Ничем не примечательна внешне водонапорная башня колхоза «Заветы Ильича» Спасского района Горьковской области. Не один год снабжает сна сельчан родниковой водой. Однако, подойдя ближе, вы не услышите привычного шума работы водяного насоса - его здесь нет! И хотя источник расположен значительно ниже уровня верхней емкости, вода постоянно, лишь с короткими передышками, поднимается вверх! Уж не чудо ли? Нет, просто горьковскому умельцу, слесарю-сборщи-иу Л. Черепнову удалось изобрести и проверить на деле оригинальную гидравлическую установку, в которой для подъема воды используется… энергия самого источника. Предлагаем нашим читателям познакомиться с принципом ее работы и устройством.
Нехитро устройство водопровода в сельской местности:электронасос подает воду в напорный бак, откуда она поступает к потребителям. Но электроэнергию для подъема воды нередко вырабатывают местные гидроэлектростанции за счет преобразования напора движущегося потока. Так не обойтись ли в этом случае вовсе без помощи электричества, заставив работать только сам источник воды - ручей, родник? Это можно осуществить с помощью несложной гидравлической установки, действующей по принципу своеобразных «качелей»: слив определенного количества воды обеспечивает подъем части ее на некоторую высоту над источником.
Устройство безмоторного автоматического водоподъемника изображено на рисунке 1. Его основные части: водонапорный бак, колодец источника, напорный и воздушный герметичные баки с клапанными механизмами и соединительные трубы.
Вода от родника заполняет колодец. Как только ее уровень достигнет входного отверстия соединительной трубы 9, она начинает поступать в напорный бак. Когда тот заполнится, уровень в колодце поднимется до обреза трубы 8 и вода станет поступать в воздушный бак. Давление сжимаемого там воздуха по трубе 2 передается в напорный бак, и так как высота Н] больше Нз на величину потери напора ст сопротивления в трубах, вода оттуда будет подниматься в водонапорный бак. Обратному перетеканию воды из напорного бака в колодец будет препятствовать закрывшийся обратный клапан А.
1 - воздушный бак, 2 - воздушная труба, 3 - напорный бак, 4 - колодец, 5 - родник, 6 - водонапорный бак, 7 - нагнетательная труба, 8 - напорная труба, 9 - соединительная труба; А, Б - клапаны напорного бака.
Подача воды в водонапорный бак будет продолжаться до тех пор, пока воздушный не заполнится водой. При этом сработает его клапанный механизм и вода уйдет в сливное отверстие. Затем рабочий цикл повторяется.
Клапанный механизм воздушного бака (рис. 2) работает следующим образом. Поступающая по трубе 3 вода, вытесняя воздух в напорный бак, заполняет воздушный бак.. Поднявшись в нем до верхнего уровня цилиндра, вода поднимет поплавок 10, который закроет клапан 13, преграждая доступ в стакан поплавка 2. Попасть в него она сможет лишь через верхний срез стакана - когда весь воздух будет вытеснен в напорный бак. При заполнении стакана поплавок своими рычагами откроет воздушный и сливной клапаны, сообщая напорный бак с атмосферой, а воздушный - со сливным патрубком 14. Клапаны останутся открытыми до тех пор, пока бак не опорожнится. И только когда вода через небольшое отверстие 12 вытечет из цилиндра 11, поплавок 10 откроет своим рычагом сливной клапан 13 стакана. Поплавок 2 опустится, закроет клапаны 8 и 15 - бак снова готов к работе.
1 - стакан, 2 - поплавок, 3 - напорная труба, 4-воздушнаятруба,5, 6, 7 - рычаги поплавка, 8 - воздушный клапан, 9 - рычаг, 10 - поплавок, 11 - цилиндр, 12 - перепускное отверстие, 13 - клапан, 14 - сливной патрубок, 15 - сливной клапан.
Производительность такого водоподъемника зависит от дебита источника, высоты подъема воды, диаметра труб. Действующая установка при перепада воды Н1 = 8,2 м и напоре Н2 = 7 м имеет производительность 21 312 л воды в сутки. Один цикл зарядки баков занимает 15 минут и подает в водонапорную башню 222 л, сливая из воздушного 507 л.
Установка проста по конструкции и может быть изготовлена из доступных материалов в небольших механических мастерских. Надежность, безотказность в работе и автономность позволяют эксплуатировать такой водоподъемник вдали от линий электропередачи, использовать для создания искусственных водоемов, систем орошения, других хозяйственных нужд. Благодаря автоматическому режиму система может длительное время работать без присмотра человека.
На схеме изображен лишь один вариант такой установки, действующей по принципу гидрокомпрессора. Для получения большего напора систему можно сделать двухступенчатой: с последовательным подъемом воды в двух напорных баках. Отсутствие гидравлической связи между воздушным и напорным баком позволяет установке работать на двух источниках воды, когда, например, чистый родник имеет небольшую производительность, а протекающий рядом стремительный горный ручей,непригоден для питья. Тогда ключевая веда может поступать только в напорный бак, а из ручья - в воздушный, создавая необходимый напор в системе.
Если читателей журнала заинтересовало мое сообщение, с удовольствием поделюсь с ними своим опытом и новыми идеями.
Л. ЧЕРЕПКОВ, г. Горький
Заметили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter , чтобы сообщить нам.
Этот простой опыт хорошо иллюстрирует, как происходит процесс впитывания жидкости твердым телом, а именно бумажной салфеткой и х/б веревочкой.
Суть опыта:
Для опыта вам понадобится:
- бумажная салфетка
- два больших пластиковых прозрачных стаканчика
- обрезанная бутылка
- бечевка
- фломастеры
- ножницы
Вырезаем из бумажной салфетки полоску. Наносим по ее ширине разноцветными фломастерами точки в один ряд. На бечевке также наносим несколько отметок фломастерами разных цветов, но не в ряд, а вдоль и на равном расстоянии друг от друга. Для опыта лучше брать прозрачные стаканы, в прозрачной посуде ребенку интересней будет наблюдать за происходящим. Наливаем в стаканы воду. В первый стакан опускаем полоску из бумажной салфетки так, чтобы она немного касалась поверхности воды. Во второй стакан помещаем бечевку таким же образом, как и салфетку. При этом обрезанная бутылка поможет вам закрепить верхний конец бечевки. Всё. Наблюдаем с ребенком, как вода сама поднимается вверх.
Вода - уникальное вещество. При всей распространенности и простоте своего состава ее физические и химические свойства зачастую являются исключениями. Так, например, при 4 о С плотность воды максимальна, а при переходе в твердое состояние (лед) она уменьшается! Никакое другое вещество себя так не ведет.
Что же касается данного опыта, на первый взгляд, все очевидно и просто. Вода смачивает бумагу и бечевку, и материалы намокают. А вот объяснить почему так происходит, затруднительно.
Для начала разберемся в самом термине «смачивание». Оно представляет собой явление взаимодействия жидкости с поверхностью твердого тела. Вариантов развития событий, как всегда, два:
- притяжение между молекулами жидкости сильнее, чем их притяжение к молекулам твердого тела. Жидкость стремится сократить контакт с поверхностью и, в результате, собирается в капли.
- притяжение между молекулами жидкости слабее, чем их притяжение к молекулам твердого тела. Жидкость стремится увеличить площадь соприкосновения и, в результате, прижимается к поверхности тела, растекаясь по ней.
Тут, очевидно, второй вариант. Растекание происходит до тех пор, пока жидкость не покроет всю поверхность, или пока слой жидкости не станет мономолекулярным.
Но как вода преодолевает силы гравитации?
Собственно, так же, как и в растениях. Вода поднимается вверх по капиллярным сосудам растения и доставляет ее от корней к листьям и плодам.
Происходит это за счет разницы давлений и сил поверхностного натяжения воды. Поверхность воды, попадающей в узкий капилляр, принимает вогнутую форму (мениск). При таком положении давление жидкости под этим мениском становится меньше атмосферного, и вода стремится вверх. И чем тоньше капилляр, тем выше поднимается вода, стремясь уравновесить отрицательное давление. Если жидкость не смачивает поверхность, то мениск будет выпуклый, и она не станет подниматься вверх по капилляру.
Салфетка имеет пористую структуру и состоит преимущественно из целлюлозы, которая, в свою очередь, имеет волокнистое строение. Таким образом, воде не составляет труда найти себе пути-капилляры для движения вверх.
В бечевке процессы протекают аналогичным образом, с той лишь разницей, что в ней не нарушаются механические свойства, так как состоит она из цельных нитей.
Недавно в горах на юге Узбекистана в заповеднике Байсун была обнаружена очередная "гравитационная аномалия" - место, где вода, резиновые мячики и машина на нейтральной скорости катятся не вниз, а в верх. Как всегда, СМИ говорят о том, что ученые не могут объяснить этот феномен. На самом деле им просто неохота объяснять то, что и так очевидно.
Дьявольское место в Иордании: загадка
Человеку, который уже плохо помнит школьный курс физики, может показаться, что количество аномальных зон на Земле с каждым годом все возрастает. Взять хотя бы участки, на которых, по утверждению очевидцев, перестает действовать сила земного притяжения. В таких местах машина, поставленная на нейтральную скорость, резиновый мячик или струйка воды начинают двигаться вверх по склону - чудеса, да и только!
Самое интересное, что таких мест достаточно много, и о некоторых из них известно очень давно. Например, об аномалии в районе Бейт-Шемеша (Израиль), Ущелье Дьявола (Иордания) или о перевале в Ладхаке (Индия) знали с незапамятных времен: этот феномен упоминали даже некоторые античные и древнекитайские естествоиспытатели. Другие места - например, окрестности деревни Галашки Невьянского района (Средний Урал), где даже имеется текущий в гору ручей, а также странный холм в районе горной гряды, расположенной в десяти километрах от поселка Баньцзегоу уезда Цзитай (КНР) или участок горной дороги на острове Чеджудо (Южная Корея) - были обнаружены всего несколько лет тому назад.
И вот буквально на днях из Узбекистана поступило сообщение о том, что теперь для туристов открыта аномальная зона в горах заповедника Байсун. Мол, там сплошные чудеса происходят: вопреки всем законам физики и логики неведомая сила заставляет машину с выключенным мотором двигаться вверх. Более того, перемещаясь против силы тяжести на участке всего-то в 50 метров, автомобиль еще и скорость набирать умудряется!
Тем не менее, сколько бы лет ни насчитывала данная аномалия, она сразу после своего чудесного обнаружения привлекает внимание СМИ и Интернета, а затем и туристов. При этом сообщения о таких участках всегда однотипны - говорится о том, что "найдено место, где не действуют законы физики" и что ученые "не в состоянии объяснить эту загадку". Правда, если начнешь разбираться с последним утверждением, сразу же выясняется, что исследований в этой области на самом деле никто и не проводил, поэтому, собственно говоря, и объяснять-то некому. Что, согласитесь, само по себе подозрительно.
Впрочем, именно то, что ученые дружно молчат, как раз и дает почву для самых несусветных предположений. Какие только версии не выдвигаются - и о гравитационных аномалиях, и об искривлении пространства, и о необычном магнитном поле. Впрочем, откровенно говоря, первые две даже опровергать не стоит, поскольку они принадлежат скорее к области фантастики, чем науки.
Как, скажите на милость, может возникнуть гравитационная аномалия на столь маленьком участке (ведь буквально в двух метрах перед и после этой зоны все абсолютно нормально)? А если речь идет об искривлении пространства, то почему все остальные объекты в аномальной зоне выглядят так, как и должны (небо находится вверху, земля - внизу и т.д.)? Что же касается электромагнитной версии, то сильный магнит, конечно же, может заставить машину поехать вверх. Но почему в том же направлении течет вода и катятся резиновые мячи?
В общем, следует признать, что ни одна из "аномальных" версий не убедительна. Что в общем-то и понятно, потому что на самом деле мы имеем дело с весьма распространенным явлением. Кстати, я убежден в том, что многие из вас читали о нем в детстве в различных познавательных книгах - например, в "Занимательной физике" Якова Исидоровича Перельмана, но потом просто забыли об этом. Что же, давайте попробуем все вместе разобраться с этими "чудесами".
Прежде всего, следует обратить внимание на то, что все данные аномальные места имеют немало общих черт. Они все находятся в горах, большинство из них - в субтропической зоне (тут, пожалуй, только деревня Галашки с ее сумасшедшим ручьем нарушает правило). И каждая "антигравитационная" зона имеет небольшие размеры: в длину - от 50 до 600 метров, а в ширину - как стандартное двух-трехполосное с каждой стороны шоссе.
Ну что, я вижу многие уже догадались? Для тех же, кто пока не понял, в чем тут фокус, я приведу слова одного моего знакомого, который был в такой зоне в Иордании. Рассказывая об этом чудесном месте, он заметил: "Когда я шел вверх по склону, то мне было легко, словно я вниз бежал. А вот обратный путь был куда сложнее - вроде бы спускаешься вниз, но ощущение такое, словно на гору забираешься". В этих словах и кроется разгадка тайны - ведь мышцы, кровеносную систему организма и вестибулярный аппарат обмануть невозможно. А вот глаза...
Словом, теперь вы все понимаете: в данном случае имеет место достаточно обычная оптическая иллюзия. Причем, судя по всему, комбинированная. Все физики давно знают такое явление, как "нижний" мираж, который возникает на автотрассах. А возникает он так же, как и обычный "верхний" - в тех местах, где имеется быстрая смена масс нагретого и холодного воздуха над поверхностью земли.
Известно, что нагретый слой воздуха имеет меньшую плотность, нежели его вышележащие слои. Наклонный луч света от весьма далекого предмета, достигнув этого воздушного слоя, искривляет в нем свой путь так, что в дальнейшем следовании он вновь удаляется от земли и попадает в глаз наблюдателя, словно отразившись от зеркала под очень большим углом падения. Поэтому перед собой человек видит, образно выражаясь, не то, что спереди, а то, что сзади.
Относительно рассматриваемой ситуации можно сказать, что аномальные участки расположены как раз в тех местах, где происходит постоянная смена нагретого воздуха около земной поверхности. Нагреваясь от нее, воздушная масса непрерывно вытесняется вверх и тотчас сменяется новым слоем прогретого воздуха. В итоге над аномальной зоной, которая представляет собой самый настоящий спуск, находится "воздушное зеркало", которое отражает подъем, находящийся за спиной путешественника или сбоку от него.
Нижний мираж можно часто наблюдать летом на асфальтовых и гудронированных дорогах, которые благодаря темному цвету сильно нагреваются на солнце. Это явление возникает также и на равнинах и в умеренных широт, а не только в субтропических горах. Однако из-за того, что местность ровная, а дорога одинаковая, мы обычно не обращаем на такие миражи внимания. Его куда легче заметить тогда, когда есть спуск, а наблюдатель видит подъем - а такое, сами понимаете, происходит именно в горах.
Кроме того, в таких местах часто на один мираж накладывается другой - боковой. Он возникает тогда, когда роль зеркала выполняет нагретая отвесная стена. Интересно, что во всех вышеописанных аномальных зонах таковые присутствуют, причем в достаточно большом количестве. Сочетание двух миражей, "показывающих" неискушенному зрителю подъем, создает весьма правдоподобную иллюзию. Более того, в зависимости от наклона отражающей стены к поверхности земли, иллюзорный подъем может быть крутым или пологим.
Итак, ларчик открывается очень просто - никаких аномалий нет, есть лишь старая как мир оптическая иллюзия. Именно поэтому ученые и не дают никаких комментариев - объяснять то, что и так очевидно, с точки зрения деятелей науки бессмысленно. К тому же многие из них уверены в том, что перельмановскую "Занимательную физику" в детстве читали все. Или, по крайней мере, в школе на уроках физики хоть иногда слушали то, что рассказывает преподаватель.
Те же, кому доказательства, представленные в этой статье, показались неубедительными, могут сами проверить справедливость этих выводов, если поедут в такое "аномальное" место. Для этого им нужно взять с собой лишь прибор вроде GPS, который показывает высоту над уровнем моря и угол наклона.
С эти прибором экспериментатор может пройти весь данный участок и посмотреть, как будет меняться высота. Я уверен, что прибор, на который не действует никакая оптическая иллюзия покажет то, что есть на самом деле -понижение вместо возвышения...
Недавно в горах на юге Узбекистана в заповеднике Байсун была обнаружена очередная "гравитационная аномалия" - место, где вода, резиновые мячики и машина на нейтральной скорости катятся не вниз, а в верх. Как всегда, СМИ говорят о том, что ученые не могут объяснить этот феномен. На самом деле им просто неохота объяснять то, что и так очевидно.
Дьявольское место в Иордании: загадка
Человеку, который уже плохо помнит школьный курс физики, может показаться, что количество аномальных зон на Земле с каждым годом все возрастает. Взять хотя бы участки, на которых, по утверждению очевидцев, перестает действовать сила земного притяжения. В таких местах машина, поставленная на нейтральную скорость, резиновый мячик или струйка воды начинают двигаться вверх по склону - чудеса, да и только!
Самое интересное, что таких мест достаточно много, и о некоторых из них известно очень давно. Например, об аномалии в районе Бейт-Шемеша (Израиль), Ущелье Дьявола (Иордания) или о перевале в Ладхаке (Индия) знали с незапамятных времен: этот феномен упоминали даже некоторые античные и древнекитайские естествоиспытатели. Другие места - например, окрестности деревни Галашки Невьянского района (Средний Урал), где даже имеется текущий в гору ручей, а также странный холм в районе горной гряды, расположенной в десяти километрах от поселка Баньцзегоу уезда Цзитай (КНР) или участок горной дороги на острове Чеджудо (Южная Корея) - были обнаружены всего несколько лет тому назад.
И вот буквально на днях из Узбекистана поступило сообщение о том, что теперь для туристов открыта аномальная зона в горах заповедника Байсун. Мол, там сплошные чудеса происходят: вопреки всем законам физики и логики неведомая сила заставляет машину с выключенным мотором двигаться вверх. Более того, перемещаясь против силы тяжести на участке всего-то в 50 метров, автомобиль еще и скорость набирать умудряется!
Тем не менее, сколько бы лет ни насчитывала данная аномалия, она сразу после своего чудесного обнаружения привлекает внимание СМИ и Интернета, а затем и туристов. При этом сообщения о таких участках всегда однотипны - говорится о том, что "найдено место, где не действуют законы физики" и что ученые "не в состоянии объяснить эту загадку". Правда, если начнешь разбираться с последним утверждением, сразу же выясняется, что исследований в этой области на самом деле никто и не проводил, поэтому, собственно говоря, и объяснять-то некому. Что, согласитесь, само по себе подозрительно.
Впрочем, именно то, что ученые дружно молчат, как раз и дает почву для самых несусветных предположений. Какие только версии не выдвигаются - и о гравитационных аномалиях, и об искривлении пространства, и о необычном магнитном поле. Впрочем, откровенно говоря, первые две даже опровергать не стоит, поскольку они принадлежат скорее к области фантастики, чем науки.
Как, скажите на милость, может возникнуть гравитационная аномалия на столь маленьком участке (ведь буквально в двух метрах перед и после этой зоны все абсолютно нормально)? А если речь идет об искривлении пространства, то почему все остальные объекты в аномальной зоне выглядят так, как и должны (небо находится вверху, земля - внизу и т.д.)? Что же касается электромагнитной версии, то сильный магнит, конечно же, может заставить машину поехать вверх. Но почему в том же направлении течет вода и катятся резиновые мячи?
В общем, следует признать, что ни одна из "аномальных" версий не убедительна. Что в общем-то и понятно, потому что на самом деле мы имеем дело с весьма распространенным явлением. Кстати, я убежден в том, что многие из вас читали о нем в детстве в различных познавательных книгах - например, в "Занимательной физике" Якова Исидоровича Перельмана, но потом просто забыли об этом. Что же, давайте попробуем все вместе разобраться с этими "чудесами".
Прежде всего, следует обратить внимание на то, что все данные аномальные места имеют немало общих черт. Они все находятся в горах, большинство из них - в субтропической зоне (тут, пожалуй, только деревня Галашки с ее сумасшедшим ручьем нарушает правило). И каждая "антигравитационная" зона имеет небольшие размеры: в длину - от 50 до 600 метров, а в ширину - как стандартное двух-трехполосное с каждой стороны шоссе.
Ну что, я вижу многие уже догадались? Для тех же, кто пока не понял, в чем тут фокус, я приведу слова одного моего знакомого, который был в такой зоне в Иордании. Рассказывая об этом чудесном месте, он заметил: "Когда я шел вверх по склону, то мне было легко, словно я вниз бежал. А вот обратный путь был куда сложнее - вроде бы спускаешься вниз, но ощущение такое, словно на гору забираешься". В этих словах и кроется разгадка тайны - ведь мышцы, кровеносную систему организма и вестибулярный аппарат обмануть невозможно. А вот глаза...
Словом, теперь вы все понимаете: в данном случае имеет место достаточно обычная оптическая иллюзия. Причем, судя по всему, комбинированная. Все физики давно знают такое явление, как "нижний" мираж, который возникает на автотрассах. А возникает он так же, как и обычный "верхний" - в тех местах, где имеется быстрая смена масс нагретого и холодного воздуха над поверхностью земли.
Известно, что нагретый слой воздуха имеет меньшую плотность, нежели его вышележащие слои. Наклонный луч света от весьма далекого предмета, достигнув этого воздушного слоя, искривляет в нем свой путь так, что в дальнейшем следовании он вновь удаляется от земли и попадает в глаз наблюдателя, словно отразившись от зеркала под очень большим углом падения. Поэтому перед собой человек видит, образно выражаясь, не то, что спереди, а то, что сзади.
Относительно рассматриваемой ситуации можно сказать, что аномальные участки расположены как раз в тех местах, где происходит постоянная смена нагретого воздуха около земной поверхности. Нагреваясь от нее, воздушная масса непрерывно вытесняется вверх и тотчас сменяется новым слоем прогретого воздуха. В итоге над аномальной зоной, которая представляет собой самый настоящий спуск, находится "воздушное зеркало", которое отражает подъем, находящийся за спиной путешественника или сбоку от него.
Нижний мираж можно часто наблюдать летом на асфальтовых и гудронированных дорогах, которые благодаря темному цвету сильно нагреваются на солнце. Это явление возникает также и на равнинах и в умеренных широт, а не только в субтропических горах. Однако из-за того, что местность ровная, а дорога одинаковая, мы обычно не обращаем на такие миражи внимания. Его куда легче заметить тогда, когда есть спуск, а наблюдатель видит подъем - а такое, сами понимаете, происходит именно в горах.
Кроме того, в таких местах часто на один мираж накладывается другой - боковой. Он возникает тогда, когда роль зеркала выполняет нагретая отвесная стена. Интересно, что во всех вышеописанных аномальных зонах таковые присутствуют, причем в достаточно большом количестве. Сочетание двух миражей, "показывающих" неискушенному зрителю подъем, создает весьма правдоподобную иллюзию. Более того, в зависимости от наклона отражающей стены к поверхности земли, иллюзорный подъем может быть крутым или пологим.
Итак, ларчик открывается очень просто - никаких аномалий нет, есть лишь старая как мир оптическая иллюзия. Именно поэтому ученые и не дают никаких комментариев - объяснять то, что и так очевидно, с точки зрения деятелей науки бессмысленно. К тому же многие из них уверены в том, что перельмановскую "Занимательную физику" в детстве читали все. Или, по крайней мере, в школе на уроках физики хоть иногда слушали то, что рассказывает преподаватель.
Те же, кому доказательства, представленные в этой статье, показались неубедительными, могут сами проверить справедливость этих выводов, если поедут в такое "аномальное" место. Для этого им нужно взять с собой лишь прибор вроде GPS, который показывает высоту над уровнем моря и угол наклона.
С эти прибором экспериментатор может пройти весь данный участок и посмотреть, как будет меняться высота. Я уверен, что прибор, на который не действует никакая оптическая иллюзия покажет то, что есть на самом деле -понижение вместо возвышения...
И снова предлагаю вашему вниманию полезную статью из журнала "Мастер на все руки" - "Родник течет вверх", в которой показан принцип работы гидравлической установки, в которой для подъема воды используется сам источник воды.
Ничем не примечательная внешне водонапорная башня, от нее - сеть водопровода к расположенным вокруг домикам и животноводческим постройкам. Однако, подойдя ближе, вы не услышите привычного шума работы водяного насоса - его здесь нет! И хотя родниковый источник расположен значительно ниже уровня верхней емкости башни, вода постоянно, лишь с короткими передышками, поднимается вверх! Уж не чудо ли? Нет, просто горьковскому умельцу, слесарю-сборщику Л.Черепкову удалось изобрести и проверить на деле оригинальную гидравлическую установку, в которой для подъема воды используется... энергия самого источника. Предлагаем нашим читателям познакомиться с принципом ее работы и устройством.
Обычно электронасос подает воду в напорный бак башни, получая для этого электроэнергию от небольшой местной гидроэлектростанции, вырабатывающей ее за счет преобразования энергии речного потока. А нельзя ли обойтись без этого посредника, заставив работать сам источник воды - ручей, родник? Оказывается, можно с помощью несложной гидравлической установки, действующей по принципу своеобразного «коромысла»: слив определенного количества воды обеспечивает подъем части ее на некоторую высоту над источником.
Схема безмоторного автоматического водоподъемника изображена на рисунке 1. Его основные части: водонапорный бак, колодец источника, напорный и воздушный герметичные баки с клапанными механизмами и соединительные трубы.
Вода от родника заполняет колодец. Как только ее уровень достигнет выходного отверстия соединительной трубы 9, она начинает поступать в напорный бак. Когда тот заполнится, уровень в колодце поднимется до обреза трубы 8 и вода станет поступать в воздушный бак. Давление сжимаемого там воздуха по трубе 2 передается в напорный бак, и оттуда вода будет «выжиматься» в водонапорный бак. Обратному перетеканию воды из напорного бака в колодец будет препятствовать закрывшийся обратный клапан А.
Подача воды в водонапорный бак будет продолжаться до тех пор, пока воздушный не заполнится водой. При этом сработает его клапанный механизм и вода уйдет в сливное отверстие. Затем рабочий цикл повторяется.
Клапанный механизм воздушного бака (рис. 2) работает следующим образом. Поступающая из колодца по трубе 3 вода, вытесняя воздух в напорный бак, заполняет воздушный бак. Поднявшись в нем до верхнего уровня цилиндра 11, вода поднимет поплавок 10, который закроет клапан 13, преграждая доступ воды в стакан поплавка 2. Попасть в него она теперь сможет лишь через верхний срез стакана - когда весь воздух будет вытеснен в напорный бак. При заполнении стакана поплавок своими рычагами откроет воздушный и сливной клапаны, сообщая напорный бак с атмосферой, а воздушный - со сливным патрубком 14. Клапаны останутся открытыми до тех пор, пока бак не опорожнится. И только когда вода через небольшое отверстие 12 вытечет из цилиндра 11, поплавок 10 откроет своим рычагом сливной клапан 13 стакана. Поплавок 2 опустится, закроет клапаны 8 и 15 - бак снова готов к работе.
Производительность такого водоподъемника зависит от дебита источника, высоты подъема воды, диаметра труб. Действующая установка при перепаде воды N,=8,2 м и напоре Н2=7 м имеет производительность 21 312 л воды в сутки. Один цикл зарядки баков занимает 15 минут и подает в водонапорную баш-222 л, сливая из воздушного 507 л.-ЧК)
Рис. 2. Клапанный механизм воздушного бака:
1 - стакан, 2 - поплавок, 3 - напорная труба, 4 - воздушная труба, 5, 6, 7 - рычаги поплавка, 8 - воздушный клапан, 9 - рычаг, 10 - поплавок, 11 - цилиндр, 12 -перепускное отверстие, 13 - клапан, 14 - сливной патрубок, 15 - сливной клапан.
Установка проста по конструкции и может быть изготовлена из доступных материалов в небольших механических мастерских. Надежность, безотказность в работе и автономность позволяют эксплуатировать такой водоподъемник вдали от линий электропередачи, использовать для создания искусственных водоемов, систем орошения, других хозяйственных нужд. Благодаря автоматическому режиму система может длительное время работать без присмотра человека.
На схеме изображен лишь один вариант такой установки, действующей по принципу гидрокомпрессора. Для получения большего напора систему можно сделать двухступенчатой: с последовательным подъемом воды в двух напорных баках. Отсутствие гидравлической связи между воздушным и напорным баком позволяет установке работать на двух источниках воды, когда, например, чистый родник имеет небольшую производительность, а протекающий рядом стремительный горный ручей непригоден для питья. Тогда ключевая вода может поступать только в напорный бак, а из ручья - в воздушный, создавая необходимый напор в системе.