Ручной насос для воды из скважины: виды, принцип работы

Поршневой насос

Самым распространенным устройством для ручного забора воды из скважины является поршневой насос. Такие конструкции можно наблюдать во многих частных дворах и на дачных участках. Они отличаются разнообразным исполнением надземной части, но устройство механизма и принцип работы одинаков.

Устройство

Чтобы понять по какому принципу работает ручной насос, надо разобраться с его конструкцией. Ее можно условно разделить на подземную и надземную часть:

видимая часть агрегата расположена над землей. Сразу надо выделить главную деталь – корпус цилиндрической формы. Он бывает из чугуна, нержавейки или обычной металлической трубы. К боковой стенке корпуса присоединен излив для воды. Он может быть сделан из аналогичных металлов. Некоторые умельцы изготавливают своими руками излив из пластика. Сверху из корпуса выходит шток, соединенный шарнирным механизмом с рукояткой для накачивания воды – коромыслом;
вторая, невидимая часть насоса находится внутри обсадной трубы скважины. В первую очередь – это рабочий цилиндр, соединенный металлической трубой с надземной частью агрегата. Внутри цилиндра находится поршень с уплотнительными кольцами, который соединяется штоком с коромыслом. Сам поршень в торце имеет одно или несколько отверстий, закрытых клапанами. Снизу цилиндр оборудован патрубком, к которому подсоединена труба, подающая воду со скважины.

Ручные насосы поршневого типа обязательно на конце подающей трубы должны иметь обратный клапан. Это связано с тем, что рабочий цилиндр, находящийся внутри обсадной трубы, не погружен в воду.

Принцип работы агрегата

Чтобы понять принцип работы поршневого механизма, рассмотрим его по шагам:

В исходном положении коромысло опущено вниз. При этом поршень внутри цилиндра находится в верхней его части. Уплотнительные кольца плотно прилегают к стенкам цилиндра, клапана на поршне закрыты, поэтому внутри удерживается вода. Обратный клапан на конце подающей трубы тоже закрыт, что позволяет удерживать столб воды. Если заглянуть внутрь надземного корпуса, то можно увидеть, что вода находится на одном уровне с изливом. Чтобы она начала вытекать через излив, воду надо поднять.
Поднимая коромысло вверх, шток толкает поршень вниз. Во время движения внутри цилиндра создается давление. Оно прижимает обратный клапан, не давая воде вытекать с подающей трубы, и одновременно открывает клапана на поршне. Сквозь отверстия вода поступает в надпоршневое пространство цилиндра.
Следующим движением человек опускает коромысло вниз, при этом сам поршень поднимается. Клапана закрываются, и давление выталкивает воду вверх, которая вытекает через излив.
Одновременно с поднятием поршня под ним внутри цилиндра создается разрежение. Оно открывает обратный клапан, всасывая новую порцию воды.

Дальнейшие действия при движении коромысла повторяются, что позволяет набрать необходимое количество воды.

Ручные поршневые насосы способны поднять столб воды с глубины до 10 м. Их производительность зависит от размеров цилиндра и высоты поднятия поршня. Обычно одним движением коромысла можно набрать до 2 л воды. Минусом конструкции является быстрый износ уплотнительных колец, особенно, если попадаются примеси песка. Зимой такой агрегат тоже использовать нельзя, так как цилиндр находится близко к поверхности земли, и вода внутри просто замерзнет.

Штанговый насос

Этот ручной агрегат еще называют штоковым, хотя его конструкция и работа идентична поршневому. Единственным отличием является расположение цилиндра. Здесь он находится погруженным в воду минимум на 1 м ниже зеркала. Это дает возможность поднимать воду с глубины от 10 до 30 м.

Для таких агрегатов требуется установка обсадной трубы скважины диаметром не менее 100 мм. Рабочий цилиндр соединяют с надземной частью длинной металлической трубой и такого же размера штоком. От этого вес всей конструкции увеличивается, что усложняет обслуживание. Естественно, чтобы поднять большой столб воды потребуется приложить максимум усилия. Упростить процесс помогает сделанное своими руками коромысло большей длины.

Основной плюс штанговой ручной конструкции заключается в возможности зимнего использования. А чтобы вода не замерзала в корпусе надземной части, хозяева приспособились на подающей трубе делать своими руками предохранительный слив. Для этого ниже 2 м от уровня земли в подающей трубе сверлят небольшое отверстие. Во время накачивания вода будет одновременно подаваться через излив и вытекать из просверленного отверстия. После прекращения накачивания остатки воды с верхней части стекут внутрь скважины до уровня отверстия. Таким образом, оставшаяся пустой надземная часть не разморозится на морозе.

Другие виды ручных насосов

Рассмотренные ручные насосы поршневого типа часто изготавливают своими руками для домашней скважины. Но ими не ограничивается разнообразие подобных агрегатов. Существуют другие виды, производимые в заводских условиях.

Крыльчатый агрегат

Подобные ручные насосы используют на складах для перекачки жидкости из емкостей. Но он может подойти и для мелкой скважины, где зеркало воды находится не далее 7 м. Конструкция состоит из металлического корпуса с входящим и выходящим патрубком. Внутри корпуса установлена крыльчатка с клапанами. Через ось снаружи она соединяется с ручкой. Сам корпус разделен на две камеры перемычкой, на которой тоже стоят клапана.

Принцип работы прост. Чтобы набрать воды из скважины достаточно опустить туда шланг, подсоединенный к входному патрубку агрегата. Поворотом ручки крыльчатка приводится в движение, создавая внутри камер чередование областей разрежения. Группы клапанов размещены таким образом, что подают воду только к выходному патрубку.

Агрегат мембранного типа

Еще один тип ручного насоса – мембранный, имеет аналогичный внешний вид: металлический или пластиковый корпус с рукояткой для накачивания. Только внутри корпуса вместо крыльчатки стоит мембрана, связанная штоком с рукояткой. Она делит корпус на верхнюю воздушную камеру и нижнюю водяную камеру. Из водяной камеры выходят впускной и выпускной патрубки с клапанами.

Опускание рукоятки вниз производит поднятие штоком мембраны. Созданное разрежение открывает впускной клапан, и вода из скважины поступает в нижнюю камеру. Поднимая ручку вверх, мембрана опускается вниз, создавая давление воды. От этого происходит закрытие впускного и одновременное открытие выпускного клапана. Под давлением воде остается только выходить через выпускной патрубок.

Разновидности ручных насосов

Ручное оборудование для перекачки воды на рынке представлено в самых разнообразных вариантах.

Владельцам скважин предлагаются следующие типы изделий:

крыльчатые;
поршневые;
штанговые;
мембранные.

Каждый вид имеет особенности, обусловливающие область максимально эффективного использования. Независимо от конструкции и принципа работы, все приборы демонстрируют примерно одинаковую производительность.

Пластиковые насосы не слишком долговечны. Под воздействием солнечных лучей или резких температурных перепадов корпус может потрескаться и лопнуть. Оборудование придется спешно менять, а это – неизбежные материальные затраты

За один полный цикл возвратно-поступательного движения из скважины будет получено около литра жидкости. За минуту таким способом можно набрать от 20 до 40 литров воды. Более точная цифра зависит от того, насколько часто пользователь сможет поднимать/опускать рычаг-рукоятку.

Вид #1 — крыльчатые агрегаты

Ручной крыльчатый насос – это компактный прибор для откачивания воды из подземных источников глубиной 5-7 метров. Небольшие размеры позволяют применять устройство в технических целях на производствах, складах, базах и других участках, где нет возможности смонтировать более мощное и габаритное оборудование.

Конструкционно изделие состоит из корпуса с напорным и всасывающим патрубками. Крыльчатка с лопастями фиксируется на валу, крепко соединенном с рукояткой устройства. Верхний отсек прибора сохраняет постоянный объем даже при условии изменения положения крыльчатки.

Нижнюю часть рабочей камеры насоса на две части разделяют специальные перемычки. Два клапана стоят на лопастях насоса, а еще два, работающие в противовес им, размещаются на входе в нижнюю камеру.

К металлическому корпусу патрубки присоединяются посредством фланца или муфты. Через всасывающий отвод вода из скважины поступает в систему. Напорная часть подключается к точке разбора

В процессе воздействия на рукоятку пользователя, крыльчатка начинает вращаться. В рабочей камере формируются чередующиеся зоны повышенного давления и разрядки. Жидкость всасывается через входной патрубок и энергично выталкивается через напорный. Насосные клапаны обеспечивают перемещение воды по коммуникационным магистралям только в одном направлении.

Ручные насосы крыльчатого типа справляются с перекачкой довольно вязких жидкостей, но плохо переносят загрязненную жидкость. Не подходят для транспортировки воды, содержащей фрагменты жидкого топлива, спиртов, парафина, пищевых масел и любых абразивных материалов. Хорошо работают с чистыми неглубокими скважинами.

Часто могут использоваться в подвальных помещениях, где нет возможности разместить более мощное и громоздкое оборудование. По бюджетной цене продаются в корпусе из анодированного металла.

Бронзовые изделия стоят дороже, но отличаются исключительной коррозийной стойкостью, не теряют своих физических характеристик в период эксплуатации и не подвергаются деформации под воздействием прокачиваемых жидкостей

Среди моделей зарубежных производителей популярностью пользуются немецкие К1 и К2 с латунными клапанами и лопастями. Российский аналог РК2 реализуется по более высокой цене, но комплектуется крыльчатым механизмом из металла, склонного к коррозийным проявлениям.

Плюсы крыльчатых насосов: компактные габариты, способность к перекачке вязких жидкостей.

Из минусов: низкая производительность, высокая требовательность к чистоте воды, работа в скважинах небольшой глубины.

Вид #2 — насосы поршневого типа

Поршневые приборы пользуются широкой популярностью. Конструкционно состоят из цилиндрического корпуса, выполненного из пищевой нержавеющей стали. Внутри перемещается поршень, посредством штока закрепленный на рычаге-коромысле.

Эластичные фторопластовые уплотнители обеспечивают плотное прилегание поршневого диска к стенкам. Сверху располагаются обратные клапаны сферической формы.

Насосы такого типа создают давление на входе. Ставятся на 1 метр выше уровня земли. Монтируются на верхнюю часть обсадных коммуникаций таким образом, чтобы обратный клапан системы находился на выходе погруженной в отверстие водоподъемной трубы.

Используются там, где зеркало воды располагается высоко. Добывают воду из скважин до 10 метров. Из более глубоких источников поднять жидкость на поверхность не могут. Больших физических усилий для нажатия на рычажный механизм не требуют.

В процессе поступательного движения поршня клапан опускается и препятствует оттоку жидкости в обратном направлении. Вода под напором открывает встроенные клапаны и поднимается над поверхностью поршневого диска.

С течением времени уплотнители и прокладки насоса изнашиваются и не обеспечивают нужного уровня герметичности. Это существенно снижает производительность оборудования. Во избежание такой ситуации прибор нужно обслуживать и заменять вышедшие из строя комплектующие

В процессе возвратно-поступательного движения поршня клапан опускается и препятствует оттоку жидкости в обратном направлении. Вода под напором открывает встроенные клапаны и поднимается над поверхностью поршневого диска. Во время обратного хода дисковые клапаны закрываются, не давая воде стекать вниз.

Закаченный в систему воздух толкает жидкость под давлением вверх и в результате она выливается через выходную сливную трубку насоса.

В рейтинге наиболее продаваемых поршневых моделей верхние позиции занимают приборы из стали с оцинкованными болтами от российского производителя Watergood. Изделия зарубежных торговых марок пользуются меньшей популярностью.

Плюсы поршневых насосов: перекачивание как чистой, так и мутной воды с песком, пригодность для работы со светлыми нефтепродуктами, кислотами, растворителями, спиртами.

Еще один плюс заключается в простоте конструкции – так, насос поршневого типа можно изготовить в домашних условиях.

Основные минусы: отдельные модели требуют утепления на зиму, так как не могут эксплуатироваться, если температура окружающей среды опускается ниже +1 °C. Обычно эта информация указывается на сайте производителя и в сопроводительной технической документации прибора.

Вид #3 — штанговые (штоковые) устройства

Штанговые ручные насосы иногда называются штоковыми. Применяются там, где вода залегает на глубине 12-30 метров. Для всех остальных ручных моделей это – непосильная задача.

По конструкции приборы немного схожи с поршневыми агрегатами. В качестве основного рабочего узла здесь используются цилиндр и поршень с удлиненным окончанием. Помповая часть устройства располагается в водоносном слое.

Важно, чтобы нижний клапан штокового насоса всегда находился в воде. В процессе монтажа необходимо этот момент учесть и сделать так, чтобы во время откачки конструкция не оказалась выше реального уровня водного зеркала

Оборудование штангового типа монтируется непосредственно в скважину. Штоковая часть погружается в воду на глубину порядка 1 метра.

Перекачка воды начинается, когда человек приводит в движение рычажное устройство. Поршень опускается и нижний клапан закрывается. Образовавшееся давление открывает верхний клапан и жидкость перемещается в пространство над цилиндром.

В процесс подъема поршневого элемента вода закрывает верхний клапан, а разряжение, создавшееся под поршнем, открывает нижний клапан для всасывания воды.

Непременное условие для установки оборудования штангового типа – абсолютно прямая вертикальная скважинная шахта без изгибов. На наклонной местности применение таких приборов недопустимо

Наиболее актуально использовать штанговые насосы в условиях, когда вода залегает слишком глубоко для установки наружного электроприбора, диаметр скважины не позволяет смонтировать автоматический насос или отсутствует возможность подключения к электрической сети. Во всех других ситуациях тратиться на оборудование нецелесообразно.

Основное преимущество штанговых насосов — подъем жидкости с больших глубин. Компактный насос штокового типа для скважины глубиной до 15 м можно изготовить в домашних условиях. Рекомендуем ознакомиться с подробной инструкцией по изготовлению самодельных насосов из подручных материалов.

Из минусов покупных моделей сложность установки, громоздкость конструкции, большие усилия, требующиеся для прокачки, невозможность использовать агрегат в скважинах, размещенных на скосах или имеющих внутреннее искривление, высокий риск обрыва штанги.

Вид #4 — мембранное оборудование

Ручные мембранные или диафрагменные насосы очень выносливы. Одинаково успешно они могут качать чистую/загрязненную бытовую воду и дизельное топливо, имеющее в составе примеси. Даже при наличии в жидкости большого количества мелких частиц песка и абразивных элементов, все узлы работают безупречно.

Шаровые клапаны не занимают фиксированного места, не трутся друг о друга, а постоянно перекатываются. Это способствует самоочищению и сводит к нулю риск возникновения заклинивания.

Рабочее положение мембранного агрегата – вертикальное, ручкой вниз. К стене прибор крепится через зауженные части по бокам корпуса. Сверху располагается напорный патрубок, в нижней части всасывающий элемент. В случае нарушения целостности мембраны ее нужно заменить

Круглый корпус приборов делается из прочного пластика или отливается из высококачественного чугуна. Мембраны и клапаны производятся из маслобензостойкой резины. Оборудование служит годами и не выходит из строя. Подходит для эксплуатации только в неглубоких скважинах.

Использовать устройство можно не только для перекачивания воды любого качества, но и для отвода сточных или дождевых вод из погребов, подвалов, траншей и прочих участков, подвергшихся затоплению.

Среди покупателей пользуются спросом модели от датского концерна Grundfos и тайваньские насосы Ампика. Они продаются по оптимальной цене.

Среди плюсов износостойкость, нетребовательность к качеству перекачиваемой воды, оптимальный вес, лояльная стоимость, долговечность.

Основной минус — возможность работать в скважинах малой глубины (до 6 метров).

Самостоятельное изготовление ручного насоса

Для домашних скважин распространено использование поршневых агрегатов. Их изготавливают своими руками. Но здесь требуется много токарных и сварочных работ. Для ясности разберем весь процесс пошагово:

Первым делом надо изготовить рабочий цилиндр. Своими руками это сделать без помощи токаря не получится. Для цилиндра берут нержавеющую трубу длиной 800 мм. Ее диаметр подбирают не меньше 80 мм, но надо смотреть, чтобы она вошла внутрь обсадной трубы скважины. Внутреннюю поверхность трубы протачивают на токарном станке, придавая ей гладкость. С обоих концов нарезают внутреннюю резьбу. Сюда будут вкручиваться втулки переходники для трубы.
Часто вместо нержавейки используют старые цилиндры от гидравлики экскаватора. Внутренние гладкие стенки не требуют проточки, а в качестве уплотнительных колец поршня можно использовать родные манжеты.
Сам поршень можно сделать своими руками. Самой простой и эффективной конструкцией служат две круглые металлические шайбы чуть меньшего диаметра от внутреннего сечения цилиндра. По центру сверлят отверстие диаметром около 30–50 мм. Возле него сверлят два отверстия диаметром 5–6 мм и нарезают внутри метчиком резьбу. Теперь осталось отрезать кусочек эластичной резины и прикрутить ее болтиками к шайбе так, чтобы она закрывала центральное отверстие, но свободно ходила. Это будет клапан.
По краям шайб, относительно друг друга сверлят отверстия диаметром 10 мм. Между шайбами вставляют резиновый манжет, зажимая его гайками, накрученными на две шпильки длиной 70 мм. Сверху шпилек прикручивают гайками перемычку из толстой пластины с центральным отверстием.
На концах прута толщиной 12 мм нарезают резьбу. Один конец фиксируют гайками к перемычке поршня, другой конец получившегося штока будет закреплен к коромыслу. Перед фиксацией штока надо не забыть надеть на него переходную втулку.
Далее, происходит сбор своими руками всей конструкции. Поршень вводят внутрь цилиндра, закручивая надетую заранее на шток переходную втулку. Такую же втулку вкручивают с другой стороны цилиндра.
К переходнику вниз от цилиндра подсоединяют подающую трубу с обратным клапаном на конце. Сверху на шток надевают металлическую трубу с резьбой и прикручивают ее к верхнему переходнику цилиндра. Готовую конструкцию опускают внутрь скважины. Чтобы она могла удерживаться на обсадной трубе, потребуется приварить ограничитель.
В финале надо закрепить к трубе фланцевым или резьбовым соединением стакан с изливом. Рядом возле скважины бетонируют металлическую стойку. Сверху приваривают на подшипниках ось, а к ней крепят коромысло. Теперь остается соединить конец коромысла с выступающим из стакана штоком и ручной насос готов.

Как видно, схема конструкции довольно проста для изготовления ее своими руками. Некоторые детали необязательно должны быть такими, как описано выше. Например, часто начинку цилиндра делают из автомобильного алюминиевого поршня, где клапаном служит не резина, а шарик от большого подшипника. Вариантов много. Главное, чтобы ручной насос эффективно работал.
Вконтакте