Насос для воды посредством простого ветряка
Собираю насос для наполнения емкости для полива огорода и сада. Насос сделал из старого подкачивающего бензонасоса от волги газ-24, при этом заменил диафрагму на резиновую, вырезанную из старой велосипедной камеры. На вкачивающий трубопровод пришлось дополнительно поставить обратный клапан. Ветряк семилопастной, диаметром 1,1 м. сделал из старой пластиковой трубы от канализации и двух велосипедных колес. Фото приложил. Вот щас сижу и жду ветер.
Собираю насос для наполнения емкости для полива огорода и сада. Насос сделал из старого подкачивающего бензонасоса от волги газ-24, при этом заменил диафрагму на резиновую, вырезанную из старой велосипедной камеры. На вкачивающий трубопровод пришлось дополнительно поставить обратный клапан.
Ветряк семилопастной, диаметром 1,1 м. сделал из старой пластиковой трубы от канализации и двух велосипедных колес. Фото приложил. Вот щас сижу и жду ветер.
Если будут у кого идеи — пишите — буду рад. Ветряк начинает работать от 2-3 м/с скорости ветра — из банки с водой откачать воду такого ветра достаточно, а вот силы для подЪема воды с глубины 7 м. уже не хватает. Начинает качать только при скорости ветра 5-7 м/с. При вращении на валу ветряка стоит типа коленвала с подшипником — таким образом через тросик передается возвратно-поступательное движение на рычаг насоса. На насосе установлен рычаг с просверленными отверстиями для регилировки хода штока насоса — сам шток насоса ходит на 6 мм. Таким образом коленвал на ветроколесе сделал с ходом 12 мм. Буду теперь подбирать пружину — в насосе стоит слишком жесткая — ветряку приходиться преодолевать и ее сопротивление и при такте всасывать из колонки воду.
При порыве ветра ветряк сначала делает 1-2 попытки начать вращаться — а потом раскручивается уже нормально. Скорость вращения ветряка при 5-7 м/с получилась 70-90 об/мин. Насос при полном цикле должен поднимать 20-30 мл воды .По моим расчетам при постоянном ветре 5-7 м/с насос должен перекачивать в сутки 24 часа х 60 минут х 70 циклов х 0,02 литра = 2016 литра/сутки. 2 куба воды — думаю неплохо — при стоимости воды 29 руб за кубометр — 58 руб в день — 40 дней полива в сезон = 2200 руб за сезон — я думаю при затратах 100 руб — на покупку бракованной трубы и 5 человека-часов трудозатрат неплохая экономия)))). Но это все расчетные велеичины — будем к ним стремиться)))) Я думаю для ежедневно полива 3-4 соток достаточно.
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.
Ветряной насос для воды своими руками
Как и в случае с моим проектом люстры на открытом воздухе, большинство деталей для этого ветряного насоса были изготовлены из того, что я нашел в мусорном контейнере для велосипедов. Я не знаю имен для всех этих частей, поэтому я не называю их. Что я могу сказать, так это то, что элементы, выглядящие как шестерни, не были шестернями на мотоциклах (я превратил их в шестерни, добавив болты). Я нашел их на колесах для горных велосипедов, и они могут быть установлены только на те колеса, которые были на первом месте.
Я также не уверен, что лучший способ собрать этот ветронасос, так что я просто расскажу, что я сделал.
1. Добавлены маленькие болты в каждое другое отверстие в одной из «шестеренок». Для верхней (горизонтальной) передачи я использовал более короткие болты; более длинные для вертикального. Я оставил верхние болты как есть и наложил нейлоновые проставки на зубья вертикального зубчатого колеса, закрепив их тефлоновой лентой.
2. Прикрепите горизонтальную шестерню к оси колеса горного велосипеда.
3. Прикрепите второй обод колеса велосипеда к первому с помощью трех металлических кронштейнов (мой из-за изменения планов оказался короче, чем показано на этом рисунке).
4. Найден способ закрепить 1 «тройник из ПВХ на верхней части штатива.
5. Установить приспособление для велосипедного колеса в верхнюю часть тройника из ПВХ. Я использовал пару деревянных круглых деталей, просверленных из куска 1×2. Отверстие в центре деревянных деталей надежно удерживало тягу оси. Я использовал пару лишних деталей в качестве проставок, чтобы поднять горизонтальную передачу до того места, где она будет захватывать вертикальную передачу.
6. Установлен вертикальный редуктор в горизонтальную часть из ПВХ. Передача должна находиться на шариковом подшипнике, чтобы она могла свободно вращаться. Я использовал часть оси, которая имела подшипник внутри. Используйте все, что вы можете найти, чтобы «запихнуть» механизм на место и не дать ему колебаться.
Я должен был сделать много шимминга и бритья, чтобы привести вещи в порядок. Я переливался туалетной бумагой из картона и побрился дреммелем или наждачной бумагой. Ты делаешь то, что должен.
Шаг 2: Создание ветроуловителя
Я хотел, чтобы ветрозащитная пленка была больше, чем те, что я установил на штуковину для отпугивания оленей, но все еще светлая. Олово казалось идеальным материалом, но я боялся разрезать все, когда пытался нарезать кусочки олова по размеру. Поэтому я кропотливо валял пять кусочков шелка и покрывал их полиуретаном. Они получились ошеломляющими, но когда я установил их и отправил мельницу на тест, они были совершенно неудачными. Ветер не знал, что делать со всем этим пухом.
Я не знаю, как называется этот пластик. Я использовал его как рассеиватель света в фотографии, так как он полупрозрачный и легкий. Надеюсь, кто-нибудь узнает, как он называется и где его купить.
Для фольги я разделил то, что у меня было на пять. Затем я купил шелковый шарф в благотворительном магазине и разрезал его на пять частей (немного больше, чем фольга).
Я отшлифовал тусклую сторону пластика и покрасил.
Приклеив шелк к пластиковым листам, я обрезал лишний шелк и пробил отверстия для спиц, которые удерживали их на ободах велосипедного колеса.
Шаг 3: Установка фольги
Чтобы установить фольгу от ветра, я просверлил пять отверстий, достаточно больших, чтобы в них можно было вставить велосипедную спицу — в оба обода велосипедного колеса. Спицы вставляются с внутренней стороны обода и закрепляются эпоксидной смолой. Как только эпоксидная смола высыхает, фольга надевается на спицы и закрепляется на внешней стороне спиц эпоксидной смолой. Я прикрутил гайки спиц к концам спиц, чтобы не дать пленке упасть.
Шаг 4: Разъем ветряного насоса
Если вы внимательно посмотрите на механизм вертикального зубчатого колеса, вы увидите маленький красный шариковый подшипник на задней стороне одного из зубьев шестерни. Этот подшипник и другой идентичный подшипник, прикрепленный к поршню на водяном насосе, позволяют свободно перемещаться соединительному элементу между ветряной мельницей и водяным насосом, передавая горизонтальную силу ветра в силу подъема и опускания водяного насоса. Сам соединительный стержень изготовлен из ПВХ. Я покрасил его так, чтобы он выглядел ржавым, а затем вставил несколько пластиковых гаек в пластик, нагревая их над газовой плитой.
Шаг 5: ПВХ водяной насос
Вот чертеж пистолета с водяным насосом из ПВХ, который я сделал для своих посетителей. Я не сделал никаких изменений, кроме как добавить петлю с проушиной к верхней части поршня и закрепить второй шарикоподшипник на крюке.
И вот также видео того, как я собрал это.
Шаг 6: Сборка ветряного водяного насоса
Чтобы собрать ветряной водяной насос, я врезал металлический стержень в землю, где я хотел, чтобы насос стоял. К этому стержню я прикрепил внешнюю часть механизма насоса с помощью двух винтовых зажимов. Затем я расположил часть ветряной мельницы в центре над насосом и достаточно высоко, чтобы соединительный рычаг растягивался и сжимался без перегибов. Наконец, я прикрепил соединительный рычаг к двум шарикоподшипникам — один на горизонтальной шестерне, другой на поршне насоса.
Проект завершен. Это действительно вещь красоты …
Шаг 7: Отчет об ошибке
Самая большая проблема этой конструкции водяного насоса, работающего от ветра, заключается в том, что каждая отдельная часть узла немного колеблется, и все колебания поглощают много энергии ветра, которая вместо этого должна идти на перекачку воды. Чтобы решить эту проблему в следующей версии, я бы:
1. Использовал более крепкий штатив.
2. Используйте велосипедный обод, который не деформирован. Нижний край этого проекта сильно согнут из-за аварии на велосипеде, и движение, которое он совершает, тратит впустую энергию ветра.
3. Используйте олово или ПВХ для защиты от ветра и прикрепите их непосредственно к ободам велосипедного колеса. Мое моющее средство для оленей имеет меньшую фольгу, но они более эффективны, чем у этой системы водяного насоса. Много энергии ветра теряется при встряхивании велосипедных спиц.
4. Используйте более тяжелый стержень, врезанный в землю, чтобы удерживать водяной насос. Или установите все это на стойку 4х4, чтобы избежать нежелательных движений.
5. Сделайте все детали как можно более легкими, особенно соединительный рычаг между шестерней и поршнем насоса. Чем больше вес должен поднять механизм, тем больше ветра потребуется для его подъема.
6. Найдите лучшее решение для прокладки поршня. Чем сложнее толкать и тянуть поршень, тем больше энергии ветра требуется для накачки воды. Я использовал масло 3М для смазки резиновой части поршня, но думаю, что мое не так эффективно, как могло бы быть.
Любые решения вышеперечисленного будут оценены.
Шаг 8: Работающий водяной насос из велосипедных деталей
Вот окончательная модернизация ветрового насоса, включая многие предложения, сделанные читателями (спасибо!).
Посмотрим, смогу ли я перечислить их:
* Заменена одна полая металлическая труба для магистрали всей ветротурбины / насосной системы (раньше была штативом).
* Опустите систему клапанов на землю, чтобы насос не поднимал воду так далеко.
* Снял нейлоновый наконечник с выпускного конца, чтобы снизить давление.
* Поменял поршень из ПВХ для велосипедного удара (после снятия пружины и спиливания наконечника).
* Заменен рычаг из ПВХ для внутренней части велосипедного амортизатора.
* Вставлены компакт-диски под углом 45 градусов в верхний обод велосипеда (не уверен, что это оказало большое влияние)
* Снижение сопротивления ветра на парусах за счет отсоединения нижней части каждого паруса от нижней спицы, оставляя спицу на месте, чтобы удерживать парус в «режиме атаки», но позволяя ему отклоняться в сторону в «режиме сопротивления». Это было ЕДИНСТВЕННОЕ НАИБОЛЕЕ ЭФФЕКТИВНОЕ изменение для насоса ветра!
Спасибо всем за ваш вклад!
Источник https://sdelay.tv/blogs/mehanizator/nasos-dlya-vody-posredstvom-prostogo-vetryaka
Источник https://modelist-konstruktor.com/malaya-mexanizacziya/vodokachka-s-vetryakom
Источник https://izobreteniya.net/vetryanoj-nasos-dlya-vody-svoimi-rukami/
