Как самостоятельно установить ручной насос для воды из скважины

Другие виды механических насосов

Ручные механические устройства для водоснабжения использовались с древнейших времен, в настоящее время их заменили модели промышленного производства. В некоторых случаях при отсутствии электричества использование механических заводских агрегатов неэффективно, и народные умельцы придумывают свои схемы и чертежи, как сделать ручной насос для скважины своими руками.

Если в приведенном случае (водозабор из скважины) можно использовать принцип действия промышленных агрегатов, то для забора воды из открытых водоемов используют собственные разработки на основе древних технологий.

Винт Архимеда

Рис. 9 Винт Архимеда и его использование

Конструкция придумана греческим мыслителем в 250 году до нашей эры и состоит цилиндрической трубы, внутри которой находится винт, система опускается в открытый водоем под небольшим углом. При работе вращающиеся лопасти захватывает воду и продвигают ее вверх по трубе, по окончании которой она выливается в подготовленную емкость.

Аналог данной установки — шнековые электронасос, рассчитанный на постоянный водозабор из глубоких водных источников.

Гидравлический таран

Рис. 10 Гидравлический таран

Механик Монгольфье является создателем гидравлического насоса, поднимающего воду за счет своей кинетической энергии. Его принцип действия заключается в перекрытии быстрого потока клапаном, после чего вода под давлением поступает в размещенный вверху гидравлический бак и затем по напольному шлангу доставляется потребителю. Устройство работает повторяющимися циклами, некоторые производители выпускают гидронасосы кустарными способами.

Аэролифт

Рис. 11 Аэролифт – принцип работы

Германский инженер Карл Лошер разработал данный метод в 1797 году, его сущность состоит в выталкивании жидкости из опущенной в источник полой трубы воздухом. Для работы аэролифта в нижнюю часть трубы через входной патрубок закачивают ручным насосом воздух, его пузырьки растворяются в воде и вследствие легкого веса поднимаются на поверхность вместе с жидкостью.

Для предотвращения попадания жидкости в напорный воздушный шланг накачивание производят через ниппель.

Данную конструкцию можно использовать при наличии электричества, подключая вместо механического насоса компрессор.

Самодельная поршневая помпа

Некоторые народные умельцы изготавливают поршневые насосы самостоятельно. Обычная конструкция представляет собой рабочую камеру из сваренной трубы, в качестве поршня используют металлический или пластиковый диск с уплотнительным резиновым кольцом по диаметру. Чтобы обеспечить с помощью самодельной конструкции водоснабжение, в пластиковых или металлических поршневых дисках просверливают отверстия для установки системы обратных клапанов.

Рис. 12 Устройство самодельного поршневого насоса

Большинство современных механических агрегатов, как и поверхностные электронасосы, способны поднимать жидкость из скважин глубиной до 10 метров. Наибольшую высоту подачи обеспечивает штанговая помпа, работающая по аналогии с электрическими погружными видами. Ее корпус и рабочий клапан могут опускаться в источник глубиной до 30 метров, обеспечивая забор при аналогичном расстоянии до водного зеркала.

1 Эксплуатационные особенности ручных насосов

Водяной ручной насос для скважины – это специальное устройство для перекачивания жидкости на поверхность под давлением. Оборудование такого образца приводится в действие усилиями человека посредством нажатия на специальный рычажный механизм.

Эксплуатация ручных установок требует применения физической силы, поэтому их рационально использовать на участках с малой потребностью в воде.

Конечно, скорость работы и объемы поднятия жидкости насосом несравнима с автоматическими системами, но отсутствие бесперебойного источника электроэнергии вынуждает дачников все чаще внедрять именно этот формат устройств.

1.1 Преимущества и недостатки

Ручной способ поднятия воды из скважины имеет ряд преимуществ и недостатков. К положительным моментам можно отнести:

• Простота оборудования стала причиной его быстрого монтажа.
• Установка системы возможна практически в любых условиях.
• Экономия ресурсов – насос приводится в действие человеческими усилиями, не требуя подключения к электросети.
• Устройство состоит из унифицированных узлов и частей, которые при необходимости подлежат замене – эта особенность позволяет максимально продлить срок службы установки.
• Ручной насос стоит гораздо дешевле своих аналогов.
• Вы экономите средства на введении оборудования в эксплуатацию, ведь процесс настолько прост, что не требует привлечения специалиста.

Ручной насос для скважины в металлическом корпусе

Недостатки использования ручного насоса исходят из особенностей его конструкции:

• Потребность в приложении физической силы – перекачивание воды происходит только с нажатием на рычажный механизм.
• Низкая производительность – насос показывает скромные результаты по объемам подачи жидкости в сравнении с автоматическими системами.

Несмотря на некоторые отрицательные моменты, ручные насосы для скважин пользуются высоким спросом, ведь порой это единственный способ обеспечить водоснабжение.

1.2 Классификация ручных насосов

Насосы для выкачки воды из абиссинской или другой скважины выполняют одинаковую функцию, но при этом их устройство и принцип действия несколько отличаются между собой. В зависимости от указанных критериев оборудование с ручным механизмом классифицируют на две категории:

• поршневые насосы;
• штанговые насосы.

Ручные поршневые насосы используются в тех случаях, когда вода на участке расположена на небольшой глубине  – до 10 м.

Такое нехитрое приспособление не составит труда соорудить своими руками и монтировать на дачном участке.

Ручной насос для скважины на участке

Глубинный штанговый насос ручного воздействия представляет собой более сложный механизм, который предназначен для откачки воды с абиссинской скважины или любой другой глубиной 10-30 м. Его конструкция состоит из цилиндра, поршня и очень длинного штока, который под действием рычага запускает всю систему. Штанговый насос располагается непосредственно в скважине, при этом его шток погружается в водный слой на глубину около 1 м.

Чтобы разобраться, какой тип изделия подойдет непосредственно к вашим условиям эксплуатации, вам придется изучить основные критерии выбора оборудования.

Устройство и принцип работы

В зависимости от конструкции, насосы ручные для скважин подразделяются на помповые и крыльчатые. Все они работают по вакуумному принципу.

Помповые насосы

Агрегаты этого типа в свою очередь делятся на поршневые и штанговые. Они имеют похожую конструкцию, но первые предназначены только для скважин глубиной до 7 метров, а вторые способны подавать воду с больших глубин.

Поршневой помповый насос – это металлический цилиндр 6 с поршнем 7 внутри, соединенный с всасывающей трубой 2, опущенной в скважину. В днище цилиндрического корпуса установлен резиновый клапан 5, который открывается при движении поршня вверх, впуская в пространство под ним воду (см. схему). Она устремляется в область разреженного давления, создаваемого движением поршня. В это же время закрывается клапан 8 в самом поршне, и находящаяся над ним вода изливается в резервуар 10 и выходной патрубок устройства. Когда поршень, соединенный штоком 9 с рычагом 11, идет вниз, клапан 5 закрывается, а клапан 8 открывается, вновь впуская набранную воду в надпоршневое пространство.

На схеме поршень в верхнем положении. 3 и 4 – это труба с обратным клапаном для подключения электронасоса

В отличие от поршневого, штанговый ручной насос для водяной скважины устанавливается прямо в ней. На конец всасывающей трубы 2 надевается цилиндр 1 с клапаном 10. Поршень 8 с впускным клапаном 9 крепится к длинной штанге 3 и опускается в цилиндр. Штанга в верхней части соединена со штоком 6, проходящим через сальник 5 и соединенным с рычагом 7. Всасывающая труба фиксируется на обсадной трубе скважины с помощью хомута 4. Принцип работы устройства аналогичен предыдущему, но благодаря длинной штанге оно позволяет поднимать воду с больших глубин.

Чертеж штангового насоса

Оба устройства приводятся в действие рычагом-ручкой, двигаемой вверх-вниз. Поэтому в народе их часто называют качалками.

Крыльчатые насосы

Устройства такого типа состоят из корпуса с крышкой, в котором на валу вращается крыло с четырьмя клапанами на выходе. При движении оно попеременно то всасывает, то вытесняет воду в напорный трубопровод или выпускное отверстие.

Крыльчатый ручной насос для водяной скважины РК-2

Из-за более сложной конструкции такие устройства в быту используются редко, поршневые и штанговые насосы более популярны.

Виды ручного оборудования для перекачки воды

Чтобы поднять наверх определенное количество воды, кроме физической силы требуется дополнительное устройство. С помощью ручных насосов для скважин и колодцев подъем воды на поверхность становится намного легче и быстрее.

Приборы, делающие подъем воды на поверхность менее трудоемким и тяжелым, делятся на несколько основных видов:

• Поршневые.
• Штоковые.
• Крыльчатые.
• Мембранные.

Для самостоятельного изготовления рекомендуется брать первый или второй вариант. Поршневой насос делают для обслуживания колодцев, глубина которых составляет не более 6 метров. Штанговый насос для воды может поднимать воду из источника глубиной 10-12 метров.

Поршневые насосы-колонки отличаются простой сборкой и установкой. Основной элемент управления – это длинная ручка, работающая по принципу рычага. С ее помощью обеспечивается вертикальное движение штанги, на которой закреплен поршень.

Корпус и динамические части можно изготовить из подручных материалов или приобрести в специализированном магазине. Для соединения отдельных элементов достаточно набора домашних инструментов, куда входит дрель, ножовка, плоскогубцы и ключи. Сварочное оборудование можно взять в аренду.

Подготовка необходимых материалов

Комплект рабочего оборудования, также, как и устройство абиссинской скважины весьма просты. Для работы понадобятся следующие инструменты и комплектующие:

• Стальные трубы диаметром 1-1,5 дюйма и длиной в 1,5 – 2 м каждая. Нижняя труба, которая будет забиваться первой, должна быть проперфорирована – через неё будет поступать вода внутрь скважины.
• Сетчатый фильтр, надеваемый поверх перфорированной трубы.
• Соединительные резьбовые муфты для труб соответствующего диаметра.
• Игла для скважины. Представляет собой конусообразный металлический наконечник и предназначен для облегчения заглубления трубы. Игла для абиссинского колодца должна быть несколько шире, чем диаметр труб. Это позволит уменьшить их трение о грунт при забивке.
• Стальной подвесной молот-копр или массивная стальная «баба». Внутри такой ударный инструмент должен иметь отверстие, несколько большее диаметра трубы. Это позволит при опускании копра центрировать удар.
• Забивной наконечник, надеваемый на верхушку трубы. Изготавливается из твёрдых видов стальных сплавов и служит для предотвращения сплющивания верхней части трубы при ударе забивного копра.

Забивное оборудование может устанавливаться на специальную конструкцию-треногу, на вершине которой закрепляются блоки. Через блоки перекидываются тросу, за которые производится подъём копра на высоту. Также возможно использование для забивания ручного метода — обычной кувалды, или металлической бабы с двумя руками. На концы труб накручивается резьба для соединения их при помощи муфт. При работе, на верхнюю часть забиваемой трубы навинчивается забивной наконечник.

Выбор места под скважину

Прежде всего, работа имеет смысл, если в месте заложения скважины грунт сравнительно мягкий. Если же в толще пробиваемой земли попадётся слой скальной породы или спрессованной глины, то работу придётся оставить и попытать счастья в другом месте.

Также немаловажно знать примерное расстояние от поверхности до верхних водоносных слоёв. Наиболее эффективен абиссинский колодец глубиной 5-8м

Большая глубина сделает проблематичной закачку воды при помощи ручного насоса или большинства насосных станций. Определить наиболее близкое расположение воды к поверхности участка можно по произрастающим травам и деревьям. Отдельные растения любят увлажнённую почву, другие – более засушливую.

Определить примерное расстояние до воды таким способом можно при помощи нижеприведённой таблицы:

Если на вашем участке в «диком» состоянии растут такие травы и деревья, то шансы на успех при устройстве абиссинской скважины можно оценить как очень высокие.

Другой старинный способ поиска воды – при помощи лозы. Конечно, в средней полосе России найти виноградную лозу довольно проблематично, но её с успехом заменяют две медные проволоки длиной 15-20 см, согнутые под прямим углом каждая. Держа в расслабленных руках эти проволочки параллельно друг к другу, обойдите участок. Там, где вода подходит к поверхности наиболее близко, проволочки должны будут скреститься.

Обустройство

Для подачи воды из абиссинской скважины наверх используют либо ручной насос, либо электрическое насосное оборудование. Ручные насосы монтируются поверх самой верхней трубы, выходящей наружу. Электрические насосные станции следует размещать в заглублённых и утеплённых кессонах. Это связано с тем, что подобное оборудование может функционировать только при плюсовых температурах. Замерзание воды внутри поверхностного насоса приведёт к его выходу из строя.

Кессоны представляют собой бетонные колодцы, на дне которых расположена сама скважина. Глубину кессона рекомендуется делать ниже глубины зимнего промерзания грунта. Для разных регионов страны данный показатель различен: для южных причерноморских районов – порядка 0,5м, для средней полосы России – 0,8-1,2м, для Сибири – 2-3м.

Абиссинская скважина в колодце подключается к насосному устройству при помощи шланга, опущенного внутрь труб. Дно кессона следует забетонировать с таким расчетом, чтобы уклон был от скважины к краям колодца. Иногда во избежание аварийного затопления кессона с насосной станцией его оборудуют дренажным водоотводом.

В этом случае уклон заливного пола следует делать в сторону дренажного отверстия. Выбирая насосное оборудование нужно руководствоваться дебетовыми показателями скважины, то есть её производительностью. Если установить чересчур мощный насос, он сможет быстро осушить скважину, и, в итоге, сгорит.

Вариант № 2. Простая ручная помпа своими руками

В этой инструкции мы приведём пример системы ручной водокачки, которую можно взять за основу при создании стационарного водоподъёмного поста на скважине или колодце.

А — Классическая схема ручной помпы. Б — Вариант самодельной помпы из пластиковых труб. Схема устройства: 1 — вводной патрубок; 2 — обратный клапан; 3 — поршень; 4 — обратный клапан; 5 — шток; 6 — шток, объединенный с отводящим патрубком; 7 — слив помпы 

Для работы нам понадобится:

1. Труба канализационная ПВХ 50 мм с отводами, заглушкой и манжетами-уплотнителями — 1 м.
2. Обратный клапан 1/2″ — 2 шт.
3. Труба канализационная ППР Ø 24 мм.
4. Резина, пары болт/гайка с шайбами Ø 6–8 мм.
5. Хомуты, сгоны, фитинговые зажимы, прочие сантехнические детали*.

* Конструкция насоса может быть индивидуальной в зависимости от наличия запчастей.

Способ 1. Слив через ручку

Эта модель самая простая из домашних — вода поднимается по штоку поршня, который выполнен из ППР трубы и изливается сверху.

Гильза:

1. Отрезаем трубу Ø 50 мм длиной 650 мм — это основа для гильзы.
2. Делаем концевой лепестковый клапан. Для этого в заглушке сверлим 8–10 отверстий Ø 5–6 мм и вырезаем круглый лоскут из резины (3–4 мм) под диаметр 50 мм. Закрепляем лоскут по центру заглушки на клёпку или болт (саморез не подходит!). Лепестковый клапан готов.
3. Устанавливаем заглушку в трубу (гильзу) на герметик через уплотнители и дополнительно фиксируем саморезами через стенку трубы.

Поршень

1. В трубу ППР (700–800 мм) устанавливаем обратный клапан. Это можно сделать способом «на горячую» — разогреть конец трубы и вставить в него штуцер с клапаном, который должен пропускать воду в направлении трубы (штока поршня). Соединение усилить червячным хомутом пока тёплое (до остывания).
2. Головку поршня можно изготовить из отработанной тубы от герметика 330 мл, точнее её носовой части. Для этого её нужно, предварительно нагрев, поместить в гильзу — так головка примет идеально нужную форму и размер. Затем её следует подрезать и установить на обратный клапан последовательно с помощью муфты с наружной резьбой или накидной гайки «американки».
3. Вставляем поршень в гильзу и делаем верхнюю заглушку. Она не обязательно должна быть герметичной, только держать ровно шток.
4. На свободный конец штока (трубы) устанавливаем сгон 90°. В перспективе на сгон одевается шланг.

https://youtube.com/watch?v=vFosXrB-Jh4

Сборка ручного насоса на видео

Такой насос очень надёжен, но не совсем удобен — точка излива воды подвижна, к тому же расположена близко к оператору. Его можно несколько видоизменить для удобства.

Способ 2. Боковой слив

В гильзу следует включить угловой тройник 35°. Конструкция идентична первому варианту, но в трубе-штоке поршня делаем большие отверстия, не нарушая конструктивную жёсткость, либо применяем стержневой шток. В этом случае вода будет поступать в гильзу и подниматься обратным усилием оператора к месту излива.

https://youtube.com/watch?v=1ptIBrAANss

Видео водокачки с боковым сливом

Главное достоинство описанных помп — низкая стоимость готовой конструкции. Ремонт производится за несколько минут путём замены (или склейки) «копеечных» деталей.

Разборный насос для сезонного использования

Для доставки воды из неглубокого колодца можно своими руками сделать летний пластиковый вариант ручного насоса.

Чтобы собрать этот простой и экономичный механический насос для скважины, необходимо приготовить следующее:

• Канализационная пластиковая труба диаметром 50 мм. Понадобится 2 трубы, каждая длиной около 3 метров.
• Сетчатый фильтр, который нужно будет установить на конец трубы, погружаемый в колодец.
• Обратный клапан заводского изготовления.
• Труба из полипропилена диаметром 20 мм с резьбой для присоединения обратного клапана.
• Тройник 25*20 мм с впаянной резьбой для изготовления крепления ручки.
• Трубка для ручки металлическая.
• Прокладка из фторопласта, из которой будет изготовлен поршень.
• 2-3 хомута с дюбелями и резиновыми уплотнительными элементами, для фиксации трубы к стенкам колодца.

Чтобы решить вопрос, как сделать ручной насос для скважины, необходимо воспользоваться следующей схемой:

• Берут полипропиленовую трубу и закрепляют на ней поршень из фторопласта. Затем прикручивают обратный клапан.
• Сбоку от колодезного люка нужно сделать отверстий, куда будет вставлена труба.
• Полученное изделие вставляют в канализационную трубу, на ее конец со стороны обратного клапана насаживают фильтрующее устройство. Всю конструкцию погружают в колодец.
• На другой конец полипропиленовой трубы насаживают тройник и вставляют в него ручку. Для накачивания воды с помощью ручки внутреннюю трубу двигают вверх и вниз. Если посмотреть со стороны, то действия будут напоминать накачивание велосипедных колес ручным насосом.
• Также в тройник вставляют небольшой отрезок пластиковой трубы подходящего диаметра с надетым на другой конец фитинговым элементом в виде уголка. Через него вода будет наливаться в подставленное ведро или другую емкость.

Преимущество пластикового ручного насоса для перекачки воды заключается в возможности легко и быстро разобрать изделие на части с наступлением холодов. Достаточно снять наружные части и вытащить внутреннюю полипропиленовую трубу. Канализационная труба из пластика может оставаться в шахте колодца.

Разновидности ручных водяных насосов для скважин

Ручные скважинные насосы могут иметь различное устройство нагнетательного механизма. Вот какие виды существуют на сегодняшний день:

1. Крыльчатые: в рабочей камере этого насоса установлена крыльчатка — колесо с лопастями, которое пользователь вращает при помощи рукоятки. Лопатки заставляют находящуюся в рабочей камере жидкость двигаться по круговой траектории, вследствие чего она под действием центробежной силы устремляется в выпускное отверстие.
2. Поршневые: по своему устройству такой насос напоминает велосипедный, только в его поршне установлен обратный клапан. Создавая разрежение, устройство может втягивать воду с некоторой глубины.
3. Штанговые: такой насос почти не отличается от поршневого, только поршень в нем двигается не по всей гильзе, а лишь по нижней ее части. Подавая в гильзу с каждым циклом все новые порции воды, поршень постепенно заполняет ее всю и жидкость в конце концов начинает выливаться из расположенного вверху выпускного отверстия. Чтобы во время холостого хода вода не возвращалась в скважину, в гильзе сразу над наивысшей точкой хода поршня устанавливается обратный клапан. Насосы этого типа позволяют поднимать воду с глубин до 30 м.
4. Мембранные: нагнетание жидкости в мембранном насосе происходит, как и в поршневом, за счет изменения объема рабочей камеры. Но каких-либо трущихся друг о друга элементов в этой камере нет – ее объем меняется путем изменения формы эластичной мембраны, которую приводит в движение пользователь.

Устройство ручного насоса

Насосы мембранного типа особенно востребованы при перекачивании жидкостей с большим содержанием абразивных частиц: раз нет трения – нет и износа.

Как выбрать ручной насос для воды

Если вы считаете, что для перекачки воды из скважины вам целесообразнее установить ручную помпу, то при выборе оборудования стоит придерживаться учёта таких параметров:

• Глубина зеркала воды в водяной скважине. Поскольку не каждый ручной агрегат способен справляться с подъемом воды с больших глубин.
• Тип забоя скважины и наличие примесей песка/глины в воде. Как известно, не каждый водяной насос для подъема воды своими руками справится с переработкой грязной воды.
• Масса агрегата. Все помпы ручного типа по весу колеблются в пределах 4-130 кг, что играет немаловажную роль в транспортировке и установке оборудования.
• Тип установки. Здесь стоит учесть, планируете ли вы объединить механизм с другими типа ми насосов в одну систему или же это будет простая ручная машина для подъема воды своими руками.
• Сезон применения агрегата. Так, для постоянной эксплуатации насоса круглый год стоит купить латунный или чугунный агрегат. Если же насос будет использоваться только летом, то можно приобрести более дешевый пластиковый вариант изделия.
• Возможность перемещения помпы от одного источника к другому, если в этом есть необходимость. К примеру, забор воды из речки/пруда и забор воды из скважины/колодца.
• Внешний вид механизма. Особенно важен этот пункт для тех, кто не хочет или боится нарушить ландшафтный дизайн своего участка. Для таких случаев существуют интересные модели ручных помп, выполненных в декоративном варианте.

Мембранный насос

Небольшой мембранный насос удобен при эксплуатации, так как его можно переносить по необходимости

Под таким насосом подразумевается специальная камера, которая разделена эластичной мембраной. Отсюда и его название – мембранный. Его можно использовать для поднятия воды с глубины до 6 метров. Это устройство имеет круглый корпус, над которым располагаются рукоятки.

Внутренняя подвижная перегородка соединяется с рукояткой. В конструкции насоса есть воздушная камера, она никак не участвует в передаче воды. В нижней части устройства есть 2 патрубка. Один из них соединен с всасом через клапан. Другой выполняет роль нагнетателя.

Когда мембрана надавливается вниз, в камере, где находится жидкость, растет давление. Вследствие этого открывается клапан. Когда шток поднят вверх, также поднимается вверх и мембрана. Под давлением через обратный клапан запускается вода. Итак, один клапан стоит на всасывающей трубе, а второй на выпускной.

Для их изготовления используется металл или чугун. Одно из слабых мест этого насоса – мембрана. При частом ее использовании она быстро прорывается. Более того, со временем мембрана растягивается и становится эластичной. Из-за этого производительность снижается до нуля. Через корпус может проступать вода, это в том случае, если прорвалась мембрана. Заменить мембрану не составит особых проблем. Но даже несмотря на это, мембранные ручные насосы для широкого признания не получили.