Сантехник ...: Ручные насосы для воды — назначение, виды, как выбрать

В дачных поселках нередко возникает проблема с коммуникациями. При отсутствии центрального водоснабжения нужно как-то решать проблему поставки воды. Если вы живете отдаленно от городских коммуникаций, имеет смысл приобрести ручной насос для воды. Это несложный, но надежный механический прибор. Он не нуждается в электричестве, требует исключительно физической силы. Этот прибор стал незаменимым для многих пользователей. Но чтобы выбрать подходящий агрегат, необходимо заблаговременно ознакомиться со всеми особенностями, сферами применения и разновидностями устройств для откачки воды. Именно эти вопросы мастер сантехник рассмотрит в данной статье.

Назначение

Ручные водяные насосы применяются человеком с давних времен, и что интересно – принципиальное их устройство при этом практически не изменилось. Те, кто постарше, наверное, помнят обычный пейзаж небольших городов и поселков, когда, до прихода водопровода в каждый дом, основным источником воды служили вот именно такие насосы-колонки, которые обслуживали группу зданий или даже целый квартал.

С широким распространением электрической техники такие насосы стали исчезать из виду, но в условиях частного дома или дачного участка все же остаются весьма востребованными, благодаря простоте устройства и эксплуатации, независимости от источника энергии и высокой надежности.

Особенности применения зависят от режима посещения владельцами своего дачного участка. Существует три типа территорий:

Участок для постоянного проживания. На таком участке в большинстве случаев устанавливается электронасос, но ручная конструкция тоже имеется в качестве резервного устройства.
Но в частных домах периодического проживания, когда электричество не проведено, весьма необходим ручной агрегат для перекачки воды.
Иногда ручные насосы используются на дачных участках, если невозможно осуществить подключение электрического аналога к источнику питания.

Типы и устройство

Существует несколько видов данного устройства:

Поршневые ручные насосы

Эта категория – самая многочисленная и наиболее широко применяемая. Все поршневые насосы имеют сходную компоновку, хотя внешне могут сильно различаться своим оформлением — от простых гладких цилиндров до художественного чугунного литься. Из видимых деталей и узлов можно сразу отметить цилиндрический корпус (гильзу), изготовленный из чугуна, нержавеющей стали, а иногда даже — и полимерный, выходной патрубок (излив), рукоятку-коромысло, шарнирно закрепленную на оси и связанную с вертикальным штоком, который уходит внутрь насоса.

Насосы производятся в различный вариантах оформления – от строгих малозаметных колонок до изделий с декоративно исполненными литыми чугунными корпусами и рукоятками причудливой формы – такие модели могут стать настоящим украшением участка, выдержанного в определенном стиле.

Теперь заглянем внутрь насоса и разберемся с принципом его действия.

Принцип работы ручного поршневого насоса:

Корпус-гильза, о котором уже упоминалось (поз. 1).
В нем расположен поршень (поз. 2), который по своей окружности имеет уплотнения, плотно прилегающие к внутренним стенкам гильзы.
Поршень сверху жестко соединен со штоком (поз. 3), который, в свою очередь, соединён с рычагом рукоятки-коромысла насоса.
Сверху в корпус врезан выходной патрубок (поз. 4) или просто имеется отверстие (окно, для свободного выхода перекачиваемой воды в трубу, желоб и т.п, откуда она разбирается для потребления.
Снизу к насосу подходит труба из источника воды (поз. 5), то есть всасывающий трубопровод.
Обязательное условие – перед насосом на этом трубопроводе должен быть установлен обратный клапан (поз. 6). Некоторые промышленно выпускаемые ручные поршневые насосы уже имеют встроенный клапан подобного действия.
На самом поршне проделаны каналы для прохода воды, но они закрыты клапаном (клапанами), исключающими перетекание воды сверху вниз.

Теперь рассмотрим три главных фазы работы насоса:

Левый фрагмент схемы – насос в спокойном состоянии. После предыдущего использования, как правило, камера остается заполненной водой. Клапаны на поршне – закрыты, и не дают воде уйти вниз. Кроме этого, в закрытом положении находится и обратный клапан на всасывавшем трубопроводе. (Для большей наглядности показан шариковый обратный клапан, хотя чаще используется устройства тарельчатого типа).
Центральный фрагмент схемы – пользователь нажал на рычаг вниз. Рычаг-коромысло передает через шток поступательное движение поршню в верхнем направлении. Перемещаясь по цилиндру, поршень вытесняет воду, расположенную над ним в выходной патрубок, и она сливается в подставленную под колонку тару. Клапана на поршне закрыты, и протекание вытесняемой воды вниз – исключается. Снизу, под поршнем, одновременно создается зона разрежения. Но «природа не любит пустоты», и это разрежение обеспечивает всасывание воды из скважинной трубы в полость рабочего цилиндра. Создаваемый напор поднимает шариковый обратный клапан (или поджимает пружину тарельчатого), и вода без помех заполняет внутренний объем насоса.
Правый фрагмент рисунка – поршень опускается вниз. Полость под поршнем заполнена закачанной водой, и в ней при его опускании образуется избыточное давление. Это приводит к закрытию обратного клапана – воде нет выхода вниз. Одновременно такое давление отрывает перепускные клапаны на самом поршне, и вода перетекает вверх, заполняя надпоршневую полость рабочего цилиндра. Завершение этой фазы – это возврат к положению №1, а затем цикл в точности повторяется.

Схема весьма проста и безотказна, и единственным ее уязвимым местом можно считать достаточно быстрый износ уплотнений на поршне, а иногда – и клапанных устройств, особенно если приходится перекачивать воду с мелкими твердыми включениями, создающими повышенное абразивное воздействие на резиновые или пластиковые детали.

Иногда в конструкцию насоса вносились некоторые изменения, которые не изменяли его действия в принципе. Так, например, до сих пор можно встретить модели, у которых вместо ручки-коромысла установлено колесо. Вращательное движение колеса через редуктор и кривошипно-шатунный механизм преобразовывается в возвратно-поступательное перемещение поршня, и в остальном насос работает точно так же, как было обрисовано выше.

Производительность поршневых насосов напрямую зависит от диаметра рабочего цилиндра и высоты хода поршня, и у различных моделей может быть в пределах от 0.5 до 1.5÷2 литров за один цикл. Высота подъема воды обычно не превышает 10 метров.

Штоковые (штанговые) насосы

Если водоносный слой залегает на глубине свыше 10 – 12 метров, то поршневой насос уже может не справиться с подачей воды наверх – возможности всасывающей схемы не безграничны. Для таких случаем имеются специальная разновидность – штоковые или штанговые насосы.

Рабочий орган таких насосов – это тот же цилиндр с поршнем, то есть процесс перекачки воды выполняется примерно по той же схеме. но есть и коренное отличие – сама помповая часть расположена на глубине, непосредственно в толще водоносного слоя. Примерная схема показана на рисунке ниже.

Принцип работы ручного штокового насоса:

Как правило, для установки подобных насосов требуется скважина с обсадной трубой (поз. 1) диаметром не менее 100 мм.
Рабочий цилиндр (поз. 2) должен расположиться в толще водоносного слоя, обычно так, чтобы заборное отверстие было на глубине не менее 1 метра от зеркала воды.
Цилиндр связан с верхней частью насоса напорным трубопроводом (поз. 3).
Внутри которого располагается длинная штанга-шток (поз. 4), обеспечивающая передачу поршню возвратно-поступательных перемещений.
В остальном все так же: поршень имеет свой клапанный аппарат (поз. 5), а на заборном патрубке цилиндра стоит обратный клапан.

Очевидно, что подача воды наверх в данном случае происходит не за счет всасывания ее с глубины. Цилиндр снизу создает столб, и каждый рабочий цикл этот столб «подпирается» новым объемом перекачиваемой воды, обеспечивая ее выход на выходной патрубок-излив. Это позволяет поднимать воду со значительных глубин – до 30 метров.

Естественно, такой насос требует большего приложения силы, поэтому рабочий рычаг-коромысло обычно делается длинным, обеспечивающим максимальный ход поршня при минимально затраченных мускульных усилиях.

Безусловно, такие насосы – намного сложнее и в установке, и в проведении ремонтно-профилактических работ. Но зато и производительность у них бывает значительно выше. Впрочем, если на участке водоносный слой располагается на большой глубине, то такое устройство становится единственно возможным вариантом изо всех механических.

У всех упомянутых поршневых насосов есть общий недостаток – вода перемещается не непрерывно, а циклически.

Крыльчатый насос

Крыльчатые насосы – довольно редко применяющийся вид. Используется чаще всего для источников воды небольшой глубины, порядка 5-7 метров. Основную роль в таком виде агрегата на воду играет крыльчатка – два симметрично расположенных крыльчатых элемента, которые приводятся в действие при помощи рукоятки. Для неглубокой скважины или колодца с чистой водой это прекрасный вариант.

Все насосы такого типа имеют примерно одинаковую компоновку, как показано на иллюстрации.

Принцип работы ручного крыльчатого насоса:

Металлический корпус (поз. 1) имеет два патрубка с фланцевым или муфтовым соединением.
Всасывающий (поз. 2), через который вода поступает из источника.
И напорный (поз. 3), соединенный с точкой разбора.
Вместо поршня, основную роль в данном случае играет крыльчатка – два противоположно расположенных крыла, радиально перемещающихся в определённом диапазоне относительно центрально оси. Перемещение осуществляется за счёт приложения мускульных усилий человека на рукоятку (поз. 5), жестко связанную с крыльями центральным штоком-осью.
Снизу расположена перемычка (поз. 6), которая делит нижнюю полость надвое.
На крыльях установлены клапаны (поз. 7).
И аналогичные, но работающие в противоход им, стоят на входе в нижнюю камеру (поз. 8).
Таким образом, крыльчатка и нижняя перемычка делят полость насоса на три отсека. Верхний («А») – напорный, и он имеет неизменный объем при любом положении крыльчатки.
Нижние («В» и «С») – всасывающие.
Перемещение рукоятки и, соответственно, крыльчатки, попеременно изменяет их объем и, соответственно, создает чередование областей разрежения и повышенного давления. Система клапанов сконфигурирована так, что обеспечивает перемещение воды только в одном направлении – от заборного (всасывающего) патрубка к выходному (напорному). Любое перемещение рабочей рукоятки соответствует определённому объему перекачиваемой жидкости.

Такие насосы могут использоваться даже для перекачки достаточно вязких жидкостей, но не любят загрязненной воды.

Достоинство – вода поступает практически непрерывным потоком, вне зависимости от направления движения рабочей рукоятки. Недостаток – у подобных насосов, как правило, очень невысокий КПД.

Мембранный ручной насос

Достаточно легкий в использовании и ремонте вид. Мембранные насосы механического типа отличаются от остальных видов тем, что в основе их работы нет процессов трения. Агрегаты наделены особыми клапанами шарового типа. Однако особой популярностью в быту он не пользуется, так как в основном мембранный тип прибора используется при перекачке жидкостей из одного резервуара в другой.

Принцип работы такого насоса – несложен, и хорошо понятен из расположенной ниже схемы.

Принцип работы ручного мембранного насоса

Корпус насоса (поз. 1) состоит из двух половинок, которые скреплены специальным винтовым соединением (поз. 2).
Между двумя половинами корпуса установлена эластичная мембрана (поз. 3).
Мембрана делит внутреннюю полость насоса на две камеры – воздушную (поз. «А»), которая в принципе не участвует в работе помпы и не является герметичной, и водяную (поз. «В»).
По центру мембрана связана со штоком (поз. 4), который, в свою очередь, соединен с рабочей рычажной рукояткой (поз. 5).
В нижней водяной камере «В» установлены два работающих в противофазе клапана. Один из них впускной (поз. 6) стоит на всасывающей трубе, второй, выпускной (поз. 7) – на напорной.
Перемещение рукоятки вниз вызывает поднятие штока, который тянет за собой эластичную мембрану. Под ней образуется область разрежения, и вода через открывающийся впускной клапан заполняет полость камеры «В». Выпускной клапан в этой фазе закрыт.
При подъеме рукоятки шток опускается, и в рабочей полости насоса создается повышенное давление. Входной клапан закрывается, и у воды остается единственный выход – через открывающийся выпускной клапан в напорную трубу.

Насосы такого типа позволяют создан всасывающее разрежение для подъёма воды с глубины в лучшем случае до 6 метров – большего от них ждать не приходится. Слабым местом всегда является мембрана – она быстро снашивается, со временем может потерять эластичность, и любой, даже небольшой ее порыв приводит к потере производительности, протеканию воды через корпус, а затем – и к полному выходу насоса из строя. Правда, и ремонтопригодность таких насосов – очень неплохая. Если есть запасная мембрана, то произвести ее замену – не составит особого труда.

Тем не менее, особого распространения именно для целей водоснабжения подобные насосы не получили. Более широко они применяются в технических целях, например, для перекачки ГСМ или других жидких продуктов из одной емкости в другую.

Насос бутилированной воды

Существуют особые насосы для бутилированной воды. Его часто используют в бытовой сфере, чтобы выкачивать воду из пластиковых бутылей большого объема. В подобном механизме жидкость поднимается по специальной трубе под действием вакуума, а затем через специальный кран выходит в подставленную емкость.

Достоинства и недостатки

Водяные насосы, которые работают ручным способом, имеют ряд положительных и отрицательных качеств. К достоинствам конструкций можно отнести несколько характеристик:

По сравнению с электрическими моделями механические устройства имеют значительно более низкую стоимость.
Если электронасосы могут украсть в случае незащищенности участка, то унести с участка механические сооружения гораздо сложнее.
Конструкция с ручным управлением очень редко ломается. Такое изделие является весьма долговечным по сроку службы.
Механический насос можно установить практически в любом месте участка, поскольку устройство неприхотливо к месту расположения.
Данный агрегат вполне может работать в автономном режиме.
Ручные конструкции легко можно отремонтировать самостоятельно в случае поломки. Это поможет избежать дополнительных расходов на услуги специалистов.
Механические насосы позволяют экономить электроэнергию.

Среди основных минусов механических агрегатов можно выделить:

Необходимость физической работы для осуществления подачи воды.
Отсутствует возможность непрерывной подачи жидкости.

Стоит также обратить внимание на положительные и отрицательные качества конкретных моделей:

Существенным преимуществом крыльчатого насоса является непрерывное поступление воды, направление движения рабочей рукоятки при этом не играет особой роли. Но минусом устройства является невысокий уровень КПД. И также подобные насосы нельзя использовать для загрязненной воды.
Достоинством мембранной конструкции является простота ее устройства. Слабая сторона – высокая степень износа мембраны. Но данная проблема может вполне легко решиться, потому что мембранные насосы нетрудно отремонтировать. Для этого достаточно просто приобрести запасную мембрану, или сразу купить ее в комплекте с устройством.
Штанговые модели обладают довольно интенсивной всасываемостью воды из-за наличия в конструкции вакуума. Но среди минусов устройств можно отметить их громоздкость и высокий риск того, что в процессе эксплуатации шланг может оборваться. А также установка такого агрегата может осуществляться не во всех местах, например, на склонах такое оборудование располагать не рекомендуют.

На что ориентироваться при выборе ручного насоса

Услуги сантехника в Москве и Московской области

Если в ручном насосе появилась насущная необходимость, то следует знать, как правильно подойти к выбору оптимальной модели:

В первую очередь, сравниваются параметры источника воды (глубина залегания водоносного слоя) и параметры предлагаемых в продаже насосов. Как уже говорилось, большинство ручных моделей способно работать с источниками, расположенными на лбине не ниже 6 - 8, редко – 10 метров. Если залегание более глубокое – то здесь альтернативы нет: придется предусматривать установку только штангового насоса.
Важно знать производительность насоса – какое количество воды он способен прокачать за цикл (или за единицу времени – минуту, при интенсивной нагрузке)
Следующий параметр планируемой (или имеющейся) скважины – диаметр обсадной трубы, также влияет на выбор насоса. Если труба имеет условный проход 4 дюйма (100 мм) и более – никаких проблем нет, и можно приобретать любой насос. Но в том случае, когда обсадка более узкая, штанговый насос уже может не подойти – просто его рабочий помповый узел невозможно будет опустить в толщу воды.
Необходимо знать степень загрязнённости воды из источника – обычно в паспортных характеристиках насоса указывается допустимый уровень, с которым оборудование способно работать.
Наверное, будет нелишним оценить удобство работы с насосом. При этом необходимо иметь в виду, что в числе пользователей могут оказаться люди в почтенном возрасте или дети – хватит ли их усилий для того, чтобы набрать хотя бы небольшой объем воды.
Необходимо продумать, как будет устанавливаться насос – какие у конкретной модели имеются установочные платформы или посадочные отверстия, кронштейны или проушины и т.п. Немаловажно знать и массу приобретаемого прибора, чтобы заранее предусмотреть возможные способы его монтажа – будет ли это металлическая сварная рама, забетонированная площадка, фланцевое соединение к выходящей из земли обсадной трубе, настенное крепление или же просто какой-то облегченный вариант для сезонного использования.
Исходя из предполагаемых условий эксплуатации можно определиться и конструктивными особенностями изделия. Так, для установки только лишь на летний период можно приобрести облегченный пластиковый вариант. Если предполагается стационарная установка, то выбор делается в пользу чугуна или нержавеющей стали. Кроме того, для временного пользования следует приобретать модель, которую несложно своими силами быстро установить и демонтировать.
Наконец, для многих хозяев определяющим фактором является еще и внешняя декоративность насоса. Конечно, приобретение насоса, способного украсить участок, повлечет куда более серьезные денежные затраты.
Значение создаваемого насосом напора очень часто не оценивается – такие устройства, как правило, не предназначены для перекачивания воды по внешним трубопроводам. Вода из них чаще всего набирается в подставленные емкости.