

Герметичный контейнер кессона еще может использоваться как технологический объем для установки разного оборудования, которые обслуживают скважину. Монтаж в нем автоматики, очистительных фильтров и прочих устройств позволяет сэкономить пространство в доме.

Производят кессоны из разных материалов: пластика, металлических конструкций или бетонных отливок. Установка этого оборудования особенно подходит в наших климатических условиях, ведь при суровых зимах грунт на дачной территории промерзает на глубину до полутора метров. Поэтому горизонтально проходящие трубопроводы должны располагаться ниже уровня промерзания.

Кессонный люк, установленный на верхней части устройства, как правило, утепляется листовым пенопластом. Внутри оборудования можно разместить лестницу.

Насосные устройства

Насос выступает основным элементом всей системы. При этом он может быть следующих типов:

  • Погружной. Этот вибрационный насос является бюджетным вариантом. Его довольно редко применяют для обустройства системы водоснабжения, поскольку он имеет слишком низкую производительность. Более того, он способен даже разрушить стенки скважины.
  • Центробежный. Такой агрегат является профильным оборудованием для водоснабжения из выработки.
  • Поверхностный. Применяется лишь тогда, когда в скважине динамический уровень живительной влаги не опускается ниже семи метров.

Сегодня на рынке представлено много моделей скважинных насосов. Выбор их параметров происходит по характеристикам скважины и системы водоснабжения.

Кстати, в случае поломки насоса придется не только приобретать новый, но и платить за поднятие сломанного и монтаж купленного. Именно поэтому следует подходить более серьезно при выборе производителя.

Конструкция гидроаккумулятора

Данное оборудование для скважины используется для предотвращения гидроудара и регулировки давления содержимого трубопроводов. Еще гидроаккумулятор поддерживает минимальный уровень жидкости в системе.

Внутри этого устройства при нормальном функционировании находится запас живительной влаги, а также поддерживается минимальное давление. При использовании гидроаккумулятора насос включается реже, да и изнашивается меньше.

Конструкция такого устройства схожа с компенсационным баком, который применяется в отопительных системах. Но изготавливается гидроаккумулятор из других материалов, они не контактируют с водой и не меняют ее качество. Мембрана в нем создается из пищевой резины.

Оголовок для обсадной трубы

Предназначено это устройство для защиты от попадания мусора в ствол. Помимо этого, оно является опорой для подвески водоподъемной колонны и насоса. Оголовок создается из металла или пластика. В первом случае он способен выдерживать до 500 кг, а во втором ― до 200 кг. Соединение должно быть герметичным с применением резиновой прокладки.

Технология бурения скважины на воду

Прежде чем заняться бурением, необходимо сначала выкопать шурф, иначе говоря, углубление размером 1,5х1,5 метра. Стенки его нужно зашить досками. Потом над ним монтируется буровая вышка, представляющая собой треногу из металлических труб или бревен. На ее вершине фиксируется лебедка, к которой крепится колонка для бурения. Она может состоять из нескольких метровых штанг, скрепленных между собой в единое целое.

Бурение нужно выполнять с помощником. Один должен ключом поворачивать штангу вокруг своей оси, а другой ― молотком бить сверху, создавая тем самым дополнительную нагрузку. Вообще, желательно, чтобы эту работу выполняли 4 человека: двое исполнителей занимались прокруткой бура, а остальные осуществляли его подъем и опускание лебедкой.

Бур необходимо вытаскивать через каждые 50 см и хорошо очищать от грунта. Определить нужную глубину можно по уровню воды в выработке. Затем в скважину устанавливается обсадная труба с фильтрующей системой. Промежуток между трубой и землей следует залить бетонным раствором. Она будет возвышаться над грунтом.

После этого выполняется обустройство глиняного замка вокруг скважины. Если его не сделать, то все время в выработку будет проникать с поверхности дождевая и талая вода, что ухудшит ее качество.

На страховочный трос фиксируется насос с трубой для подачи жидкости и силовой кабель. Трубу подачи необходимо вывести наверх и приварить к кессону.

При глубоком залегании водоносного слоя бурение следует проводить с помощью спецтехники. Тем более что в некоторых ситуациях приходится выполнять несколько контрольных бурений для определения наилучшего источника.

Перед бурением требуется выполнить экспертизу. Запрещено обустраивать скважину на воду около септиков, выгребных ям и скоплений мусора.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

принцип работы и схема ее обустройства и подключения

Скважины на загородных участках иногда являются единственной возможностью организовать подачу воды в дом. Колодцы уже не обеспечивают потребности современных людей, слишком мало они могут дать воды. А вот скважины могут обеспечить водой достаточно большой дом или несколько домов. Конечно, все будет зависеть от того, какую скважину решено бурить: песчаную или артезианскую. Есть у них определенные различия, особенно это касается мощности водоносного пласта. Поэтому перед тем как начать бурение, надо разобраться в таком вопросе, как правильно организуется скважина на воду – принцип работы и схема ее подключения.

Схема скважины на воду

Принцип работы скважины

Принцип работы скважины на воду достаточно прост.

  • В пробуренную в грунте скважину устанавливается осадная труба: стальная или пластиковая, на конец которой насаживается сетчатый фильтр. Он будет удерживать большие примеси, которые находятся в воде, а именно песок и мелкие камушки.
  • В трубу опускается насос, который качает воду на поверхность.
  • Вода поступает в приемный резервуар, где частично примеси оседают.
  • Далее производится ее подача в водопроводную сеть.

Обсадная труба устанавливается обязательно, потому что без нее стенки скважины со временем начнут обрушаться, засыпая вход в водоносный пласт. То есть, скважина перестанет функционировать.

Что касается фильтра, то это могут быть разные элементы. К примеру, стальная оцинкованная сетка, обмотанная вокруг трубы и закрепленная хомутами, мелкие отверстия в самой трубе и так далее.

Насос может опускаться в скважину, а может быть установлен на поверхности грунта, а в саму скважину опускается только шланг. То есть, схема подключения скважины будет зависеть от выбранного насоса. И здесь нельзя говорить о том, что какой-то из этих двух вариантов лучше. У обоих есть свои преимущества и недостатки. К примеру, поверхностный насос легче обслуживать, он всегда ни виду. Глубинный, наоборот, не видно, что позволяет скрыть всю скважину, тем самым обеспечив необходимый ландшафтный дизайн участка.

Принцип работы

Разновидности скважин

Принцип работы скважин у всех одинаковый, но при ее сооружении многое будет зависеть от того, какого типа скважину планируется бурить на загородном участке. Важность данной позиции заключается в том, что каждый тип скважины бурится на определенную глубину.

  • Абиссинский колодец имеет глубину до 20 м.
  • Песчаная скважина бурится до 50 м.
  • Артезианская до 300 м.

Получается так, что строение скважины у всех видов одинаковое – это вертикальный ствол, но чисто конструктивно они отличаются друг от друга. Чем же?

Абиссинский колодец – это забивная скважина. То есть, обсадные трубы забиваются в землю при помощи кувалды. Скважину на песок надо бурить, используя ручные или электрические установки и инструменты. Именно данную разновидность можно провести своими руками, не привлекая специалистов, чем часто и пользуются загородные жители.

Разновидности скважин

По сути, песчаная скважина – это вертикальный ствол, в который устанавливается обсадная труба одинакового диаметра. Что не скажешь об артезианской разновидности. Этот вид может обустраиваться по-разному.

  • Однотрубная система. То же самое, что и песчаная с установкой труб одинакового диаметра.
  • Двухтрубная. Это когда сначала буриться скважина до известкового пласта, и в нее устанавливается труба большего диаметра. А ниже бурение производится до водоносного слоя, куда вставляется труба меньшего диаметра. Обычно верхняя труба – стальная, нижняя – пластиковая. Все дело в том, что верхние пласты обычно подвижные и пластик может не выдержать их нагрузку.
  • Телескопическая. Это когда в скважину устанавливаются трубы разных диаметров. И чем ниже в недра, тем меньшего диаметра труба должна быть установлена. И таких ступенчатых установок может быть более трех.
  • С кондуктором. Обычно такую конструкцию скважины на воду используют в тех случаях, если на участке присутствуют плывуны. Это насыщенный водою грунт, обычно песчаный. Он подвижный, поэтому может нанести деформацию обсадной трубе, что станет причиной вывода скважины из строя. Кондуктор – это труба большого диаметра (800-1200 мм), которая устанавливается на толщину слоя плывунов. Она стальная с большой толщиною стенки, так что выдержит достаточно приличные нагрузки. Нередко кондуктор используют в качестве кессона, благо диаметр трубы это сделать позволяет.

Двухтрубная обсадка

Схема скважины артезианской одна из самых сложных. Своими руками ее не пробурить, слишком большая у нее глубина. Плюс, приходится проходить буром твердые пласты, вручную этого не сделать. Здесь требуется спецтехника и опыт специалистов.

Внимание! Стоимость услуг бурения артезианской скважины значительна, но пробурив именно ее, можно гарантировать, что загородный дом или несколько домов будут обеспечены чистейшей водой в течение 50 лет, как минимум. При этом скважина будет выдавать до 10 м³/час воды, что хватит не на один дом.

И все же основная масса загородных жителей выбирает песчаные скважины. Они просто дешевле в производстве работ, к тому же ее можно пробурить своими руками. Но у нее есть свои отрицательные показатели.

  • Вода из такой скважины не всегда чистая и пригодная для питья. Придется устанавливать систему водоподготовки, а это почти такие же затраты, как бурение артезианской разновидности.
  • Песчаный водоносный слой маломощный, из него можно получить максимум 4-5 м³/час.
  • Прослужит она не более 15 лет. И нет гарантии, что на участке найдется еще место, где можно будет пробурить скважину на песок. А если у соседей пробурена точно такая же скважина, то объема воды водоносного пласта может не хватить и на 5 лет.

И хотя строение скважины на песок гораздо проще, специалисты рекомендуют организовывать водозабор из артезианской.

Схема артезианской скважины

Водоснабжение из скважины

Схема водоснабжения из скважины также не отличается особой сложностью. В нее входит несколько видов оборудования, которые выполняют только им присущие функции.

  • Насос.
  • Кессон.
  • Оголовок.
  • Гидроаккумулятор.

Скважинный насос

Насос

Конечно, основным элементом скважины на воду является насос. Как уже было сказано выше, он разделяется на глубинный и поверхностный. Если выбирается для откачки воды первый вариант, то диаметр обсадной трубы подбирается по диаметру насоса. Но в свою очередь данный размерный показатель будет зависеть от мощности прибора. Поэтому сначала подбирается мощность насосного агрегата, зависящая от требований потребления воды, которые устанавливает хозяин загородного дома. По мощности выбирается диаметр, а уже в последнюю очередь подбирается сечение обсадной трубы.

Внимание! Зазор между глубинным насосом и стенками обсадки должно составлять 2-4 см.

Необходимо отметить, что глубинные насосы разделяются на скважинные и погружные. Второй вариант является бюджетным, но маломощным. Его чаще всего используют для подачи воды наружу из колодцев. Если скважина имеет небольшую глубину до 15 м, а требования к объему подаваемой воды не жесткие, то можно использовать именно эту разновидность. Скважинные насосы по всем параметрам и показателям лучше погружных.

Если принято решение использовать поверхностный насос, то в основном его подбирают по мощности. В данном случае зависимости мощностного показателя и диаметра обсадной трубы нет. Потому что в скважину будет опускаться шланг, его диаметр в пределах 18-50 мм, что меньше диаметра любой обсадной трубы.

Поверхностный насос

Кессон

Обычно кессоны устанавливаются для того, чтобы оградить скважину от погодных нагрузок, подпочвенных вод, расположенных близко к поверхности земли, и замерзания. Плюс ко всему кессон может использоваться в качестве технологического помещения. То есть, в него можно установить гидроаккумулятор, электрические блоки управления и автоматики насоса, обратный клапан.

В строении скважины кессон играет немаловажную роль, это видно из его назначения. Но не всегда этот защитный резервуар используют. За счет него можно сократить расходы, сделав своими руками что-то похожее на защитный утепленный блок, построенный из обычных строительных материалов: кирпича, досок и утеплителя. Такой блок закрывается скатной утепленной съемной крышкой, что позволяет провести обслуживание и скважины, и поверхностного насоса, и гидроаккумулятора.

Кессон

Оголовок

Элемент, который отвечает за санитарное состояние самой скважины. Он собой закрывает плотно вход обсадной трубы, так что можно гарантировать, что ни мусор, ни подпочвенные воды, ни атмосферные осадки в скважину не попадут. При этом оголовок является несущим элементом. На него подвешивается скважинный насос, через него пропускаются шланг для откачиваемой воды и электрический кабель, питающий током насос.

Многие игнорируют оголовок, закрывая ствол скважины различными предметами. К примеру, отрезанной пластиковой бутылкой. Делать этого нельзя. Не нужно экономить на этом устройстве, стоит он недорого, но это гарантия герметичности скважины. И когда разговор заходит о конструкции скважины на воду, то в том числе подразумевается и установка оголовка.

Оголовки

Гидроаккумулятор

Сегодня в схему подключения скважины обязательно устанавливается гидроаккумулятор. Хотя еще совсем недавно обходились и без него, устанавливая любой резервуар, в который закачивалась вода из скважины, где она отстаивалась. В резервуаре создавался определенный объем воды, который использовался на случай отключения подачи электричества, за счет чего останавливался насос.

Но чтобы из такого резервуара вода подавалась в водопроводную систему дома, требовался дополнительный насос, или резервуар приходилось устанавливать в чердачном помещении. Его высота установки создавало давление в водопроводной сети. Такая схема подключения скважины была достаточно сложной и не эффективной.

Гидроаккумулятор решил данную проблему. Эта металлическая емкость внутри имеет резиновую оболочку, в которую и закачивается вода из скважины. Между стенками резервуара и оболочкой закачен воздух под определенным давлением. При закачивании воды в резиновую оболочку, она расширяется, что приводит к увеличению давления воздуха. Если электроэнергия отключена, насос не работает, но воздух под давлением давит на оболочку, а та в свою очередь на воду. Так создается напор внутри водопроводной системы дома.

Гидроаккумулятор

Все элементы, входящие в схему водоснабжения из скважины, могут располагаться внутри кессона или внутри дома в специально отведенном помещении. Кстати, это может быть и подвал. Главное, чтобы температура внутри этого помещения не опускалась ниже ноля.

Дополнительные элементы

Есть несколько элементов, которые обеспечивают удобство эксплуатации скважины.

  • Обратный клапан, который сдерживает обратный ток воды из водопроводной системы. Он обычно начинает работать, когда останавливается насос.
  • Кран для прокачки. Его используют только, если появилась необходимость откачать мутную воду из скважины. Обычно это случает на первом этапе эксплуатации, и если водоносный слой за счет межсезонья снизил свой уровень. В такие моменты насос может выкачать основной объем воды, и со дна начинает подниматься ил. Как только уровень поднимется, в первую очередь надо будет откачать мутную воду.
  • Манометр, который контролирует давление воды в водопроводной трубе. Он обычно связан с реле, которое отключает или включает насос при повышении или падении давления соответственно.

Элементы водопроводной сети в подвале дома

Казалось бы, что схема скважины не такая уж и сложная. Но из описания видно, что состоит она не только из труб и насоса. Чтобы гарантировать полное соответствие локальной водопроводной сети центральному водопроводу надо обязательно использовать все вышеописанные элементы. Без них нельзя говорить о современном водопроводе, как таковом.

конструкция, схема и принцип работы скважины на воду

Конструкция скважины на воду напрямую влияет на срок службы источника. Правильный подбор и установка оборудования обеспечит долгую и бесперебойную работу системы. Мы расскажем, как подобрать обсадные трубы и фильтры для разных типов источников.

Виды водоносных горизонтов в Московской области

В Подмосковье можно найти 3 вида водоносных горизонтов.

Грунтовые воды

Ближе всего к поверхности залегают грунтовые воды. На этот слой раньше своими руками копали колодцы. Первый водоносный слой дает мало воды, и качество жидкости плохое. Она загрязнена химикатами, тяжелыми металлами и органическими отходами.

Межпластовые воды

Еще глубже залегают межпластовые воды. Они находятся между двумя пластами породы, которая плохо пропускает жидкость. Качество воды лучше, чем в первом слое. Но жидкость может быть загрязнена металлами и солями.

Артезианский слой

Напорный или артезианский слой находится между двумя водонепроницаемыми породам. В нем жидкость находится под давлением. Когда буровая машина пробуривает верхний пласт, жидкость поднимается по стволу.

Напорные скважины на воду обладают высокой продуктивностью. Они могут давать до 5000-7000 литров за час. Источник питания горизонта находится за десятки или сотни километров от устья. Качество жидкости очень хорошее.

Таблица глубин водоносных горизонтов в Подмосковье

В таблице приведена средняя глубина залегания 3 видов водоносных горизонтов:





Тип водоносного горизонта На какую глубину пробуривать
Грунтовый от 1 до 5 м
Межпластовый безнапорный от 12 до 25 м
Напорный от 30 до 100 м (максимум до 450 м)

Мы рекомендуем использовать для добычи воды напорный горизонт. Напорные скважины могут работать до 50 лет. Напорный горизонт дает воду, в составе которой почти нет мелкодисперсных частиц. Обсадная колонна не будет заиливаться, даже когда система простаивает.

Прочие виды источников часто заиливаются, быстро исчерпывают свой ресурс. Они будут служить максимум 12-15 лет. Исключением являются только скважины на глубокий песок (песчаник). Они могут служить до 20-25 лет.

Грунтовые и межпластовые воды сильно загрязнены. Воду из некоторых источников опасно пить, ее можно использовать только для технических целей. Напорные источники дают воду хорошего качества. Иногда ее можно пить без дополнительной очистки.

От чего зависит конструкция водоносной скважины

Устройство скважины состоит из нескольких основных элементов:

  1. Ствол. Вертикальная полость, в которую ставится обсадная колонна.
  2. Обсадные трубы. Трубы из металла или пластика, которые удерживают стенки шахты.
  3. Скважинный кондуктор. Он защищает трубы при бурении на сложных грунтах.
  4. Устье. Устьем называется верхняя часть трубы, которая остается на поверхности.
  5. Забой. Нижняя часть шахты, где на трубы устанавливаются скважинные фильтры.
  6. Статическое зеркало. Глубина, на которой останавливается водяной столб после подъема.
  7. Перфорированный фильтр — это элемент конструкции, который не дает крупным и мелким песчинкам попадать в ствол.

Конструкция обсадных труб и фильтров зависит от водоносного горизонта, на который проводится бурение. Далее мы расскажем, какое оборудование применяют для каждого вида источников.

Что такое абиссинская скважина-игла

Абиссинские скважины берут воду из межпластового ненапорного слоя. Средняя глубина ствола: 12-15 метров. Устройство конструкции требует установки трубы малого диаметра: не более 50-70 мм. Из-за узкого ствола подобная конструкция называется иглой.

Характеристики абиссинских источников:

  • При бурении машина проходит сквозь песок и гравий.
  • Дебит: 300-500 литров за час.
  • Возможно устройство иглы в подвале жилого здания.
  • Бурение абиссинской иглы занимает 1 день.
  • Для работы используют малогабаритную буровую машину.
  • Возможно создание иглы по ударно-канатному принципу.
  • Срок эксплуатации: до 10 лет.

Абиссинскую иглу можно использовать для летнего снабжения участка. Тогда оборудование нужно будет консервировать на зиму и запускать весной.

Абиссинские источники подходят для полива растений. Но для стабильного водоснабжения они не подходят. Слишком короткий срок службы и маленький дебит.

Конструкция абиссинской скважины иглы

При бурении создается шурф, в который забивается обсадная колонна. Обсадная труба изолирует ствол от попадания дождевой и талой воды. На нижней части трубы располагается копьевидный наконечник с фильтром. Фильтровая зона с отверстиями защищена металлической сеткой.

Фильтр не дает песчинкам попадать в иглу. Длина копьевидного наконечника: до 20 см. Колонна собирается из труб длиной 2-3 м. Они крепятся друг к другу резьбовыми соединениями. Места стыков полностью герметичны. В месте выхода обсадной трубы на поверхность иногда заливают бетонный цоколь.

Для подъема воды необходимо установить ручной насос или поверхностный всасывающий насос. В иглу нельзя установить погружное оборудование из-за малого диаметра. Если абиссинская игла должна работать зимой, оборудование следует разместить в теплом помещении.

Что такое скважины на первый песок

Первый водоносный песок находится на уровне 5-30 метров. На большинстве участков бурение на песок проводится за 1 день. Но линзы воды в песке залегают неравномерно. Первые несколько попыток бурения могут оказаться неудачными.

Песчаный горизонт в среднем дает 500 литров за час. Этого количества не хватит для снабжения большого коттеджа. Песчаные источники подходят для дачных домиков, для полива растений на участке. Уровень водоотдачи нестабилен, зависит от погоды и сезона.

Первый песок бывает загрязнен органическими отходами, удобрениями, бактериями, металлами и их солями. Прежде чем пить воду, рекомендуется провести анализ и подобрать систему фильтров. Источник может прослужить 10-15 лет. Но средний срок службы источников: 5-7 лет.

Конструкция песчаной скважины

Устройство песчаных источников проводится по простой схеме. Для многих участков в Московской области характерен разрез грунта:

  1. Плодородный слой почвы.
  2. Суглинок.
  3. Серая глина.
  4. Водоносный песок.
  5. Черная глина.
  6. Сухой известняк.
  7. Водоносный известняк.

Обсадная колонна проходит первые четыре слоя и упирается в черную глину. Конструкция состоит из одной трубы. Для песчаных источников подходят трубы нПВХ 125 мм. Фильтр устанавливается в песке. Для фильтрации воды применяется галунный фильтр с мелкой сеточкой. Стандартная длина сетки: 1-2 метра. Погружной насос всегда ставится выше фильтра.

Песчаные источники быстро заиливаются, особенно когда ими долго не пользуются. На фильтре скапливаются частицы песка. Самые мелкие песчинки проникают сквозь сетку и попадают внутрь ствола. Для защиты от песчинок фильтр осыпают снаружи щебнем или гравием. Но эта мера лишь замедляет процесс.

Чем отличаются скважины на первый песок и глубокий песок

В некоторых районах Московской области есть глубокий песок или песчаник. В нем также залегает питьевая вода, которую можно добывать. Средняя глубина залегания песчаника: 40-80 метров.

Прежде чем попасть в песчаник, вода проходит песок и глину. Они выступают в роли природного фильтра, который очищает воду от загрязнений.

Бурение на глубокий песок проводится в тех районах, где напорный горизонт залегают слишком глубоко (100 и более метров). Выбрав этот слой для добычи воды, можно сэкономить на работах.

Скважины на песчаник дают воду 20-25 лет. Качество воды хорошее, но анализы могут показать избыток солей жесткости. Эта проблема легко решается установкой фильтров.

При бурении на песчаник применяются те же способы обсадки, что и при бурении на известняк.

Что такое артезианские скважины

Напорный горизонт залегает между двумя пластами известняка. После вскрытия горизонта вода поднимается по стволу. Если давление внутри ствола сильное, она может дойти до поверхности и выплескиваться наружу. Такие источники называют самоизливными.

Преимущества бурения напорной скважины:

  • Источник будет давать воду минимум 50 лет.
  • Напорный горизонт дает до 5000-7000 литров за час.
  • Уровень водоотдачи всегда стабилен.
  • Хорошее качество добытой воды.
  • Один источник может обеспечить несколько домов.
  • Низкая себестоимость одного литра.
  • Вложения в источник окупятся за время его эксплуатации.

Для напорных систем подходят насосы, работающие по погружному принципу. При обустройстве устанавливается оголовок, адаптер или кессон.

Варианты конструкции артезианской скважины

Однотрубная конструкция. Устанавливается одна труба с открытым стволом. Мы устанавливаем трубы нПВХ 125 мм. Вариант для почвы, легко поддающейся обработке.

Двухтрубная конструкция. Ставятся две обсадные трубы: внутренняя — пластиковая и наружная — металлическая. Вариант для грунта с сильными подвижками слоев.

Однотрубная конструкция с кондуктором. Кондуктор ставится на обсадную трубу при прохождении сыпучих пород или плывунов.

Двухтрубная конструкция с кондуктором. Вариант установки труб для сложных грунтов: сыпучие породы, плывуны.

Простая телескопическая конструкция. Состоит из нескольких моделей обсадных труб разного диаметра. При погружении широкие трубы сменяются более узкими трубами. Вариант служит для прохождения валунов, супесей, твердого известняка.

Сложная телескопическая конструкция. Диаметр обсадных труб сужается дважды. Вариант для труднопроходимых валунов или сыпучих пород.

Бурение скважины на воду от компании ЭКОБУР

Мы выполняем бурение на воду в Москве и Московской области. Выезжаем по заявкам в соседние регионы. Бурение проводится под ключ: от разработки проекта скважины до установки заглушки. Работы продолжаются от 1 до 7 дней (чаще 2-3 дня). Гарантия на бурение: 10 лет.

Основные принципы работы компании ЭКОБУР:

  • Выезд по Московской области без предоплаты.
  • Бесплатная консультация инженера.
  • Строительство коммуникаций любой сложности.
  • Организация водоснабжения участков под ключ.
  • Работы выполняют опытные буровики.
  • Применяем обычные и малогабаритные буровые машины.
  • Устанавливаем технику известных брендов.
  • Собственный автопарк из 9 буровых установок.

На следующем этапе мы выполняем обустройство скважины. Услуга включает монтаж скважинной техники, подключение частного дома к водопроводу. При обустройстве заказчик получает систему водоснабжения, готовую к запуску.

Получите расчет проекта скважины для вашего участка

Мы предлагаем готовые варианты конструкции скважины для загородных домов. Вы можете не составлять расчеты своими руками, а получить готовое решение от инженеров. Оставьте заявку на консультацию на сайте или по телефону.

Менеджер определит, какой тип скважины подойдет для вашего участка, и какой план конструкции лучше выбрать. Вы получите расчет сметы во время телефонного разговора.

Скважина на воду принцип работы схема и устройство

Владельцы дач и загородных домов нуждаются в обустройстве собственной системы водоснабжения. Далеко не всегда для них открыта возможность подключения к центральной магистрали. В таком случае идеальным решением станет обустройство собственного источника. Прежде, чем приступить к активным действиям, следует ознакомиться с теоретическим аспектом, узнать принцип работы скважины и варианты её бурения.

Способы бурения

Перед выяснением ответа на вопрос, как устроена скважина, вполне логично будет изучение методов и устройств, способствующих её формированию. Возможные варианты бурения:

  • Алмазное бурение . Названо по типу рабочего инструмента. Применяется крайне редко из-за его высокой стоимости.
  • Турбинное бурение . Скважины на воду появляются благодаря применению турбобура. При обороте турбины он совершает поступательные движения. В процессе используются бурильные трубы.
  • Электробур . Эксплуатация устройства предполагает его предварительное подключение к источнику энергии. Процесс бурения легко контролируется с поверхности.
  • Гидродинамическое бурение . Его использование актуально для создания бесфильтровых конструкций. Незаменимо в случаях, когда важно строго придерживаться формы.
  • Шнековое бурение разрушает породу, которую после подымают наверх. Применяют при работе с мягкими породами для неглубоких скважин. Подобная методика очень популярна, но совершенно не подходит для работы с твёрдыми участками.
  • Пневмоударное бурение . Актуально для применения на небольших глубинах. Отличается высокими энергозатратами, поэтому редко используется владельцами дач.
  • Винтовые двигатели . Работа с ними напоминает турбинное бурение. Относительно небольшие габариты винта делают более комфортной его эксплуатацию. Часто используется для создания водозаборных систем на дачных участках.

Основные этапы бурения на следующем видео:

БК 1хБет выпустила приложение, теперь уже официально скачать 1xBet на Андроид можно перейдя по активной ссылке бесплатно и без каких либо регистраций.

Рекомендуем к прочтению:

Принцип работы скважины

Принцип работы идентичен для всех разновидностей водозаборных скважин. В чём он заключается?

  1. После бурения скважины производится монтаж обсадной трубы. Она может быть стальной или пластиковой, перфорированной или асбестоцементной. Подобное устройство защищает стенки от осыпания, в результате которого вода загрязняется, а источник со временем перестаёт функционировать.
  2. Первичную очистку жидкости от твёрдых частиц исполняет фильтр. Его фиксируют к нижней части обсадной колонны. Для этого выжигают или высверливают отверстия. Перфорированную часть устройства покрывают фильтровальной сеткой.
  3. Для герметизации устья используют оголовок
  4. Насос по трубам поднимает воду. Его устанавливают после устройства обсадной колонны.

Важно! Предварительно к насосу подсоединяют обратный клапан, кабель и напорную трубу. Мощность оборудования рассчитывается на основании данных – удалённость скважины от потребителя; расстояние между водоносным слоем и землёю.

  1. Водоподъёмную трубу присоединяют к водопроводной.
  2. Утепляют скважину.
  3. Устанавливаются все необходимые элементы для автоматизации водоснабжения, в том числе и система контроля давления.

Функциональные узлы скважины

Скважина имеет достаточно много элементов:

  • Водозабор. Для его устройства характерно наличие сетки и обратного клапана.
  • Всасывающая магистраль. Через неё вода поступает в корпус насоса или насосной станции.
  • Непосредственно насос. Всасывает жидкость и под давлением поднимает её вверх.
  • Реле давления.
  • Гидроаккумулятор. Защищает от гидроударов.
  • Электромотор.

Инвентарь для обустройства скважины

Чтобы наладить работу скважины, нужно использовать следующие элементы:

  • Насос со страховочным тросом и электрокабелем для последующего подключения.
  • Автоматическое устройство, которое будет регулировать напряжение и беречь двигатель от перегревания.
  • Гидропневмобак. Его задача – защитить от гидравлических ударов, отрегулировать давление, уменьшить частоту включений-выключений насоса. Размеры бака варьируют от 10 до 10000 литров. Оптимальный объём для среднестатистического дома – 100 л.
  • Кессон. Стальной бак служит для защиты оборудования, необходимого для подъёма воды. Устанавливается на глубине 0,5-1 м.

Внимание! Конструкцию обязательно нужно утеплить и гидроизолировать.

  • Провод (который обеспечивает бесперебойное снабжение) и водопроводные трубы (выводят от кессона к дому).

Последовательность подключения элементов

Схема подключения скважины на воду имеет следующий порядок:

Рекомендуем к прочтению:

  • Снаружи обустройство водопровода начинается с определения показателей: глубина источника и мощность насоса. Большинство насосных агрегатов имеют встроенный обратный клапан, в противном случае его нужно будет установить.

Важно! Обратный клапан удерживает воду под давлением.

  • Присоединение трубопровода не должно вызывать каких-либо сложностей. Их монтируют после соединение обсадных труб с оголовком и муфтой. Следует обязательно убедиться в герметичности мест стыковки, иначе труба может сорваться в процессе эксплуатации. Диаметр водопроводных труб должен превышать 3,2 см.
  • Между скважиной и домом вырывают ров. Трубы прокладывают на глубине 0,5-1 м и утепляют минватой.
  • Решив поставлять воду при помощи надземных коммуникаций нужно также позаботиться об их утеплении. Иногда для этого прокладывают греющий электрокабель.
  • В заключение внешних работ в фундаменте здания пробивают отверстие около 5 см. вставляют в него гильзу и вводят трубы. Участок герметизируют монтажной пеной.

Обустройство скважины на воду можно посмотреть на видео:

Схема устройства скважины

Обустройство скважины может иметь различные вариации. Схема зависит от материалов изготовления и вида скважины.

В целом схема устройства выглядит так:

  • Вода поднимается из водоносного слоя, проходит сквозь фильтр и оказывается внутри выработки с круглым сечением.
  • Включённый насос направляет жидкость по водопроводной трубе.
  • Вода движется вверх и попадает в приёмник, а оттуда в водопровод.

Конструкция артезианской скважины наглядно отражена на фото:

Устройство скважины на воду | Как устроена скважина для воды

Конструктивные особенности артезианских и песчаных скважин.


Скважины являются очень удобным источником воды. Они не зависят от функционирования центрального водоснабжения, обладают более высоким качеством воды. Конструкция и внутреннее устройство скважин зависят от их вида. Основными являются артезианская и песчаная. Рассмотрим особенности каждой из них.

Артезианская скважина

Это самый эффективный и дорогостоящий способ подачи воды. Глубина артезианских скважин составляет варьируется от 40 до 300 метров в различных районах Подмосковья. Бурят их между двумя водоупорными слоями. Качество воды, которую получают с их помощью, значительно выше по сравнению с остальными. Вода в них присутствует постоянно. Очень редко засоряется фильтр, расположенный в нижней части подающей трубы. Вода практически не содержит патогенные микроорганизмы. Долговечность такого сооружения составляет около 50 лет.

Рассмотрим, как устроена скважина для воды, такого типа.

Ее строительство начинается с бурения в грунте отверстия, доходящего до известняка. В него опускают обсадную трубу 1 с установленным на конце фильтром. Под естественным давлением грунта влага заполняет ее полость. Далее по территории известняка проходит открытый ствол обсадной трубы меньшего диаметра 2. Она обеспечивает подачу воды в скважину.

Жидкость пребывает здесь под значительным напором и поднимается выше известняка. Благодаря этому скважинный насос 3 может размещаться внутри обсадной трубы ниже динамического уровня воды примерно на 10 м. На ней для крепления трубопроводов должна присутствовать резьба. Применять сварочный аппарат в этих целях не рекомендуется. Колонна артезианской скважины должна быть совершенно герметичной. Помимо защиты от осыпания грунта она должна защищать водоносный горизонт от различных стоков.

Описанный выше вариант является классическим. Существуют еще артезианские скважины с двойной обсадкой, кондуктором, с переходом на трубы меньшего диаметра.

Песчаная скважина

Скважина, созданная на песке, питается водой с водоносных линз. Бурение может осуществляться как до песка, так и до гравийных прослоек. Пробурить такое сооружение удается не всегда. Бывает, что в обнаруженной линзе слишком мало воды и дальнейшее бурение нецелесообразно. Во время работ шнек может упереться в твердый валун. Это также не позволит выполнять дальнейшие работы.


Вода в песчаных скважинах находится в рыхлом грунте, при ее откачивании необходим специальный фильтр. Добраться до водоносного слоя можно за 2-3 дня даже ручным способом. При наличии специальной техники скорость работы возрастает, и скважина может быть готова за 1 день. Чтобы стены сооружения не осыпались и не загрязняли воду, по всей его глубине устанавливают перфорированные обсадные трубы. Чаще всего их диаметр составляет 125 мм.

Забор воды происходит через сетчатый фильтр. Размер его ячеек зависит от вида грунта. Он задерживает ил, мелкие камни, песок. Без фильтра в систему водоснабжения могут попасть механические частицы и вывести ее из строя. Чтобы продлить период работы, на дно засыпают гальку, которая выполняет функции дополнительного фильтра. Для перекачивания воды необходим специальный погружной насос. Его подбирают с учетом производительности скважины и потребности в воде. Насосное оборудование устанавливают внутри обсадной трубы.

Глубина сооружения на песке достигает 50 м. Насос в ней обычно устанавливают на высоте 10-30 м от дна. В дальнейшем от него прокладываются трубы из нержавеющей стали. Чем глубже находится водоносный слой, тем чище вода.

Принцип работы скважины на воду этого типа заключается в следующем. Вода из водоносного слоя через фильтр проникает в скважину. После включения погружного насоса он начинает нагнетать влагу по водонапорной трубе. Она подается наверх в приемник и перемещается по наружному водопроводу. Далее через насосную станцию вода переходит во внутренний трубопровод.

При правильной эксплуатации такая скважина способна прослужить около 15 лет. Долговечность службы действительно прямо пропорциональна периодичности использования. Только регулярное откачивание воды может предотвратить заиливание установки. Еще одним способом продлить срок службы такой скважины является своевременная очистка и замена фильтра.

В чем заключается принцип работы скважин на воду

«… А потому что без воды и не туды и не сюды!» – давно уже всем знакомая строчка из старой песни. И эти слова на 100% справедливы. Без источника живительной влаги совершенно невозможно обойтись. В городских условиях эта проблема решается по средствам централизованного водопровода, который есть в каждом жилом, административном или любого другого рода строениях.

На приусадебных участках в садоводческом сообществе или же в домах, построенных в загородном коттеджном поселке дело обстоит немного иначе. Не всегда есть возможность протянуть водопроводную магистраль в удаленные от города уголки. В такой ситуации крайне необходимо извлекать воду из недр земли. Скважина на воду — великолепное решение в данной ситуации.

Разновидности скважин

По глубине бурения скважины делятся на два типа:

  • Водоносные скважины на песок.
  • Артезианские скважины.

Скважина на песок

Великолепный источник воды в тех местах, где централизованная магистраль недоступна. Подойдет как для приусадебных участков в дачном кооперативе, так и для загородного дома. Преимуществами этой скважины является простота и относительно небольшая стоимость работ. Время, которое уйдет на обустройство системы, составляет приблизительно 2-3 дня. Все будет зависеть от глубины залегания водоносного слоя.

Скважину такого типа можно выполнить двумя способами:

  • Ручной. Прохождение слоев грунта производится канатно-ударным способом.
  • С привлечением малых буровых установок. Для обеспечения выполнения работ на участок привозится небольшая станция, которая под контролем специалистов и выполняет процесс бурения.

Многие специалисты рекомендуют прибегать ко второму методу, так как он позволяет провести монтаж обсадной трубы с диаметром, необходимым для установки погружного насоса.

Однако, у этих скважин есть некоторые недостатки. Первый и основной в этом списке — перебои с подачей воды, связанные с сезонными перепадами уровня живительной влаги в водоносном слое. Второй и не менее важный фактор — необходимость периодического обслуживания скважины. Это по большей части касается владельцев дачных домиков, в которых вода необходимо только по сезону.

Все заключается в том, что фильтр, который устанавливается непосредственно в скважине подвергается заиливанию. Поэтому подъем воды должен быть постоянным. Ну и последний важный момент — срок службы. В зависимости от интенсивности использования ресурсов, он может составлять от пяти до пятнадцати лет.

Артезианская скважина

Более дорогостоящий и в тот же самый момент эффективный способ централизованной подачи воды. При обустройстве скважин такого типа применяется крупная техника, которая позволяет углубиться приблизительно на 200-300 метров. Качество извлекаемой на поверхность воды намного лучше, чем у той, которая выкачивается из песчаного слоя. Также практически не засоряется фильтр, который устанавливается в нижней части подающей трубы, диаметр которой может составлять 219 мм. Постоянство наличия живительной влаги может быть гарантирована на 99%, а срок службы достигает 50 лет.

Но даже и такие скважины имеют свои минусы:

  • В зависимости от глубины залегания водоносного слоя, вода может содержать в своем составе самые разные соединения железа, которые требуют установки дополнительной системы фильтрации.
  • Высокая стоимость проведения бурильных и монтажных работ.
  • Обязательное согласование проекта и получение разрешения на бурение артезианской скважины.

Принцип работы скважины

На фото принципе работы скважины

Для начала кратко о самой конструкции. В почве бурится отверстие, в которое потом опускается обсадная труба с установленным на конце фильтром. Его функция заключается в очистке воды от мелких частиц песка или иных нерастворимых составов. Далее, вода под естественным давлением грунта заполняет пустоту обсадной трубы на определенный уровень, который принято называть статическим.

Существует и второй показатель — динамический уровень. Он указывает отметку в стволе скважины, ниже которой при интенсивном использовании ресурса вода не опускается. В зависимости от насыщенности водоносного слоя и его толщины, она может быть разной и при бурении скважин на песок настоятельно рекомендуется устанавливать насосное оборудование с защитой от сухого хода.

После того как бурильные работы окончены и установлена обсадная труба, в ствол скважины опускается насосное оборудование, к которому заранее подсоединен обратный клапан, напорная труба и питающий электрический кабель. Как правило, это глубинный погружной насос, мощность которого необходимо рассчитать исходя из удаленности водоносного слоя от поверхности земли и расстояния от скважины до потребителя.

Стоит отметить, что в тех случаях, когда скважина бурится на песок, невзирая на фильтр, установленный внизу, необходимо приобретать насос, конструктивные особенности которого позволяют прокачивать воду с небольшим содержанием мелких песчаных фракций.

После того как напорный трубопровод выведен наверх, к нему подсоединяется автоматическая система контроля давления в магистралях потребителей и специальный гидроаккумулятор. Конечно, это немного повлияет на стоимость обустройства скважины, но впоследствии поможет избежать неприятностей, связанных с преждевременной остановкой насосного оборудования.

Несколько рекомендаций по выбору материалов

По принципу работы погружные насосы делятся на два вида: центробежные и вибрационные. Для того чтобы скважина работала долго и бесперебойно, необходим монтаж насоса центробежного принципа действия, так как вибрационные могут разрушить стенки обсадной трубы, что пагубно скажется на дальнейшей работе скважины.

При выполнении напорной магистрали необходимо использовать поливинилхлоридные трубы.

Для обсадной трубы есть несколько вариантов и выбор будущего ствола напрямую зависит от состава грунта и наличия плывунов (либо непластифицированный поливинилхлорид, либо сталь).

Схема скважины на воду | Схема установки оборудования на устье артезианской скважины с глубинным насосом

  • Главная
  • Схема скважины на воду для частного дома

Скважинный насос (1) располагается на глубине ниже 10 метров от динамического уровня воды. По трубе (2) вода поднимается наверх в кессон (4).


Кессон — это конструкция, обеспечивающая скважину теплоизоляционной и герметичной защитой, а также в нем размещается оборудование автоматики. Кессон монтируется на обсадную трубу и сваривается с нею. Такое соединение обеспечивает дополнительную герметичность скважины на воду.

Трубопровод из скважины выходит на поверхность через специальный герметичный оголовок (3). Он представляет собой два фланца, один из которых приварен к обсадной трубе, а второй крепится к первому с помощью болтов.



Обустройство скважины с кессоном


Выход обсадной трубы осуществляется под люк кессона, а не в центр дна. Поскольку при монтаже/демонтаже скважинного насоса (1) должна быть возможность беспрепятственно опускать необходимый инструмент. Такой вход обсадной трубы в кессон (4) позволяет сэкономить немало пространства, которое займет оборудование автоматики (6). Так, мембранный водный аккумулятор (5) на 100 л (чего достаточно даже для большого дома) легко размещается в кессоне.




Далее из кессона выводится труба для подачи воды и кабель электропитания скважинного насоса. Труба выходит или на поверхность (например, для поливочного крана), или прокладывается до строения. Для этого используются специальные фитинги (7) и запорная арматура (8).

Кабель питания подводится к специальному блоку (6), который управляет насосом. Этот блок управления включает в себя манометр и реле давления, совместно с мембранным баком эта система обеспечивает беспрерывную подачу воды в строение с постоянным напором. От блока кабель через герметичный ввод в оголовке (3) подходит к насосу для его электроснабжения.


Схема скважины с несколькими точками водопотребления


Описанная выше схема обустройства предполагает самый простой случай (небольшой дом с небольшим водопотреблением). Для случаев, когда вода поступает в два направления и более (например, помимо жилого строения и для полива, в баню или в фонтан на участке) необходимо учесть ряд дополнительных элементов и расширенную гребенку. С финансовой точки зрения эти изменения в обустройстве незначительны.



При обустройстве системы учитывайте периодичность ее использования. Если вы в доме проживаете круглый год, то необходимо кессон и трубы прокладывать ниже глубины промерзания грунта.

Единственное условие эксплуатации такой системы на даче – необходимо предусмотреть возможность слива воды из трубопровода обратно в скважину. Это сохранит трубопроводную сеть, оборудование и всю систему в рабочем состоянии до следующего дачного сезона.



Почему мы обустраиваем скважины именно так


С 2009 года мы обустроили более 5000 скважин для частных домов и накопили множество материалов по некачественному решению задачи автономного водоснабжения. Представленный ниже фото материал лишь малая часть примеров, из-за которых владельцы частных домов были вынуждены возвращаться к вопросам устройства скважины и тратить дополнительные средства и нервы.




Сборка обсадной колонны на сварке зависит от человеческого фактора и не подвергается контролю. В результате, преждевременная сквозная коррозия обсадной колонны на сварочных стыках.

Резьбовое соединение труб меньше зависит от человеческого фактора и используется большинством буровых компаний.



Тонкостенные трубы при резьбовом соединении прослужат недолго.

Мы используем трубы с толщиной стенки не менее 4,5 мм, что обеспечивает герметичность обсадной колонны несколько десятилетий.





Мы не сторонники кессонов из бетонных колец, которые не защищают устье скважины от грунтовых вод.

Стальные или пластиковые кессоны обеспечивают должную защиту.



Гибкие подводки служат около 5 лет.

Полипропиленовые трубы служат порядка 50 лет.



При вводе коммуникаций в кессон запрещено делать разъемные соединения в недоступных местах – соединение трубы ПНД с металлическим ниппелем за стенкой кессона в земле.

Мы пропускаем трубу ПНД внутри ниппеля с дальнейшей герметизацией внутри кессона.



Нельзя глубинный насос монтировать на шланге, так как он не рассчитан на давление 4 бар.

В качестве водоподъемной трубы мы применяем ПНД-трубы, которые рассчитаны на давление до 16 бар.





В кессоне устье водозаборной скважины дополнительно защищается герметичным оголовком. Однако при выполнении ремонта мы столкнулись с вариантом монтажа насоса с применением скважинного адаптера в кессоне и декоративным оголовком, что лишено здравого смысла. Не доверяйте свою скважину дуракам!



На смену стальным оголовкам пришли полимерные, которые надежны, эстетичны и компактны.



Горловина кессона должна возвышаться на высоту, обеспечивающую невозможность попадания поверхностной воды через нее.



Прокладывайте в траншеях полимерные трубопроводы, а не стальные.

Трубы ПНД служат 50 лет, а металл подвержен коррозии.



Задайте вопрос инженеру: (495) 649-8593


11 доводов, почему мы можем рассчитывать на Ваше доверие.

Насосы и системы для водяных скважин

Если вы живете в городе, вы, вероятно, не особо задумываетесь о том, как вода, которую вы используете каждый день, попадает в ваш дом. Даже в небольших деревнях часто имеется сеть водопроводных труб, по которым вода транспортируется в каждый дом по соседству. Все, что вам нужно знать, — это как открыть кран у раковины.

Переместитесь на несколько миль за город, и картина изменится. В то время как внутренние механизмы все еще — к счастью — невидимы, ваше водоснабжение не зависит от соседнего по дороге.В каждом доме есть собственный колодец, из которого можно набирать воду. Более того, в каждом доме есть своя электромеханическая система для подачи воды из колодца в дом. В основе каждой системы лежит насос, и наиболее распространенными типами являются струйные и погружные насосы.

Типы скважин

Во многих районах страны найти питьевую воду так же просто, как достать лопату и выкопать яму в земле.Хорошо, может быть, слово «легкий» не совсем подходящее, но там, где уровень грунтовых вод находится всего на несколько футов ниже поверхности земли, часть битвы может быть уже окончена. В такой ситуации с неглубоким колодцем поднять воду до дома будет немного проще, хотя бы потому, что расстояние, на которое вы должны переместить ее, невелико.

Если в вашем районе невысокий уровень грунтовых вод или отсутствует стабильный запас питьевой воды у поверхности, вы должны копать глубже, чтобы добиться того же результата.А поскольку глубокий колодец означает, что воду нужно поднимать дальше, стратегии его перемещения меняются.

Насосы для неглубоких скважин

В наши дни наиболее распространенным насосом для неглубоких скважин является струйный насос. Струйные насосы устанавливаются над колодцем в доме или в колодце и забирают воду из колодца посредством всасывания (см. Схему одноструйной системы струйного насоса на следующей странице). Поскольку здесь задействовано всасывание, атмосферное давление — вот что действительно делает работу.Думайте о системе как о длинной соломинке. Когда вы всасываете соломинку, вы создаете в ней разрежение над водой. Когда создается вакуум, вес воздуха или атмосферное давление толкает воду вверх по соломе. Следовательно, высота, на которую вы можете поднять воду с помощью струйного насоса для неглубоких скважин, зависит от веса воздуха. Хотя давление воздуха меняется с высотой, обычно ограничивают глубину неглубокой скважины с приводом от струйного насоса примерно до 25 футов.

Струйные насосы создают всасывание по-новому.Насос приводится в действие электродвигателем, который приводит в движение крыльчатку или центробежный насос. Рабочее колесо перемещает воду, называемую приводной водой, из колодца через узкое отверстие или струю, установленную в корпусе перед крыльчаткой. Это сужение струи приводит к увеличению скорости движущейся воды, как насадка в садовом шланге. Когда вода выходит из струи, создается частичный вакуум, который всасывает дополнительную воду из колодца. Сразу за форсункой находится увеличивающаяся в диаметре трубка Вентури.Его функция — замедлить движение воды и повысить давление. Перекачиваемая вода — новая вода, которая забирается из скважины за счет всасывания струи — затем объединяется с вытесняющей водой и выводится в водопроводную систему под высоким давлением.

Поскольку струйные насосы для неглубоких скважин используют воду для забора воды, их обычно необходимо залить водой, прежде чем они начнут работать. Чтобы вода в насосе и водопроводной системе не стекала обратно в колодец, на линии подачи к насосу устанавливается односторонний обратный клапан.

Преодоление барьера глубины

К сожалению, в поисках воды вам, возможно, придется пройти чуть глубже 25 футов. Удивительно, но с помощью струйного насоса это все еще можно сделать. Он просто включает в себя отделение струи от двигателя и корпуса крыльчатки и размещение струйного узла в воде (см. Схему системы двойного струйного насоса). В типичной конфигурации струйного насоса для глубокой скважины одна труба, прикрепленная к корпусу крыльчатки, направляет воду вниз в корпус струи, расположенный примерно на 10-20 футов.ниже минимального уровня воды в колодце. Вторая труба соединяет выходную сторону корпуса форсунки с насосом.

У струи увеличение скорости воды создает частичный вакуум, который втягивает стоячую воду из колодца во вторую трубу, а затем обратно в насос и водопроводную систему. В струйных насосах для глубоких скважин используется как всасывание струи для подачи воды в систему, так и давление, создаваемое крыльчаткой для подъема воды.

Чтобы предотвратить перекачку скважины, установка струйного насоса для глубокой скважины может включать в себя 35-футовый насос.-длинная выхлопная труба. Он соединен с всасывающим концом корпуса форсунки и спускается в скважину. Если уровень воды опускается ниже уровня корпуса водомета, насос работает так же, как и насос для неглубоких скважин. Пока скорость потока падает, вода будет доступна до тех пор, пока уровень не упадет ниже примерно 25 футов от корпуса форсунки — предел для неглубокого насоса. Выхлопная труба длиной 35 футов эффективно гарантирует, что скважина никогда не будет откачана. Конечно, высота струи над уровнем воды влияет на производительность.Чем дальше он находится, тем менее эффективна перекачка.

Как и системы для мелководных скважин, струйный насос в системе для глубоких скважин необходимо заправить для работы. Обратный клапан в нижней части трубопровода колодца предотвращает слив воды из труб и насоса. Струйные насосы с двумя или более рабочими колесами называются многоступенчатыми.

Переход к источнику

Хотя струйный насос может надежно обрабатывать скважину глубиной в несколько сотен футов, более эффективное решение — переместить насос в скважину, чтобы вместо подъема воды он толкал ее вверх.Типичный погружной насос характеризуется длинной цилиндрической формой, которая помещается внутри обсадной трубы скважины. Нижняя половина состоит из герметичного двигателя насоса, который подключен к наземному источнику питания и управляется проводами. Фактическая половина насоса состоит из ряда установленных друг на друга рабочих колес, каждая из которых разделена диффузором, который направляет воду вверх по трубе в водопроводную систему.

В современных установках обсадная труба скважины за пределами дома соединяется с водопроводной системой трубой, идущей под землей в подвал (см. Схему системы погружных насосов).Эта горизонтальная труба присоединяется к трубе скважины с помощью соединителя, называемого безамбарным адаптером. Функция адаптера заключается в обеспечении доступа к насосу и трубопроводу скважины через верхнюю часть обсадной трубы, одновременно направляя воду из насоса в водопроводную систему.

Хотя погружные насосы более эффективны, чем струйные насосы, в доставке большего количества воды для двигателя того же размера, проблемы с насосом или двигателем потребуют извлечения агрегата из обсадной трубы — эту работу лучше доверить профессионалам. Однако подводные аппараты известны своей надежностью и часто без обслуживания выполняют свою роль от 20 до 25 лет.Погружные насосы также могут использоваться в неглубоких скважинах. Однако ил, песок, водоросли и другие загрязнения могут сократить срок службы насоса.

Общие элементы

Независимо от того, какая у вас система, компоненты на выходе всех насосов одинаковы.

Насосы не предназначены для непрерывной работы, и они не запускаются каждый раз, когда вы открываете кран или спускаете воду из унитаза. Чтобы обеспечить постоянное давление воды в приспособлениях, насос сначала перемещает воду в резервуар для хранения.Внутри современного резервуара находится воздушный пузырь, который сжимается при закачке воды. Давление в резервуаре — это то, что перемещает воду через домашнюю водопроводную систему.

Когда давление достигает заданного уровня, который может составлять от 40 до 60 фунтов на квадратный дюйм, переключатель останавливает насос. Поскольку вода используется в доме, давление начинает снижаться до тех пор, пока после падения примерно на 20 фунтов на квадратный дюйм переключатель не включает насос, и цикл повторяется. Вы найдете манометр, установленный на резервуаре, с проводами, ведущими к переключателю, который управляет насосом.

Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты. Вы можете найти больше информации об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

% PDF-1.4
%
115 0 объект
>
эндобдж
xref
115 114
0000000016 00000 н.
0000002650 00000 н.
0000002836 00000 н.
0000002990 00000 н.
0000003741 00000 н.
0000006520 00000 н.
0000006587 00000 н.
0000006701 00000 п.
0000006800 00000 н.
0000006860 00000 н.
0000007014 00000 н.
0000007074 00000 н.
0000007195 00000 н.
0000007323 00000 н.
0000007383 00000 п.
0000007443 00000 н.
0000007571 00000 н.
0000007631 00000 н.
0000007779 00000 п.
0000007839 00000 п.
0000007964 00000 н.
0000008080 00000 н.
0000008140 00000 н.
0000008199 00000 н.
0000008368 00000 н.
0000008427 00000 н.
0000008548 00000 н.
0000008644 00000 н.
0000008703 00000 п.
0000008764 00000 н.
0000008876 00000 н.
0000008937 00000 н.
0000008998 00000 н.
0000009154 00000 н.
0000009315 00000 п.
0000009477 00000 н.
0000009626 00000 н.
0000009791 00000 н.
0000009932 00000 н.
0000011152 00000 п.
0000011394 00000 п.
0000012617 00000 п.
0000012861 00000 п.
0000013090 00000 н.
0000013193 00000 п.
0000014407 00000 п.
0000014655 00000 п.
0000014905 00000 н.
0000016118 00000 п.
0000016351 00000 п.
0000017575 00000 п.
0000018792 00000 п.
0000019034 00000 п.
0000019273 00000 п.
0000020492 00000 п.
0000021710 00000 п.
0000021771 00000 п.
0000022009 00000 п.
0000022038 00000 п.
0000022068 00000 п.
0000022098 00000 п.
0000023315 00000 п.
0000023551 00000 п.
0000024773 00000 п.
0000024796 00000 п.
0000027242 00000 н.
0000028460 00000 п.
0000028698 00000 п.
0000028721 00000 п.
0000031193 00000 п.
0000031216 00000 п.
0000033370 00000 п.
0000033393 00000 п. O% Opih 촤 ܴ, ш; WvG]; I

Гидравлический поршневой насос: 10 ступеней (с изображениями)

Итак, мы переходим к работе насоса.

Когда начинается цикл насоса, вода течет вниз по стояку и вверх через поворотный обратный клапан. Вода начинает течь все быстрее и быстрее вокруг заслонки в обратном клапане, пока трение не подтянет заслонку вверх, захлопнув ее. Это вызывает скачок давления в корпусе насоса, так как воде, текущей по стояку с некоторой скоростью, больше некуда идти. Это давление сбрасывается за счет того, что часть воды течет через пружинный обратный клапан на сторону напорной камеры насоса.Пройдя через поворотный обратный клапан, он не может вернуться и должен оставаться там. Когда перепад давления на пружинном обратном клапане упадет, клапан закроется, и вода перестанет течь через него. Более низкое давление позволит обратному клапану снова открыться, начиная цикл заново.

Устранение неполадок

А что, если этого не произойдет? Ну, обо всем по порядку, проверьте и убедитесь, что он «включен». То есть убедитесь, что клапаны 1-1 / 4 «и 3/4» действительно открыты.

Иногда вода будет вытекать из обратного клапана, затем клапан захлопывается, но ничего не происходит. Если это произойдет, нажмите на заслонку в обратном клапане, чтобы открыть ее снова, и позвольте циклу снова начаться. Теоретически этим насосам для работы требуется некоторое противодавление (поступающее со стороны напорного бака), но у меня никогда не было проблем с запуском моего с помощью простого постукивания и возни.

Тюнинг

Теперь, когда он работает, можете ли вы сделать его лучше? Вы обнаружите, что существует максимальная высота, на которую насос может доставить воду.Будьте терпеливы, пытаясь найти это, так как насосу требуется некоторое время, чтобы достичь давления, необходимого для подъема воды все выше и выше. Существуют формулы, которые расскажут вам, на какую высоту вы теоретически можете перекачивать воду, исходя из напора воды в источнике. Не стесняйтесь искать их.

Регулировка поршневых насосов в основном связана с изменением скорости воды, что приводит к закрытию поворотного обратного клапана. Более высокая скорость воды приведет к большему скачку давления, что позволит вам перекачивать на большую высоту.Но это также приведет к более медленному циклу, поэтому вы будете качать медленнее. Если клапан закрывается при более низкой скорости воды, воде потребуется меньше времени, чтобы достичь этой скорости, поэтому насос будет работать быстрее, а вода будет перекачиваться быстрее, но вы не сможете перекачивать с такой высокой скоростью. Так что это компромисс. Однако имейте в виду, что он будет работать без помех 24 часа в сутки, поэтому, объединив его со сборным баком, вы можете получить приличный запас воды.

Чтобы настроить эту особую конструкцию, вы воспользуетесь тем, как сила тяжести действует на заслонку.Когда обратный клапан направлен прямо вверх в воздухе, полная сила тяжести удерживает заслонку вниз, поэтому вода должна проходить мимо заслонки быстрее, чтобы создать сопротивление, достаточное для поднятия полного веса заслонки. Вращая насос вокруг главной линии, вы перемещаете заслонку под углом к ​​силе тяжести, так что для ее перемещения требуется меньшее сопротивление. Вы могли бы довольно легко решить все это с помощью небольшого триггера, но я думаю, что это принесет вам мало пользы в этой области.Просто поиграйте с этим, вы должны найти позицию, которая хорошо подходит для вашего приложения.

Нет питания?
Ну нет. Этот насос получает свою мощность от потенциальной энергии воды, поднимающейся вверх, и за счет растраты (не в плохом смысле) большей части воды, протекающей по стояку. Он перекачивает лишь небольшую часть воды, которая действительно проходит по этой трубе. Но это нормально, если у вас уже течет ручей по склону холма. Раньше вы ничего не делали со всей этой потенциальной / кинетической энергией.Теперь ты. Ура вам!

Самодельный гидравлический поршневой насос для воды для скота

Одним из наиболее сложных аспектов развития пастбищ и пастбищ является обеспечение доступа к надежному водоснабжению для скота. В некоторых случаях существующие ручьи, ручьи или пруды обеспечивают домашний скот питьевой водой. Когда поверхностный источник воды недоступен, можно пробурить скважины и установить насосы для обеспечения водой животных. В некоторых случаях поверхностная вода может быть доступна, но недоступна для домашнего скота из-за проблем с качеством воды, крутых спусков или проблем с ограждением.

Обеспечение источника электроэнергии в таком месте для насоса может быть дорогостоящим. Использование насоса с приводом от двигателя внутреннего сгорания может потребовать осмотра и внимания несколько раз в день, а также регулярной подачи топлива. Носовые насосы и стропные насосы могут быть эффективно использованы в некоторых из этих ситуаций, но эти насосы не будут работать, если разница высот между источником воды и пастбищем превышает двадцать футов. Насосы на солнечной энергии — отличный вариант, но они могут быть дорогими в зависимости от расхода и давления, необходимых в системе.

Рис. 1. Самодельный гидроцилиндр 3/4 дюйма с фитингами из ПВХ. Во время работы вода течет справа налево. Изображение предоставлено: В. Брайан Смит, Университет Клемсона.

Одним из возможных решений для обеспечения домашнего скота питьевой водой в удаленных местах является гидроцилиндровый насос. Сообщается, что первая разработка гидроцилиндра была завершена Джоном Уайтхерстом в 1772 году, и первая автоматическая версия гидроцилиндра была разработана Джозефом Монгольфье в 1796 году. 1 Различные компании в Англии и США производили чугунные версии гидроцилиндров с начала 1800-х годов. Гидравлические поршневые насосы могут поднимать воду на значительную высоту и не требуют внешнего источника энергии.

Продаваемые в продаже насосы с гидроцилиндром служат десятилетиями, но они довольно дороги. Простой самодельный гидроцилиндр из ПВХ (поливинилхлорида) (рис. 1) может быть построен за 150–200 долларов в зависимости от материальных затрат в вашем районе и размера построенного насоса.Эти самодельные насосы прослужат несколько лет, если не дольше, и могут позволить фермеру увидеть, как будет работать такой насос, прежде чем вкладывать средства в более дорогую коммерческую установку.

Работа гидравлического поршневого насоса

Гидравлические поршневые насосы работают за счет давления, создаваемого ударной волной «гидроудара». Любой движущийся объект обладает силой инерции. Энергия требуется, чтобы привести объект в движение, и энергия также потребуется, чтобы остановить движение, причем больше энергии требуется, если движение начинается или останавливается быстро.У потока воды в трубе также есть инерция (или импульс), которая сопротивляется резким изменениям скорости. Медленное закрытие клапана позволяет этой инерции со временем рассеиваться, вызывая очень небольшое повышение давления в трубе. Очень быстрое закрытие клапана вызовет скачок давления или ударную волну, когда поток воды остановится, который движется обратно по трубе — очень похоже на остановку поезда, когда отдельные вагоны поезда ударяют по муфте перед ними в быстрой последовательности, когда тормоза применяемый. Чем быстрее закрывается клапан, тем сильнее создается ударная волна.Более быстрый поток воды также вызовет более сильную ударную волну, когда клапан закрыт, поскольку задействована большая инерция или импульс. Более длинная труба по той же причине вызовет более сильную ударную волну.

Гидравлический плунжер использует поток воды без давления в трубе, проходящей от источника воды к насосу (называемой «приводной» трубой). Этот поток создается путем размещения гидроцилиндра на некотором расстоянии ниже источника воды и прокладки приводной трубы от источника воды к насосу. Гидравлический цилиндр оснащен двумя обратными клапанами, которые являются единственными движущимися частями в насосе.

На рисунках 2-6 ​​представлены пошаговые иллюстрации, поясняющие принцип работы гидроцилиндра гидроцилиндра.

Рисунок 2. Шаг 1: Вода (синие стрелки) начинает течь через приводную трубу и выходит из «сливного» клапана (№ 4 на схеме), который изначально открыт. Вода течет все быстрее и быстрее по трубе и выходит из сливного клапана. Изображение предоставлено: В. Брайан Смит, Университет Клемсона.

Рисунок 3. Шаг 2: В какой-то момент вода движется через сливной клапан (# 4) так быстро, что толкает заслонку клапана вверх и захлопывает ее.Вода в трубе двигалась быстро и имела значительную инерцию, но весь вес и инерция воды останавливаются закрытием клапана. Это создает скачок высокого давления (красные стрелки) на закрытом сливном клапане. Пик высокого давления выталкивает немного воды (синие стрелки) через обратный клапан (№ 5 на схеме) в напорную камеру. Это немного увеличивает давление в этой камере. «Скачок» давления в трубе также начинает двигаться от выпускного клапана вверх по приводной трубе (красные стрелки) со скоростью звука и сбрасывается на входе в приводную трубу.Изображение предоставлено: В. Брайан Смит, Университет Клемсона.

Рис. 4. Шаг 3: После того, как волна высокого давления достигает входа в приводную трубу, «нормальная» волна давления (зеленые стрелки) возвращается по трубе к сливному клапану. Обратный клапан (# 5) может все еще немного приоткрыт в зависимости от противодавления, позволяя воде попадать в напорную камеру. Изображение предоставлено: В. Брайан Смит, Университет Клемсона.

Рис. 5. Шаг 4: как только волна нормального давления достигает сливного клапана, волна низкого давления (коричневые стрелки) проходит вверх по приводной трубе, что снижает давление на клапанах и позволяет сливному клапану открыться. и обратный клапан (# 5), чтобы закрыть.Изображение предоставлено: В. Брайан Смит, Университет Клемсона.

Рис. 6. Шаг 5: Когда волна низкого давления достигает впускного отверстия приводной трубы, волна нормального давления проходит по приводной трубе к клапанам. Нормальный поток воды из-за того, что источник воды возвышается над гидроцилиндром, следует за этой волной давления, и начинается следующий цикл. Изображение предоставлено: В. Брайан Смит, Университет Клемсона. Цикл гидроцилиндрового насоса, описанный на рисунках 2-6, может повторяться от сорока до девяноста раз в минуту в зависимости от перепада высоты до гидроцилиндра, длины приводной трубы от источника воды до гидроцилиндра и используемого материала приводной трубы.Изображение предоставлено: В. Брайан Смит, Университет Клемсона.

Типовые установки гидроцилиндрового насоса

Рис. 7. Типичная установка гидроцилиндра гидроцилиндра с отмеченным (а) приводной трубой, (b) нагнетательной трубой и (c) размещением гидроцилиндрового насоса. Изображение предоставлено: В. Брайан Смит, Университет Клемсона.

В своей простейшей форме установка гидроцилиндрового насоса включает в себя приводную трубу для подачи воды от источника воды к насосу, гидроцилиндровый насос и нагнетательную трубу для забора воды от насоса к желобу или месту, где вода течет. необходимо (рисунок 7).

Размер приводной трубы определяет фактический размер насоса, а также определяет максимальную скорость потока, которую можно ожидать от насоса. Поскольку эффективность насоса зависит от захвата как можно большей части ударной волны гидроудара, лучшим материалом для приводной трубы для установки гидроцилиндра является стальная оцинкованная труба. Большинство животноводов вместо них используют трубы из ПВХ из-за более низкой стоимости и сложности установки и сборки стальных оцинкованных труб. Гидравлические плунжерные насосы, использующие приводную трубу из ПВХ, будут работать хорошо, но эластичность трубы позволит частично рассеять ударную волну гидравлического удара при расширении стенки трубы.Если для установки приводной трубы используется труба из ПВХ, выбирайте трубы из ПВХ с более толстой стенкой. Труба из ПВХ сортамента 80 будет лучшим выбором, а труба из ПВХ сортамента 40 — второстепенным.

Наилучшая установка приводной трубы — это разместить трубу на постоянном уклоне от источника воды до гидроцилиндра, без изгибов или колен, и закрепить ее болтами и / или гальванизированными анкерами к крупным камням или бетонным площадкам для предотвращения движение. Это позволило бы наиболее эффективно развить ударную волну.Компания Gravi-Chek предлагает оптимальный уклон ведущей трубы — это один фут падения на каждые пять футов длины, что соответствует уклону 20%. 2 Однако это не всегда практично в системах водоснабжения домашнего скота. Плунжерный насос будет работать с трубопроводом, который не установлен на постоянном уклоне, если все уклоны трубопроводов либо ровные, либо направлены вниз по направлению к насосу (рис. 8). В приводной трубе не должно быть «неровностей» или точек установки вверх и вниз, так как это позволит воздуху захватывать трубу, что позволит рассеять ударную волну.

Рисунок 8. Приводная труба из ПВХ, помещенная в русло ручья. Оцинкованная сталь не использовалась из-за топографии и геометрии станины. Гидравлический поршневой насос работал хорошо, но каждый изгиб позволял рассеять крошечную часть ударной волны. Прямая оцинкованная стальная труба захватила бы большую ударную волну и обеспечила бы большее давление. Изображение предоставлено: В. Брайан Смит, Университет Клемсона.

Если необходимо сделать выбор между установкой приводной трубы с постоянным уклоном и использованием более жесткой приводной трубы (например, из оцинкованной стали), выберите более жесткую приводную трубу.Это будет иметь большее влияние на производительность насоса, чем наклон приводной трубы.

Входной патрубок приводной трубы должен быть установлен на глубине не менее шести дюймов ниже поверхности воды. Если впускное отверстие установлено чуть ниже поверхности воды, поток воды в трубу в начале каждого цикла может создать водоворот или водоворот, который может втягивать воздух в трубу. Это вихревое действие обычно требует больше времени для развития, чем ожидаемое время цикла от полсекунды до одной секунды, но оно может развиваться.Также неплохо разместить какой-нибудь экран в виде большого шара или шара (двенадцать дюймов или более в диаметре) над входом в приводную трубу, чтобы исключить попадание мусора, мелких земноводных и мелких рыб. Большой размер экрана предотвратит ограничение потока воды в трубу, а также может помочь предотвратить развитие водоворотов.

Существует диапазон допустимых длин приводных труб для каждого размера трубы. Если приводная труба слишком короткая или слишком длинная, волна давления, которая позволяет насосу работать, не будет развиваться должным образом.

Публикация «Гидравлические тараны для поения скота вне реки» дает следующие уравнения, разработанные Н. Г. Калвертом для минимальной и максимальной длины приводной трубы. 3

Минимальная длина приводной трубы:

L = 150 x диаметр приводной трубы

Максимальная длина приводной трубы:

L = 1000 x диаметр приводной трубы

Например, если использовалась 1-дюймовая приводная труба, минимальная рекомендуемая длина была бы (150 x 1 дюйм =) 150 дюймов или 12.5 футов; максимальная рекомендуемая длина будет (1000 x 1 дюйм =) 1000 дюймов или 83,3 фута. В таблице 1 приведены образцы минимальной и максимальной длины приводной трубы для различных размеров приводной трубы.

Таблица 1. Минимальная и максимальная рекомендуемые длины приводной трубы в зависимости от диаметра приводной трубы (округлено до целых футов).

Диаметр приводной трубы (дюймы) Минимальная длина (фут) Максимальная длина (фут)
3/4 10 62
1 13 83
1 1/4 16 104
1 1/2 19 125
2 25 166
2 1/2 32 208
3 38 250
4 50 333

Литература компании Rife Ram предлагает другой метод выбора длины приводной трубы. 4 Метод Райфа не учитывает размер трубы, а основан исключительно на вертикальном перепаде высоты или падении от источника воды до гидроцилиндра. Значения представлены в таблице 2.

Таблица 2. Рекомендуемая длина приводной трубы с учетом перепада высот.

Высота падения (футы) Длина приводной трубы (фут)
3-15 6-кратное вертикальное падение
16-25 4-кратное падение по вертикали
26-50 3-кратное падение по вертикали

Рисунок 9. Установка гидроцилиндрового насоса с напорной трубой (а) и подающей трубой для обеспечения протяженности трубопровода от источника воды до места расположения напорного насоса. Изображение предоставлено: В. Брайан Смит, Университет Клемсона.

Рекомендации Райфа в таблице 2 поддерживают заданный уклон трубы для каждого диапазона перепадов высот. Любой метод (таблица 1 или таблица 2) может использоваться для определения длины магистрали; удовлетворение обоих методов может обеспечить наилучшую производительность поршневого насоса.

Существуют решения по установке, если максимально допустимая длина приводной трубы недостаточно велика для достижения источника воды от места размещения гидроцилиндра гидроцилиндра.Один из вариантов — установить «стояк» на максимальном расстоянии приводной трубы от гидроцилиндра (рис. 9). Эта напорная труба должна быть на три размера больше, чем приводная труба, и должна быть открытой вверху, чтобы в этой точке рассеивалась ударная волна гидроудара. Напорную трубу следует устанавливать вертикально, так чтобы верх напорной трубы находился примерно на фут выше уровня источника воды. Подающий трубопровод, который должен быть как минимум на один размер больше, чем приводная труба, затем проходит от этой точки к источнику воды.

Определение перепада или падения высоты

Рис. 10. Использование плотницкого уровня и мерной палки для определения перепада высоты от источника воды до предполагаемого места расположения гидроцилиндра гидроцилиндра. Изображение предоставлено: В. Брайан Смит, Университет Клемсона.

Гидравлические поршневые насосы работают в зависимости от высоты падения или падения от источника воды до места, где находится подъемный насос. Количество капель определяет производительность гидроцилиндра. Степень падения или падения, доступного в данном месте, можно измерить с помощью мерной палки и плотнического уровня.Начните с того места, где будет размещен гидроцилиндр. Держите мерную линейку вертикально, упираясь одним концом в землю. Поместите плотницкий уровень на мерную линейку, держа ее ровно, так чтобы верхняя часть совпадала с верхней частью измерительной линейки. Посмотрите вдоль верхней части уровня плотника на склон, ведущий к водопроводу, и, глядя вдоль верхней части уровня, выберите место на склоне (рис. 10). Эта точка — это высота измерительной линейки над начальной точкой. Переместитесь в это место и повторите процесс наблюдения, продолжая подниматься по склону после каждого наблюдения, пока не будет достигнута подача воды.Подсчитайте, сколько раз измерительная линейка была помещена на землю, умножьте это число на длину измерительной линейки, добавьте любое частичное измерение стержня для последнего визирования (см. Рисунок 10), и результатом будет падение высоты или падение с высоты. источник воды к месту расположения гидроцилиндра.

Производительность гидравлического поршневого насоса

Гидравлические поршневые насосы очень неэффективны, обычно перекачивая только один галлон воды на каждые восемь галлонов воды, проходящих через гидроцилиндр. Однако они будут качать воду на десять футов (или более в некоторых случаях) вертикальной отметки на каждый фут перепада высоты от источника воды до гидроцилиндра.Например, если имеется перепад высот на семь футов от источника воды до гидроцилиндра, пользователь может ожидать, что гидроцилиндр будет перекачивать воду на высоту до семидесяти футов или более по вертикали над гидроцилиндром. Чем выше высота подачи, тем меньше подача воды в насосе — чем выше разница высот между гидроцилиндром и выпускным отверстием нагнетательной трубы, тем меньше будет подаваемый поток воды.

В литературе компании по производству гидравлических двигателей

Rife приводится следующее уравнение для расчета расхода гидроцилиндра гидроцилиндра. 4

D = 0,6 x Q x F / E

В этом уравнении Q — доступный расход привода в галлонах в минуту, F — падение в футах от источника воды до гидроцилиндра, E — высота от гидроцилиндра до выпускного отверстия для воды, а D — скорость потока воды. подача воды в галлонах в минуту. 0,6 — это коэффициент полезного действия, который может несколько отличаться между различными поршневыми насосами. Например, если скорость потока двенадцать галлонов в минуту доступна для работы поршневого насоса (Q), насос помещается на шесть футов ниже источника воды (F), и вода будет закачиваться на высоту двадцати футов до точка выхода (E), количество воды, которое может быть перекачано с помощью поршневого насоса подходящего размера, составляет:

0.6 x 12 галлонов в минуту x 6 футов / 20 футов = 2,16 галлона в минуту

Тот же насос с тем же потоком привода будет обеспечивать меньший поток, если воду необходимо перекачивать на большую высоту. Например, используя данные из предыдущего примера, но увеличивая высоту подъема до сорока футов (E):

0,6 x 12 галлонов в минуту x 6 футов / 40 футов = 1,08 галлона в минуту

Скорость подачи насоса Q всегда будет определяться размером приводной трубы, длиной приводной трубы и высотой источника воды над гидроцилиндром.

В таблице 3 используется уравнение Райфа для перечисления некоторых диапазонов расхода для различных размеров гидроцилиндров гидроцилиндров на основе потерь на трение, обнаруженных в трубах из ПВХ Schedule 40.Диапазоны расхода насоса в таблице основаны на падении (F) на пять футов высоты и подъеме на высоте (E) на двадцать пять футов. Изменение значений E или F изменит ожидаемую производительность гидроцилиндра.

Таблица 3. Типичный расход самодельного гидроцилиндра.

Диаметр приводной трубы (дюймы) Диаметр нагнетательной трубы (дюймы) Минимальная подача насоса (галлонов в минуту) Ожидаемый выход (галлонов в минуту) Максимальный расход насоса (галлонов в минуту) Ожидаемый выход (галлонов в минуту)
3/4 1/2 0.75 0,10 2 0,25
1 1/2 1,5 0,20 6 0,75
1 1/4 3/4 2 0,25 10 1,20
1 1/2 3/4 2,5 0,30 15 1,75
2 1 3 0.38 33 4
2 1/2 1 1/4 12 1,5 45 5,4
3 1 1/2 20 2,5 75 9
4 2 30 3,6 150 18

Примечание : Значения основаны на двадцати пяти футах подъема и пяти футах высоты падения.

Некоторые из значений производительности, перечисленных в таблице 3, довольно малы, но даже поршневой насос 3/4 дюйма со временем будет подавать значительное количество воды. Гидравлические поршневые насосы работают двадцать четыре часа в сутки, семь дней в неделю, поэтому даже при минимальной подаче насоса 3/4-дюймовый поршневой насос будет обеспечивать (0,10 галлона в минуту x 60 минут x 24 часа =) 144 галлона воды в день. , что обеспечило бы ежедневную потребность в воде от четырех до пяти голов крупного рогатого скота по 1200 фунтов стерлингов.

Если требуется больший поток, можно использовать гидроцилиндр большего размера, или другой гидроцилиндр может быть установлен с отдельной приводной трубой, а затем подсоединен к той же напорной трубе, ведущей к желобу для воды, при условии, что поток воды в источник воды для удовлетворения этого спроса.

Рисунок 11. Принципиальная схема самодельного гидроцилиндра. Конструкция 1. В таблице 4 приведены описания элементов. Изображение предоставлено: В. Брайан Смит, Университет Клемсона.

Самодельный гидроцилиндр — конструкция 1

Существует ряд конструкций самодельного гидроцилиндра. У Уорикского университета есть несколько превосходных конструкций, разработанных для использования в развивающихся странах, где стандартные детали водопровода могут быть недоступны. 5

В этой публикации будут рассмотрены два похожих дизайна.Первый дизайн был разработан Марком Риссом из Университета Джорджии и представлен Фрэнком Хеннингом в публикациях Службы распространения знаний Университета Джорджии № ENG98-002 3 и № ENG98-003. 6 На рисунке 11 представлена ​​схема конструкции, а в таблице 4 представлен перечень деталей для гидроцилиндра диаметром 1 1/4 дюйма.

Таблица 4. Описание материалов гидроцилиндров, представленных на рисунке 11.

Номер позиции Описание Номер позиции Описание
1 Клапан 1 1/4 дюйма 10 Кран трубный 1/4 ”
2 Тройник 1 1/4 дюйма 11 манометр 100 фунтов на кв. Дюйм
3 Штуцер 1 1/4 ” 12 Ниппель 1 1/4 ”x 6”
4 Поворотный обратный клапан из латуни 1 1/4 дюйма 13 Втулка 4 дюйма x 1 1/4 дюйма
5 Пружинный обратный клапан 1 1/4 ” 14 Муфта 4 ”
6 Тройник 3/4 дюйма 15 Труба ПВХ 4 ”x 24” PR160
7 Клапан 3/4 ” 16 Заглушка ПВХ 4 дюйма
8 штуцер 3/4 дюйма 17 Втулка 3/4 дюйма x 1/4 дюйма
9 Втулка 1 1/4 ”x 3/4” 18 Внутренняя трубка (15 внутри)

Это очень простая конструкция, требующая сборки только основной сантехнической арматуры.Воздушная камера (№ 14–16) действует как напорный резервуар для скважины, используя сжимаемый воздух, захваченный в резервуаре, для амортизации ударных волн и обеспечения постоянного выходного давления. Однако воздух, первоначально захваченный в этой воздушной камере, со временем будет поглощаться водой, протекающей через насос. Когда это происходит, во время каждого цикла будет гораздо более выражен удар по насосу и трубопроводу (это состояние описывается как насос с заболачиванием), что приведет к усталости материала и отказу. Чтобы сохранить воздух в камере с течением времени, внутреннюю трубку велосипеда или скутера можно наполнить воздухом до тех пор, пока она не станет «пружинистой» или «губчатой», а затем сложить и вставить в камеру давления до того, как крышка (# 16) будет закрыта. приклеен к трубе.Это сохранит воздух в камере и предотвратит отказ насоса.

Фитинги 1–4 на схеме должны быть того же размера, что и приводная труба, чтобы насос работал правильно. Подпружиненный обратный клапан (# 5) и патрубок (# 12) также должны быть того же размера, что и приводная труба, но насос должен работать, если они уменьшены до того же размера, что и напорная труба.

Рисунок 12. Обратный клапан из латуни. Обратите внимание на свободно вращающуюся заслонку в выпускном отверстии. Поворотный обратный клапан следует размещать вертикально для обеспечения наилучшей производительности насоса.Изображение предоставлено: В. Брайан Смит, Университет Клемсона.

Сливной клапан (# 4) представляет собой поворотный обратный клапан из латуни. Этот клапан должен быть из латуни или другого типа металла, чтобы придать заслонке достаточный вес и предотвратить преждевременное закрытие. Заслонки аналогичных клапанов из ПВХ весят очень мало и закрываются в условиях меньшего потока, предотвращая развитие ударной волны с более высоким давлением. Этот клапан не может быть подпружиненным обратным клапаном, но должен иметь свободно вращающуюся заслонку, как показано на рисунке 12.

Второй обратный клапан на рис. 11 (№ 5) должен быть стандартным подпружиненным тарельчатым обратным клапаном.Этот клапан может быть изготовлен из ПВХ или латуни.

Клапан № 1 на рис. 11 используется для остановки или обеспечения потока к насосу и может использоваться для отключения потока воды, если насос необходимо снять или отремонтировать. Клапан № 7 отключается при запуске насоса, затем постепенно открывается, чтобы вода могла течь после того, как насос заработал. Насос будет работать в течение тридцати секунд или более при полностью закрытом клапане, и если клапан оставить в закрытом положении, насос достигнет некоторого максимального давления и прекратит работу.Для работы поршневого насоса требуется приблизительно 10 фунтов на квадратный дюйм противодавления, поэтому, если выходное отверстие нагнетательного трубопровода находится не менее чем на 23 фута выше подъемного насоса, можно использовать клапан № 7 для дросселирования потока и поддержания необходимого противодавления.

Манометр (№11) используется для определения того, когда клапан №7 может быть открыт во время запуска насоса, и может использоваться для определения того, насколько клапан №7 должен быть закрыт во время нормальной работы, если требуется дросселирование. Кран трубы (№ 10) не является обязательным, но его можно закрыть, чтобы защитить манометр от выхода из строя с течением времени из-за повторяющихся импульсов.

Размер воздушной камеры определяется ожидаемой скоростью потока гидроцилиндра. Документация Университета или Уорика предполагает, что оптимальный объем напорной камеры в 20–50 раз превышает ожидаемый объем подачи воды за цикл насоса. 5 На основании этой информации в таблице 5 приведены некоторые минимальные длины трубопроводов, необходимые для напорной камеры. Таблица основана на гидроцилиндре, который будет работать шестьдесят импульсов или циклов в минуту.

Таблица 5. Минимальные рекомендуемые размеры воздушной камеры для самодельных гидроцилиндров.

Размер приводной трубы (дюймы) Ожидаемый расход за цикл (галлонов) Объем воздушной камеры Треб. (галлонов) Длина воздушной камеры 2 дюйма (дюймы) 3-дюймовая длина воздушной камеры (дюймы) Длина воздушной камеры 4 дюйма (дюймы)
3/4 0.0042 0,21 15 7
1 0,0125 0,63 45 21
1 1/4 0,020 1,0 72 33 19
1 1/2 0,030 1,5 105 48 27
2 0,067 3.4 110 62
2 1/2 0,09 4,5 148 85
3 0,15 7,5 245 140
4 0,30 15 280

Примечание : Значения в таблице основаны на поршневом насосе, работающем со скоростью шестьдесят циклов в минуту.

Самодельный гидроцилиндр — конструкция 2

Второй дизайн, представленный на рисунке 13, обычно можно найти в Интернете в видеороликах YouTube. 7 Это очень похоже на первую конструкцию, но эта конструкция включает самодельный клапан «сифтер», который позволяет добавлять небольшое количество воздуха в воздушную камеру с каждым циклом откачки, что устраняет необходимость во внутреннем трубка в воздушной камере.

Рисунок 13. Принципиальная схема самодельного гидроцилиндра конструкции 2 с воздухоотводчиком.Таблицы 4 и 6 содержат описания позиций. Изображение предоставлено: В. Брайан Смит, Университет Клемсона.

Описания элементов в таблице 4 также применимы к этой конструкции. Три дополнительных элемента, необходимых для этой конструкции, перечислены в таблице 6.

Таблица 6. Описание дополнительных материалов для гидроцилиндра конструкции 2, представленных на рисунке 13.

Номер позиции Описание
19 Колено 1 1/4 дюйма
20 Муфта 1 1/4 ”
21 шплинт

Разница в двух конструкциях заключается в вертикальном размещении подпружиненного тарельчатого обратного клапана (# 5) чуть ниже воздушной камеры и добавлении небольшого отверстия в вертикально ориентированной муфте (# 20) только ниже обратного клапана (в некоторых конструкциях предлагается просверлить отверстие в нижней части обратного клапана, а не под заслонкой).В отверстие помещается шплинт (# 21), чтобы уменьшить потерю воды (и потерю давления) до некоторой степени при возникновении цикла давления, но при этом позволяя воздуху втягиваться в трубу, чтобы его вытолкнули в воздушную камеру в следующий раз. цикл. Размер фитинга и информация о материалах такие же, как для конструкции 1, за исключением следующего: трубная муфта (или ниппель) №20, используемая для отверстия для детектора, должна быть из оцинкованной стали, чтобы предотвратить износ шплинта с течением времени, а оцинкованная сталь лучше. Выбор материала для колена №19 по прочности конструкции.

Размер отверстия для снифтера имеет решающее значение для работы насоса. Уорикский университет подробно обсуждает это свойство в документации по гидроцилиндрам. 5 Их информация предлагает просверлить отверстие 1/16 дюйма и при необходимости немного увеличить его размер. Отверстие 1/8 дюйма или меньше со вставленным шплинтом подходящего размера может быть хорошим вариантом вместо этого в качестве отправной точки. Если гидроцилиндр забивается водой, может потребоваться отверстие для рыхлителя немного большего размера.

Преимущество этой конструкции заключается в том, что при правильном размере отверстия для снифтера насос никогда не должен заболачиваться из-за протекающей внутренней трубки в воздушной камере. Недостатками являются метод проб и ошибок для получения правильного размера отверстия, необходимость в дополнительной опоре для увеличенной вертикальной высоты насоса и возможность того, что отверстие для рыхлителя, будучи очень маленьким, может замерзнуть и закрываться в холодную погоду.

Работа насоса

Рисунок 14. Гидравлический гидроцилиндр 3/4 дюйма (конструкция 1) в работе. Снимок был сделан как раз при закрытии сливного клапана. Бетонный блок на месте для поддержки воздушной камеры. Изображение предоставлено: В. Брайан Смит, Университет Клемсона.

Обе конструкции насоса запускаются с использованием одинаковых шагов. Присоедините собранный гидроцилиндр к приводной трубе, закройте клапан № 7, затем откройте клапан № 1, чтобы позволить воде течь. Сливной клапан (# 4) почти сразу же принудительно закроется. Заслонку сливного клапана необходимо несколько раз вручную нажать вниз, чтобы вначале запустить автоматический режим работы насоса.Этот процесс удаляет воздух из системы и создает давление в воздушной камере, необходимое для работы насоса. Ожидается, что нажатие на заслонку от двадцати до тридцати раз приведет к запуску гидроцилиндра. Если насос не начинает работать после нажатия на заслонку более семидесяти раз, проблема в системе. Заслонку на меньшем насосе (1/2 дюйма, 3/4 дюйма и т. Д.) Можно довольно легко надавить большим пальцем, но для больших насосов может потребоваться использование металлического стержня какого-либо типа, чтобы толкнуть заслонку. вниз, особенно если существует значительный перепад высоты между источником воды и гидроцилиндром.

После того, как насос заработал (рис. 14), постепенно открывайте клапан № 7, чтобы вода стекала вверх в желоб для воды. Для работы насос должен иметь противодавление 10 фунтов на квадратный дюйм или более, поэтому постепенно открывайте клапан № 7, следя за показаниями манометра, чтобы поддерживать противодавление 10 фунтов на квадратный дюйм. Давление будет расти по мере того, как вода заполняет нагнетательную трубу по мере ее подъема в гору.

Насос будет работать непрерывно после запуска до тех пор, пока вода свободно течет к насосу и вытекает из напорного трубопровода.Если поток воды останавливается в водосборном лотке, гидроцилиндр нагнетает давление до некоторого максимального давления и останавливается, после чего его необходимо перезапустить вручную. Насос не перезапускается сам. Это означает, что если вода подается в одну поилку, поплавковый клапан использовать нельзя. Необходимо предусмотреть возможность слива воды из желоба после его заполнения, поскольку вода должна течь непрерывно, чтобы насос продолжал работать. Можно использовать простую траншею с гравием или другой метод, чтобы отвести лишнюю воду от желоба.

Поскольку вода непрерывно вытекает из сливного клапана насоса, необходимо также уделить внимание дренажу воды на месте установки насоса. Если насос расположен рядом с ручьем после бассейна или другого источника воды, это не будет проблемой. Однако, если он размещен на сухой земле вдали от источника воды, следует рассмотреть возможность дренажа.

Материалы и размеры напорных труб

Нет никаких ограничений по размеру или типу используемой напорной трубы, помимо обычной практики проектирования трубопроводов.Оцинкованная стальная труба, поливинилхлоридная труба, резиновый шланг или простой садовый шланг могут использоваться для подачи воды в поилку, при условии, что ее размер соответствует ожидаемой скорости потока. В некоторых инструкциях по установке гидроцилиндров указывается, что напорная труба должна быть в два раза меньше приводной трубы, но это не влияет на производительность насоса. Размер напорной трубы должен соответствовать расходу и потерям на трение.

В Таблице 7 приведены некоторые максимальные рекомендуемые значения расхода для труб различных размеров.Эти скорости потока основаны на максимальной скорости потока пять футов в секунду в нагнетательной трубе, что поможет предотвратить развитие гидроудара в нагнетательной трубе. Меньшие потоки, чем те, которые указаны в списке, позволят воде транспортироваться на большие расстояния или на более высокие отметки в разумных пределах, поскольку меньшее давление будет потеряно на трение трубы. Для определения фактических потерь на трение для данной установки можно использовать графики потерь на трение в трубах для соответствующего материала труб. 8 Трубопроводы большего размера снизят потери на трение, но также увеличат затраты.Трубопроводы меньшего размера будут стоить меньше, но могут снизить производительность поршневого насоса. Если потери на трение не рассчитываются, используйте половину допустимого расхода (или меньше), указанного в таблице 7, чтобы выбрать размер напорного трубопровода.

Таблица 7. Рекомендуемые максимальные скорости потока для различных размеров труб из ПВХ Schedule 40, исходя из скорости потока 5 футов в секунду.

Размер трубы (дюймы) Макс. График расхода 40 (галлонов в минуту) Размер трубы (дюймы) Макс.График расхода 40 (галлонов в минуту)
1/2 5 2 56
3/4 9 2 1/2 82
1 16 3 123
1 1/4 27 4 205
1 1/2 35

Источники воды, подходящие для гидроцилиндрового насоса

Вода будет непрерывно проходить через гидроцилиндр, поскольку насос работает постоянно.Если источником воды для насоса является неглубокий бассейн в текущем ручье или ручье, это не будет проблемой, поскольку вода течет в этих водоемах непрерывно. Однако могут возникнуть проблемы, если небольшой пруд используется в качестве источника воды для гидроцилиндра.

Например, предположим, что фермер решил использовать небольшой пруд площадью 1/2 акра для установки гидроцилиндра. История пруда показывает, что он, кажется, остается довольно полным, за исключением периодов сильной засухи. Фермеру нужна скорость потока 1 галлон / мин (галлон в минуту) в поилку для домашнего скота, и поэтому он помещает за прудом гидравлический поршневой насос диаметром 1 1/2 дюйма.Плунжерному насосу требуется поток приблизительно 9 галлонов в минуту для создания желаемого потока 1 галлон в минуту в желоб для воды.

Гидравлический насос работает двадцать четыре часа в сутки, семь дней в неделю, забирая 9 галлонов в минуту из пруда. Такой расход удалит (9 галлонов в минуту x 60 минут x 24 часа =) 12 960 галлонов воды в день из пруда. Это эквивалент примерно одного дюйма воды, удаляемой из пруда каждый день. Если ручей или родник, питавший пруд, был достаточным для того, чтобы поддерживать пруд наполненным до того, как был установлен гидроцилиндр, уровень воды в пруду начнет падать на один дюйм каждый день.Через месяц уровень пруда может упасть на тридцать дюймов.

В следующем разделе описаны методы, позволяющие использовать гидроцилиндровый насос с использованием пруда в качестве источника воды без нарушения плотины. Однако фермер должен сначала определить, будут ли источники или ручьи, питающие пруд, достаточными для поддержания уровня воды в пруду, прежде чем устанавливать гидроцилиндр. Это может помешать сливу хорошего пруда до непригодного для использования уровня.

Откачка из пруда

Если за плотиной пруда установлен гидроцилиндровый насос, фермер должен также учитывать требования к дренажу для удаления вытесненной вытяжной воды из-за пруда.Это предотвратит развитие влажных участков или возможную эрозию почвы с течением времени.

Некоторые типы сифонов могут использоваться для забора воды из пруда и подачи ее через плотину к гидроцилиндровому насосу. Однако этот сифон не может быть напрямую подсоединен к приводной трубе без обеспечения давления и сброса сифона. Сифон будет препятствовать развитию волны давления в приводной трубе. Если используется сифон, вода может подаваться по сифонной трубе в желоб или бочку, открытую в атмосферу за плотиной пруда, при этом труба привода гидроцилиндра подсоединяется непосредственно к желобу или бочке.Это предотвратит влияние сифона на развитие волны давления.

Техническое обслуживание насоса

В самодельном гидроцилиндре только две движущиеся части — сливной клапан и подпружиненный обратный клапан (№ 4 и № 5 на рисунках 11 и 13). Со временем один или оба этих клапана могут выйти из строя просто из-за износа. Износ будет более значительным у гидроцилиндров, использующих песчаную или илистую воду, и на гидроцилиндрах с более коротким временем цикла. Отчеты фермеров показывают, что самодельные обратные клапаны с гидроцилиндром служат от трех месяцев до двух лет в зависимости от этих двух факторов.Два штуцера на рисунках 11 и 13 (№ 1 и № 8) предназначены для снятия насоса для обслуживания в случае необходимости.

Если в источнике воды есть детрит, а входная сетка не используется, может возникнуть проблема с застреванием небольшой палки или веточки между заслонкой сливного клапана и уплотнением клапана, что препятствует надлежащему закрытию клапана. В некоторых случаях это может привести к пропуску цикла, и затем палку можно смыть, но в других случаях палочка может застрять. Если гидравлический насос является единственным источником воды для вашего скота, его следует проверять ежедневно — в большинстве случаев фермер может просто подъехать к участку, опустить окно (или выключить трактор) и прислушаться к регулярному звуку « щелкните », чтобы подтвердить, что насос работает.Лучше всего осмотреть работающий насос, но второй вариант — просто посетить желоб для воды, чтобы убедиться, что вода течет.

Если в зимние месяцы используется гидроцилиндр, следует позаботиться о том, чтобы изолировать как можно большую часть насоса и надземных трубопроводов. Постоянный поток воды через насос должен помочь предотвратить замерзание, но при более низких температурах вокруг выпускного отверстия сливного клапана может скапливаться лед, что может привести к остановке насоса. Если используется конструкция 2, в холодную погоду необходимо обязательно осмотреть отверстие для снифтера, чтобы убедиться, что оно не замерзло.

Если гидроцилиндр установлен в русле небольшого ручья или рядом с ним, следует позаботиться о том, чтобы насос был достаточно закреплен на бетонной подушке или других тяжелых неподвижных предметах, чтобы предотвратить потерю во время сильного шторма. Также следует учитывать какой-либо тип щита или укрытия от веток или другого детрита, стекающего вниз по течению во время такого события. Лучше всего разместить гидроцилиндр на сухой земле рядом с ручьем, но вне зоны потенциального затопления в случае средних штормовых явлений, с обеспечением дренажа отходов или возврата воды в ручей.

«Настройка» насоса

Есть два метода, которые можно использовать для «настройки» или регулировки гидроцилиндра гидроцилиндра для увеличения или уменьшения давления и расхода насоса. Первый метод настройки — просто изменить положение сливного клапана (№ 4 на рисунках 11 и 13). Этот клапан обычно следует размещать вертикально для обеспечения наилучшей производительности насоса. Если производитель желает снизить давление, тройник, к которому прикреплен клапан (№ 2 на рисунках 11 и 13), можно слегка повернуть в одну сторону, что позволит заслонке сливного клапана слегка опускаться в корпус клапана.Корпус клапана должен быть ориентирован, как показано на рисунке 12, чтобы заслонка могла опускаться в путь потока воды. Слегка повернув клапан, заслонка закроется с меньшей скоростью воды, что создаст меньшую ударную волну гидроудара и приведет к снижению давления в насосе. Слишком большой поворот клапана, как показано на рис. 12, приведет к остановке работы насоса, поскольку скорость воды в приводной трубе при закрытии клапана будет слишком низкой, чтобы создать полезную ударную волну гидравлического удара.

Второй метод настройки может использоваться для увеличения давления, создаваемого гидроцилиндром, и при этом увеличения скорости потока. Заслонка сливного клапана (показанная на рис. 12) закроется, когда в трубе будет достигнута определенная скорость воды. Вес заслонки клапана определяет скорость воды, необходимую для закрытия заслонки. Если к заслонке добавлен вес, потребуется более высокая скорость воды, чтобы закрыть заслонку. Публикация Университета Уорика «Как работают поршневые насосы» содержит подробное описание веса заслонки и скорости воды в закрытом состоянии. 9

Обычные методы увеличения веса заслонки включают использование винтов или эпоксидной смолы для прикрепления шайб или других небольших грузов к заслонке. Необходимо проявлять осторожность при прикреплении грузов, чтобы они оставались прочно прикрепленными и не мешали нормальному закрытию клапана. Гровер также должен учитывать, какое давление можно получить, настроив насос таким образом. Можно увеличить скорость воды в трубе до такой степени, что усиление ударной волны гидроудара может вызвать фактическое повреждение трубопровода или насоса.

Общие проблемы

Плунжер не запускается: (a) В большинстве случаев это происходит из-за того, что не был установлен обратный клапан подходящего размера для сливного клапана. Этот клапан и тройник должны быть того же размера, что и приводная труба. Использование обратного клапана из ПВХ или подпружиненного металлического обратного клапана вместо свободно вращающегося обратного клапана также может вызвать эту проблему; (b) Другой проблемой может быть отсутствие перепада высот между гидроцилиндром и источником воды. В то время как некоторые коммерчески производимые поршневые насосы будут работать с перепадом высоты всего в двадцать дюймов, эти самодельные агрегаты менее эффективны и требуют приблизительно пяти футов перепада высоты для надежной работы; (c) воздух не был удален из системы.Нажатие на заслонку сливного клапана от двадцати до пятидесяти раз является нормальным для запуска гидроцилиндра; (d) для приводной трубы использовался гибкий шланг. Приводная труба должна быть изготовлена ​​из жесткого материала.

Гидравлический подъемник на несколько циклов и остановок: (a) Обычно это происходит из-за слишком длинной или короткой приводной трубы для размера насоса гидроцилиндра. Слишком длинная или слишком короткая приводная труба может мешать или препятствовать развитию импульса ударной волны в трубе; (b) клапан №7 на выпускной стороне насоса не закрывается при запуске насоса.Этот клапан должен быть закрыт во время запуска, чтобы насос развил некоторое противодавление и начал работу.

Мы проверили его с садовым шлангом, но он не запускается. Если ввести садовый шланг внутрь приводной трубы для подачи воды для проверки гидроцилиндра, вода в этой трубе будет частично повышена под давлением, что будет мешать гидроудару и удерживать сливной клапан закрытым. Лучший способ проверить гидроцилиндр — это прикрутить приводную трубу к дну открытого ведра и держать ведро наполненным водой из садового шланга.Ковш должен быть как минимум на пять футов выше гидроцилиндра.

Ползун начинает очень сильно пульсировать, а затем останавливается. Обычно это происходит из-за того, что внутренняя труба не помещается в воздушную камеру во время строительства, но в некоторых случаях в воздушной камере может образоваться трещина или острый край может иметь отверстие во внутренней трубе. Герметичные уплотнения в соединениях клееных труб из ПВХ размером два дюйма и более требуют использования как грунтовки ПВХ, так и цемента ПВХ во время сборки.Для труб из ПВХ меньшего диаметра также рекомендуется использовать грунтовку и цемент.

Коэффициенты пересчета и определения

1 дюйм (1 дюйм) = 2,54 сантиметра

1 фунт на квадратный дюйм (1 фунт / кв. Дюйм) = 6,895 кПа

1 фунт на квадратный дюйм (1 фунт / кв. Дюйм) = 0,06895 бар

1 галлон в минуту (1 галлон в минуту) = 3,78 литра в минуту

1 фут подъемного напора = 0,433 фунта на квадратный дюйм (для воды)

1 акр = 0,4047 га

Для сравнения с местными трубопроводами: 1-дюймовая ПВХ-труба Schedule 80 имеет минимальную толщину стенки 0.179 дюймов и номинальное рабочее давление 630 фунтов на квадратный дюйм; 1-дюймовая ПВХ-труба Schedule 40 имеет минимальную толщину стенки 0,133 дюйма и номинальное рабочее давление 450 фунтов на квадратный дюйм.

Цитированная литература

  1. Грин энд Картер Лтд., 2013 г. Сомерсет, Англия: Грин энд Картер Лтд; c2013 [по состоянию на июль 2019 г.]. http://www.greenandcarter.com/main/about_us.htm.
  2. Грави-Чек ТМ . Сан-Диего (Калифорния): CBG Enterprises [по состоянию на июль 2019 г.]. http://www.gravi-chek.com/html/installation.html.
  3. Henning F, Risse M, Segars W. Гидравлические гидроцилиндры для поения скота вне реки. Кафедра сельскохозяйственной инженерии, Университет Джорджии. 1998; ENG98-002.
  4. Rife справочник информации. Нантикок (Пенсильвания): Компания по производству гидравлических двигателей Райф; 1992.
  5. Инженерная школа. Технический релиз: Гидравлический поршневой насос TR12 — DTU P90. Проектная техническая установка (ДТУ) плунжерной насосной программы. Ковентри (Великобритания): Уорикский университет. [обновлено 25 июля 2008 г .; по состоянию на июль 2019 г.].https://warwick.ac.uk/fac/sci/eng/research/grouplist/structural/dtu/pubs/tr/lift/rptr12.
  6. Henning F, Risse M, Segars W, Calvert V, Garner J. Гидравлический цилиндр из стандартных сантехнических деталей. Кафедра сельскохозяйственной инженерии, Университет Джорджии. 1998; ENG98-003.
  7. Самодельная модель гидроцилиндра. Dieseljonnyboy. 21 апреля 2012 г., 7:53 мин. [по состоянию на июль 2019 г.]. http://www.youtube.com/watch?v=4OmYsS2lHPY.
  8. Ирригационная ассоциация. Инструменты и калькуляторы: Графики потерь на трение Ассоциации Ирригации.Фэрфакс (Вирджиния): Ассоциация ирригации; c2019 [по состоянию на июль 2019 г.]. https://www.irrigation.org/IA/Resources/Tools-Calculators/IA/Resources/Tools-Calculators.aspx.
  9. Инженерная школа. Технический релиз: TR15 — Как работают поршневые насосы. Ковентри (Великобритания): Уорикский университет. [обновлено 25 июля 2008 г .; по состоянию на июль 2019 г.]. https://warwick.ac.uk/fac/sci/eng/research/grouplist/structural/dtu/pubs/tr/lift/rptr15.

Список использованных источников

Роберсон Дж. А., Кроу Коннектикут. 1980. Второе издание инженерной механики жидкости.Бостон (Массачусетс): Компания Houghton Mifflin.

Стэнли Дж. 2013. Личное общение.

Принцип работы, виды и их применение

Если мы живем в городе или поселке, мы почти не задумываемся, как вода подается нашим жителям каждый день. В небольших деревнях также часто есть трубы для перекачки воды в каждый дом в регионе. Все, что нам нужно знать, — это как открыть вентиль на раковине. Потому что внутренние работы не видны, а подача воды не зависит от соседей по дороге.В каждом доме есть колодец и электромеханическая система для забора воды из колодца и подачи в дом. В этой статье обсуждается обзор водяного насоса и его работы, типов и областей применения.

Что такое водяной насос?

Водяной насос можно определить как насос, который использует как механические, так и гидравлические принципы в системе трубопроводов и создает достаточную силу для будущего использования. Они были примерно в одной структуре, иначе в другой из-за ранней цивилизации.В настоящее время эти насосы используются в широком спектре применений в жилищном, сельском хозяйстве, коммунальном хозяйстве и производстве.

Принцип работы водяного насоса

Принцип работы водяного насоса в основном зависит от принципа прямого вытеснения, а также от кинетической энергии толкания воды. Эти насосы используют мощность переменного тока или мощность постоянного тока для питания двигателя водяного насоса, в то время как другие могут получать питание от других типов драйверов, таких как бензиновые двигатели, иначе дизельные.

Водяной насос является портативным устройством и может применяться в нескольких домашних условиях. Эти насосы используются для перекачивания огромного количества воды из одного места в другое. Основное назначение водяного насоса — универсальное. Качественный насос, который можно тщательно выбрать, может быть идеальным для слива воды из мало затопляемой области, наполнения бассейна и ванны, циркуляции пестицидов или удобрений.

Набор водяных насосов очень большой, поэтому, выбирая прочный и стабильный, следует учитывать требования.

Типы водяных насосов

Водяные насосы подразделяются на два типа: поршневые и центробежные. Эти насосы в основном предназначены для постоянной подачи воды из одного места в другое.

Типы насосов

Центробежный водяной насос

Центробежные насосы имеют вращающееся рабочее колесо, которое может использоваться для подачи воды в насос и увеличения нагнетаемого потока. Эти насосы бывают нескольких типов, включая мусорные, погружные и стандартные.С помощью этих насосов можно перекачивать все типы жидкостей с низкой вязкостью. Кроме того, эти насосы отлично работают с жидкими жидкостями и обеспечивают высокий расход.

Рекомендации

Эти насосы применимы в нескольких областях, таких как строительство, а также в водопроводной системе. Эти насосы используются для подачи воды в здания и хорошо сочетаются с пневматическими системами, где не требуется высота всасывания. Основное назначение этих водяных насосов — перекачивать воду из колодцев в домах и увеличивать давление воды в водозаборных линиях.Центробежные насосы обеспечивают непрерывную подачу давления для систем противопожарной защиты, и они могут подавать как водоотливные насосы в горизонтальной или вертикальной конфигурациях.

Центробежные насосы горизонтальны для решения многих общих проблем. Для этого может потребоваться циркуляция жидкости, чтобы остановить перегрев, вызванный низким расходом. Эти типы насосов должны быть подготовлены к правильной работе. Поскольку напор системы принудительного всасывания при выборе насоса очень мал, это может привести к кавитации, ситуации, когда пузырьки воздуха образуются рядом с рабочим колесом, а затем приводят к возникновению сигналов удара в водяном насосе.Наконец, износ рабочего колеса насоса может быть вызван задержкой твердых частиц в жидкости.

Водяной насос прямого вытеснения

Насосы прямого вытеснения подают заданный объем потока во время механического сжатия и развития эластичной диафрагмы. Эти насосы применимы в нескольких отраслях промышленности, которые контролируют высоковязкие жидкости везде, где могут присутствовать чувствительные твердые частицы. Они рекомендуются для применений, где требуется сочетание высокого давления и низкого расхода.

Соображения

Иногда эти насосы также называют ротационными насосами, и они очень конкурентоспособны, потому что они удаляют воздух из линий и, следовательно, устраняют утечку воздуха. Они также эффективны при работе с жидкостями с высокой вязкостью. Основным недостатком этих насосов является то, что для них необходим очень маленький зазор между вращающимся насосом и внешним краем агрегата. Следовательно, революция должна происходить очень медленно. Когда водяной насос работает на высоких скоростях, жидкость может в конечном итоге снизить эффективность насоса.

Как выбрать насос?

При выборе насоса необходимо учитывать следующие факторы.

Материал: Материал насоса должен быть устойчивым к атмосферным воздействиям для использования на открытом воздухе.

Мощность: Мощность насоса в основном включает мощность в лошадиных силах и расход.

Тип топлива и двигателя: Двигатель и топливо насоса должны быть электродвигательными, газовыми, гидравлическими, дизельными или ручными.

Напор: Полный выброс напора или максимальная мощность насоса, соответствующая предлагаемому применению

Применение водяных насосов

Водяные насосы используются для осушения, что сокращает время простоя из-за сильных дождей. Обычно эти насосы применяются в зданиях, колодцах, повышении давления, циркуляции горячей воды, отстойниках, защите пожарных систем и т. Д.

Таким образом, речь идет о водяных насосах, которые часто используются в строительных областях для удаления излишков воды в качестве а также обезвоживание.Из-за сильных дождей поток воды может увеличиться, а водяные насосы позволяют быстро подавать воду, сокращая время простоя. Эти насосы подходят для электрических, гидравлических, газовых и других ручных приложений.

Эти насосы — огромное дополнение к нашей жизни, потому что они позволяют решать огромное количество промышленных, сельскохозяйственных и бытовых задач. Но разнообразие водяных насосов на рынке настолько адаптируемо и доступно, что выбор правильного насоса, соответствующего вашим требованиям, является сложной задачей.

Использование низкодоходных скважин

Что такое дебит скважины?

Частные скважины часто бурятся в сельской местности для подачи воды в отдельные дома или фермы. Максимальная скорость в галлонах в минуту (галлонов в минуту), с которой скважина может быть закачана без понижения уровня воды в скважине ниже забора насоса, называется дебитом скважины. Низкопродуктивные колодцы обычно считаются колодцами, которые не могут удовлетворить пиковую потребность в воде для дома или фермы.

Пиковый спрос

Работа с низкодебитными скважинами требует понимания пикового спроса.Скважина, которая дает только 1 галлон воды в минуту, может производить 1440 галлонов воды в день. Однако использование воды в доме или на ферме в течение дня происходит неравномерно. Бывают часы пик использования, обычно утром и / или вечером, когда потребность в воде очень высока. Эти периоды пикового спроса обычно длятся от 30 минут до 2 часов. Соответствующая система водоснабжения должна обеспечивать достаточное количество воды для удовлетворения пикового потребления в течение как минимум 2 часов.

Давайте рассмотрим пример того, как низкодоходная скважина может не удовлетворить пиковый спрос.Семья из четырех человек живет в доме с колодцем, который дает около 1 галлона в минуту. В типичное субботнее утро может быть двухчасовой период пикового спроса, когда вода используется для нескольких загрузок белья, посуды для завтрака, душа, туалетов и раковин. Без водосберегающих устройств и приспособлений потребление воды в течение этого двухчасового периода может превысить 300 галлонов. Скважина на 1 галлон в минуту могла обеспечить только 120 галлонов воды в период пикового спроса, что намного меньше того, что было бы необходимо.

В идеале пиковый спрос определяется для дома или фермы до того, как будет пробурена скважина.Таким образом, колодец и система водоснабжения могут быть спроектированы для удовлетворения пикового спроса. Проконсультируйтесь с Water Facts # 2, Планирование водной системы — оценка водопользования и Перед тем как пробурить скважину, чтобы узнать больше о шагах, которые необходимо предпринять для планирования новой скважины.

Итак, что можно сделать, если существующая скважина не удовлетворяет пиковую потребность в воде? Варианты обычно делятся на две категории: сокращение пикового потребления воды или увеличение запасов в водной системе.

1) Снижение пикового водопотребления

Пиковое водопотребление в колодце можно снизить, изменив время водопотребления или уменьшив количество используемой воды.Примеры изменения времени использования воды включают распределение белья в течение недели вместо выполнения всех загрузок за один день и принятие душа некоторыми членами семьи ночью, а не всем принятием душа утром.

Сокращение количества используемой воды подразумевает экономию воды. Это может включать изменения в поведении в отношении водопотребления, например, более короткий душ или отказ от мытья машины. Изменение режима водопользования для распределения пикового водопотребления иногда может быть неудобным, но это не требует дополнительных затрат.Более постоянным, но дорогостоящим решением для экономии воды является установка водосберегающих устройств, таких как стиральные машины с фронтальной загрузкой или туалеты с низким смывом. Использование одной только стиральной машины с фронтальной загрузкой позволит сэкономить более 20 галлонов воды на каждую загрузку белья. Исследования показали, что установка водосберегающих устройств и приборов может сократить потребление воды в домашних условиях до 30 процентов, а также сэкономить сотни долларов в год на энергии, используемой для нагрева воды. Примеры типичной экономии воды от различных приборов и приспособлений приведены в таблице 1.

Туалет

Таблица 1. Использование и экономия воды для различных приспособлений и приборов в доме.
Стиральная машина
С верхней загрузкой 51 галлон на загрузку (GPL)
Фронтальная загрузка 27 GPL
Экономия воды 24 GPL
Стандартный 5 галлонов на смыв (GPF)
Малый смыв 1,6 GPF
Экономия воды 3.4 GPF
Смесители / насадки для душа
Стандартный 3 галлона в минуту (галлонов в минуту)
Низкий расход от 0,5 до 2,5 галлонов в минуту
Экономия воды 0,50 до 0,50
Посудомоечная машина
Standard 14 GPL
Эффективность использования воды от 4,5 до 7 GPL
Экономия воды от 7 до 9,5 GPL

Начальная стоимость до 9000 Стоимость таких устройств для экономии воды, вероятно, составит от 1500 до 2000 долларов.Чтобы узнать больше об экономии воды и энергии за счет экономии воды в домах, обратитесь к публикации, озаглавленной «Экономия воды в домах».

2) Увеличение запасов воды

Недостатки в дебите воды из скважины также можно компенсировать увеличением количества воды, хранящейся в системе водоснабжения. Дополнительное хранение может быть достигнуто в резервуаре высокого давления, большом резервуаре для хранения (промежуточное хранилище) или в пробуренной скважине.

Резервуар высокого давления

Резервуар высокого давления позволяет водяной системе работать автоматически.Это в некотором смысле резервуар для хранения, но его емкость очень ограничена. Его основное предназначение — создавать и поддерживать давление на воду в трубопроводе.

Когда вода из источника закачивается в резервуар, воздух в пространстве над водой сжимается. Когда давление на поверхности воды достигает примерно 40 фунтов на квадратный дюйм (psi), активируемый давлением переключатель останавливает насос. Когда кран открыт, давление воздуха выталкивает воду из резервуара по трубопроводу, пока давление не упадет примерно до 20 фунтов на квадратный дюйм.Затем регулятор давления отключает выключатель и запускает насос, который нагнетает такое же количество воды обратно в резервуар под давлением.

Примерно 20 процентов емкости напорного бака содержит пригодную для использования воду. Резервуар емкостью 42 галлона нагнетает около 8 галлонов до запуска насоса; (бак на 82 галлона — 16 галлонов; бак на 120 галлонов — около 24 галлонов). Таким образом, большие напорные резервуары сами по себе обеспечат немного большее количество хранимой воды, но увеличенного объема хранения недостаточно для решения проблем с низкопродуктивной скважиной.

Если экономии воды недостаточно для снижения пиковой потребности в воде до удовлетворительного уровня, система промежуточного накопления воды может обеспечить рентабельное и разумное решение проблемы.

Промежуточное хранение

Система промежуточного хранения — это просто резервуар для хранения, который добавляется для приема воды из колодца для удовлетворения пикового спроса на воду в доме или на ферме. Типичная система показана на Рисунке 1. Системы промежуточного хранения основаны на концепции, согласно которой многие низкодебитные скважины могут обеспечивать постоянный, но ограниченный приток 24 часа в сутки без заметной депрессии.В этом случае обычный скважинный насос может вызвать падение уровня воды до критической точки в периоды интенсивного использования, и насос не сможет получить воду, необходимую для пополнения резервуара высокого давления с той скоростью, с которой она забирается. .

Эту проблему можно решить путем установки промежуточного резервуара-хранилища между скважиной и системой распределения под давлением. Этот резервуар затем служит основным источником питания для нагнетательного насоса.

Рисунок 1.Принципиальная схема, показывающая типичные компоненты промежуточной системы хранения.

Для системы промежуточного накопления воды требуются два насоса и большой сборный бак или резервуар. Насос в колодце перекачивает воду в резервуар; напорный насос перекачивает воду из резервуара в напорный резервуар и в распределительную систему.

Промежуточный накопительный бак — это негерметичный бак или цистерна, обычно устанавливаемая примерно на той же высоте, что и здание, в котором будет использоваться вода.Глубина воды, хранящейся в резервуаре для хранения без давления, регулируется либо поплавковым выключателем, либо датчиком уровня воды, который контролирует включение-выключение скважинного насоса.

Емкость резервуара для хранения

Существует много типов резервуаров для хранения, которые могут быть установлены для промежуточного хранения воды. Большинство резервуаров изготавливаются из пластика или бетона. В некоторых случаях может быть желательно установить два промежуточных резервуара для хранения параллельно, а не одну большую единицу. Такая компоновка обеспечивает некоторую гибкость в том, что один бак можно вывести из эксплуатации для очистки и обслуживания, в то время как другой поддерживает работу системы водоснабжения.

Для домашних систем водоснабжения резервуар (и) необходимо защитить от замерзания, закопав их ниже линии замерзания или поместив в отапливаемый гараж или подвал. Емкость накопительного бака для жилого дома должна соответствовать количеству людей, проживающих в доме. В идеале резервуар (и) для хранения будет содержать достаточно воды, чтобы обеспечить водопотребление на целый день. Затем резервуары можно медленно наполнять в течение ночи из низкопродуктивной скважины. Как правило, размер резервуара должен составлять 100 галлонов воды на каждого человека в доме.Таким образом, семье из пяти человек потребуется 500 галлонов хранилища в одном или нескольких резервуарах. Дополнительная мощность должна быть обеспечена, если вы предвидите увеличение потребности в воде в будущем. Резервуар на 300–500 галлонов будет стоить от 250 до 500 долларов. Резервуары промежуточного хранения для сельскохозяйственных работ обычно намного больше, и их размер будет зависеть от ежедневного использования воды на ферме. Как минимум, резервуар (и) для хранения должен быть достаточно большим, чтобы удовлетворить 2 часа пикового потребления воды, но в идеале резервуары должны быть достаточно большими, чтобы хранить воду в течение всего дня.Кроме того, было бы разумно запланировать дополнительное водохранилище для использования в чрезвычайных ситуациях, например, для защиты от пожара. Если объем водопользования в хозяйстве неизвестен, его можно оценить, используя данные из информационного бюллетеня «Планирование водной системы, оценка потребностей в воде». Министерство сельского хозяйства США рекомендует емкость промежуточного хранилища не менее 2000 галлонов. Стоимость больших резервуаров для хранения варьируется от 500 долларов (1000 галлонов) до 1500 долларов (3000 галлонов). Резервуары для хранения воды с фермы также должны быть защищены от замерзания, если использование воды не является достаточно продолжительным, чтобы предотвратить замерзание.

Вне зависимости от того, используются ли они для систем водоснабжения дома или на ферме, промежуточные резервуары для хранения также могут использоваться для облегчения процессов очистки воды. Если хлор используется для дезинфекции водоснабжения, резервуар для хранения может увеличить время контакта воды с хлором, необходимое для уничтожения болезнетворных бактерий и уменьшения необходимого количества хлора. Хранилище также служит резервуаром для обработки, в котором растворенные соединения железа, окисленные хлором, осаждаются из раствора и оседают на дно.Чистая вода, оставшаяся в верхней части бака, перекачивается в напорный бак и распределительную систему.

Емкость напорного насоса

Напорный насос обычно добавляется после промежуточного накопительного бака (ов), если система не может быть доставлена ​​самотеком в дом или сарай. Напорный насос подает воду в напорный бак для распределения в доме или на ферме. Производительность нагнетательного насоса может быть определена путем оценки общей суточной потребности в воде из скважины (см. Таблицу 2 в разделе «Планирование водной системы — оценка водопользования»).Насосы большего давления требуются для хозяйств, где потребность в воде выше.

Пропускная способность скважинного насоса

Скважинный насос для системы промежуточного накопления воды должен иметь номинальную производительность, немного меньшую, чем производительность скважины. При необходимости следует ожидать, что насос будет работать более или менее непрерывно, чтобы резервуар-хранилище оставался полным. Обычно аварийный выключатель при низком уровне воды, управляемый датчиками уровня воды в колодце, должен быть подключен к реле на распределительной коробке насоса.Сигнал о низком уровне воды, передаваемый на главный выключатель, должен блокировать другие органы управления насосом и останавливать насос, если уровень воды упадет до критически низкого уровня, при котором воздух или осадок могут попасть в систему.

Схематическое изображение всей промежуточной системы хранения воды показано на рисунке 1. Обратите внимание, что эта схема включает хлоратор между колодцем, резервуар для хранения без давления и датчики уровня воды в резервуаре. Для защиты скважинного насоса необходимо установить чувствительное устройство для аварийного выключателя низкого уровня воды в скважине.Типичная стоимость бытовой системы промежуточного хранения (без хлоратора), вероятно, будет менее 1500 долларов, в зависимости от количества рабочей силы. Система промежуточного хранения на более крупной ферме будет стоить около 3000 долларов, но может быть значительно дороже, если необходимо хранить очень большое количество воды.

Скважинное хранилище

Последний метод более эффективного использования низкодебитной скважины — увеличение запаса воды внутри скважины. Скважина может вместить несколько сотен галлонов воды для удовлетворения пикового водопотребления.В идеале, дополнительное хранилище в скважине добавляется к скважине с низкой текучестью, когда она впервые пробурена, чтобы удовлетворить ожидаемую потребность дома или фермы в воде (см. Планирование водных систем — Оценка водопользования для получения более подробной информации о планировании системы водоснабжения).

Количество воды, хранящейся в скважине, может быть увеличено за счет расширения или углубления ствола скважины. Например, типичная скважина диаметром 6 дюймов и 100 футов воды в скважине может хранить 147 галлонов воды. Если бы 6-дюймовый колодец был заменен колодцем диаметром 10 дюймов, объем хранилища резко увеличился бы до 408 галлонов воды.Дополнительных 261 галлона накопленной воды может хватить для обслуживания дома на одну семью, даже если дебит скважины очень низкий. Само по себе увеличение диаметра не должно повлиять на качество воды из колодца, поскольку он по-прежнему забирает воду из того же водоносного горизонта. Однако увеличение диаметра само по себе рискованно, потому что его успех зависит от относительно постоянной глубины воды в скважине. В действительности, глубина воды в колодце может сильно различаться во время влажных и засушливых периодов, что приводит к значительным изменениям в хранении.Например, колодец, который обычно имеет 100 футов воды, может иметь менее 20 футов запаса воды во время засухи. В результате увеличение диаметра этого колодца с 6 дюймов до 10 дюймов увеличило бы запас воды только примерно на 50 галлонов во время засухи — намного меньше, чем необходимо для удовлетворения пикового спроса на воду.

В скважинах, где уровень воды значительно меняется в засушливые периоды, углубление скважины может быть лучшей альтернативой для увеличения емкости скважины. Бурение существующей скважины диаметром 6 дюймов на 100 футов глубже увеличит запас воды на 147 галлонов.Однако качество воды может существенно измениться по мере того, как вы углубите существующий колодец. Более глубокая скважина может получить доступ к подземным водам с естественными или искусственными загрязнителями, что может потребовать добавления оборудования для очистки воды. Консультации с местным опытным бурильщиком, а также с владельцами близлежащих скважин будут полезны при определении риска бурения существующей скважины в более глубокие грунтовые воды.

Стоимость — очевидное соображение при увеличении диаметра или глубины существующей скважины.Компоненты скважины, такие как насос, проводка, трубопровод и обсадная труба, необходимо будет удалить, прежде чем можно будет повторно пробурить существующую скважину. Дальнейшие затраты будут основаны на стоимости бурения за фут от подрядчика. Некоторые бурильщики могут предпочесть просто пробурить новую скважину в соответствии с новыми спецификациями, а не изменять существующую. В любом случае, бурение более широкой и / или более глубокой скважины обычно обходится дороже, чем покупка водосберегающих устройств или установка промежуточной системы хранения.

Последнее слово

Низкопродуктивный колодец не обязательно должен вызывать постоянное беспокойство домовладельца или фермера.Методы, описанные в этом информационном бюллетене, часто можно использовать для обеспечения того, чтобы эти колодцы удовлетворяли пиковые потребности в воде. Простых изменений в привычках водопользования может быть достаточно для удовлетворения пиковых потребностей в воде, когда нехватка воды случается нечасто.

Если требуется большая экономия воды, водосберегающие устройства и устройства предлагают большую экономию воды и простую установку при умеренных затратах. Более серьезные случаи, когда водоснабжение обычно не позволяет удовлетворить пиковую потребность в воде, требуют установки промежуточной системы хранения.Также возможно увеличение объема скважинных хранилищ, но этот метод во многих случаях менее предсказуем и более дорогостоящий. Местный подрядчик по водозаборным скважинам может предоставить рекомендации и смету расходов на увеличение запасов в скважине.

Когда использовать педальный клапан

Эта запись была опубликована 5 декабря 2019 г. Кори Кашмер.

Обратный клапан — это обратный клапан, допускающий только односторонний поток. Используйте донные клапаны, когда у вас есть ситуации, когда вам нужен насос, например, когда воду нужно забрать из подземного колодца.Приемные клапаны поддерживают заливку насоса, позволяя воде течь внутрь, но не позволяя ей вытекать обратно, что делает их идеальными для использования в бассейнах, прудах и колодцах.

Принцип работы педальных клапанов

Поскольку клапаны допускают только однонаправленный поток, приёмные клапаны открываются в одном направлении и закрываются при изменении направления потока. Это означает, что в таких приложениях, как колодец, воду можно извлекать только из колодца. Любая вода, которая остается в трубопроводе, не может течь обратно через клапан к колодцу.Давайте посмотрим на процесс более внимательно.

В неглубокой скважине с подземными водами применение обратного клапана включает следующее:

  1. Сначала рассмотрим размещение донного клапана. Он устанавливается на всасывающем конце трубопровода (конец в колодце, через который забирается вода). Он находится у дна колодца.
  2. Когда насос работает, создается всасывание, которое всасывает воду через трубу.Приемный клапан открывается, когда вода течет вверх из-за давления поступающей воды.
  3. Когда насос выключен, подъемное давление прекращается. Когда это происходит, сила тяжести воздействует на воду, которая остается в трубе, пытаясь заставить ее двигаться вниз обратно в колодец. Однако обратный клапан предотвращает это.
  4. Вес воды в трубе давит на нижний клапан. Поскольку обратный клапан является однонаправленным, он не открывается в направлении вниз.Вместо этого давление воды плотно закрывает клапан, что предотвращает обратный поток обратно в скважину и от насоса обратно в отстойник.

Зачем нужны донные клапаны?

Приемные клапаны

полезны, потому что они предотвращают повреждение водяных насосов, которое может произойти из-за сухого хода, а также останавливают потери энергии.

Эти клапаны являются неотъемлемой частью всех систем водоснабжения. Приведенный выше пример объясняет, как работает нижний клапан в очень маленьком масштабе.Подумайте о последствиях отказа от обратного клапана в ситуациях с большим объемом.

В ситуациях, когда вода перекачивается из отстойников на земле в резервуары для воды на крышах зданий, необходимо использовать мощные электронасосы. Как и в примере, эти насосы обычно работают за счет всасывания, которое заставляет воду подниматься вверх через систему трубопроводов в желаемый резервуар.

Во время работы насоса в трубе остается постоянный столб воды из-за создаваемого всасывания.Но когда насос выключен, всасывание пропадает, и сила тяжести воздействует на толщу воды. Если бы там не было обратного клапана, вода текла бы вниз по трубе, обратно к своему первоначальному источнику. В трубе не будет воды, а в ней будет воздух.

Затем, когда насос снова включается, воздух, находящийся в трубе, будет противодействовать потоку воды, и даже если насос включен, вода не будет перемещаться по трубе. Когда это происходит, это вызывает работу всухую, что может привести к повреждению насоса, если не принять меры быстро.

Донный клапан эффективно решает эту проблему. Он не допускает обратного потока воды при выключенном насосе. Насос остается заправленным до следующего использования.

Применение педальных клапанов

Приемные клапаны — это обратные клапаны, которые используются с насосом. Они используются в различных домашних условиях, а также в некоторых промышленных приложениях. Приемные клапаны могут использоваться с насосами, перекачивающими жидкости (называемые гидравлическими насосами), например воду, или в промышленных приложениях, например, газ (так называемый пневматический насос).

В домах обратные клапаны используются в прудах, бассейнах, колодцах и любых других местах, где есть насос. В промышленных условиях эти клапаны используются в отстойных насосах, всасывающих насосах, используемых в реках и озерах, в пневматических тормозных магистралях коммерческих грузовиков и в других приложениях, где используются насосы. Они так же эффективны в промышленных условиях, как и в пруду на заднем дворе.

Приемные клапаны предназначены для поддержания насоса в заполненном состоянии, позволяя жидкости поступать внутрь, но не выходить.Существуют сетки, закрывающие отверстие клапана, которое со временем забивается, особенно когда они используются для извлечения воды из колодцев или прудов. В результате важно регулярно чистить клапаны, чтобы они работали эффективно.

Выбор правильного педального клапана

Обратный клапан необходим во многих ситуациях. Каждый раз, когда есть приложение, в котором требуется односторонний поток жидкости, необходим обратный клапан. Высококачественные донные клапаны помогают экономить энергию и обеспечивают защиту водяных насосов от повреждений, продлевая их общий срок службы.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *