Извлечение воды из скважин и колодцев
Извлекать воду из скважин и колодцев можно двумя способами. Самый простой – ведром или специальной бадьей (рис. 18). Если внутренний диаметр скважины не превышает 200 мм, бадья должна быть меньшего диаметра, а ее высота – в 3–4 раза больше диаметра. Бадья представляет собой вертикальный стакан из тонкой стали диаметром 100 и высотой 600 мм.
В дне стакана просверливают отверстие, прикрываемое изнутри обратным клапаном-«язычком». При опускании бадьи в скважину и соприкосновении ее с водой «язычок» приподнимается, и вода заполняет стакан. При поднятии бадьи «язычок» прижимается ко дну, и вода не выливается.
Рис. 18. Бадья для извлечения воды из трубчатого колодца: 1 – стальной стакан; 2 – отверстие в дне стакана; 3 – клапан-«язычок»; 4 – вентиляционный стояк.
Из шахтного колодца также осуществляют порционное извлечение воды с помощью ведра или бадьи. Для этого над устьем колодца устанавливают деревянный или металлический горизонтальный барабан, к которому крепят цепь или веревку с бадьей, устье колодца закрывают крышкой-шатром. Иногда для подъема воды используют устройство типа журавля. В этом случае устье колодца оставляют открытым.
Для непрерывного извлечения воды из скважины и колодца используют насосы поршневые с ручным или механическим приводом, а также с электрическим (центробежные насосы, диафрагменные, шестеренные и вибрационные).
При извлечении воды из скважин лучше всего пользоваться погружными насосами типа «Малыш». Наружный их диаметр составляет 97–150 мм. Насос обеспечивает подачу Q = 1,5 м3/час при напоре до 45 м. В рабочем положении насос всегда должен находиться в воде, поэтому у него нет всасывающей трубы, иначе он быстро выходит из строя.
К насосу подводят электрический кабель, шланг или трубу диаметром 0,5 дюйма, по которой подается вода (рис. 19). Насос иногда может перекачивать вместе с водой и мелкие частицы грунта. Масса погружного насоса не более 6 кг, его КПД невелик, он потребляет много электроэнергии и нуждается в интенсивной теплоотдаче.
Рис. 19. Работа погружного насоса: 1 – насос; 2 – скважина; 3 – обсадная труба с фильтром; 4 – электрический кабель; 5 – шланг или труба.
Если глубина скважины до воды не более 7 м, откачку воды производят как погружными насосами, так и центробежными. Центробежный насос устанавливают вне шахты на поверхности земли.
Максимальная высота всасывания воды при нулевой температуре – до 10 м, а практически не более 7 м. Запуск центробежного насоса выполняется после предварительного заполнения водой самого насоса и его всасывающей трубы.
Для повторного запуска необходимо эту воду удержать в системе применением на конце всасывающей трубы обратного клапана (рис. 20). При этом требуется обеспечить герметичность между седлом обратного клапана и его подвижной частью. Если эти детали металлические, при попадании между ними твердой частицы образуется щель, и вода стекает в скважину. Повторный запуск при этом без заполнения насоса водой невозможен.
Обратный клапан с высокой степенью надежности можно изготовить самим. Одна из его контактирующих поверхностей должна быть эластичной, поэтому ее корпус выполняют из пластмассы.
Боковые стенки клапана представляют собой цилиндр, а дно и крышка – пластмассовые пластины. По бокам цилиндра имеются две уплотнительные прокладки, верхний патрубок, пластмассовая трубочка и язычок клапана из эластичной резины. Стяжные болты изготовлены из нержавеющей стали.
Рис. 20. Обратный клапан для всасывающей трубы: 1 – пластмассовый цилиндр; 2 и 3 – пластмассовые пластины; 4 – уплотнительные прокладки; 5 – верхний патрубок; 6 – стяжные болты; 7 – язычок клапана; 8 – всасывающее отверстие; 9 – пластина-накладка; 10 – винт.
Откачка воды из колодца механическим способом может производиться с помощью центробежного насоса, смонтированного на поплавке. В этом случае он работает при переменном уровне воды в колодце. Поплавок с насосом и электродвигателем должен свободно передвигаться по вертикали, и напорная труба или шланг не должны ему мешать, иначе поплавок опрокинется, и система выйдет из строя. На рис.
21 показан разрез колодца с поплавком из листа пенопласта на поверхности воды. На поплавке установлен центробежный насос с электродвигателем постоянного или переменного тока, к которому подведен электрический кабель, а от насоса выведена напорная труба.
Рис. 21. Схема откачки воды насосом, расположенным на поплавке: 1 – поплавок; 2 – насос; 3 – электрический кабель; 4 – напорная труба; 5 – цементный шов.
Бытовые насосные установки
Насосы являются основными агрегатами системы водоснабжения садовых и приусадебных участков. Привод насоса может осуществляться от двигателя внутреннего сгорания, электромотора, электромагнита или же быть ручным.
Насосы всех типов предназначены для подъема воды из колодцев, скважин, бассейнов, прудов и других источников для снабжения ею участка. Предпочтение рекомендуется отдавать электромагнитным насосам, которые по своим экономическим, техническим и эксплуатационным показателям несколько превосходят насосы других типов.
Бытовой насос АН–2К-9 приводится в действие двигателем внутреннего сгорания 2СД-М1 мощностью 2 л. с. при максимальном расходе бензина 0,9 л/час.
Кроме двигателя, агрегат имеет бензобак, сам насос, всасывающий трубопровод и раму. Расчетная подача воды – 20 м3/час, расчетный напор – 18 м. Длина агрегата составляет 600 мм, ширина – 392 мм, высота – 602 мм, а весит он более 39 кг без учета веса всасывающей трубы.
Центробежный бензомоторный насос ЦБН-2 состоит из двигателя «Дружба-4» мощностью 4 л. с., центробежного насоса и приемного клапана. Производительность насоса 10 м3/час при расходе топлива 550 г/час и весе 9,5 кг.
Центробежный насос «Поток» при общем напоре 20 м имеет производительность 4,5 м3/час. Насос питается от сети переменного тока 220 В. Диаметр насоса – 200 мм, высота – 308 мм, вес – 5,3 кг.
Электронасос «Агидель» менее экономичен, чем предыдущий насос. При высоте 340 мм, диаметре 215 мм и массе 11 кг его производительность всего 1,5 м3/час, а напор – 18 м.
Погружной электромагнитный насос НЭБ 1/20 питается от сети переменного тока 220 В. Масса насоса всего 7 кг. Он предназначен для извлечения воды из колодцев и скважин диаметром более 200 мм с любой глубины до 20 м. Объемная подача воды с глубины 20 м не менее 1000 л/час.
Насос должен работать погруженным в воду и не соприкасаясь со стенками и дном колодца (не менее 20 см до дна). Непрерывное время работы насоса не должно превышать 2 часа с последующим перерывом 15—20 минут. В сутки можно эксплуатировать насос не более 12 часов.
Малогабаритные электромагнитные насосы «Малыш» и «Струмок» имеют одинаковые технические показатели. Объем подачи воды зависит от высоты подъема и при величине 1 м составляет 1500 л/час, а при 40 м – 370 л/час. Оба насоса водонепроницаемы и могут находиться постоянно погруженными в емкость или колодец.
Каждый владелец участка, использующий электронасос, должен помнить о правилах личной безопасности. Нельзя касаться включенного в сеть насоса, перемещать или поднимать работающий насос в водоеме, колодце или скважине. Отключать насос от сети следует с помощью реле, разъединяющего сразу оба провода.
Ручной поршневой насос БКФ-4 приводят в действие рукояткой, закрепленной на валу. За двойной ход поршня перекачивается 1,3 л воды. Наибольшее число двойных ходов поршня при качании – 40 в минуту, наибольший напор – 30 м при высоте всасывания 4,5 м. Работу насоса обеспечивает механическая система из двух коромысел и удлинительных тяг.
Поршневой насос НР-3 с ручным приводом используют в трубчатом колодце в комплекте с обсадной трубой с фильтром. Внутри обсадной трубы размещают всасывающую трубу с обратным клапаном, подсоединенную к поршневой группе насоса. Производительность насоса за двойной ход – 1,1 л. Максимальная высота всасывания – 6 м при массе насоса 20 кг вместе с колонкой.
Для извлечения воды из озера, пруда или других водоемов лучше всего использовать электромагнитный насос, установленный на автомобильной камере. Камеру накачивают, перетягивают двумя параллельными бандажами из мягкой проволоки так, чтобы между ними вошло основание насоса.
На проволоку кладут две деревянные планки сечением 3 х 4 см, к которым и прикрепляют насос с помощью шурупов. Во всасывающее отверстие насоса вворачивают отрезок трубы с резьбой на обоих концах и на нижний наворачивают фильтр так, чтобы он был выше нижней кромки резиновой камеры, иначе насос может быстро забиться грязью со дна водоема. В выходное отверстие насоса вворачивают вторую трубку и надевают на нее поливочный шланг.
Недостатком промышленных насосов является то, что они хорошо работают лишь с расходом влаги более 1,5 м3/час. На небольших водоемах можно использовать шестеренчатый или масляный насос от списанного грузового автомобиля типа ГАЗ-51. Для этого следует изготовить фланец, просверлив в нем 2 отверстия диаметром 1,9 см против масляных каналов, и приварить к каждому патрубок.
При соединении насоса и фланца между ними помещают прокладку. Фланец закрепляют на рамке-основании с помощью специального кронштейна из уголковой стали. К тому же основанию присоединяют электродвигатель мощностью 0,4–0,6 кВт, обеспечивающий 1400 об/мин, что позволяет перекачивать 0,4–0,7 м3/час воды.
Самодельные насосные установки
Некоторые садоводы рекомендуют самодельные насосы для извлечения воды из небольших водоемов, колодцев и скважин. Например, устанавливают на треногу железную бочку. В стенку бочки вваривают выпускной кран. Сверху вставляют пробку с отверстием диаметром 30—40 мм и резьбой, чтобы можно было ввинтить в пробку штуцер.
На штуцер надевают шланг диаметром 40 мм, другой конец которого опущен в водоем. Выпускной кран закрывают, вливают в бочку 300 мл воды и подогревают ее, включив подо дном примус или паяльную лампу. Вода быстро закипает, пар гонит воздух из бочки в водоем.
Затем резко прекращают подогревать бочку, давление пара в ней падает, и вода устремляется в обратном направлении. Такой импровизированный насос накачивает 200 л воды за считаные минуты. Чтобы дело пошло еще быстрее, бочку утепляют, обертывают плотной тканью или мешковиной в несколько слоев.
Эффективно будет работать и насос, собранный следующим способом. Недалеко от берега озера или пруда в дно втыкают кол и привязывают к нему бревно весом 60—80 кг. Перпендикулярно к нему устанавливают небольшую латунную гофрированную трубку диаметром 0,8 см.
Внутрь трубки вставляют 2 резиновых клапана и от ее верхнего конца протягивают к грядкам тонкий шланг. При ветре, дующем со скоростью 2–3 м/сек, волны будут мерно раскачивать бревно, гофрированная трубка станет сжиматься и расправляться, засасывая при этом 25–100 м3 воды в сутки.
Добывать воду из колодца можно с помощью длинной стальной трубы. Ее нижний край опускают под воду на 1,2–1,5 м. При глубине колодца до 10 м диаметр трубы должен быть от 60 до 100 мм, при глубине от 20 до 40 м – от 25 до 40 мм. Перед тем как окунуть трубу в колодец, необходимо пропустить через нее шнур с закрепленными на нем многочисленными одинаковыми шайбами из толстого каучука (можно вырезать из старых приводных ремней), диаметр которых равен внутреннему диаметру трубы.
Место соединения каждой шайбы со шнуром заливают гудроном. Концы шнура связывают между собой. Этот бесконечный трос надевают на ворот колодца, где выдолблены пазы для шайб и прибиты упорные планки, которые цепляют шайбы на шнуре при вращении вала. Когда начинают крутить ворот, шайбы ползут вверх, захватывая и протаскивая по трубе порции воды. Этот самодельный водоподъемник в 20 раз производительнее обычного ручного способа извлечения воды из колодца.
В системах местного водоснабжения целесообразно автоматизировать включение и выключение насоса по уровню воды в водонапорных баках с помощью поплавковых или контактных датчиков.
Простейший поплавковый датчик состоит из поплавка, переключателя, блока, троса с упорами и груза противовеса. Он рассчитан на перепад до 150 мм между верхним и нижним уровнями воды. По мере расходования воды поплавок, опускаясь, поворачивает коромысло, которое замыкает контакты переключателя и с помощью магнитного пускателя включает насос. Выключение происходит в обратном порядке.
Поплавковый датчик надежной конструкции можно сделать самим из двух клавишных выключателей. Они рассчитаны на ток в 6 А, что вполне достаточно для запуска электромагнитных насосов.
Параллельное включение двух клавиш обеспечивает разрыв обоих проводов питания насоса, что отвечает требованиям техники безопасности. На рис. 22 приведены схемы самодельных автоматических устройств управления насосами, где НУВ – нижний уровень воды, ВУВ – верхний уровень воды, МП – магнитный пускатель, ПР – пусковое реле, Тр – трансформатор пускового реле, УВ – уровень воды, КВУ – контакт верхнего уровня, КНУ – контакт нижнего уровня, I—II – контакты включения магнитного пускателя, III—IV – контакты пускового реле.
На рисунке показаны варианты поплавковых датчиков. В первом варианте для открытых баков большой емкости поплавок соединен с противовесом с помощью тросика, перекинутого через блок. На тросике закреплен шарик, который по мере подъема или опускания поплавка, перемещаясь, включает или выключает клавиши двух параллельно закрепленных выключателей. Противовес уравновешивается регулировочным грузиком, закрепленным около поплавка.
При необходимости измерения уровня в колодцах, водосборных камерах и других глубоких резервуарах датчик делают в виде поплавка со штангой, которая, перемещаясь в направляющих с помощью ролика, обеспечивает срабатывание обоих параллельно закрепленных выключателей.
Рис. 22. Самодельные автоматические устройства управления насосами: а – электросхема с поплавковым датчиком; б – схема датчика с визуальным указателем; в – общий вид самодельного клавишного датчика; г – электросхема контактного датчика; д – схема рычажного датчика; 1 – бак; 2 – поплавок; 3 – блок; 4 – трос; 5 – упор;
6 – коромысло переключателя; 7 – противовес; 8 – насос; 9 – регулировочный груз; 10 – клавишные выключатели; 11 – шарик; 12 – клавишный выключатель аварийной сигнализации; 13 – корпус с клавишного датчика; ВУВ – верхний уровень воды; НУВ – нижний уровень воды;
Для закрытых водонапорных баков применяются поплавковые рычажные датчики, которые можно оборудовать дополнительным клавишным выключателем аварийной сигнализации, срабатывающей при переполнении бака.
Контактный датчик можно выполнить из стальной трубы с двумя закрепленными на ней стальными пластинами, которые представляют собой контакты верхнего и нижнего уровня воды. Когда вода заполнит бак и достигнет верхнего контакта, электрическая цепь разомкнется, насос выключится. При расходовании воды и достижении ею уровня нижнего контакта насос включится.
В настоящее время в продаже имеется автомат управления и защиты, который легко используется в комплекте с любым насосом, включая и вибрационные типа «Малыш» (рис. 23), «Ручеек», «Оазис» и другие. С помощью этого устройства вода легко и быстро подается из любого резервуара – бака, колодца, скважины.
Кроме того, в нем предусмотрена защита насосов от «сухого хода» и перепадов напряжения в сети. Если обзавестись дополнительным количеством армированного шланга, хомутов, кранов, несколькими тройниками, резьбовыми штуцерами и двусторонними сгонами, можно провести летний поливочный водопровод на участке более 10 соток.
Рис. 23. Использование электронасоса «Малыш»: а – в шахтном колодце; б – в трубчатом колодце (скважине); 1 – насос; 2 – соединение провода со шлангом; 3 – капроновый шнур; 4 – резиновая пружинящая подвеска; 5 – провод; 6 – шланг; 7 – перекладина; 8 – вилка; 9 – кольцо; 10 – обсадная труба скважины.
Для создания движения воды в искусственных водоемах также используют электронасосы. Самым простым устройством для приведения воды в движение является погружной водяной насос. Обычно такие насосы заключены в пластмассовый водонепроницаемый кожух, имеют небольшую мощность, потребляют мало энергии и вполне пригодны для сооружения фонтанов на дачных и приусадебных участках.
При этом насос опускают в водоем так, чтобы он находился на высоте 10 см от поверхности дна. Обычно его устанавливают на кирпичи или опускают в черное пластмассовое ведро, которое ставят прямо на дно водоема. Можно заключить насос в керамический кожух, сделанный в виде природного камня. Насос подсоединяют к электросети с помощью тщательно заизолированного кабеля (рис. 24).
Технические характеристики насоса должны соответствовать фонтану. Так, при высоте струи до 1,2 м подойдет низковольтный погружной насос; при высоте струи до 2 м – погружной насос, работающий от электросети; при высоте струи более 2 м требуется применение надводного электронасоса.
Поршневой насос НР-3 работает с приводом от качелей. При этом вместо ручки насоса используют качели, соединяя шток поршня насоса с кривошипом, жестко закрепленным на шарнирной перекладине качелей (рис. 25).
Рис. 24. Принципиальные схемы технического решения по сооружению фонтана в водоеме: а – для пруда с фонтаном и погружным насосом; б – для водоема с фильтром и наружным насосом; 1 – розетка; 2 и 4 – трансформатор для понижения напряжений; 3 – защита – прерыватель питания по току утечки (порог срабатывания 30 ма);
5 – подоконник; 6 – кабель; 7 – форсунка; 8 – погружной насос; 9 – выключатель для сада; 10 – кабель; 11 – рубильник; 12 – пластмассовая труба; 13 – водонепроницаемый разъем; 14 – кожух насоса; 15 – фильтр; 16 – водонепроницаемый разъем.
Рис. 25. Поршневой насос с приводом от качелей: 1 – качели; 2 – ручка; 3 – всасывающая труба; 4 – обсадная труба; 5 – обратный клапан; 6 – шток поршня; 7 – кривошип.
Рис. 26. Насосная установка: 1 – нагнетательный патрубок; 2 – насос; 3 и 4 – детали заливного устройства; 5 – бетонированная яма; 6 и 9 – заборные труба и клапан; 7 – переходная втулка; 8 – фильтр; 10 – наконечник; 11 – корпус клапана; 12 – прижимная пластина; 13 – винт; 14 и 17 – шайбы; 15 – эластичный язычок; 16 – входное отверстие; 18 – болт; 19 – регулировочное отверстие.
Перед монтажом следующей насосной установки после бурения скважины копают яму глубиной 2,5 м, стенки и дно которой цементируют. Основанием насосной установки (рис. 26) служит оцинкованная труба, на верхнем конце которой монтируют насос, например «Кама-3», и заливное устройство, а на нижнем – фильтр с заборным клапаном.
Фильтр изготавливают из отрезка трубы диаметром 2 дюйма и длиной 2 м. В ней просверливают как можно больше отверстий диаметром 8–10 мм. После этого трубу обертывают мелкой нержавеющей сеткой, продольный стык которой пропаивают, а концы припаивают к трубе.
В верхнюю часть корпуса фильтра вставляют и закрепляют болтами переходную втулку с резьбовым внутренним отверстием. В нее сверху ввинчивают заборную трубу, а снизу – отрезок трубы того же диаметра и длиной около 190 см. На нижний конец этого отрезка трубы навинчивают корпус заборного клапана. Его располагают внутри фильтра в нижней его части.
Заборный клапан состоит из цилиндрического корпуса длиной 60 мм, наружным диаметром 40—45 мм. Корпус выполняют из нержавеющей стали или бронзы. В верхней части корпуса делают отверстие с винтовой резьбой под трубу диаметром 1 дюйм, а в дне – входное отверстие диаметром 20 мм.
Внутри корпуса закрепляют язычок из резины, сверху и снизу которого для жесткости накладывают шайбы диаметром 25 и 15 мм. Язычок и шайбу в центре скрепляют болтом с гайкой 3–5 мм. Собранный язычок с помощью прижимной пластины и винта крепят основанием к стенке корпуса. В основании язычка делают регулировочное продолговатое отверстие.
В нижней части корпуса фильтра закрепляют на винтовой резьбе или двумя болтами стальную заглушку в виде конуса, что облегчает запрессовку насосной установки в пробуренную скважину.
После сборки установку заглубляют в скважину так, чтобы весь фильтр вошел в водоносный слой. На верхнем конце трубы монтируют заливное устройство, присоединяют шлангом насос и подключают его к электросети. Скважина готова к эксплуатации.
При узкой скважине и глубине залегания воды 7–8 м можно использовать следующее самодельное подъемное устройство (рис. 27).
Рис. 27. Устройство для подъема воды: 1, 5 и 7 – трубопроводы; 2 – эжектор; 3 – обсадная труба; 4 – вентиль; 6 – насос; 8 – бак; 9 – выпускной трубопровод.
Для него понадобится насос типа «Кама-3». Напорный патрубок насоса через трубопровод соединяют с вентилем и напорным патрубком эжектора. Эжектор всасывающим патрубком соединяют с обсадной трубой скважины, а его диффузор через трубопровод – с установленным выше насоса баком емкостью 10 л.
Трубопровод связывает бак с всасывающим патрубком насоса. Бак также снабжают выпускным трубопроводом для подачи воды потребителю. Все соединения проверяют на герметичность.
Бак заполняют водой и открывают вентиль. Включают насос, из бака через него проходит вода, которая затем под давлением поступает через напорный патрубок эжектора в камеру смещения, и диффузор возвращается в бак. Благодаря такой циркуляции в камере смещения эжектора создается разрежение, и из скважины всасывается вода.
Для подъема воды из скважины и колодца можно использовать силу ветра. Над устьем колодца устанавливают опору, на которой закрепляют подставку с водосборником. В нем размещают поплавок со смонтированной на нем крыльчаткой от ветрового двигателя. На оси крыльчатки крепят барабан с пористой резиновой лентой шириной 25 см и толщиной 3 см. Такую же ленту надевают на другой вращающийся барабан и опускают его в колодец.
Сбоку барабана крыльчатки вдоль его оси монтируют отжимной вал, под которым размещают водоприемный лоток. Водосборник соединяют с резервуаром с помощью трубы. В нижней части резервуара устанавливают выливную трубу, в верхней – контрольную трубку, сообщающуюся с колодцем.
При вращении крыльчатки перемещается лента, пропитанная водой. Отжимной вал выжимает из нее воду, которая по лотку поступает в резервуар. С помощью такого устройства из колодца можно поднимать до 130 м3 воды в сутки.
Самодельные приспособления и системы полива
Водонапорные емкости
При отсутствии централизованного водопровода дачный домик, садовый участок или сельскую усадьбу можно обеспечивать водой из местных источников с использованием водонапорного бака, который устанавливают на чердаке дома или специальной подставке на земле. Бак неплохо бы оборудовать датчиками уровня – автоматическими устройствами управления насосом.
Рабочий объем водонапорного бака выбирают в зависимости от предполагаемого суточного потребления (расхода воды). Если использовать бак для питьевой воды, его лучше сделать из нержавеющей стали или строительной стали с антикоррозийным покрытием. В самом крайнем случае для емкости можно использовать большую деревянную бочку.
Форму бака выбирают в зависимости от требуемого объема: небольшой бак делают квадратным или прямоугольным, а при значительном объеме – круглым. Водонапорный бак оборудуют подающей трубой диаметром 12—19 мм, а также отводящей, сигнальной переливной и спускной трубами (рис. 28).
Если вода из местного источника содержит большое количество осадков, отводящую трубу подсоединяют немного выше дна бака, а спускную трубу объединяют с переливной, чтобы периодически сливать грязь. Для поддержания нормального водообмена в баке подающую и отводящую трубы устанавливают на диаметрально противоположных стенках, а в крышке предусматривают вентиляционные отверстия, прикрытые сетками, с целью предотвращения появления затхлого запаха воды.
Если водонапорный бак находится на чердаке дома или бани, деревянные балки следует предохранять от попадания на них влаги. Под бак необходимо установить поддон для сбора конденсата в виде деревянного настила, покрытого листовой оцинкованной сталью. Поддон надо устанавливать с небольшим уклоном к отверстию для слива конденсата. Внутри бака переливную и спускную трубы оборудуют воронками для обеспечения интенсивного слива.
Сад, огород, газоны и цветники на каждом садовом и приусадебном участках нуждаются в регулярном поливе теплой водой, поэтому обычно емкости для хранения и подогрева воды оборудуют на освещенном солнцем месте. Очень удобна в эксплуатации водонапорная емкость, которую устанавливают на высоте 3-4 м над землей (рис. 29).
Рис. 28. Устройство водонапорного бака: 1 – корпус бака; 2 – крышка; 3 – вырезы (вентиляционные с сеткой для установки датчиков уровня); 4 – подающая труба централизованного водопровода с вентилем и запорным поплавковым клапаном; 5 – сигнальная труба;
6 – переливная труба с воронкой; 7 – поддон; 8 – сливное отверстие поддона; 9 – общая труба (шланг) водослива; 10 – сифон с водоприемной воронкой; 11 – сливная труба с воронкой и вентилем; 12 – настил поддона; 13 – балка – подставка бака; 14 – балка перекрытия с подшивкой потолка; 15 – отводящая труба.
Стойку для нее обычно делают из старых водопроводных труб или деревянных брусков. Для этого 4 опоры жестко скрепляют между собой, сверху устраивают настил из толстых досок и устанавливают там емкость, которую красят в черный или темно-коричневый цвет, чтобы вода быстрее нагревалась на солнце.
Емкость наполняют водой из централизованного водопровода с помощью шланга либо насоса из колодца или скважины, расположенной на участке.
Водоразбор осуществляется самотеком через поливочный шланг с насадками для разбрызгивания воды.
Рис. 29. Водонапорная емкость для полива.
Традиционная система орошения на дачном и приусадебном участке состоит из водопроводных труб, проложенных поверх почвы на всей площади (рис. 30). Трубы снабжены кранами и насадками для разбрызгивания воды.
Рис. 30. Традиционная система поливочного водопровода: а – общий вид; б – монтажная схема; 1 – тройник; 2 – патрубок; 3 – стойка; 4 – кран; 5 – шланг с хомутом.
Водонапорная емкость спасает и в том случае, когда на садовом или приусадебном участке еще не провели электричество. Проще всего подыскать бочку емкостью 200—300 л, которую устанавливают на четырех столбах высотой 2,5–3 м. Верхнюю площадку укрепляют толстыми досками, а сами опоры усиливают стальным уголком.
Воду в бочку подают ручным насосом из колодца или скважины. Бочку соединяют с летним душем и поливочным водопроводом. В ней всегда должна быть вода, и за этим надо следить. Чтобы она успевала прогреваться на солнце, необходимо после очередного заполнения бочки выдерживать паузу.
Для контроля уровня воды в бочке можно сделать самодельный водомер. Он представляет собой двойной блочок, установленный на верхнем обрезе бочки. Через блочок перекидывают капроновый шнур, к одному концу (внутри бочки) которого привязывают массивный поплавок, а к наружному прикрепляют ярко окрашенный грузик. В нижней части бочки делают отметку, показывающую, когда емкость полная (рис. 31).
Рис. 31. Индикатор наполнения бочки.
Если на участке есть электричество, водоснабжение можно автоматизировать. В этом случае понадобятся 2 бочки по 200—300 л. Одну устанавливают на крыше душа, другую – возле колодца. Бочки ставят на одном уровне и соединяют между собой трубой. Кроме того, делают отводку к поливочному водопроводу. Подача воды из колодца в бочку А осуществляется с помощью вибрационного погружного насоса.
Устройство для автоматизации полива очень простое. На верхнем обрезе бочки А устанавливают поплавковый выключатель типа микровыключателя от холодильника, стиральной машины или какого-либо другого бытового прибора, но рассчитанный на ток 3 А (рис. 32).
Рис. 32. Поплавковый выключатель.
В большинстве случаев садоводы пользуются водой для полива из централизованного водопровода, и, казалось бы, нет надобности в создании резервных запасов воды. Но, во-первых, могут возникнуть непредвиденные поломки на водопроводе, во-вторых, в резервуаре вода хорошо прогревается, а в-третьих, сбор дождевой воды, свободной от кальция, обеспечит полив растений, которым вредна вода, богатая известью.
Стекающую с крыши дома, бани, теплицы воду по сточной трубе направляют в большую пластиковую бочку емкостью 200—300 л. Бочку снабжают краном, располагая его на высоте 7–10 см ото дна. Поднимают саму бочку на небольшую высоту – так, чтобы под кран можно было свободно поставить ведро или лейку.
Для слива излишков воды под верхним ободком бочки устанавливают отводную трубку, конец которой опускают в другую бочку или дренажный колодец. Чтобы в бочку не попадали листья и другой мусор, ее накрывают крышкой или сеткой. Один-два раза за сезон бочку для хранения и сбора дождевой воды рекомендуется мыть.
Гидропневматическая установка
По сравнению с водонапорным баком гидропневматический имеет определенные преимущества, позволяя несколько упростить монтаж водопровода и облегчить эксплуатацию, ремонт и контроль за его работой. Один из вариантов гидропневматической установки для отдельного дачного или приусадебного участка состоит из бака и компрессора, соединенных между собой воздушной трубкой.
Воздух с помощью компрессора накачивают в гидропневматический бак под определенным минимальным давлением, при котором срабатывает реле на включение насоса. Таким образом, в баке постоянно поддерживается определенное давление, создающее необходимый напор воды.
Существуют гидропневматические установки без компрессора. Они состоят из 2 баков – воздушного и гидропневматического – или одного большого гидропневматического; все баки рассчитаны на работу под давлением до 5 кгс/см2. Баки соединяют между собой воздушной трубкой, на которой смонтированы реле давления, предохранительный клапан и зарядный штуцер системы. На напорном трубопроводе установлен обратный клапан, исключающий перетекание воды при отключенном насосе.
Перед началом работы установки через зарядный штуцер с помощью компрессора (можно использовать насосы от опрыскивателей, ножные, ручные автонасосы и т. д.) в систему накачивают воздух под давлением, величину которого подбирают опытным путем, так как это зависит от объема, занимаемого водой в гидропневматическом баке, и необходимого напора.
Затем включают насос, питающий водой гидропневматический бак. При этом вода вытесняет воздух в воздушный бак, создавая определенное давление. При достижении необходимой отметки реле давления отключит насос. Вода, которая находится в напорном трубопроводе до обратного клапана, стекает через клапан насоса или дренажное отверстие, а освободившаяся часть трубы заполняется воздухом.
При следующем включении насоса эта порция воздуха поступает в воздушную полость гидропневматической установки и поддерживает в ней постоянное давление. При этом излишки воздуха стравливаются через предохранительный клапан. Таким образом, гидропневматическая установка работает в автоматическом режиме, обеспечивая самоподпитку воздушной части системы.
Промышленность выпускает гидропневматические баки емкостью 400 л для создания местной системы водоснабжения в сельской местности и на дачных участках. Бак рассчитан на максимальное рабочее давление 5 кгс/см2. Его высота 192 см, а диаметр 61 см. Бак комплектуется предохранительным клапаном, указателем уровня воды, контактным манометром и арматурой для установки.
Гидропневматическую установку (рис. 33) несложно собрать в условиях домашней мастерской. Возможны два варианта. В качестве водяного и воздушного баков используют 2 бытовых газовых баллона емкостью 50—80 л. В первом варианте в качестве воздушного бака применяется ресивер бытового компрессора, а также его предохранительный клапан.
Рис. 33. Виды гидропневматических установок: а – установка с двумя баками; б – установка с компрессором; в – электрическая схема; 1 – газовый баллон емкостью 50—80 л; 2 – запорный вентиль; 3 – предохранительный клапан; 4 – зарядный штуцер;
5 – реле давления; 6 – электродный сигнализатор уровня; 7 – питающий трубопровод; 8 – обратный клапан; 9 – напорный трубопровод (от насоса); 10 – колпачок; 11 – ниппель; 12 – штуцер от автокамеры; 13 – корпус бака; 14 – сварка; 15 – плюсовой контакт 16 – минусовой контакт;
17 – фланец с резьбой; 18 – электрод; 19 – изолятор; 20 – патрубок; 21 – прокладка; 22 – регулировочная пробка; 23 – пружина; 24 – шарик; 25 – тройник; 26 – деревянный настил; 27 – резиновый коврик; 28 – ресивер компрессора; 29 – манометр; 30 – воздушная трубка; 31 – насос;
У гидропневматического бака перед тройником устанавливают обратный клапан подъемного типа для запирания воды в установке при выключенном насосе. Самодельный обратный клапан можно собрать из подручных материалов: трубопроводной арматуры (тройника, шарика, пружины, регулировочной пробки).
Тот бытовой газовый баллон, который будет использоваться как воздушный бак, не требует никаких переделок. А к баллону, предназначенному для гидропневматического бака, необходимо приварить 2 фланца с резьбой: снизу в днище для патрубка напорной трубы, а сверху – для электродного реле верхнего уровня воды.
Электродное реле отключения насоса необходимо для предотвращения перелива в случае нарушения герметичности воздушной полости установки, и одновременно оно может служить датчиком аварийной сигнализации. Электродное реле представляет собой изолированный стержень, включенный в цепь промежуточного реле.
Другой конец от промежуточного реле соединен на массу с корпусом баллона. При подъеме уровня вода замыкает электрод реле с корпусом баллона. Образовавшийся при этом сигнал поступает на промежуточное реле, которое прерывает контакты 1–2-й цепи магнитного пускателя. Электродное реле вполне доступно для изготовления своими силами, в чем может помочь рис. 33.
Длину и монтажный диаметр электрода выбирают в зависимости от расчетного уровня воды в баке. Главное, на что надо обратить внимание, – надежная изоляция стержня электрода от корпуса бака (баллона), который, в свою очередь, должен быть хорошо заземлен.
При выборе конструкции следует учитывать, что вариант с компрессором больше подходит для механизации полива на участке, поскольку позволяет использовать установку с большим по объему баком, вода в котором в течение дня нагревается на солнце, а включенный компрессор дает возможность производить полив под давлением, в том числе и разбрызгивателями на дождевальных установках.
Второй вариант с двумя баками более экономичен и удобен в эксплуатации при системе водоснабжения от шахтного или трубчатого колодца. Для подачи воды в гидропневматическую установку рекомендуется использовать электромагнитные вибрационные насосы типа «Малыш», «Струмок» и т. п.
Так как подпитка установки воздухом происходит в результате опорожнения напорного трубопровода, следует учитывать, что при напоре до 5 м вода вытекает самотеком через зазор в клапане насоса, а при более сильном клапан закрывается обратным давлением. В этом случае для обеспечения самослива раскаленным шилом проплавляют дренажное отверстие диаметром 2–3 мм у выхода из насоса.
Дворовую сеть водопровода делают с уклоном 0,02–0,03 в сторону колодца, чтобы обеспечить надежное опорожнение напорного трубопровода. Баки соединяют между собой медной воздушной трубкой, на которой припаяны штуцеры для реле давления, предохранительного клапана и зарядки воздушной полости установки.
В качестве штуцера зарядки обычно используют ниппель от автокамеры, который припаивают к трубке в удобном месте. Предохранительный воздушный клапан регулируют по максимальной величине давления в установке, стараясь, чтобы оно было как можно меньше. Это значительно уменьшит время рабочего цикла нагнетания насоса, то есть даст ощутимую экономию электроэнергии и моторесурса. Как правило, для поливочного водопровода с учетом глубины колодца это давление выбирают в пределах от 0,1 до 0,2 кгс/см2.
Реле давления (электроконтактный манометр) выдает управляющий сигнал на магнитный пускатель, через контакты которого включается и выключается насос. К этой электросхеме в случае необходимости может дополнительно подсоединяться звуковая или световая сигнализация.
Баки гидропневматической установки монтируют как вертикально, так и горизонтально, но при условии, что расстояние между ними должно быть не менее 0,6 м. Такое же расстояние предусматривается от баков до стен и перекрытий.
Дождевальные установки
Следующее устройство для полива – дождевальная установка консольного типа (рис. 34). Опорой установки служит труба диаметром 70 мм, забетонированная в основании. На нее шарнирно устанавливают стрелу длиной 8 м из трубы диаметром 45 мм. На стрелу натягивают проволоку с кольцами, с помощью которых по ней перемещается резиновый шланг.
На шланг надевают разбрызгиватель от лейки и уравновешивают шланг противовесом. Нагретая за день вода из емкости по шлангу поступает к разбрызгивателю. Прекратить подачу воды можно, перегибая шланг возле разбрызгивателя или посредством крана, установленного на шланге.
Рис. 34. Дождевальная установка консольного типа: 1 – емкость; 2 – противовес; 3 – стрела; 4 – проволока; 5 – шланг; 6 – разбрызгиватель; 7 – опора.
Следующее устройство для полива представляет собой систему вкопанных вертикально по всей площади участка коротких труб, к которым по земле проведен водопровод. При этом в трубы диаметром 2,54 см вставлены трубы диаметром 1,9 см. По мере надобности на тот или иной стояк навинчивают насадку таким образом, что внутренняя резьба заходит на внутреннюю трубу, а внешняя – на наружную.
Рис. 35. Дождевальная насадка из болта М6.
В верхней части насадки ввернут болт М6 (рис. 35). При подаче воды в систему она попадает в зазор между головкой болта и корпусом насадки и веером, распадающимся на капли, летит на землю. В зависимости от напора можно поливать растения в радиусе от 3 до 10 м при одинаково хорошем качестве распыления.
Разбрызгиватель для орошения растений можно сделать и по-другому. На легкой переносной треноге, выполненной из уголковой стали или тонких труб, закрепляют вертикальную трубку диаметром 1,27 или 2,54 см. Снизу к ней подводят шланг от водопровода, а сверху вставляют переходник из отрезка более узкой трубки, на которую наворачивают гайку.
Чтобы последняя сыграла роль разбрызгивателя, ее закрывают пластинкой с отверстием в центре для выброса струи. На небольшой рамке, приваренной к краям гайки, точно над отверстием на расстоянии, равном его диаметру, монтируют конус с углом 120—160°. Вырывающийся поток воды ударяется об эту преграду, разбивается и разбрызгивается дождем.
Переносную дождевальную установку можно сделать более производительной. Для этого легкую треногу высотой 80 см увенчивают кольцевой головкой с зажимным винтом. В захват вертикально вставляют трубку высотой от 10 до 51 см, диаметром 1,9 см, на нижний обрез которой надет шланг, идущий от водопровода.
Сверху и под углом 90° к этой трубке приварена такая же трубка, только длиннее и запаянная с обеих сторон, в которую на расстоянии 55 см друг от друга врезаны 3 короткие трубки диаметром 1,27 см. На них насаживают распылители промышленного или собственного производства.
Своими руками можно сделать щелевой распылитель из тонкостенной трубки внутренним диаметром 12 мм и длиной 70 см. С одного конца трубку плотно закрывают деревянной пробкой и запаивают. Отступив от обреза трубы 15 мм, с помощью напильника пропиливают сквозное отверстие размером 5 х 15 мм. Затем трубку аккуратно сгибают по дуге радиусом от 6 до 10 см и ее открытый конец вставляют в шланг (рис. 36).
Рис. 36. Ручная дождевальная установка: 1 – трубы; 2 – боковины тележки; 3 – тройник; 4 – хомуты.
Если под огород занята большая площадь, целесообразно сделать большую дождевальную установку, используя многоцелевую тележку на одном или двух колесах. Установка состоит из двух труб с рядом отверстий, которые крепятся к боковинам тележки. Через отверстия подведены шланги с тройником. Крепление шлангов осуществляется с помощью хомутов.
Полив такой дождевальной установкой лучше проводить вдвоем, чтобы каждый катил свою боковину вдоль грядки. Если нет такой возможности, можно воспользоваться лебедкой, прикрепив трос от нее к краям передней поливальной трубы или боковинам.
Капельные системы орошения
Можно установить две металлические или пластмассовые бочки емкостью 200 л каждая на подставку высотой 40 см. Внутри бочки разделены на 4 части, в каждой из которых с помощью грузика утоплен конец полиэтиленовой трубки диаметром 4–5 мм. Каждый отрезок трубки должен быть не менее 15 м, чтобы с помощью этой системы можно было орошать самые отдаленные уголки сада.
Чтобы осуществить эффективный полив деревьев, в 35—40 см от штамба каждого ставят консервную банку высотой 5–7 см с крышкой, свернутой в трубочку, куда и просовывают конец полиэтиленовой трубки. Вода из бочек поступает в трубки самотеком. Силу струи, вытекающей из каждой трубки, можно менять, сгибая ее под разными углами в 1–2 м от консервной банки и добиваясь, чтобы величина струйки колебалась в пределах 2–2,5 см.
Тогда на землю через одинаковые интервалы попадают отдельные капли влаги, и почва без какого-либо вреда впитывает 8–9 л/час. Данная поливочная установка весьма эффективна и экономична. За сутки она позволяет полить 12 деревьев в возрасте около 20 лет.
Для устройства другой капельной системы орошения понадобится всего одна бочка емкостью 200 л. С одной стороны дно у нее следует вырезать, боковые стенки выкрасить в черный цвет, чтобы вода лучше прогревалась. Бочку устанавливают на помост высотой 1 м и соединяют шлангом с водопроводом.
Для сохранения в бочке постоянного уровня воды у ее верхнего края врезают запорный клапан по типу сливного бачка унитаза, а с противоположной стороны на высоте 1 см ото дна – патрубок с перекрывающим вентилем. На патрубок надевают шланг и протягивают его в устройство, которое можно назвать каплерегулятором.
Это прямоугольный деревянный ящик высотой 1,5 м, установленный прямо на земле. Под крышкой ящика горизонтально закрепляют отрезок стальной трубы диаметром 16 мм, а над ней подвешивают обычное оцинкованное ведро, в которое через стенку пропущен шланг из бочки.
На шланге внутри ведра монтируют второй запорный клапан с укороченным рычагом поплавка. Днем ведро должно быть поднято на максимальную высоту, а ночью опущено до предела. В стенку ведра на высоте 5 см ото дна врезают трубку, наружный обрез которой сообщается с проложенным по участку трубопроводом, от которого во все стороны расходятся тонкие, диаметром 0,2–0,5 см трубочки со специальными капельницами.
Капельницы можно сделать из стержней для шариковых ручек. Из них извлекают металлические наконечники, швейной иглой удаляют шарики и промывают ацетоном.
В чистые наконечники со стороны большого отверстия набивают вату, чтобы она создавала дополнительное сопротивление напору воды и снижала частоту падения капель. Затем капельницы подсоединяют к трубочкам и располагают так, чтобы от каждой из них до корневой шейки растения было не менее 5–6 см.
Можно несколько усовершенствовать данную систему капельного орошения, закопав прорезиненные шланги, идущие к овощным культурам, на глубину до 30 см, а капельницы вмонтировав в шланги с интервалом 60 см.
Капельные системы орошения не должны работать круглосуточно, их необходимо периодически выключать. Некоторые садоводы автоматизируют систему полива, для чего из емкости с водой выводят 2 трубы, одна из которых (короткая) соединена с ведром через «медленную» капельницу.
Ведро, в свою очередь, соединяют жестким коромыслом со вторым ведром. Под каждым из них закрепляют магнитную защелку. Вверху от центра коромысла устанавливают ось, крепко соединенную с рукояткой крана, перекрывающего вторую трубу, идущую к растениям. Вода медленно наполняет первое ведро, которое опускается под ее тяжестью.
В определенный момент масса ведра перевешивает силу магнитной защелки под вторым, пустым, ведром, и оно начинает подниматься. При этом вертикальная ось поворачивает кран, и вода поступает к растениям. Параллельно часть ее через «быструю» капельницу переходит и во второе ведро.
Спустя какое-то время оно наполняется и перетягивает магнитную защелку под первым ведром. Коромысло идет в обратную сторону, а вертикальная ось снова поворачивает и уже закрывает кран на основной трубе. Объем ведер подбирают, исходя из необходимых сроков полива.
Автоматическое устройство для капельного полива можно сделать и по другой схеме. К водонапорному баку сверху прикрепляют отводную трубку от водопровода с установленным на ней дозирующим краном. С внутренней стороны крышки бака приваривают вертикальный стержень, к нему подвешивают качающееся коромысло, одно плечо которого короче второго на 8–10 см.
На коротком плече прямо под водопроводной трубой монтируют чашу с клапаном в дне, а к обрезу большего плеча присоединяют тягу с задвижкой на конце. Когда весь рычажный механизм уравновешен, отверстия в центре задвижки и в центре выпускного отверстия в нижней части стенки бака должны совпадать.
Рис. 37. Автоматическое устройство для регулирования капельного полива: 1 – емкость; 2 – малая труба; 3 – кран; 4 – основная труба; 5 – «быстрая» капельница; 6 – вертикальная ось поворота ведер; 7 – второе ведро; 8 – магнитные защелки; 9 – коромысло; 10 – первое ведро; 11 – «медленная» капельница.
Постепенно чаша перевешивает массу большего плеча коромысла и тяги с задвижкой, которая трогается с места и закрывает входное отверстие в бак. Но вода продолжит поступать в чашу и, заполнив ее доверху, будет переливаться внутрь бака, а вместе с ее уровнем начнет подниматься поплавок.
Когда он упрется в клапан чаши и откроет его, вода за несколько секунд выльется в бак. В то же время большее плечо с тягой и задвижкой перевешивает, скользит вниз. При этом центры задвижки и выпускного отверстия совпадают, и содержимое бака выливается наружу.
При такой автоматической системе орошения срок заполнения бака водой регулируется поворотом дозирующего крана на тот или иной угол. Причем на полный слив воды из бака должно уходить меньше времени, чем на его наполнение до краев, иначе система не будет работать.
Самодельное устройство для экономного капельного полива садово-огородных культур можно сделать и следующим образом. Отрезают поливные трубки по длине грядок. Каждую трубку укладывают на грядку и прокалывают в ней тонким шилом отверстия рядом с каждым растением.
Свободные концы трубок закрывают заглушками. Распределитель вытачивают из пластмассы или легкого металла. Он состоит из двух частей – корпуса и крышки. В корпусе выполнены резьбовые отверстия под крепежные болты и выходные штуцеры, а в крышке предусмотрены отверстия под крепежные болты и резьбовое отверстие для входного штуцера.
Затем шланг от водопровода или водонапорного бака подсоединяют к входному штуцеру распределителя, а выходные штуцеры заранее соединяют с поливными трубками, разложенными по грядкам.
Рис. 38. Распределитель воды: 1 – корпус; 2 – крышка; 3 – крепежные болты; 4 – выходные штуцеры; 5 – входной штуцер; 6 – стержень; 7 – гнездо для стержня.
