Ветряной вода насос своими руками

Ветряной насос для воды своими руками: эффективное решение проблемы водоснабжения

Дата публикации: 19 июля 2019

Жизнь дачников немало осложняет отсутствие загородного водопровода. Полив участка, приготовление пищи, решение прочих бытовых вопросов — все это требует значительного количества воды, таскать которую от ближайшей колонки очень тяжело. Решение проблемы — бурение скважины для последующего забора воды с использованием погружного насоса. Электроэнергию для работы устройство будет получать от централизованной энергосети. Если же качество электроснабжения на участке оставляет желать лучшего, домашний умелец легко сможет самостоятельно сконструировать и установить на участке обычный ветряк. Приходя в движение за счет силы ветра, он обеспечит работу насоса, и из скважины в дом будет стабильно поступать чистая вода.

Немного физики для тех, кто решил серьезно заняться проблемой водоснабжения

Работа погружного насоса основана на вращательных движениях кривошипного механизма. Запустить устройство в действие позволяет обычный ветрогенератор. Его эффективность доказана практическим опытом многих дачников, сумевших разобраться с нюансами механизма и самостоятельно сконструировать его. Действительно, несмотря на кажущуюся сложность, собрать ветронасос своими руками можно достаточно быстро и с минимальными затратами. Единственное условие — при выполнении расчетов и разработке чертежей важно учесть несколько моментов:

• Чем глубже скважина, тем больше энергии требуется для работы насоса, и тем мощнее должен быть новый ветрогенератор.
• Для стабильной работы погружного механизма ветряного насоса для воды на его штоке постоянно должно быть некоторое усилие. Иначе вода будет подаваться с перебоями.
• В конструкции ветряка необходимо учитывать силу ветра на участке. Чем крупнее модель устройства, тем больше ветровой энергии требуется для его запуска. При слабом ветре такой генератор будет находиться в покое. Зато крупный ветряк отличается высокой мощностью, в отличие от более компактных моделей.

Как показывает опыт, первоначальный выбор в пользу крупного ветрогенератора со временем заставляет подумать о приобретении или изготовлении устройства средних размеров. Некоторые потери мощности в данном случае компенсируются стабильной работой ветряка даже при небольшой скорости воздушного потока. Тем более что на большей части страны сильные ветра наблюдаются сравнительно нечасто.

Из каких материалов можно собрать самодельные ветряные насосы для воды

Простота конструкции технических устройств в большинстве случаев означает их надежность. Ветряной насос для воды своими руками — не исключение. Модель в виде помпы не требует сложной сборки и гарантирует безотказную и продолжительную работу. Такая конструкция имеет форму цилиндра, нижняя часть которого соединена с обратным клапаном и всасывающим патрубком. Внутри цилиндра в вертикальном направлении двигается поршень. Разреженная среда, создаваемая при поднятии поршня, заполняется водой из скважины, которая затем поступает в дом по системе труб.

В перечне материалов для сборки ветряного насоса своими руками — пластик и металл. Каждый из вариантов имеет свои достоинства и отдельные недостатки:

• Металлическая конструкция прочнее и долговечнее. Для сборки металлического насосного оборудования используют детали из латуни и дюралюминия. Стоит учесть, что далеко не все сплавы способны длительное время выдерживать повышенную влажность окружающей среды. Кроме того, изготовление деталей такого насоса требует наличия токарного оборудования.
• Пластиковые модели не боятся воды. Конструкция такого ветряного водяного насоса легко собирается из полипропиленовых труб. В качестве обратного клапана можно использовать резину, прикрепленную к заглушке. Двигаясь одновременно с поршнем, она поднимется, открывая путь для воды. А при опускании поршня резиновая деталь перекроет выход, тем самым исключив утечку. Однако с наступлением сильных холодов возникает риск разрыва конструкции из-за распирающего действия замерзшей воды.

Более простое решение — приобретение готовой модели насоса достаточной мощности. Оно позволит сразу перейти к сборке конструкции ветрогенератора и сэкономит время на запуск новой системы альтернативного водоснабжения.

Как выбрать и изготовить модель ветронасоса для воды своими руками

Работу рекомендуется построить в такой последовательности:

1. Выполняется расчет оптимального размера лопастей, после чего из металлического листа толщиной 1 мм вырезается необходимое количество деталей .
2. Изготавливаются спицы для лопастей. Для этого берут металлические трубки нужной длины диаметром около 12 мм.
3. В ступице, на которой крепятся лопасти, на токарном станке выполняют нужное число отверстий – гнезд. Спицы вставляют в гнезда ступицы и зажимают болтами.
4. Лопасти фиксируют на несущих спицах методом клепки.
5. Чтобы изготовить стабилизатор ветряка, используют листовой дюралюминий около 5 мм толщиной. Увеличить его жесткость можно с помощью проволочного каркаса. Стабилизатор крепится на ветряк с помощью алюминиевой трубки диаметром около 32 мм.
6. Для сборки редуктора ветрогенератора используют листовую сталь толщиной 5 мм. Из нее вырезают и сваривают деталь корпуса. В качестве шестерней можно использовать аналогичные детали старых советских авто, которые подходят по размеру к готовому корпусу. Для заполнения пространства между днищем и шестернями редуктора приготавливают смесь литола и нейтрального масла, чтобы готовый состав имел текучее кашеобразное состояние.
7. В качестве мачты для ветряка используют трубы диаметром 10 см с фланцевым соединением.
8. Для конструкции насоса изготавливают специальный насосный ящик. Для работы потребуются металлические листы толщины не менее 2 мм, из которых вырезают подходящие по размеру детали и сваривают их в единую конструкцию. Внутрь устанавливается обычная модель бытового ручного насоса, диаметр цилиндра которого составляет 76-80 мм. Если его необходимо заставить работать в горизонтальном положении, штатные клапаны заменяют резиновыми деталями того же размера.

Предлагаемая конструкция ветронасоса легко справится с подъемом воды с глубины до 12 м. При условии исправности обратного клапана поршневой конструкции насоса его работа будет стабильной и безотказной.

Если вы остановили выбор на горизонтальной конструкции ветряка, необходимо приобрести или изготовить горизонтальный вал, устройство для передачи вращения на кривошипный механизм, а также — симметричную лопастную конструкцию, напоминающую мельницу. Вращающийся вал устанавливают на поворотную платформу, после чего на него монтируют лопасти. Вращение на кривошип передает цепная или зубчатая передача.

Привязка ветряного генератора к водяной скважине существенно ограничивает выбор подходящего места для монтажа устройства. Поэтому рекомендуется сразу отдать предпочтение прочной и высокой мачте, чтобы позже не заниматься переносом или переделкой всей конструкции.

Источник

ВОДОКАЧКА С ВЕТРЯКОМ

Даровая энергия ветра всегда побуждала и конструкторов-профессионалов, и энтузиастов-самодельщиков к многочисленным попыткам ее использования. Однако сделать это было не так-то просто в силу «ветренной» природы источника. Следует заметить, что в настоящее время существует немало ветрогенераторов различных конструкций, способных работать с высоким кпд и эффективно накапливать энергию в самой удобной ее форме – электрической. Однако изготовление таких ветроэлектростанций собственными силами – задача достаточно сложная.

В сегодняшней публикации предлагается ветродвигатель, на работу которого непостоянство ветра влияет лишь в самой малой степени.

Речь идет о насосной установке с приводом от ветряка. Даже при сравнительно слабом ветре она подает в водонапорный бак воду из колодца или неглубокой скважины, и делать это можно как непрерывно, так и с паузами.

Следует заметить, что водоподъемные работы с помощью ветряков издавна практикуются в Голландии. А еще совсем недавно на палубах деревянных несамоходных барж устанавливались простейшие ветродвигатели, которые приводили в действие насосные установки, постоянно откачивающие воду из трюмов.

Известно немало конструкций водоподъемных устройств, работающих с приводом от ветряка. Так, достаточно эффективно работает цепная водокачка, которая черпает воду из колодца с помощью «бесконечной» цепи, состоящей из ряда сосудов. Вариант такого водоподъемника можно видеть на одном из рисунков. В качестве сосудов используются небольшие (полулитровые) пластиковые бутылки из-под газированных напитков, нужно только в каждой вырезать пару отверстий — через них емкости будут заполняться водой и опорожняться. В донышке каждой бутылки просверливается отверстие и в него пропускается резьбовая шпилька с двумя отверстиями , которая закрепляется парой гаек. В отверстия вводятся проволочные колечки, а в них — капроновый шнур.

Собранная из таких звеньев замкнутая цепочка подвешивается на барабан, сваренный из 12-мм стальных прутков и втулки-трубы, а тот с помощью двух звездочек и втулочно-роли-ковой цепной передачи соединяется с валом ветряка. Подует ветер, закрутится ветряк, а вместе с ним и вал водоподъемного барабана. Невелика емкость сосудов, но ими за час-дру-гой можно заполнить водой несколько 200-литровых бочек!

Используя бутылки, можно соорудить и другую, не менее эффективную водокачку. Главное, подобрать полуметровый отрезок трубы из металла или пластика с таким внутренним диаметром, чтобы в него с легким усилием входили поршни — нижние части полулитровых пластиковых бутылок. Скорее всего, такую трубу придется проточить и отшлифовать, чтобы довести ее внутренний диаметр до нужного размера. Части бутылок (поршни) соединяются в единую цепь точно так же, как и в предыдущем водоподъемнике — расстояние между ними должно быть меньше длины трубы-цилиндра. Последняя закрепляется в колодце и надстраивается сверху трубой большего диаметра или даже дощатым коробом квадратного сечения. Вращение ветряка приводит в действие водоподъемный барабан, при перемещении которого поршни последовательно попадают в цилиндр, захватывают воду и подают ее в верхнюю трубу или короб, по которому она поднимается к водоразборному лотку.

Цепной водоподъемник:

1 — барабан; 2 — водоподъемные сосуды (пластиновые бутылки емкостью 0,5 л); 3 — стакан; 4 — водоразборная труба; 5 — водосборник; 6 — капроновый шнур

Звено водоподъемной цепи:

1,6 — капроновые шнуры; 2 — водоподъемный сосуд; 3 — пластиковая бутылка-заготовка емкостью 0,5 л; 4 — шпилька М6 с двумя гайками; 5 — кольцо

Цепной насос:

1 — барабан; 2 — водоразборный лоток; 3 — водоподъемный короб; 4 — цилиндр насоса; 5 — капроновый шнур; 6 — поршни (нижние части пластиковой бутылки емкостью 0,5 л)

Насосная ветроустановка:

1,4 — стержни лопастей (сосна, конусный брусок с основаниями d25 и d40, L2100); 2 — псі пральная втулка ветроколеса (сваривается из стальных труб 44×2); 3,10 — ванты-растяжки (стальная проволока d2); 5—тормозное устройство (ступица и тормозной щит от мотоцикла ИЖ); 6 — каркас стабилизатора (сварен из стальных труб d25); 7 — обшивка стабилизатора (ткань); 8 — лопасть-крыло (ткань); 9 — гичок (сосновая рейка d25); 11 — выпускная труба насосной установки; 12 — насос; 13 —емкость д ля волы; 14 — усиливающие косынки фермы-опоры ветряка (сталь, лист sЗ); 15 — стойка фермы (сталь, уголок 40x40x3); 16 — раскосы (сталь, уголок 40x40x3); 17 — подводящая труба насосной установки; 18 — опорный фланец фермы-опоры (сталь, лист s5); 19 — гайки крепления фермы-опоры; 20 — фундамент (армированый бетонный столб); 21 — впускной клапан

Основной узел ветронасосной установки:

1,4 — втулки (капрон); 2 — подшипниковый корпус вала ветряка (сталь, труба 50×3); 3 — вал ветряка; 5 — кривошип ; 6 — поворотный диск (часть ступицы колеса «Нивы» или «Газели»); 7 — перемычка (сталь, труба 22×2,5); 8 — каркас стабилизатора (сталь, труба 25×2,5); 9 — косынка (сталь, лист s5); 10 — шатун; 11 — шаровой шарнир; 12 — ферма-опора ветронасосной установки; 13 — подводящая труба насосной установки; 14 — насос; 15 — выпускная труба насосной установки; 16 — ролик (4 шт.)

Но наиболее эффективна насосная ветроустановка, представляющая собой пирамидальную ферменную опору, в верхней части которой смонтированы ветряк, насос и водонапорная емкость.

Опора сваривается из стальных профилей типа «уголок» сечением 40x40x3 мм с использованием косы-нок-усилителей толщиной 3 мм. При этом проще предварительно сварить две плоские фермы, а затем, зафиксировав их относительно друг друга с помощью нескольких распорок, соединить уголками в единую пространственную конструкцию. В нижней части опоры привариваются четыре круглых фланца, в каждом предварительно просверливаются четыре отверстия под крепежные шпильки с резьбой М10.

Опора устанавливается на бетонные фундаментные столбы, отформованные непосредственно в скважинах, выбранных ручным буром. Предварительно в каждую из скважин опускается свернутый из рубероида полый цилиндр — форма и гидроизоляция будущего столбика. Над поверхностью земли фундамент должен выступать приблизительно на 0,2 м. В процесе закладки в форму бетонной смеси в нее вводятся арматурные прутки и резьбовые шпильки крепления опоры. Последние предварительно с помощью гаек закрепляются на кондукторе — фанерной пластине с отверстиями, просверленными в соответствии с отверстиями на крепежных фланцах опоры.

Ветряк — тихоходный, с четырьмя лопастями-крыльями мягкого типа, сделанными по образцу парусов виндсерфера, которые, как известно, обладают высокими тяговыми качествами.

Центральная втулка ветряка сварена из стальных труб: она состоит из вала и четырех гнезд (степсов, по парусной терминологии). Основой каждой лопасти служит деревянный стержень (мачта) — конусный брусок длиной 2100 мм и диаметрами его концов 40 мм и 25 мм. После обработки рубанком стержни шлифуются шкуркой и покрываются двумя-тремя слоями горячей олифы. На вершине каждой мачты устанавливается оковка — стальная втулка с приваренными к ней четырьмя ушками для крепления проволочных расчалок.

Лопасти-паруса сшиты из воздухонепроницаемой ткани, используемой обычно для легких плащей и курток-ветровок. Разметка паруса производится на ровном полу: сначала вычерчивается основной треугольник АВС, затем от задней и нижней его сторон откладываются величины «серпов» и точки А и С, равно как А и В, соединяются плавной лекальной кривой.

Парус выкраивается из четырех полотнищ ткани, причем линии швов должны быть перпендикулярными стороне АВ основного треугольника АВС. Заделка задней и нижней шкаторин производится с помощью синтетической тесьмы (ленты) подходящей ширины. Латы удобнее всего вырезать из пластикового Ш-образного профиля, используемого для монтажа стекол-движков в книжных шкафах. На мачту (стержень лопасти ветряка) парус надевается с помощью мачт-кармана и фиксируется капроновым штертиком, пропущенным через люверс в фаловой дощечке паруса и закрепленным на утке.

Ветряк смонтирован на поворотном устройстве, основу которого составляет колесо от автомобиля «Газель» или «Нива», свободно вращающееся на четырех роликах. На поворотном устройстве сваркой закреплена стальная труба с парой капроновых втулок (подшипников скольжения), в которой вращается вал ветряка с кривошипом. Последний с помощью шатуна через шаровой шарнир соединяется со штоком насоса. Вал — из стальной трубы, кривошип сварен из отрезка трубы квадратного сечения и точеного пальца с резьбовым хвостовиком.

Следует иметь в виду, что эксцентриситет кривошипа (и, соответственно, ход поршня) следует выбирать в зависимости от преобладающей в данном месте скорости ветра: чем она больше, тем большим можно выбирать ход поршня и тем большей будет производительность ветронасосной установки. Рассчитать такие параметры достаточно сложно, проще сделать несколько кривошипов с различным эксцентриситетом и выбрать из них оптимальный.

На валу ветряка смонтировано тормозное устройство, представляющее собой ступицу и тормозной щит от мотоцикла «Йж». Тормозной рычаг на щите соединяется с капроновым шнуром — при необходимости шнур натягивается и лопасти затормаживаются. Кстати, затормозить ветряк можно и чисто гидравлическим способом, врезав шаровой кран в нагнетающую трубу (после насоса). Если закрыть его с помощью того же капронового шнура, то ветер не сможет провернуть ветряк. После затормаживания ветряк необходимо развернуть боком к направлению ветра и зафиксировать в этом положении парой шнуров-ра-стяжек.

Сам же насос представляет собой цилиндр с поршнем — в верхней его части имеется шесть отверстий, закрытых шестилепестковым клапаном. Такой же клапан располагается в скважине или колодце, так что при движении поршня снизу вверх открываются отверстия водозаборного клапана и закрываются отверстия клапана поршневого, а при движении поршня сверху вниз открываются отверстия в поршне и закрываются отверстия в водозаборном клапане. Таким образом, при возвратно-поступательном движении поршня вода порциями подается в водонапорную емкость.

Лопасть-парус ветряка:

1 — полотнища ткани шириной около 440 мм; 2 — мачт-карман; 3 — боут с люверсом; 4 — заделка шкаторины (тесьма шириной около 40 мм); 5 — лат-карман

Насос:

1 —выпускная труба; 2,13 — прокладки (резина); 3 — шток (сталь, пруток d10); 4 — втулка (бронза); 5 — верхняя крышка (сталь, лист s5); 6,16 — гайки М8; 7,15 — болты М8; 8 — шестилепестковый клапан (резина sЗ); 9 — гайка крепления поршня и клапана; 10 — уплотнительное кольцо (капрон); 11 — поршень (дюралюминий); 12 — цилиндр (сталь, труба с внутренним диаметром 90); 14 — нижняя крышка (сталь, лист в5); 17 — угловая муфта подводящей трубы

Корпус насоса (цилиндр) сделан из отрезка стальной трубы, к которой приварены два фланца с шестью отверстиями под болты М6, которыми крепятся верхняя и нижняя крышки насоса. При этом в верхней крышке располагается втулка — направляющая штока, а к нижней приварена стальная угловая водопроводная муфта. Поршень насоса — дюралюминиевый, точеный с капроновым уплотнительным кольцом. Шестилепестковый клапан вырезан из жесткой резины толщиной 3—4 мм.

В задней части поворотного устройства сваркой крепится стабилизатор ветряка — стальной трубчатый каркас, на который натянуты треугольные полотнища синтетической ткани (той же, что пошла на изготовление лопасти-паруса).

Как уже упоминалось, ветроуста-новка одновременно выполняет функции насоса и водонапорной башни. Емкость для воды располагается на третьем «этаже» ферменной опоры. Сделана она из обычных досок и представляет собой, по сути, ящик, герметичность которого обеспечивается армированной полиэтиленовой пленкой, используемой для устройства оранжерей или парников. Несмотря на скромные размеры, бак вмещает свыше 800 литров воды.

Источник