Home > Инженерные коммуникации > Безмоторный водоподъемник

Устройство безмоторного автоматического водоподъемника

Нехитро устройство водопровода в сельской местности: электронасос подает воду в напорный бак, откуда она поступает к потребителям. Но электроэнергию для подъема воды нередко вырабатывают местные гидроэлектростанции за счет преобразования напора движущегося потока. Так не обойтись ли в этом случае вовсе без помощи электричества, заставив работать только сам источник воды — ручей, родник? Это можно осуществить с помощью несложной гидравлической установки, действующей по принципу своеобразных «качелей»: слив определенного количества воды обеспечивает подъем части ее на некоторую высоту над источником.

Устройство безмоторного автоматического водоподъемника изображено на рисунке 1. Его основные части: водонапорный бак, колодец источника, напорный и воздушный герметичные баки с клапанными механизмами и соединительные трубы.


Рис. 1 Схема водоподъемника: 1 — воздушный бак; 2 — воздушная труба; 3 — напорный бак; 4 — колодец; 5 — родник; 6 — водонапорный бак; 7 — нагнетательная труба; 8 — напорная труба; 9 — соединительная труба; А, Б — клапаны напорного бака

Вода от родника заполняет колодец. Как только ее уровень достигнет входного отверстия соединительной трубы 9, она начинает поступать в напорный бак. Когда тот заполнится, уровень в колодце поднимется до обреза трубы 8 и вода станет поступать в воздушный бак. Давление сжимаемого там воздуха по трубе 2 передается в напорный бак, и так как высота H1 больше Н2 на величину потери напора от сопротивления в трубах, вода оттуда будет подниматься в водонапорный бак. Обратному перетеканию воды из напорного бака в колодец будет препятствовать закрывшийся обратный клапан А.

Подача воды в водонапорный бак будет продолжаться до тех пор, пока воздушный не заполнится водой. При этом сработает его клапанный механизм и вода уйдет в сливное отверстие. Затем рабочий цикл повторяется.

Клапанный механизм воздушного бака (рис. 2) работает следующим образом. Поступающая по трубе 3 вода, вытесняя воздух в напорный бак, заполняет воздушный бак. Поднявшись в нем до верхнего уровня цилиндра, вода поднимет поплавок 10, который закроет клапан 13, преграждая доступ в стакан поплавка 2. Попасть в него она сможет лишь через верхний срез стакана — когда весь воздух будет вытеснен в напорный бак. При заполнении стакана поплавок своими рычагами откроет воздушный и сливной клапаны, сообщая напорный бак с атмосферой, а воздушный — со сливным патрубком 14. Клапаны останутся открытыми до тех пор, пока бак не опорожнится. И только когда вода через небольшое отверстие 12 вытечет из цилиндра 11, поплавок 10 откроет своим рычагом сливной клапан 13 стакана. Поплавок 2 опустится, закроет клапаны 8 и 15 — бак снова готов к работе.


Рис. 2 Клапанный механизм воздушного бака:
1 — стакан; 2 — поплавок; 3 — напорная труба; 4 — воздушная труба; 5, 6, 7 — рычаги поплавка; 8 — воздушный клапан; 9 — рычаг; 10 — поплавок; 11 — цилиндр; 12 — перепускное отверстие; 13 — клапан; 14 — сливной патрубок; 15 — сливной клапан

Производительность такого водоподъемника зависит от дебита источника, высоты подъема воды, диаметра труб. Действующая установка при перепаде воды H1 = 8,2 м и напоре Н2 = 7 м имеет производительность 21312 л воды в сутки. Один цикл зарядки баков занимает 15 минут и подает в водонапорную башню 222 л, сливая из воздушного 507 л.

Установка проста по конструкции и может быть изготовлена из доступных материалов в небольших механических мастерских. Надежность, безотказность в работе и автономность позволяют эксплуатировать такой водоподъемник вдали от линий электропередачи, использовать для создания искусственных водоемов, систем орошения, других хозяйственных нужд. Благодаря автоматическому режиму система может длительное время работать без присмотра человека.

На схеме изображен лишь один вариант такой установки, действующей по принципу гидрокомпрессора. Для получения большего напора систему можно сделать двухступенчатой: с последовательным подъемом воды в двух напорных баках. Отсутствие гидравлической связи между воздушным и напорным баком позволяет установке работать на двух источниках воды, когда, например, чистый родник имеет небольшую производительность, а протекающий рядом стремительный горный ручей непригоден для питья. Тогда ключевая вода может поступать только в напорный бак, а из ручья — в воздушный, создавая необходимый напор в системе.