ВОДОПОДЪЕМНИКИ
Спасибо нашим инвесторам из казино онлайн
ВОДОПОДЪЕМНИКИ
, приборы и сооружения, служащие для подъема и передвижения воды из нижележащего расположения в вышележащее. В. разделяются на две группы: 1) те сооружения и приборы, которые при посредстве различных приспособлений механически перемещают различные объемы воды на требуемую высоту; 2) механизмы, при посредстве к-рых вода не только перемещается и подымается по трубам, но также получает и желаемое давление, называемое напором. Из механизмов первой группы заслуживают внимания простые приборы, как-то: ведра, бадьи, черпаки, качающиеся лопаты, машина Мореля, пошвенное колесо, тимпан, журавль, ворот, чигирь, нория, цепной насос, насос Шен-Элиса, Архимедов винт, воздушный насос «мамут»; из второй группы: гидравлический таран, гидропульсер, поршневой, центробежный и турбинный насосы. Простейшими В. являются ведро, бадья и т. п. в руках человека. При высоте подъема в 1
м
рабочий, в 8-часовой рабочий день, считая остановки и отдых, поднимает около 40
куб. м
воды. При большей высоте подъема работа одного человека становится менее производительной. Если высота подъема превосходит
2 м,
то в подъеме участвуют двое рабочих, из которых один передает наполненное ведро вышестоящему. В таких случаях применяется также ведро с длинной ручкой, или черпак, к-рым может работать один человек. Чтобы облегчить и ускорить подъем воды, подвешивают ведро с помощью веревки, цепи или шеста к качающемуся на стойке коромыслу, снабженному противовесом; такое приспособление носит название ж у-р а в л ь. Один рабочий может поднять журавлем на высоту
1 м в
течение 8 час. до 55
куб. м,
т. е. в lVa раза больше, чем просто ведром. Если устроить журавль так, чтобы рабочий мог приводить его в качание собственной тяжестью, то, при высоте подъема до 3
м,
двое рабочих могут поднять до 25
куб. м.
Подъем воды из глубоких колодцев производится посредством ведра или бадьи с веревкой, перекинутой через блок (см. рисунок 1). Для той же цели служит ворот, т. е. горизонтальный вал, на который наматывается веревка с прикрепленным на ее конце ведром. Устраивают ворот также с двумя бадьями, из к-рых одна с водой поднимается в то время, как другая, порожняя, опускается (см. рисунок 2). Категорию простых приборов в целях орошения огородов или отлива воды из помещений составляют корзины, выложенные внутри лоток. В точках соединения отдельных жо-лобов имеются клапаны
D, Е, G
для перепуска воды из одного жолоба в смежный вышележащий. Этот прибор в течение часа
Рисунок 4.
РИС 5. Рисунок
1
. Блок для подъема воды. Рисунок 2. Ворот для двух ведер. Рисунок 3. Черпак для подъема воды. Рисунок 4. Машина Мореля. Рисунок 5. Чигирь (вид спереди):
1—
ручки; 2—ведро. кожей, деревянные или металлические л о-патки и черпаки (см. рисунок 3). К этой категории относится машина Мореля, состоящая из зигзагообразно расположенных в вертикальной плоскости деревянных жолобов
MN
и
LBEG0,
к-рые наверху соединены с деревянным горизонтальным валом
S.
При качании этого прибора при помощи веревок, прикрепленных к точкам
Рисунок 5а. Чигирь (вид сбоку): 3 —шолоб; 4 —скалки; 5 —шейка; 6—вага. TRK, вода попеременно зачерпывается нижними концами жолобов М и L и постепенно, по направлению LABD или МСВ и далее, передвигается кверху, где и перетекает в
подымает воду на высоту до 4
м
в количестве 42
куб. м
(см. рисунок 4). Для подъема воды на высоту до 20
м
служат приспособления, известные под названиями чигирь и нория, устройство которых одинаково: через барабан перекинут бесконечный канат, к которому прикреплены черпаки. Для приведения в действие чигиря или нории впрягаются в привод животные (от 1 до 4). Применение этих приборов распространено во всех странах, практикующих искусственное орошение (см. рисунок 5, 5а и 6). Прибор, производящий подъем воды при посредстве деревянной или металлической трубы, в к-рой движется бесконечная цепь с прикрепленными к ней дисками, кожаными кружочками и четками, носит название цепного, или четочного, насоса. Насос этот служит для подъема воды до 5
м.
В течение часа четверо рабочих могут поднять на высоту около 2 л до 72
куб. м
Рисунок 6. Нория.
воды (см. рисунок7). Для подъема больших количеств воды до 4,5
м
применяется т. н. Архимедов винт, состоящий из деревянного или металлического барабана, внутри которого вращается Архимедова спираль— винтовая поверхность, плотно соприкасающаяся со стенками барабана. Винты приводятся в движение б. ч. силой пара или силой ветра. Число оборотов винта в минуту составляет от 5 до 6, и в один оборот винтом поднимается около 20
куб. м
воды (см. рисунок 8). Описанные устройства приводятся в движение мускульной силой животного или особым двигателем. КВ., которые приводятся в действие силой течения воды живого русла, относится пошвенное колесо, снабженное лопатками и сосудами, или черпаками, наглухо прикрепленными к окружности колеса, вращающегося на горизонтальном валу. Колесо устанавливают в каналах; течение воды, действуя на лопатки, приводит колесо во вращение; обыкновенно диаметр колеса составляет около 4,5 л», и оно делает 4 оборота в минуту,. поднимая на высоту 3 метров до 36
куб. м
воды в минуту (см. рисунок 9). К этому же типу относится римский В. под названием тимпан, усовершенствованный Лафе и состоящий из нескольких криволинейных жолобов, направляющихся от окружности колеса к центру. Вода, попадая в жолоб, при вращении колеса поднимается вверх, скользя внутри жолоба, пока не достигнет пустотелого вала, откуда и вытекает в сборный отводный лоток (см. рисунок 10 и 11). Воздушный насос, называемый также пневматическим или «м а м у т», представляет устройство для подъема воды сжатым воздухом по трубе, погруженной в буровую скважину под воду на расстояние, в
2
— 2,25 раза большее подъема воды. Сжатый воздух, входя у конца опущенной трубы под напором немного бблыним, чем гидро – статическое давление столба воды над этим концом, будет стремиться подняться по трубе вверх и поэтому заполнит мелкими пузырьками весь столб воды в трубе; столб воды, сделавшись удельно легче, поднимется вверх, выльется через верхний край трубы, и затем установится непрерывно изливающаяся струя смеси воды и воздуха. Ко-эфициент полезного действия этого насоса
Рисунок 11. Тимпан.
очень низок. Обычно вода из бурового колодца поднимается воздушным насосом в резервуар, устраиваемый в земле рядом со скважиной. Воздушные насосы «мамут» имеют широкое применение благодаря простоте
Рисунок 7.
Рисунок 9. Рисунок
10.
Рисунок
7.
Цепной насос. Рисунок 8. Архимедов винт.
Рисунок
9. Пошвенное колесо
с
кувшинами. Рисунок 10. Водоподъемное колесо.
устройства, содержания и легкости наблюдения (см. рисунок 12).
Ленточные В. (см. рисунок 13) состоят из бесконечной полосы толстой парусины, подвешенной на барабане так, что нижний конец ее погружен в воду колодца. При вращении ленты вода по закону поверхностного притяжения поднимается из колодца вместе с лентой до барабана и здесь сбрасывается центробежной силой с ленты в отводящий жолоб. Если к ленте, сделанной из резины или тонкой металлической полосы, прикрепить ряд ячеек из нержавеющего металла, то получится водоподъемник большой производительности даже при малых скоростях вращения. Так, например, при подаче 2,4
куб. м
2А Рисунок 12. Мамут. воды в час каждая ячейка имеет ширину и глубину 25
мм.
Вода может подниматься этим подъемником с глубины до 120 ж в количестве до 80
куб. м
в час, Однако, при таких условиях коэфициент полезного действия невысок. В. аналогичного действия, но имеющий вместо ленты Спиральную пружину, обвитую вокруг металлической цепи, носит название В. «Ш е н – Э л и с» (см. рисунок 14). Следует указать, что эти В. могут применяться для подъема как чистой колодезной воды, так равно и для перекачки сточных канализационных жидкостей. При обильном водоисточнике подъем воды часто осуще-. ствляется посредством прибора, изо –
Рисунок 13. Ленточный во-
доподъемник. бретенного» Монгольфье в конце XVIII в. и называемого гидравлическим тараном. Таран (см. рисунок 15) соединяет в себе работу двигателя и насоса; он работает импульсами от ударов, развивающихся от внезапно закрывающегося клапана на пути движения воды. Прибор состоит из воздушного колокола
А
с клапаном
В,
открывающимся снизу вверх, и с нагнетательной трубой, по которой вода подается на требуемую высоту —
И.
Колокол посажен на замкнутую коробку, на которой располагается ударный клапан
F,
открывающий отверстие при опускании вниз. Коробка соединяется трубой с источником воды— резервуаром, родником, рекой, прудом, уровень к-рых расположен на некоторой высоте
h
Шен-элис. выше» прибора. Действие тарана состоит в следующем: вода от источника по трубе входит в прибор и выливается через
Рисунок 14.
Спираль В открытый штопорный или ударный клапан до тех пор, пока скорость воды не достигнет своего максимума и не закроет, вследствие живой силы, клапан
F
и, открыв клапан
В,
поступит в воздушный колпак
А.
В этот момент произойдет в коробке нек-рое обратное дви –
^Ж
Рисунок 15. Таран. жение воды, вызывающее уменьшение давления на штопорный клапан
F,
к-рый поэтому и откроется. Т. к. поступление воды со стороны источника будет происходить непрерывно, то это явление будет повторяться вновь в количестве от 60 до 120 раз в минуту, результатом чего явится подъем воды по нагнетательной трубе. Для приведения тарана в действие вначале рукой поднимают и опускают клапан, пока прибор не начнет самостоятельно работать. Тараном можно поднять до 200 л в минуту. Если требуется поднять большее количество воды, то ставится несколько таранов.—
ш
Рисунок 16. Гидропульсер напорный. Гидропульсер, изобретенный Абрага-мом (см. рисунок 16), действует по принципу гидравлического тарана, но в нем ударный и нагнетательный клапаны заменены турбинным колесом
аЪ,
к-рое приводится в движение водой источника и направляет воду попеременно то в нагнетательную трубу
Е
(положение II), то наружу (положение I). Иногда в кожух турбинного колеса включают несколько питательных труб С и тогда соответственно увеличивают производительность прибора. Такой гидропульсер называется напорным. Подобные приборы могут быть и всасывающими, как показано на рис. 17; здесь рабочая вода из питательной трубы С поступает в нагнетательную трубу
Е,
но одновременно отработанная вода по трубе
S
всасывается в ту же камеру
Ег
и вместе с рабочей водой поступает в нагнета –
Рисунок 17. Гидропульсер всасывающий и напорный.
тельную трубу. Гидропульсеры применяются для сельских водоснабжении, для орошения, осушения и т. п. Перечисленные В. в отношении их применения для обслуживания населенных мест делятся на 2 категории, из которых одна (в нее входят: водоподъемное колесо, Архимедов винт, чигирь-нория, черпак, машина Мореля) имеет назначение по преимуществу для орошения земель, тогда как другая (к которой относятся остальные В.) обслуживает, гл. обр., водоснабжение населенных пунктов. В. последней категории в отношении сан. оценки могут быть разделены также на две группы, из к-рых одна, хотя и более распространенная, должна быть признана неудовлетворительной, т. к. в ней основной элемент, служащий для подъема,— ведро—может способствовать загрязнению воды:, сюда относятся журавль, блок, ворот; другая группа (наприм., цепной, ленточный, спиральный В., таран) дает возможность в этих механизмах считать перемещение поднятой воды на пути ее следования от места приема до места ее разбора достаточно обеспеченным в отношении сохранения качества воды. Стоимость В. этой группы для большинства •сельского населения является малодоступной, и потому в крестьянском обиходе встречаются, гл. обр., В. с ведрами, мало совершенные в сан. отношении. Было бы вполне рационально, с сан. точки зрения, избегать устройства таких водоподъемников и заменять их поршневыми насосами, а колодцы делать закрытыми. Лит.: Р ы т е л ь М-., Приспособления для подъема воды, М., 1900; Скорняков Е. Е,, Орошение сада и огорода, М., 1924; Бубекин Б. М., Дешевое водоснабжение посредством тарана и водостолбовой машины, М., 1912; его же, Колодцы и насосы, М., 1913; Ива и чин-Писарев А. А., Как находить воду и устраивать колодцы, М., 1912; Самусь А. М., Техническая гидравлика, М.—Л., 1926; Вельский А. В., Сельско-хозяй-ственная гидротехника, М., 1911; Fllnn A., W e s t о п В. а. В о g е г t С, Water-works band-book, Б., 1927; Dumbleton J., The construction of wells and bore-holes, L., 1925. В. Дроздов.