Бесплатная техническая библиотека

Гидравлический таран для автоматического полива. Советы домашнему мастеру

Справочник / Строителю, домашнему мастеру

 Комментарии к статье

Несложный и остроумный механизм - гидравлический таран, не нуждаясь в источнике энергии и не имея двигателя, поднимает воду на высоту нескольких десятков метров Он может месяцами непрерывно работать без присмотра, регулировки и обслуживания, снабжая водой небольшой поселок или ферму.

В основе работы гидротарана лежит так называемый гидравлический удар - резкое повышение давления в трубопроводе, когда поток воды мгновенно перекрывается заслонкой. Всплеск давления может разорвать стенки трубы, и, чтобы избежать этого, краны и вентили перекрывают поток постепенно.

Гидравлический таран работает следующим образом (рис. 1). Из водоема 1 вода по трубе 2 поступает внутрь устройства и вытекает через отбойный клапан 3. Скорость потока нарастает, его напор увеличивается и достигает величины, превышающей вес клапана. Клапан мгновенно перекрывает поток, и давление в трубопроводе резко повышается - возникает гидравлический удар. Возросшее давление открывает напорный клапан 4, через который вода поступает в напорный колпак 5, сжимая в нем воздух. Давление в трубопроводе падает, напорный клапан закрывается, а отбойный - открывается, и цикл повторяется снова. Сжатый в колпаке воздух гонит воду по трубе 6 в верхний резервуар 7 на высоту до 10-15 метров.

Рис. 1. Схема гидравлического тарана и принцип его работы

Первый гидравлический таран построили в городе Сен-Клу под Парижем братья Жозеф и Этьен Монгольфье в 1796 году, через 13 лет после своего знаменитого воздушного шара. Теорию гидравлического тарана создал в 1908 году Николай Егорович Жуковский. Его работы позволили усовершенствовать конструкцию этого устройства и повысить его кпд.

Гидравлический таран настолько прост, что его можно без труда изготовить самостоятельно, почти полностью собрав из готовых деталей, применяемых в водопроводных сетях. Недостающие детали требуют несложных токарных и сварочных работ.

Основным элементом устройства (рис. 2) служит стальной или чугунный тройник 1 (а еще лучше - крестовое соединение, тогда четвертое, нижнее, отверстие закрывают резьбовой заглушкой) с внутренней резьбой 1,5-2 дюйма. В тройник ввинчивают переходные ниппеля ("бочонки") 2 с длинной наружной резьбой-сгонами. К одному сгону подсоединяют подводящий трубопровод диаметром не менее 50 мм и длиной не более 20 метров. Ко второму - подсоединяют колено (уголок) 3 так, чтобы при установке тарана его свободный торец был горизонтальным: на нем будет смонтирован отбойный клапан. На третьем ниппеле монтируют напорный колпак с клапаном. Все резьбовые соединения перед сборкой очищают металлической щеткой от грязи и ржавчины и обматывают паклей.

Рис. 2. Детали конструкции гидравлического тарана (нажмите для увеличения)

Напорный колпак 4 делают из отрезка металлической или пластмассовой трубы диаметром 15-20 сантиметров. Его объем должен быть примерно равен объему подводящего трубопровода. Торцы трубы закрывают крышкой 5 и переходным фланцем 6 с резиновыми прокладками 7 и 7а (кольцо). Колпак стягивают стальными шпильками 8.

Напорным клапаном может служить обратный клапан, выпускаемый для водяных насосов итальянской фирмой "Бугатти" (с внешней резьбой 1,5 дюйма) и немецкой фирмой "Ценнер" (диаметром от 15 до 40 мм) - они продаются в магазинах сантехнического оборудования, самодельный клапан-лепесток из куска листовой резины или сливной клапан от туалетного бачка. Конструкция клапана определит размеры и форму переходного фланца, место и способ крепления напорной трубы 9 диаметром 1/2 дюйма. Варианты конструкции показаны на рисунке.

Отбойный клапан собран из двух деталей: корпуса 10а и заслонки 10б. Корпус вытачивают из стали или из бронзы. В верхней его части просверлено отверстие диаметром 15 - 20 мм. Внутренняя полость заканчивается конусом с углом порядка 45°. Корпус клапана навинчивается на сгон ниппеля 2. Стальная или бронзовая заслонка имеет форму двойного усеченного конуса диаметром 20-25 мм и массой 100-150 г. Верхний конус заслонки должен иметь тот же угол, что и полость корпуса: только тогда клапан сможет мгновенно перекрыть поток, создав гидравлический удар. В верхнюю часть заслонки ввернуты три центрирующие спицы так, чтобы они входили плотно, но без трения в верхнее отверстие корпуса. В нижнюю - ввернут винт. Настраивают гидравлический таран, меняя массу заслонки.

Для этого на нижний винт надевают свинцовые шайбы. Для запуска гидротарана достаточно приподнять заслонку, давая воде свободно вытекать через отбойный клапан.

Впускное отверстие подводящего трубопровода необходимо оборудовать простым фильтром, защищающим гидротаран от грязи, и заслонкой, перекрывающей воду на зиму. Чтобы слить воду из корпуса тарана и колпака, через нижнее отверстие вводят спицу, открывая ею напорный клапан. Гидравлический таран можно установить стационарно или сделать съемным, предусмотрев отводной канал для воды, текущей из отбойного клапана.

Производительность гидравлического тарана можно ориентировочно оценить по таблице. Она связывает отношение массы воды (m), поднятой гидротараном, к массе воды (M), поступившей из водоема, и отношение высоты подъема воды h к высоте H ее падения к гидротарану.:

Пусть, например, к гидравлическому тарану поступает М=12 л/мин воды с высоты Н=1,5 метра. Посмотрим, сколько воды он сможет поднять на высоту 9 метров. Отношению h/H = 9/1,5 = 6 в таблице соответствует величина m/M=0,1. Это значит, что гидротаран ежеминутно должен подавать на высоту 9 метров массу воды m=0,1*М = 0,1*12 = 1,2 литра. Это немного, но за сутки автоматическое устройство накачает свыше полутора тонн воды, количество, достаточное для поливки сада или огорода немалой площади.

Литература:

1. Овсенян В. М. Гидравлические тараны и таранные установки. М., 1968.
2. Сделайте сами в квартире и на даче. М., Стройиздат, 1982.
3. Чистопольский С. Д. Гидравлические тараны, М.-Л., 1936.

Автор: С.Латышев

 Рекомендуем интересные статьи раздела Строителю, домашнему мастеру:

▪ Солнечная сушилка фруктов

▪ Двигатель стиральной машины для погружного насоса

▪ Вместо вентиляционной решетки

Смотрите другие статьи раздела Строителю, домашнему мастеру.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Микропипетка для принтера 02.04.2013 Ученые из Федеральной политехнической школы Лозанны создали стеклянный нанокапилляр с диаметром отверстия всего несколько нанометров. Самая маленькая в мире "пипетка" может найти применение в ультравысокоточной печати и хирургии. В последнем случае врачи получат возможность работать непосредственно с отдельными клетками. Изобретение получилось случайно: под лучом сканирующего электронного микроскопа кварцевые трубки (капилляры) вытянулись и превратились в своеобразные пипетки. Этого явление знакомо каждому: если бросить в огонь пластиковую бутылку, то она начинает сминаться и терять свою форму. Что-то похожее произошло и со стеклянными трубками: луч микроскопа вызвал накопление электронов в стекле. Но стекло не является проводником, поэтому "столпотворение" электронов вызвало нагрев стекла, его сжатие и, в конечном итоге, привело к образованию носика пипетки. Процесс сжатия стекла виден на экране микроскопа в режиме реального времени, что позволяет регулировать диаметр капилляра в пределах от 200 нанометров до полного закрытия. Таким образом можно создавать сверхтонкие "шприцы" или микроскопические пробирки. В ходе экспериментов с неожиданно изобретенной технологией, ученым удалось изготовить стеклянные капилляры с внутренним диаметром 11 нм. Фактически при исходной стоимости сырья в несколько центов удалось сделать для микрофлюидного чипа наноканал стоимостью сотни долларов. К сожалению, пока метод производства стеклянных нанокапилляров с помощью сканирующего электронного микроскопа является по сути ручным. Еще предстоит адаптировать технологию для промышленного производства, что займет время и потребует инвестиций.

Другие интересные новости:

▪ Метеорит с озера Тагиш

▪ Гибридный хромбук HP Chromebook X2

▪ Мощные N-канальные МОП-транзисторы на 40 вольт

▪ Научная станция на лыжах

▪ Компьютер без проводов и батарей

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электроснабжение. Подборка статей

▪ статья Мельпомена. Крылатое выражение

▪ статья В чем секрет Антонио Страдивари? Подробный ответ

▪ статья Канариум индийский. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Усилитель на полевых транзисторах (историческая схема). Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Эффект Зеебека. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025