Ничто не мешает механизировать операцию подъема воды из колодца — хотя бы ручным насосом. Можно на этой полумере не останавливаться и прибегнуть к помощи электричества. Электронасос не только извлечет воду из колодца, но и доставит ее в дом. Промышленность предлагает нам ряд малогабаритных насосов. Как выбрать нужный насос? И где его размещать: на уровне воды или наверху?

Дело в том, что всякий насос — это устройство, создающее перепад давлений: на выходе больше, чем на входе (наше сердце действует тем же образом). Представим, что нужно перекачать воду из бочки, стоящей на земле, в резервуар на крыше душевой кабины, поднятый на три метра. Разберем два варианта (рис. 1).

Рис. 1. Схема действия насоса при работе на всасывание (а) и нагнетание (б): 1 - нижний резервуар; 2 - всасывающий патрубок; 3 - насос; 4 - нагнетательный (напорный) патрубок; 5 - верхний резервуар.

В первом случае насос расположен рядом с баком, то есть тоже на высоте три метра. Его всасывающий патрубок спускается в бочку с водой, а напорный соединяется с душевым резервуаром. В этом случае на напорном патрубке давление атмосферное, а на всасывающем насос создает разрежение, благодаря чему вода засасывается из бочки и через насос передается в верхний резервуар. Как известно, атмосферное давление составляет 10 метров водяного столба, а вакуум соответствует 0 м вод. ст. Насос не может создать разрежение на всасывающем патрубке ниже этого значения.

Поэтому при рассмотренной схеме невозможно поднять воду выше, чем на 10 м, — это ограничение наложено законами физики и распространяется на любую конструкцию всасывающего насоса. Высота же в три метра вполне по силам насосу, установленному рядом с верхним резервуаром. Теперь рассмотрим ситуацию, когда насос находится на уровне нижнего резервуара. В этом случае уже на всасывающем патрубке давление равно атмосферному, а на напорном — соответствует параметрам насоса.

Рассмотренный нами пример показывает, что насос, установленный на поверхности земли (около колодца или скважины либо в доме), теоретически способен поднять воду из колодца или скважины только в том случае, если зеркало воды находится не глубже 10 м, а практически — не глубже 8 м. Поэтому обычно насосы и устанавливают поближе к водоносному горизонту. Способ установки зависит от конструкции насоса. Погружные (вибрационные) опускают прямо в воду, обычные (центробежные) устанавливают на полке, укрепленной выше максимального сезонного уровня воды в колодце, а еще лучше — на поплавке.

Вода из колодца поднимается насосом, поступает к крану, расположенному на крыше колодца, а также непосредственно в дом по магистральному трубопроводу. Его нужно прокладывать под землей во избежание замерзания в зимний период. Глубина прокладки должна быть больше глубины промерзания грунта в вашей местности; кроме того, подземный трубопровод следует покрыть сначала слоем теплоизоляции, а затем гидроизоляции — вплоть до ввода в отапливаемое помещение. Рекомендуемый диаметр трубы для магистрали — 3/4" труб., или же 20 мм (внутренний диаметр). Можно использовать звенья оцинкованной стальной трубы с нарезанной на концах резьбой, соединяя их муфтами (в точках ветвления — тройниками) либо прокладывать магистраль из пластиковых армированных, металлопластиковых и т.п. труб.

Колодезная бадья привычна всем. Ее можно опускать и поднимать на колодезной цепи или веревке, навитой на подъемный ворот или прикрепленной к серьге перевеса журавля (см. рис. 1).

Рис. 1. Подъем воды из колодца: а - с помощью ворота; б - с помощью журавля; 1 - ворот, 2 - веревка или цепь, 3 - перевес журавля; 4 - противовес; 5 - баба журавля (столб с развилкой).

Погрузить в воду и набрать до краев бадью или ведро не так просто; иногда к одной из проушин, за которые крепится дужка ведра, привязывают гирьку, которая помогает зачерпнуть воду. Гораздо удобнее устроить в бадье донный обратный клапан (рис. 2). Тогда проблем с наполнением не возникнет.

Рис. 2. Колодезная бадья с донным колпаком: 1 - дужка, 2 - бадья, 3 - резиновый язычок клапана, 4 - отверстие клапана.

При погружении бадьи в воду язычок клапана приподнимается давлением воды и она заполняет емкость; при подъеме бадьи наполнившая ее вода прижимает язычок к дну и вода не выливается. Бадьей такой же конструкции можно извлекать воду и из скважины, если диаметр этой скважины составляет не менее 100-150 мм. Диаметр такой бадьи должен быть 80-130 мм соответственно, а высота — 500-600 мм.

После установки фильтра и водоподъемных труб шурф засыпают, разобрав деревянные обшивки и настилы, затем устанавливают ручной или электрический насос, устраивают вокруг места выхода скважины глиняный замок и отмостку (рис. 1). При желании вокруг насоса сооружают сруб с крышкой или деревянный навес.

Рис. 1. Колодец-скважина: 1 - фильтр, 2 - водоприемная часть, 4 - ручной насос, 5 - отмостка, 6 - скважина.

Забивной (абиссинский) колодец.

Забивной колодец, называемый абиссинским, известен давно. Его конструкция представляет собой буровую штангу небольшого диаметра с буровой головкой (в виде конического или пирамидального долота), оснащенной фильтром. Чтобы устроить абиссинский колодец, нужно просто забить на нужную глубину буровую штангу, наращивая ее по мере необходимости. Когда буровая головка пройдет водоносный слой, колодец готов: бур с фильтром служит водоприемной частью, а буровая колонка — водоподъемной и обсадной трубой. Остается только оформить наземную часть, установив насос и устроив вокруг него глиняный замок и отмостку.

Нехитрое устройство колодца делает такую конструкцию необычайно привлекательной. Однако не может же быть все так просто! Действительно, абиссинский колодец можно устроить только в мягкой породе, не содержащей галечников, и при глубине водоносного слоя 6-7 м, в крайнем случае — до 12м.

Почему так? Во-первых, при наличии галечных включений забивное бурение буровой колонкой малого диаметра просто невозможно, во-вторых, такая колонка при длинах более 7 м обладает недостаточной устойчивостью на сжатие — она начнет при забивании изгибаться, пружинить, уходить в сторону от вертикали. Если же увеличить диаметр буровой штанги, понадобится слишком мощный копер — без специализированной техники, своими силами не обойтись.

Но если с породой повезет, то абиссинский колодец — просто подарок. Его легко устроить, и он имеет вполне достаточную производительность — примерно полтора ведра в минуту. А если этого мало — всегда есть возможность устроить еще один такой колодец. Конструкции абиссинского колодца и самодельного копра показаны на рис. 2. Забойный трубный абиссинский колодец сооружают на глубину не более 7 м.

Рис. 2. Конструкция копра забивного колодца.

Рабочая головка абиссинского колодца представляет собой массивный стальной конус, над которым приварен водоприемный участок в виде трубы несколько меньшего диаметра с окнами, защищенными металлической сеткой-фильтром. На фильтр навинчена основная труба с шариковым клапаном в нижней части. Упрощенная технология сооружения абиссинского трубчатого забивного колодца заключается в следующем. Роют шахту 0,8 х 0,8 х 1 м. Фильтр жестко соединяют с трубой. На трубу насаживают груз до 30 кг (бабу), который может свободно перемещаться вверх и вниз по трубе. На расстоянии метра от фильтра крепят стальной хомут — подбабок. На 1-1,5 м выше подбабка устанавливают второй хомут с двумя блоками. Трубу с фильтром, клапаном и наконечником устанавливают в центре подготовленной шахты и засыпают грунтом. Уплотняя грунт вокруг вывешенной трубы, обеспечивают ее устойчивое вертикальное положение.

Вместо рытья шахты глубиной в 1 м можно пробурить ствол диаметром 150-200 мм обычным буром, что также обеспечит устойчивое вертикальное положение трубы. Трубу в грунт забивают ударами падающего груза (бабы) по подбабку до тех пор, пока подбабок достигнет поверхности земли. Затем его вновь перемещают на 1 м вверх и закрепляют. Так продолжают до тех пор, пока не появится вода. Забивают трубу до погружения фильтра в водоносный слой, причем уровень воды должен быть выше верхнего края фильтра на 0,5-1 м. Воду откачивают до полного осветления, на что, как правило, достаточно 15-30 мин. Наличие воды в трубе можно проверить, опустив в нее маленькую трубку на шнуре. При соприкосновении с водой трубка издает специфический хлопок.

В процессе эксплуатации винтовые и болтовые сжимы соединений алюминиевых и медных проводов требуют контроля и периодического подтягивания. Однако для электропроводок, например, в дачных домиках этот способ соединения проводников наиболее приемлем, так как он прост и не требует специального инструмента и аппаратуры для соединения проводов.

Конструкция зажима для соединения алюминиевых жил должна обеспечивать следующие свойства:

— постоянство давления на провода при появлении их текучести;

— устройство, предохраняющее провода от растекания из-под контактного винта;

— гальваническое покрытие деталей.

Этим требованиям отвечает зажим, специально разработанный для соединения алюминиевых жил (рис. 1).

Рис. 1. Зажим для присоединения алюминиевых проводов: 1 - винт; 2 - пружинная шайба; 3 - шайба или основание контактного зажима; 4 - токоведущая жила; 5 - упор, ограничивающий растекание алюминиевого проводника.

Пружинная шайба зажима обеспечивает постоянство давления на присоединяемые провода, а упор предохраняет выдавливание провода из-под контактного зажима. В некоторых конструкциях пружинная шайба и упор, ограничивающий растекание, выполняются в виде одной шайбы-звездочки. Собирать зажим необходимо со всеми деталями, так как отсутствие любой из них обязательно приведет к ухудшению контакта.

Оконцевание алюминиевых жил под винтовой зажим выполняется в виде кольца, для медных жил — в виде кольца и стержня.

Последовательность присоединения алюминиевых жил сечением до 10мм2:

1) с конца жилы снимают изоляцию на длине, достаточной для выполнения кольца. Нож направляют под углом 10—15° к поверхности провода, чтобы, срезая изоляцию, он скользил по поверхности жилы. Нельзя держать нож перпендикулярно проводу, так как в этом случае можно надрезать и надломить жилу. Для снятия изоляции с проводов сечением до 4 мм2 применяют специальные клещи КСИ;

2) жилу зачищают наждачной или стеклянной бумагой до металлического блеска и смазывают тонким слоем кварцевазелиновой пасты;

3) подготовленный конец жилы загибают круглогубцами в кольцо. Загибать провода следует по часовой стрелке, т.е. по направлению вращения винта. Внутренний диаметр кольца должен быть несколько больше, чем диаметр контактного винта;

4) провод зажимают винтом на пластине контактного вывода, ввертывая его в нарезанное отверстие или затягивая гайкой.

Гибкие медные жилы сечением 1,0—2,5 мм2 оконцовывают в виде кольца с последующей полудкой в следующем порядке. С провода снимают примерно 25—30 мм изоляции, зачищают жилы наждачной бумагой до металлического блеска, скручивают проволочки в стержень, загибают в кольцо, покрывают кольцо канифолью или ее раствором в спирте, затем окунают на 1-2 с в расплавленный припой ПОС-40. После остывания провод изолируют до кольца. Многопроволочную медную токоведущую жилу сечением 1,0—2,5 мм2 в некоторых видах соединений оконцовывают в виде стержня с полудкой припоем ПОС-40. Контактные зажимы штепсельных розеток до 10 А и выключателей от 4 А и выше допускают присоединения медных и алюминиевых проводов сечением от 1 до 2,5 мм2, а для выключателей 1 А — только медных жил проводов сечением от 0,5 до 1 мм2.

Присоединение алюминиевых проводов в зажиме обязательно выполняется с оконцеванием в виде колечка, медных — в виде колечка и стержнем (рис. 2).

Рис. 2. Оконцевание проводов.

Колечко алюминиевого провода перед вводом в контакт зачищают и смазывают кварцевазелиновой или цинковазелиновой пастой. В штепсельных розетках до 10 А к одному контакту можно присоединить не более двух медных или алюминиевых проводов сечением до 4 мм2. Соединение алюминиевых или медных проводов электропроводки с медными проводами осветительной арматуры выполняется с помощью специальной зажимной колодки. Провода зажимаются между пластинами, имеющими насечки и отверстия с резьбой для зажимных винтов. На винты должны быть надеты пружинящие разрезные шайбы.

В светильниках патроны для ламп накаливания имеют контактные зажимы под кольцо, а также втычного типа для присоединения прямых концов медных жил проводов. Присоединяя провода, необходимо помнить, что центральный контакт патрона подключается к фазному проводу, а контакт, присоединенный к гильзе цоколя, — к нулевому. Провода, выходящие из патрона, рекомендуется дополнительно изолировать ПВХ-трубкой.

Широкое распространение получил способ соединения и оконцевания алюминиевых и медных проводов и кабелей опрессовкой, которая обеспечивает надежный электрический контакт и необходимую механическую прочность, кроме того, проста в исполнении. Опрессовку выполняют ручными клещами, механическими и гидравлическими прессами с помощью сменных матриц и пуансонов. Для соединения жил проводов и кабелей служат гильзы, для оконцевания — наконечники.

Технологический порядок опрессовки алюминиевых жил в соединительных гильзах и оконцевание кабельными наконечниками:

1) в зависимости от сечения токоведущих жил проводов и кабелей подбирают тип и размеры соединительных гильз и кабельных наконечников. Для опрессовки жил сечением от 2,5 до 10 мм2 используют соединительные алюминиевые гильзы типа ГАО (рис. 3);

Рис. 3. Опрессовка алюминиевых проводов гильзами ГАО: а - односторонняя опрессовка; б - двухсторонняя опрессовка.

для сечений более 10 мм2 — соединительные гильзы типа ГА. Оконцевание жил и кабелей производят с помощью трубчатых алюминиевых наконечников типа ТА или медноалюминиевых типа ТАМ;

2) подбирают матрицы и пуансоны в соответствии с типоразмерами соединительных гильз и наконечников;

3) проверяют наличие в гильзах и наконечниках заводской смазки. При отсутствии смазки гильзы и наконечники зачищают металлическим "ершиком" и смазывают защитной кварцевазелиновой или цинковазелиновой пастой;

4) снимают с концов жил изоляцию: при оконцевании — на длине, равной длине трубчатой части наконечника, при соединении — на длине, равной половине гильзы;

5) зачищают концы токоведущих жил наждачной бумагой или щеткой из кордоленты до металлического блеска, протирают тканью, смоченной в бензине, и сразу же покрывают кварцевазелиновой пастой;

6) надевают на подготовленные и спрессованные жилы наконечник или гильзу. При оконцевании жилу вводят в наконечник до упора, при соединении — так, чтобы торцы соединяемых жил соприкасались между собой в середине гильзы;

7) устанавливают трубчатую часть наконечника или гильзы в матрицу и спрессовывают;

8) обработав острые края гильз, соединение изолируют.

Не разрешается на алюминиевую жилу напрессовывать медный наконечник, так как соединение будет непрочным из-за большой разности коэффициента линейного теплового расширения у меди и алюминия.

Порядок опрессовки медных жил и кабелей: с много- и однопроволочных проводов снимают изоляцию на длине 20—25 мм, укладывают соединяемые жилы параллельно, не скручивая их между собой. Затем обворачивают их двумя слоями медной или латунной фольги толщиной 0,2 мм и шириной 18—20 мм и обжимают место соединения пресс-клещамя. Опрессовку одно- и многопроволочных жил сечением 4 мм2 и более выполняют в медных трубчатых наконечниках типа Т или в соединительных медных гильзах типа ГМ. Все операции выполняют в такой же последовательности, как и для алюминиевых проводов и кабелей, за исключением наложения кварцевазелиновой и цинковазелиновой пасты. Запрещается производить опрессовку при помощи молотка и зубила.

Правильное и качественное выполнение операций по соединению, ответвлению и оконцеванию жил проводов и кабелей определяет надежность эксплуатации внутренней и наружной электропроводок. Эти элементы проводок должны обладать необходимой механической прочностью и малым электрическим сопротивлением, сохраняя эти свойства на все время эксплуатации. Для устройства электропроводки используются провода и кабели с алюминиевыми и медными жилами. По экономическим соображениям электропроводка, как правило, выполняется проводами и кабелями с алюминиевыми жилами. Однако алюминий имеет свойства, которые мало способствуют надежности соединения. Одно из них — повышенная (по сравнению с медью) текучесть и окисляемость с образованием токонепроводящих пленок. Окись алюминия создает большое переходное сопротивление, приводящее к ухудшению электрического контакта и чрезмерному его нагреванию. Окисная пленка создает трудности при пайке и сварке проводов, так как она имеет температуру плавления 2050°С, температура же плавления самого алюминия составляет только 660°С.

Пленку с контактных поверхностей необходимо удалять и принимать меры против вторичного ее возникновения. Для этого применяют кварцевазелиновую или цинковазелиновую пасты, а также смазку ЗЭС. Медные проводники также покрываются окисной пленкой, но она незначительно влияет на качество контактного соединения и легко удаляется. К нарушению контакта приводит также большая разница в коэффициенте линейного теплового расширения алюминия по сравнению с другими металлами. Поэтому алюминиевые провода нельзя спрессовывать в медных наконечниках или присоединять к медным контактам аппаратов. Даже при нормальной эксплуатации через некоторое время провода в местах болтовых и винтовых соединений алюминиевых жил следует периодически подтягивать, так как при изменении температуры окружающей среды они могут сильно нагреваться.

При длительной эксплуатации алюминий начинает "течь" из области с большим давлением в соседнюю область, находящуюся под меньшим давлением. Поэтому винтовые и болтовые контактные соединения алюминиевых жил нельзя пережимать.

В особенно неблагоприятных условиях находятся контакты алюминиевых жил с другими металлами в наружных электропроводках. Под влиянием влаги, содержащейся в окружающей среде, на контактных поверхностях появляется водяная пленка со свойствами электролита, и в месте соединения образуется так называемая гальваническая пара. Алюминий здесь выступает в качестве отрицательного полюса и "теряет" частицы металла, постепенно разрушается, и разрушается контакт. Особенно неблагоприятны в этом отношении соединения алюминия с медью и латунью. Такие контактные поверхности необходимо защищать от проникновения влаги кварцевазелиновой пастой, смазкой ЗЭС или покрывать их третьим металлом — оловом или припоем типа ПОС.