Гидротаранный двигатель


Схемы гидротарана . Гидротаран своими руками - Альтернативная энергия - Каталог статей

Гидротаран- источник неисчерпаемой чистой энергииЧеловечество столетиями использует силу падающей воды в различных механических устройствах и, в том числе, для получения электрической энергии. Гидростанции, построенные на некоторых реках, непрерывно работаю десятки лет. Видимо поэтому, большинство людей отрицают даже возможность существования или создания принципиально нового энергоисточника «от воды».

С обывательской точки зрения, преобразование потенциальной энергии воды в кинетическую (необходимую, чтобы что-то вращалось), происходит само собой. Для этого достаточно использовать природную разницу высот реки или искусственно ее создать там, где это возможно. При этом всем понятно, что вода должна течь обязательно вниз, то есть по уклону. Ясно и то, что сила воды зависит от перепада высот течения. Давно существует целая наука «гидроэнергетика» об использовании энергии падающей воды.

Однако Природа подарила нам в падающей воде не только источник бесплатной энергии, но и простейший способ преобразования естественной гравитационной энергии. Ведь с точки зрения физики, потенциальная энергия воды и есть аккумулированная в ней гравитационная энергия. Этот способ является, прежде всего, физическим явлением. Раз так, то следует вспомнить, что в окружающем нас зеркально симметричном мире каждое физическое явление существует, как бы в двух взаимно противоположных формах.

Еще в 1775 году, в одном из английских журналов появилась статья Джозефа Уайтхеста (J.Whitehurst) с описанием прибора, изобретенного и выполненного им в 1772 году. Прибор позволял осуществлять подъем воды с небольшой высоты на значительную без подвода какой-либо дополнительной энергии, лишь за счет использования потенциальной энергии воды. За счет, так называемого, явления «гидравлического удара». Но прибор не мог тогда работать полностью автоматически. Этот недостаток был устранен в 1776 году изобретателем воздушного шара французом Монгольфье (J.Montgolfier). В 1797 году им был получен патент на изобретение. Интересно, что в том же году патент на подобное устройство получил в Англии M.Bulton. В 1809 аналогичный патент получили в Америке изобретатели Церни и Халлет (J.Cerneay, S.Hallet). А уже в 1834-м американец Страубридж (H.Strawbridge) запустил промышленный вариант подобного аппарата в массовое производство. Однако в настоящее время считается, что изобретение сделанное именно французом J.Montgolfier является устройством, получившим впоследствии название «гидравлический таран».

Гидравлический таран (Рис.1) состоит из питательного бака с водой 1, нагнетательной трубы 2, ударного клапана 3, нагнетательного клапана 5, воздушного колпака 4 и отводящей трубы 6.

(Рис.1) Принципиальная схема гидравлического таранаЕго работа происходит следующим образом: вода из питательного бака 1 поступает по нагнетательной трубе 2 к открытому ударному клапану 3 и под напором h вытекает наружу с возрастающей скоростью. При некоторой скорости воды давление на ударный клапан превышает силу, удерживающую клапан в открытом состоянии (например, силу пружины), закрывает его и преграждает выход воде наружу. Происходит резкая остановка движущейся воды и, так называемый, «гидравлический удар». В пространстве нагнетательной трубы от ударного клапана 3 до нагнетательного клапана 5 давление воды почти мгновенно поднимается до величины, соответствующему напору H. В результате открывается нагнетательный клапан. Однако на повышение давления вода затрачивает только часть своей скорости. А с оставшейся скоростью она через открывающийся при этом клапан поступает в воздушный колпак 4. Возникшая от клапана 3 волна «гидравлического удара» за некоторое время движения по трубе 2 достигает бака 1 и, отражаясь там от невозмущенной воды, начинает двигаться опять к ударному и нагнетательному клапану, снижая при этом скорость. Таких отражений происходит несколько. За время многочисленных отражений волны, оставшийся объем воздуха в воздушном колпаке сжимается до давления, соответствующему напору H. В свою очередь, вода из колпака под тем же давлением по отводящей трубе 6, поступает на высоту H к потребителю. За счет таких отражений начальная скорость воды в питательной трубе через некоторое время полностью затрачивается на поддержание в трубе повышенного давления. После чего давление воды под клапанами падает чуть ниже атмосферного. В результате, существующее повышенное давление в воздушном колпаке закрывает нагнетательный клапан, а низкое давление под ударным клапаном и механизм открытия (например, сжатая пружина) позволяет ударному клапану открыться. Так вся схема автоматически приходит в исходное состояние. Процесс повторяется вновь. В итоге, при определенной культуре изготовления деталей, вода может подниматься на расчетную высоту H автоматически непрерывно много лет. Движущиеся части тарана — два клапана, проектируются так, что повышение давления в питательной трубе закрывает ударный и открывает напорный клапан, а понижение давления действует в обратном порядке. При этом весь смысл работы устройства заключается в том, что оно поднимает объем воды qH на высоту H, используя энергию объема воды q, находящейся на высоте h.

Своей оригинальностью и простотой работы «гидравлический таран» некоторое время сильно привлекал ученых теоретиков и практиков. В течение XIX столетия было выполнено много теоретических исследований «гидравлического тарана», но до конца 1900 года все они упирались в неизвестность теории «гидравлического удара» в трубах и поэтому не давали правильных результатов. Еще в 1804 году Эйтелвейн (Eitelvein) (Германия) поставил более 1000 опытов и опубликовал ряд эмпирических выводов и формул, большинство которых, как выяснилось уже тогда, было не пригодно для проектирования. Хотя факт существования явления «гидравлический удар» был известен еще в XVIII веке, теория этого явления была разработана впервые русским ученым Николаем Жуковским. Свои теоретические выводы профессор Жуковский проверил и подтвердил специальными опытами в 1897-1898 годах. В 1898 году его теория была впервые опубликована в «Бюллетенях Политехнического общества».

В 1901 итальянский инженер Алиеви (Alievi) опубликовал практически ту же теорию

«гидравлического удара», но применительно к трубопроводам различных силовых установок. Однако опыты, проведенные самим Жуковским и, позднее, другими исследователями в разных странах, полностью подтвердили правильность основных положений именно его теории. Но и она, после опубликования, не получила широкого освещения и признанания. Исследователи и энтузиасты «гидравлического тарана» из года в год по-прежнему ставили эксперименты и находили для своих целей разные не обобщенные эмпирические формулы. В Америке, Австралии и в ряде других западных стран «гидравлический таран», как устройство, способное бесплатно качать воду на высоту, получил развитие в мелиорации и для различных бытовых нужд под названием «ram-pump». В этих государствах и сейчас существует несколько десятков малых компаний, специализирующихся на производстве и продаже «ram-pump». Многие из них при инсталляции своих механизмов используют исключительно собственные формулы. В Интернете, через различные поисковые системы, при вводе слов «гидравлический таран» или «ram-pump», можно найти не только такие компании, но и большое количество публикаций на эту тему.

Можно изобразить и немного по-другому:

Рис. 1. Схема гидравлического тарана и принцип его работы

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 б в верхний резервуар 7 на высоту до 10—15 метров.

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.

ГИДРОТАРАН СВОИМИ РУКАМИ

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.

Рис. 2. Детали конструкции гидравлического тарана.

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 1/2 — 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.

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 1/2 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 106.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 (М), поступившей из водоема, и отношение высоты подъема воды h к высоте Н ее падения к гидротарану.

m/М 0,3 0,2 0,15 0,1 0,06 0,05 0,03 0,02 0,01h/Н 2 3 4 6 8 10 12 15 18

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/Н = 9/1,5 = 6 в таблице соответствует величина h/М =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.

ИСТОЧНИК ИЗОБРЕТЕНИЯ - ТЕОРИЯ ГИДРОТАРАНА

Представим себе присоединенную к основанию резервуара с водой закрытую с двух сторон трубу, у которой с одной стороны имеется глухое дно, а с другой (там, где резервуар с водой), установлена сдерживающая воду тонкостенная мембрана. При определенном давлении воды мембрана прорывается, и в трубу из резервуара устремляется поток воды с увеличивающейся скоростью. Если в трубе отсутствует воздух (или каким-либо образом свободно вытесняется водой), то при достижении водяным потоком дна трубы (либо существенного сужения в конце трубы), возникнет тоже явление «гидравлического удара».

Так же как в «гидравлическом таране», при наличии у дна трубы открывающегося при определенном давлении клапана, процесс «гидравлического удара» начнет обеспечивать ту же накачку. «Ударная волна» с зоной повышенного давления пойдет навстречу водяному потоку, растягивая избыточным давлением стенки трубы и обеспечивая этим поступление воды через нагнетательный клапан. Отразившись от находящейся в резервуаре воды, «ударная волна» двинется назад — ко дну трубы. При движении «ударной волны» в сторону нагнетательного клапана, так же как и в «гидравлическом таране», в зоне от входа трубы до фронта «ударной волны» будет наблюдаться понижение статического давления.

Такое движение (с периодическим увеличением и понижением давления) многократно повторится до тех пор, пока столб воды в трубе, не исчерпает свою кинетическую энергию. При этом за определенное время в колпак 4 поступит определенное количество воды. Такой же процесс будет происходить, если вместо мембраны на входе в трубу установить, как это показано на Рис.2 открывающийся клапан 3.

(Рис.2) Принципиальная схема нового водоподъемного устройства

Однако если этот клапан сделать «обратным» (то есть закрывающимся со стороны трубы 7), при соприкосновении с первой «ударной волной», двигающейся навстречу потоку воды и создающей за собой зону повышенного давления, он получит тенденцию закрыться (от действия разницы давления). При этом начнет перекрывать протекающий через него водяной поток. Наше исследование такой гидродинамической схемы, введение в теорию механизма открытия и закрытия клапанов с учетом их инерционности, показывает, что при определенной конструкция клапана 3 и определенных исходных параметрах, клапан успеет не только закрыться от первой волны, но останется закрытым, пока действует избыточное давление в трубе 7 под нагнетательным клапаном 5. В итоге, могут создаться условия, когда клапан на некоторое время полностью отсечет водяной поток. При этом отсеченный столб воды в трубе 7, набрав определенную скорость, обязан продолжить свое движение в колпак 4 уже по инерции. Таким образом, сила напора для закачки воды в колпак может быть заменена эквивалентной силой инерции. Однако в отличие от «гидравлического тарана», каждая порция воды, закаченная в колпак, должна вызывать невосполнимые потери массы всего столба воды (поскольку клапан 3 закрыт). Вследствие этого в трубе 7, со стороны закрытого клапана 3, с момента начала движения первой отраженной от него «ударной волны», должна появиться зона разряжения с давлением близким к нулю. В ней может находиться только некоторая малая часть растворенных в воде газов. Итак, в результате закачки воды в колпак, разность начальной и конечной кинетической энергии перейдет в потенциальную энергию поступившей в колпак воды (как и в «гидравлическом таране»). При этом избыточное давление в колпаке должно запереть нагнетательный клапан, а почти полное отсутствие давления в трубе 7 при разрушении столба воды (если таковой еще в трубе останется), должно открыть клапан 3, находящийся под статическим напором воды со стороны трубы 2. Через открывающийся клапан 3 в трубу 7 опять начнет поступать вода, объем которой за время поступления в точности будет равняться объему зоны «нулевого» давления или, как принято говорить в гидрогазодинамике, зоны «отрыва». При этом параметры воды в трубе при смешении будут определяться соответствующими законами сохранения энергии и импульса.

ГИДРОРЕАКТИВНЫЙ ДВИЖИТЕЛЬ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

В результате математического описания этой схемы, учета различных особенностей механизма закачки, всех временных характеристик, механизма изменения давления в колпаке, а также различных потерь, особенностей горизонтальной и вертикальной схемы втекания воды, была разработана достаточно полная теория такой гидродинамической схемы и метод расчета параметров необходимый для проектирования. А в результате конструкторского поиска была найдена и требуемая конструкция клапана 3. Эту гидродинамическую схему можно, разумеется, использовать и в условиях, в которых работает «гидравлический таран». Правда при этом появляется проигрыш по давлению. Однако нет препятствий для работы такого водоподъемного устройства и без питательного бака 1. Для этого достаточно погрузить его в воду, как это показано на Рис.3 на определенную глубину h. В таком исполнении схема превращается в идеальный насос малого напора, который можно использовать только для подъема воды, например, в опреснителях морской воды. Полученные математические зависимости показывают, что при любых начальных параметрах всегда получается, что 2 > H/h > 1. При этом для начальных параметров существуют определенные критерии, определяющие условия автоматического повторения процесса. В частности, одним из необходимых условий является точное соответствие масс клапанов 3 и 5 (нагнетающий) параметрам процесса. Кроме того, должны конструктивно выполняться как расчетный объем в колпаке для воздушной подушки, так и определенная площадь сечения выходного отверстия из колпака (для отвода воды).

Следует отметить, что с энергетической точки зрения, данная схема потребляет больше энергии для работы, чем создаваемая ей полезная энергия. Если представить к.п.д. схемы в виде обычной формулы Ренкина (как отношение потенциальной энергии воды, закаченной в колпак, к потенциальной энергии всей воды, поступившей в трубу 7 до закачки), то к.п.д. получается всегда меньше 100%.

(Рис.3) Схема нового насоса малого напора    (Рис.4) Схема нового источника энергии

Однако наибольшие перспективы открываются при использовании этой схемы, если отводящая труба вообще отсутствует. Или в том случае, когда на выходе из колпака на глубине hэ?h имеется участок трубы 6 небольшой длины с сечением равным сечению выходного отверстия в колпаке, как это

представлено на Рис.4.

В том и другом случае, как показывают полученные зависимости, при определенном объеме воздушной подушки в колпаке и при определенной площади проходного сечения выходного отверстия, теоретическая зависимость давления (напора) в колпаке от времени будет выглядеть так, как представлено на Рис.5. При этом время подъема давления (tw ) и его спада (tu ) составляет менее 0,1tH. Причем, в течение периода ty < tH происходит открытие

клапана 3, разгон воды и накопление энергии. Давление с погрешностью менее 0,5% за время tH практически постоянно. Таким образом, на выходе из насадки, один раз в течение времени tH должна периодически формироваться струя воды, характеризующаяся расходом воды с определенной скоростью VT.

(Рис.5) Теоретическая зависимость давления от времени

При этом средний расход воды за время tH может значительно превышать значение, получаемое в «гидравлическом таране», а истекающая струя воды, согласно закону сохранения импульса системы, обязана создавать реактивную силу (поскольку клапан 3 закрыт). Таким образом, данная схема превращается в идеальный пульсирующий гидрореактивный движитель. Его эффективность, при отсутствии силы за время ty, как и для любой пульсирующей системы, будет определяться суммарным по времени импульсом силы. Это эквивалентно постоянному действию некоторой (несколько меньшей по величине) средней результирующей реактивной силы RTcp. Кроме того, сама по себе такая струя воды в течение времени tH, способна производить определенную работу. Это позволяет на выходе из колпака установить гидротурбину с последовательно соединенным электрогенератором. В результате, описанная схема превращается в источник электрического тока.

При этом электрогенератор должен находиться в герметическом контейнере, либо на поверхности воды, имея соединение с гидротурбиной посредством какого-либо вращающегося вала. Поскольку сравнительно малый период времени ty будет влиять только на время набора заданной угловой скорости гидротурбины и электрогенератора, то получаемая электрическая мощность определяется только к.п.д. гидроэлектроагрегата.

Энергетические возможности

(Рис.6) Зависимость тяги от глубины

(Рис.7) Зависимость мощности от глубины

Откуда следует, что на глубинах ~450-650 метров имеется определенный максимум. При этом в диапазоне от 15 до 300 метров расчетная величина к.п.д. не превышает 69%.

Как видно, данная схема теоретически может обеспечить любую реактивную тягу и любую электрическую мощность. Для этого достаточно применение ускорительной и нагнетательной трубы определенной длинны и площади входного сечения. Например, при площади входного

сечения равной 3,6 м? на глубине 500 м расчетная средняя тяга составляет ~380 т, а возможная вырабатываемая электрическая мощность ~110 МВт. Однако, как, оказалось, изготовить такую схему, по причине отсутствия требуемой технологии производства (а также материалов с нужными свойствами), возможно только для глубины h > 15 метров.

Для глубины h > 15 метров реактивная сила может быть использована для движения любого типа подводных аппаратов, а ожидаемая электрическая мощность делает возможным создать электростанции любой промышленной мощности в генерирующей энергетике. В последнем случае целесообразно не увеличивать площадь входного сечения труб, а создать базовый

энергетический модуль оптимальной электрической мощности. При этом подводную морскую или бассейновую ГЭС требуемой мощности составлять из пакета таких модулей. Базовый модуль может быть горизонтального, либо вертикального исполнения. Вертикальное расположение модуля упрощает его использование в местах, где нет больших водных ресурсов, так как позволяет обойтись меньшим объемом воды. Однако вертикальный модуль при той же мощности требует несколько большей глубины.

В качестве примера, на Рис.8 приведена компоновочная схема горизонтального модуля, состоящего из нового водоподъемного устройства 1, гидротурбины 2 и генератора 3. На Рис.9 — компоновочная схема вертикального модуля, состоящего из водоподъемного устройства 6, гидротурбины 5, электрогенератора 4.

(Рис.8) Схема горизонтального модуля

(Рис.9) Вертикальный модуль в подземном резервуаре

Вертикальный модуль при этом может быть, например, просто подвешен в подземном резервуаре 1 с водой на тросе 3.Важно, и то, что при определенном режиме работы новое водоподъемное устройство, так же как «гидравлический таран», способно нагревать проходящую через него воду. Расчеты показывают, что, например, вертикально расположенный единичный модуль при отсутствии мер к охлаждению воды может уже через 2 часа работы нагреть всю массу воды в подземном или наземном резервуаре до температуры +75С. Таким образом, данная схема превращается не только в источник электроэнергии, но и одновременно, без какого-либо последующего преобразования электроэнергии, в источник тепла.

Практика — критерий истины

Результаты теоретических расчетов и разработанная методика проектирования устройства подтвердились экспериментальными исследованиями. В 2003 году нами был разработан и изготовлен в Испании экспериментальный малогабаритный полупромышленный энергетический модуль,

состоящий из расчетной схемы горизонтального исполнения, гидротурбины и электрического генератора. Глубина его погружения ~50 метров. Этот модуль имел расчетную выходную электрическую мощность ~97,4 кВт. В качестве основных деталей (колпака, труб 2,7 и т.д.) схемы и приборов контроля давления в колпаке, почти полностью использовался набор элементов конструкции стандартного опреснителя морской воды представленного на Рис.10

(Рис.10) Опреснитель морской воды

(Рис.11) Гидроэлектрогенератор

Объем колпака, размер труб, арматура клапанов были выбраны из условий их совместимости при минимальных затратах на доработку. В качестве гидротурбины применялась реактивная гидротурбина производства голландской компании «Energi Teknikk, A/S» специально модернизированная на входной напор ~33 метра. Гидротурбина и электрогенератор в сборе показаны на Рис.11. В качестве электрогенератора использовался синхронный генератор переменного тока с номинальным напряжением ~6,0 кВ при номинальной мощности ~100 кВт с автоматической регулировкой частоты и напряжения. Для нагрузки применялось балластное омическое сопротивление от мощных ветроэлектрогенераторов. Все детали этого энергетического модуля, а также аппаратура регистрации давления в колпаке, независимый источник питания для нее, гидротурбина и электрогенератор были смонтированы в герметическом контейнере, имеющим в передней части фланцевое соединение для стыковки труб, а в верхней части — люк для выхода отработанной воды. Для доступа к клапанам (для обеспечения их ручной регулировки) в контейнере имелись дополнительные герметические люки. Конструкция этого энергетического блока обеспечивала стыковку ускорительных и нагнетательных труб любой длины и, в случае необходимости, быструю их замену. Внешний вид контейнера с данным энергетическим модулем представлен на Рис.12.

(Рис.12) Контейнер с электрогенерирующим модулем

Результаты испытаний

Испытания проводись путем опускания данного контейнера на тросе с корабля на заданную глубину в Атлантическом океане. Было проведено несколько серий испытаний. В качестве независимых наблюдателей на всех испытаниях присутствовали представители трех авторитетных в Испании компаний. В результате, был получен устойчивый самоподдерживающийся режим, а обработка

осциллограммы избыточного давления в колпаке дала осредненные результаты, представленные на Рис.13.При этом избыточное давление в колпаке оказалось меньше теоретического на ~5,2%, время нагнетания меньше на ~4,3%, а время разгона до восстановления процесса больше на ~5,2%.

(Рис.13) Результаты измерения давления

В то же время прямой замер вырабатываемого электрического напряжения показал значение напряжения 5,8±0,35 кВ, а прямой замер силы тока —15,96±0,46 А. При этом диаграмма получаемого электрического напряжения и силы тока не носила ступенчатый характер. Это соответствовало о

полученной электрической мощности равной 92,73±8,25 кВт, что по среднему значению меньше теоретического значения всего на ~ 4,8%.

Таким образом, новое водоподъемное устройство, представляющее, по сути, новый преобразователь

гравитационной энергии, способно простым способом вырабатывать любое промышленное количество экологически чистой и мощной электроэнергии, и потенциально способно заменить (по мощности) существующие тепловые и атомные электростанции.

ВЫВОДЫ

В настоящее время широкое внедрение этого изобретения в энергетику в техническом плане не представляет проблем. При этом детальная экономическая оценка показывает, что при разработке и создании подобных энергетических модулей и (на их базе)

электростанций мощностью более 100 мВт, наиболее целесообразно использовать схему с вертикальным расположением модуля при единичной выходной мощности ~500

кВт. Такой промышленный модуль под названием «Подводный электропреобразователь гравитационной энергии» уже создан нами в Испании. Его внешний вид в сравнительном масштабе представлен на Рис.14. Пакет таких энергоблоков для электростанции любой мощности потребует резервуар, заполненный водой, площадью не более 5,5 м?/мВт и высотой 21 метр. Схема размещения такого одиночного модуля в подземном резервуаре представлена на Рис.15. Масса энергоблока при использовании электрогенератора «IFC4-Siemens» (Германия) и специально созданной для этих целей реактивной гидротурбины «PHY-500P» (Испания) при выходном напряжении электрического тока равным 6,3 кВ, составляет 6,2 т. Выходное напряжение — 6,3 кВ. Частота — 50 Гц. Длина — 8,1 м. Диаметр опорного основания 2 м.

(Рис.14) Вертикальный модуль 500 кВт

(Рис.15) Вертикальный модуль 500 кВт в подземном резервуаре

Важно, что удельная себестоимость такого источника электроэнергии получается минимальной (из всех известных энергогенераторов).

Общие затраты на строительство электростанции с таким модулем не превысят стоимости строительства промышленного ветрогенератора.В заключение следует отметить, что результаты теоретических и экспериментальных исследований позволили авторам этой статьи и группе специалистов, участвовавших в разработке этого изобретения сделать несколько заявок на Европейские патенты и получить на него в 2005 году Евразийский патент.

Авторы изобретения: Вячеслав МАРУХИН, Валентин КУТЬЕНКОВ

В.М.Овсепян. Гидравлический таран и таранные установки. Теория, расчёт и конструкции

Ростовцев В.Н. Утилизация малых падений воды

Форум на тему гидротарана

poselenie.ucoz.ru

Насос без затрат энергии (гидравлический таран)

В журнале "Наука и жизнь" прочитал про насос-гидротаран. Поскольку применить такой насос было негде (у меня на даче уже был водопровод), а попробовать очень хотелось (ну как же это так - без всякого подвода энергии и работает?!) статья запомнилась. Году в 2004 друг получил участок на обрывистом берегу реки. Жаловался: "Воды хоть залейся, но как её таскать?" Предложил. Год строили (не всё сразу получалось). Построили, настроили - до сих пор работает без внешних источников энергии, без ремонта (прокладки друг менял)

Фото по зимнему времени не приведу. Тонкости конструкции - тоже (давно было). Кто дерзнет попробовать - получит то же бешеное наслаждение, как мы с Володей, когда легли спать под бочкой, и на рассвете нас окатило водой...

 

С.ЛАТЫШЕВ.

Гидравлический таран

«Наука и жизнь», 1997, № 5, стр. 69 – 70

 

 Несложный и остроумный механизм — гидравлический таран, не нуждаясь в источнике энергии и не имея двигате­ля, поднимает воду на высотунескольких десятков метров Он может месяцами непрерывно работать без присмотра, регулировки и обслуживания, снабжая водой небольшой посёлок или ферму В основе работы гидротарана лежит так называемый гидравлический удар — резкое повышение давления в трубопроводе, когда поток воды мгновенно перекрывается заслонкой Всплескдавления может разорвать стенки трубы, и, чтобы избежать этого, краны и вентили перекрывают поток постепенно.

Гидравлический таран работает следующим образом (рис. 1)

Из водоёма 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.

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 ещё лучше — крестовое соединение, тогда четвёртое, нижнее, отверстие закрывают резьбовой заглушкой) с внут­ренней резьбой 11/2—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 щёткой от грязи и ржавчины и обматывают паклей.

Напорный колпак 4 делают из отрезка металлической или пластмассовой трубы диаметром 15—20 сантиметров. Его объем должен быть примерно равен объёму 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 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 106. 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 усечённого 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 ввёрнуты 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 съёмным, предусмотрев отводной канал для воды, текущей из отбойного клапана.

Производительность гидравлического тарана можно ориентировочно оценить по таблице. Она связывает отношение массы воды (т), поднятой гидротараном, к массе воды (М), поступившей из водоёма, и отношение высоты подъёма воды hк высоте Н её падения к гидротарану.

т/М

0,3

0,2

0,15

0,1

0,06

0,05

0,03

0,02

0.01

h/H

2

3

4

6

8

10

12

15

18

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 т/М = 0,1. Это значит, что гидротаран ежеминутно должен подавать на высоту 9 метров массу воды т = 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

Овсенян В. М. Гидравлические тараны и таранные установки. М., 1968.

Сделайте сами в квартире и на даче. М., Стройиздат, 1982.

 

 

vashesamodelkino.ru

Гидротаран поднимает воду на высоту нескольких десятков метров.

Гидротаран  — гидравлический таран.

 

Звони: +7-908-918-03-57 или Написать нам

 

Купить товар

 

Описание

Принцип действия гидротарана

Конструкция гидротарана «Качалыч»

Преимущества

Применение

Технические характеристики гидротаранов «Качалыч»

 

Описание:

Гидротаран (гидравлический таран) — это несложный и остроумный механизм, который, 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 экопосёлок, родовое поселение, общину или ферму.

В основе работы гидравлического тарана лежит так называемый гидравлический удар — резкое повышение давления в трубопроводе.

 

Принцип действия гидротарана:

Ниже на рисунке изображена принципиальная схема гидротарана.

  • 1. Питающая труба
  • 2. Отбойный клапан
  • 3. Напорный клапан
  • 4. Воздушный колпак
  • 5. Напорный трубопровод
  • 6. Устройство забора воды

Питающая труба (1) имеет относительно большую длину. Высота уровня воды в месте её забора и в месте установки отбойного клапана должна быть не менее 0,5 м (от перепада напрямую зависит производительность и высота напора).

Гидравлический таран работает следующим образом. При открытом отбойном клапане (2) вода, двигаясь по питающей трубе (1), сливается наружу. При достижении определенной скорости потока, вода подхватывает отбойный клапан (2) и ускоренно перемещает его верх. Клапан (2) резко перекрывает поток воды. Передние слои воды, упираясь в клапан (2), останавливаются, в то время как остальные слои столба воды в питающей трубе (1) по инерции продолжают движение. Вследствие этого, происходит резкое повышение давления в зоне отбойного клапана (2), и весь столб воды в трубе (1) останавливается. Процесс повышения давления в трубе (1) сопровождается упругим сжатием воды. После остановки воды в трубе (1) возникает обратная, отраженная волна давления в сторону устройства забора воды (6), приводящая к понижению давления у отбойного клапана (2), вплоть до разряжения. Отбойный клапан (2) открывается, и процесс повторяется снова. В моменты повышения давления в области отбойного клапана (2) вода через напорный клапан (3) поступает в полость воздушного колпака (4) или, иначе, пневмогидроаккумулятора. Далее вода, практически без пульсации, по напорному трубопроводу (5) поступает к месту назначения.

Описанное явление, когда разогнанный массивный столб воды в длинной питающей трубе (1) ударяет по внезапно закрытому отбойному клапану (2), называют гидравлическим ударом.

 

Конструкция гидротарана «Качалыч»:

  • 1. Питающая труба
  • 2. Корпуса отбойного и напорного клапанов
  • 3. Воздушный колпак
  • 4. Напорный клапан
  • 5. Клапанный узел
  • 6. Скоба крепления
  • 7. Отбойный клапан

 

Преимущества:

— длительный срок службы,

— лёгок в использовании и неприхотлив в обслуживании,

— работает без топлива, электричества, газа и ручной силы, экономит финансы в колоссальных объёмах,

— может обеспечивать хозяйство до одного миллиона литров воды в год.

 

Применение:

Гидротараны устанавливаются на реки, ручьи, водопады и ключи, а также на любые скопления воды, где есть возможность установить запруду с перепадом высоты  от 0,5 метров.

Самодействующие насосы-гидравлические тараны не предназачены для колодцев, скважин и озёр!

 

Технические характеристики гидротаранов «Качалыч»:

ПАРАМЕТРЫ / МОДЕЛЬ «Качалыч» ГТ-01-40/½″ «Качалыч» ГТ-03-32/½»
Рабочий перепад высот (м) 1 — 8 0,5 — 3
Рекомендуемый перепад высот (м) 1,5 — 5 0,5 — 1,5
Производительность, подъём воды (напор) на высоту 15м, перепад 1,5м (л/сутки) 2000 1200
Максимальный напор (при нулевой производительности), перепад 1,5м (м) 40 25
Диаметр напорной трубы ПНД SDR 11 (мм) 40 32
Гарантированный срок эксплуатации 2 года 2 года
Срок службы (при рекомендуемом обслуживании) до 20 лет до 10 лет
Особенности — Большая прочность и долговечность — Малая цена при оптимальной производительности
— Работа в большом диапазоне перепадов высот — Хорошая работа при малом перепаде высот

 

Примечание: описание технологии на примере гидротарана «Качалыч».

 

отдел технологий

г. Екатеринбург и Уральский федеральный округ

Звони: +7-908-918-03-57

или пиши нам здесь...

карта сайта

гидротаран своими рукамигидротаран купитьгидротаран замкнутого циклагидротаран своими руками замкнутого циклагидротаран в стоячей водегидротаран видеогидротаран чертежгидротаран колодцегидравлический таран своими рукамиустройство гидротараначистопольский с д книга гидравлические тараныгидротаран своими руками чертежигидротаран марухина кутьенковагидротараны своими руками видеогидротараны расчетнасос гидротаран своими рукамигидротаран генераторгидротаран своими руками замкнутого цикла видеогидравлические тараны большой производительности кобылянскийгидротаран без сбросагидравлический таран купитьгидротаран сегодня марухина чертежи 2016 годгидротаран купить украинагидротаран производительностькупить подводный гидротарангидротаран мухина прототипкомплекс гидротарангидротаран в колодце с водой видеогидротаран его характеристикиустройство клапанов гидротаранаявление гидротараначто такое гидравлический таран видео

 

Еще технологии:

comments powered by HyperComments

xn--80aaafltebbc3auk2aepkhr3ewjpa.xn--p1ai

Подводный гидротаран

 

Подводный гидротаран может быть использован в конструкциях средств транспортирования жидкости, основанных на использовании гидравлического удара. Подающая труба с ударным клапаном сообщена с нагнетательной трубой посредством нагнетательного клапана и с баком возвратной воды посредством дополнительного нагнетательного клапана. Ударный клапан выполнен в виде двух дисков с совпадающими водопропускными отверстиями, соосно установленных на полом штоке, имеющем щелевидное направляющее отверстие, который размещен в подающей трубе с возможностью возвратно-поступательного движения. Один из дисков закреплен на штоке жестко, а другой установлен с возможностью осевого перемещения и поворота вокруг своей оси. Внутри штока установлен стержень-толкатель с головкой, один конец которого, подпружиненный со стороны штока, выполнен в контакте с поршнем. Поршень размещен в цилиндре, сообщенном с баком возвратной воды посредством питательной линии. Повышается производительность путем более полного использования энергии гидравлического удара. 1 ил.

Изобретение относится к насосостроению, в частности к конструкциям средств транспортирования жидкостей, основанных на использовании гидравлического удара, и может быть использовано для подъема воды из русла тихоходной реки.

Известен гидравлический таран, содержащий рабочую камеру с ударным вестовым клапаном, связанную с напорной и воздушной емкостями, причем воздушная емкость выполнена в виде равномерно расположенных по окружности колпаков, снабженных нагнетательными клапанами и сообщенных между собой (Авт.свид. СССР N 781403, кл. F 04 F 7/02, 1980).

Недостатком данного устройства является наличие неиспользованных потенциальных возможностей по увеличению производительности, КПД в связи с тем, что подача жидкости производится периодически.

Наиболее близким к предлагаемому устройству по технической сущности и достигаемому результату является подводный гидротаран, содержащий подающую трубу с ударным клапаном, сообщенную с нагнетательной трубой посредством нагнетательного клапана, и воздушный колпак (Авт.свид. СССР N 1788344, кл. F 04 F 7/02, 1993 ). Подающая труба выполнена конусной, направленной раструбом навстречу потоку воды, а ударный клапан, расположенный на противоположном конце трубы, заключен под воздушным колпаком, свободно сообщающимся понизу с русловой водой.

Недостатком известного подводного гидротарана является низкая производительность устройства из-за потерь КПД вследствие высокого гидравлического сопротивления и неэффективной работы ударного клапана.

Кроме того, известный гидротаран не сможет работать на тихоходных реках, так как скорости течения будет недостаточно для осуществления гидроудара и для поддержания работы устройства необходим перепад воды (напор).

Заявляемое изобретение направлено на повышение производительности гидротарана путем более полного использования энергии гидравлического удара.

Указанный технический результат достигается тем, что в подводном гидротаране, содержащем подающую трубу с ударным клапаном, сообщенную с нагнетательной трубой посредством нагнетательного клапана, и воздушный колпак, согласно заявляемому изобретению ударный клапан выполнен в виде двух дисков с совпадающими водопропускными отверстиями, соосно установленных на дополнительно размещенном с возможностью возвратно-поступательного движения в подающей трубе полом штоке с щелевидным отверстием, в котором установлена головка стержня-толкателя, свободный конец которого, подпружиненный со стороны штока, выполнен в контакте с поршнем, размещенным в цилиндре, цилиндр сообщен с баком возвратной воды, который соединен с подающей трубой посредством дополнительного нагнетательного клапана, при этом один из дисков жестко закреплен на штоке, а другой установлен с возможностью осевого перемещения и поворота вокруг своей оси.

Такое выполнение ударного клапана обеспечивает практически мгновенное его закрытие, а заявляемое сочетание конструктивных элементов позволяет наиболее полно использовать энергию гидроудара и тем самым повысить КПД гидротарана.

На чертеже изображено предложенное устройство, общий вид.

Подводный гидротаран включает подающую трубу 1 с ударным клапаном 2, выполненным в виде дисков 3 и 4, имеющих водопропускные отверстия; подающая труба 1 сообщается с нагнетательной трубой 5 посредством нагнетательного клапана 6. Нагнетательная труба 5 соединена с воздушным колпаком 7. Диски 3 и 4 установлены соосно на полом штоке 8, имеющем направляющее щелевидное отверстие, причем диск 3 закреплен на штоке жестко, а диск 4 установлен с возможностью перемещения по штоку и поворота вокруг своей оси таким образом, что водопропускные отверстия диска 4 совпадают с аналогичными отверстиями диска 3.

Внутри штока 8 размещен стержень-толкатель 9 с головкой, установленной в щелевидном направляющем отверстии, выполненном на штоке 8, и соединенной с диском 4. Стержень-толкатель 9 помощью пружины 10 контактирует с поршнем 11, размещенным в цилиндре 12, который в свою очередь сообщается с баком возвратной воды 13 посредством питательной линии 14. Бак 13 сообщается с подающей трубой 1 посредством дополнительного нагнетательного клапана 15.

На штоке 8 установлены ограничители 16, воздействующие на вентиль 17 через рейку тягоползунного механизма 18. Шток 8 совершает возвратно-поступательные движения по роликам 19, установленным на кронштейнах 20, закрепленных на корпусе подающей трубы 1.

Торцевая поверхность подающей трубы 1, противоположная потоку воды, выполнена в виде кольцевого упора 21.

Устройство работает следующим образом.

Подающая труба 1 погружается в реку на глубину от поверхности 100-150 мм свободным торцом навстречу потоку воды. От пускового устройства (на чертеже не показано) вода нагнетается в цилиндр 12, при этом поршень 11 двигает стержень-толкатель 9, находящийся внутри штока 8. При этом головка стержня-толкателя 9 скользит по щелевидному направляющему отверстию в штоке 8 и. поворачивает скользящий по штоку 8 диск 4. При этом отверстия у дисков 3 и 4 совпадают и вода по подающей трубе 1 проходит сквозь таран. Когда поршень 11, сжав пружину 10, упрется на шток 8, тот под воздействием поршня начнет перемещаться по направляющим роликам 19 в направлении, противоположном течению реки. Ударный клапан 2, установленный на штоке 8, перемещается вместе с ним, при этом диск 4 скользит по поверхности штока 8.

Перемещающийся со штоком 8 ограничитель 16 достигает рейки тягоползунного механизма 18 и начинает на нее воздействовать. При этом вентиль 17 открывается. При открытии вентиля 17 давление в цилиндре 12 падает и поршень 11 движется обратно. При этом под воздействием пружины 10 стержень-толкатель 9 возвращается в исходное положение, осуществив поворот диска 4, при этом отверстия дисков 3 и 4 прикрывают друг друга.

Сила течения воды двигает ударный клапан 2 к кольцевому упору 21. Скорость течения и скорость перемещения ударного клапана уравниваются. При достижении упора 21 ударный клапан 2 мгновенно останавливается и происходит гидравлический удар, сопровождающийся повышением давления в гидравлической трубе 1 за счет продолжающегося по инерции движения потока воды, при этом нагнетательный клапан 6 открывается и вода устремляется по нагнетательной трубе 5 в воздушный колпак 7, а оттуда потребителю. Одновременно вода под давлением поступает и в бак возвратной воды 13 через нагнетательный клапан 15. После падения давления в подающей трубе 1 нагнетательные клапана 6 и 15 закрываются.

Штоком 8, возвращающимся в исходное положение, ограничитель 16 достигает рейки тягоползунного механизма 18 и начинает на нее воздействовать. При этом вентиль 17 закрывается. Таким образом цикл завершается.

Вода под давлением из бака возвратной воды 13 поступает в цилиндр 12, поршень 11 воздействует на стержень-толкатель 9, который открывает ударный клапан 2, и цикл повторяется.

Заявляемая конструкция подводного гидротарана позволяет мгновенно закрыть ударный клапан, создав повышение давления в несколько раз, и использовать всю силу гидравлического удара на преобразование гидравлической энергии в пневматическую и механическую, увеличив тем самым КПД устройства.

Подводный гидротаран, содержащий подающую трубу с ударным клапаном, сообщенную с нагнетательной трубой посредством нагнетательного клапана, и воздушный колпак, отличающийся тем, что ударный клапан выполнен в виде двух дисков с совпадающими водопропускными отверстиями, соосно установленных на дополнительно размещенном с возможностью возвратно-поступательного движения в подающей трубе полом штоке с щелевидным отверстием, в котором установлена головка стержня-толкателя, свободный конец которого, подпружиненный со стороны штока, выполнен в контакте с поршнем, размещенным в цилиндре, цилиндр сообщен с баком возвратной воды, который соединен с подающей трубой посредством дополнительного нагнетательного клапана, при этом один из дисков жестко закреплен на штоке, а другой установлен с возможностью осевого перемещения и поворота вокруг своей оси.

Рисунок 1

www.findpatent.ru

Устройство «гидравлического тарана» | Энергия рек - ГЭС

Просто и удобное устройство для полива речной водой, засаженных чем-либо угодий, было придумано человеком еще в прошлом столетии.Люди уже веками применяют энергию падающей воды в своих механических изобретениях, а так же и для получения электроэнергии. Непрерывный цикл работы имеется у гидростанций, которые простроены на некоторых крупных реках. Из-за скептических суждений, многие люди полагают, что создание принципиально новых устройств получения энергии от воды уже невозможно.

Со стороны обыкновенного человека, происходящее превращение энергии воды потенциальной в кинетическую, которая необходимо для вращения чего-либо,  происходит без непосредственного участия людей. Ведь для такого преобразования достаточно применить природную или же созданную искусственно разницу высот реки. Всем так же предельно ясно, что вода должна направляться именно вниз, по уклону. Понятно и то, что в зависимости от перепада высоты течения будет меняться и сила воды. О применении энергии падающих вод уже давно создана наука – «гидроэнергетика».

Однако, помимо источника бесплатной энергии от падения воды, «матушка» Природа одарила нас очень простым методом изменения трансформации энергии гравитации. Согласно законам физики, аккумулированной гравитационной энергией воды является ее потенциальная энергия. Все знают, что окружающий мир зеркально симметричен и всякие физические явления существуют в двух противоположных друг другу формах. Например, наряду с отрицательно заряженными частицами существуют и положительно заряженные; есть магнитное притяжение и отталкивание. Следовательно, очень вероятно и возможность использования потенциальной энергии воды не только для ускорения при ее падении, но и при поднятии. То есть, при существовании уже известного преобразования энергии, который основан на падении воды, должен быть и другой – никому не известный метод трансформации, который позволил бы без затраты дополнительной энергии поднимать воду. Как обнаружили ученые, путь к получению данного метода преобразования был намечен еще в 1775 году в статье Джозефа Уайтхеста о его новом изобретении, с описанием устройства. Созданный изобретателем еще в 1772 году, прибор давал возможность подъема воды с маленькой на более значительную, без применения дополнительных энергоресурсов, а благодаря «гидравлическому удару» и высвобождающейся от него потенциальной энергии. Однако, изобретение не могло работать полностью в автоматическом режиме и в 1776 году этот недостаток был устранен создателем воздушного шар жителем Франции – Монгольфье. В 1797 году ученый запатентовал на данное изобретение. В этом же году, на очень схожее устройство получил патент англичанин Балтон, затем в 1809 году американские ученые Церни и Халлет получили свой аналогичный потент. В 1834 же году американцем Страубриджом был запущен промышленный образец данного изобретения для массового производства. Получившее впоследствии название «гидравлический таран» все же признается изобретением именно француза Монгольфье.

Работа «гидравлического тарана» состоит в следующем: из питательной емкости(1) вода поступает в открытый ударный клапан(3) через нагнетательную трубу(2) и течет наружу с увеличением скорости. На некоторой скорости воды нагрузка на ударный клапан превосходит силу, которая удерживает клапан в открытом положении (такой силой может выступить сила пружины), заграждает вытекание воды наружу, замыкая его. В результате и получается «гидравлический удар», создаваемый из-за резкой остановки движущейся воды. В нагнетательной трубе(3) и до нагнетательного клапана(5) практически мгновенно возрастает до величины напора(Н) давление воды. Происходит открытие нагнетательного клапана. Некоторую часть скорости вода тратит на создание давления, а с оставшейся течет в воздушный колпак(4) через открытый клапан. Возникающая от клапана(3) волна, двигаясь по трубе(2) возвращается в бак(1), а затем там, отражаясь от спокойной воды, снова двигается в ударный и нагнетательный клапаны. Данных отражений зачастую бывает несколько. В период многочисленных отражений волн, происходит сжатие в воздушном колпаке остающегося объема воздуха до давления напора(Н). В это же время, с сохранением того же давления, вода по отводящему патрубку(6) доставляется на высоту(Н) к пользователю. Через определенный период времени первоначальная скорость воды благодаря таким отражениям полностью обеспечивает поддержание в водопроводе необходимого давления. Затем давление жидкости под клапанами спадает до атмосферного. Благодаря этому завышенное давление воздушного колпака перекрывает нагнетательный клапан, а низкая нагрузка на ударный клапан и устройство открытия открывает данный клапан. После этого весь механизм автоматически приводится в исходное состояние, а процесс может повторяться заново. Как итог, при правильном производстве всех деталей, мы получаем возможность поднятия воды на необходимую высоту(Н) автоматически на протяжении многих лет. Клапаны, которые являются движущимися частями тарана, разрабатываются таким образом, чтобы при повышении давления закрывать ударный и открывать напорный клапаны, а процесс понижения давления действовал бы на них в обратном порядке. Смысл принципа работы изобретения заключается в поднятии некого объема воды(qH) на определенную высоту(Н), за счет энергии находящегося на высоте(h) объема воды(q). Это устройство привлекало своей простотой и необычностью долгое время умы теоретиков и практиков. На протяжении Х|Х века было произведено большое количество теоретических исследований, однако они не давали верных результатов из-за отсутствия знаний в области «гидравлического удара» до окончания 1900 года. Немецкий ученый Эйтелвейн за 1804 год провел почти 1000 опытов, опубликовав большое количество выводов и формул, правда, далеко не все из них были пригодны для проектирования. Хотя существование самого явления «гидравлического удара» было известно еще в восемнадцатом веке, теорию которого впервые разработал русский ученый Николай Жуковский. Проверил и подтвердил свою теорию Жуковский в специальных опытах, которые проводил с 1897 по 1898 годы. В 1898 году в издание «Бюллетени Политехнического общества» впервые опубликовали статьи русского профессора. В 1901 году эту теорию публикует итальянец Алиеви, однако уже применительно к трубопроводам разных силовых установок. Однако эти публикации не нашли всеобщего признания. Ученые и энтузиасты продолжали ставить различные опыты и вычисляли разнообразные формулы, которые не были обобщены между собой. Во многих западных странах «гидравлический таран», как устройство бесплатной перекачки воды на высоту, начали использовать в мелиорации и для разнообразных хозяйственных нужд. Так же присвоили устройству новое имя – «ram-pump». Даже в настоящее время существует много фирм, которые производят и продают «ram-pump», многие из которых при создании своих механизмов применяют собственные же формулы. Во всемирной сети с помощью различных поисковых систем можно отыскать не только фирмы, производящие и продающие «гидравлические тараны», но и в большом количестве различные статьи на эту тематику.

Рисунок 1 – Рисунок и схема работы «гидравлического  тарана»

Очень простой, но в тоже самое время и «хитрый» механизм - «ram- pump», совершенно не нуждается в дополнительных источниках энергии и способен поднимать воду на несколько десятков метров. Устройство может целыми месяцами эксплуатироваться без присмотра, не требуя ни регулировки, ни обслуживания.

Работа гидротарана основана на так называемом гидравлическом ударе, то есть резком повышении давления в трубопроводах, когда заслонка резко перекрывает идущий поток воды. Чтобы избежать разрыва трубопровода, который может произойти из-за большого давления, перекрывается поток постепенно кранами и вентилями.Принцип работы гидротарана представлен на рисунке 1.Из водоема (1) по подводящему трубопроводу (2) внутрь поступает вода, которая затем вытекает через отбойный клапан (3). Скорость движения потока будет нарастать, будет увеличиваться напор и достигнет величины, которая превысит вес клапана. Из-за этого клапан перекроет движущийся поток, что приведет к увеличению давления в трубе – возникнет гидроудар. Давление, которое выросло, откроет напорный клапан (4) и через него вода начнет поступать в напорный колпак (5), производя сжатие в нем воздуха. Давление постепенно в трубопроводе начинает снижаться, закрывая тем самым напорный клапан, в свою очередь начнет открываться отбойный. Процесс повторится снова. Находящийся под давлением воздух будет гнать по трубе воду в верхнее хранилище (7), находящееся на высоте от 10 до 15 метров.

Первыми создателями гидротарана были изобретатели знаменитого воздушного шара братья Этьен и Жозеф Монгольфье, который был создан в городе Сен-Клу недалеко от Парижа в 1796 году. Саму теорию гидротарана в 1908 году разработал Николай Жуковский, работы которого способствовали модернизации конструкции этого устройства и повышению коэффициента полезного действия.Схема конструкции гидротарана настолько на столько проста, что данное устройство можно абсолютно спокойно создать самостоятельно, собрав весь механизм из применяемых в водопроводе деталей. Создание деталей, которых не хватает для полноценной работы устройства, затребует незначительного применения токарного и сварочного оборудования.

Рисунок 2 Элементы конструкции гидротарана

Основной деталью устройства (рисунок 2) будет являться тройник, сделанный из стали или чугуна (лучшим вариантом будет применение крестового соединения, с закрытием нижнего заглушкой), имеющий внутреннюю резьбу 1 - 2 дюйма. В тройник вкручиваются переходные ниппеля (2), имеющие длину наружной резьбы в виде сгона. К первому присоединяют трубопровод, который подводит воду и имеющий минимальный диаметр 50 миллиметров и максимальную длину в 20 метров. К другому – присоединяют колено (3) с условием, чтобы далее при установке гидротарана его незанятый торец стоял горизонтально, для последующей монтировки на нем отбойного клапана. На третьем сгоне устанавливают напорный колпак совместно с клапаном. Прежде чем собрать всю конструкцию необходимо резьбовые соединения очистить щеткой по металлу от грязи и ржавчины, а затем обмотать для герметизации паклей.Напорный колпак (4) можно изготовить из обрезка трубы (металлической или пластмассовой) с диаметром 15-20 сантиметров. Объем напорного колпака должен быть приблизительно равен объему в подводящем трубопроводе. Отверстия трубы закрываются крышкой(5) и переходной закраиной(6) с резиновыми прокладочками(7) и кольцеобразной(7а). Колпак крепят выполненными из стали шпильками(8).

В роли напорного клапана может применяться обратный клапан итальянского водяного насоса фирмы «Бугатти» и немецкого производителя «Ценнер», которые продаются во многих сантехнических магазинах. Так же можно самому сделать клапан-лепесток из обыкновенного кусочка листовой резины или использовать сливной клапан туалетных бачков. Конструкция клапана определяет форму и величину переходного фланца, является ориентиром при выборе места и способа крепления напорной трубы(9). Различные варианты возможной конструкции показаны на рисунке.Отбойный клапан состоит из корпуса(10а) и заслонки(10б). Корпус вытачивается из стали или бронзы. Сверху проделано отверстие с диаметром от 15 до 20 миллиметров. Полость внутри заканчивается конусом, имеющим приблизительный угол в 45 градусов. Корпус клапана соединяется со сгоном ниппеля(2). Заслонка, выполненная из стали или бронзы в форме усеченного конуса, имеет массу 100-150 грамм и 20-25 миллиметром в диаметре. Для создания гидравлического удара клапан должен мгновенно перекрывать поток воды, а для этих целей верхний конус у заслонки обязан иметь такой же угол, который на полости корпуса. В верхней части имеются центрирующие спицы, которые ввернуты плотно, но без трения с верхним отверстием корпуса. В нижней части ввернут винт. Настраивается гидротаран изменением массы заслонки за счет одевания на винт свинцовых шайб. Чтобы запустить гидротаран, необходимо приподнять заслоночку, чтобы предоставить свободное вытекание воды из отбойного клапана.

Для защиты всего механизма от грязи на гидротаран лучше поставить на впускное отверстие простой фильтр. Для перекрывания воды на зиму рекомендуется оборудовать гидротаран дополнительно заслонкой. Для слития воды из корпуса и колпака в нижнее отверстие вводится спица, которой и открывают напорный клапан. Гидротаран устанавливается как стационарно, так и съемно, однако необходимо предусматривать отводящий канал, текущей воды из отбойного клапана.

С появлением и развитием гидрогазодинамики как науки, уже многие годы люди предпринимают большое количество попыток точного решении гидродинамических уравнений, с помощью которых можно объяснить суть происходящего процесса и найти оптимальные характеристики применения устройств, работающих на принципах этих уравнений. Но ввиду необходимости расчетов численными методами «нестационарного» течения воды в гидротаране, которые требуют большого числа неизвестных данных решения, все попытки ученых оказывались бесполезны. В качестве подтверждения может служить факт выдачи большого числа патентов модернизации гидротарана, которые не затрагивали принцип работы устройства. Однако, в изложении теории гидротарана ученым Чистопольским, вполне просматриваются параметры и факторы, влияющие на работу устройства, а также с помощью которых можно провести всесторонний анализ. Именно теория Чистопольского, многократно подтверждающаяся в практическом применении и не раз дополнялась другими авторами, стала основой доказательства принципа гидродинамической схемы разгона воды и доказательства устройства подъема воды, у которого отсутствие слива воды совершенно не влияет на работу устройства.

Представляем себе закрытую с обеих сторон и соединенную с основанием резервуара, наполненного водой, трубу, которая с одной стороны имеет глухое днище, а стороной, на которой резервуар с водой, с тонкостенной мембраной, которая сдерживает воду. Под определенным давлением воды мембрана рвется, а в трубу устремляется вода, движущаяся с увеличением скорости. При отсутствии в трубе воздуха или при свободном его выдавливании потоком воды, то при попадании воды на дно трубы, или же в сужение трубы на ее конце, так же возникает гидроудар. Как и в гидротаране, при установке на дно трубы клапана, срабатывающего при большом давлении, факт гидроудара станет обеспечивать накачивание воды. «Ударная волна» устремится к водному потоку навстречу при повышенном давлении, будет растягивать за счет избыточного давления стенки трубы и обеспечит проникновение воды сквозь нагнетательный клапан. При отражении «ударной волны» от имеющейся в резервуаре воды она устремится обратно ко дну. Как и в гидротаране, движение «ударной волны» в направлении клапана нагнетания, в промежутке “вход трубы-фронт «ударной волны»” станет наблюдаться падение статического давления. Это движение, которое происходит с повышением и падением давления, будет повторятся многократно до момента, пока уровень жидкости в трубе не израсходует свою кинетическую энергию. За время этого процесса в колпак(4) попадет определенный объем воды. При установке в трубе вместо мембраны открывающегося клапана процесс по своему принципу не изменится.

Рисунок 3 - Новейшая принципиальная схема устройства подъема воды

При установке «обратного» клапана, который будет закрываться со стороны трубы(7), соприкосновение с первоначальной «ударной волной», которая движется на поток жидкости и создает зону с повышенным давлением, клапан будет закрываться из-за разницы давления и перекрывать водный поток. Изучение данной гидродинамической схемы с введением в механизм клапанов, способных к открытию и закрытию, а так же учитывая инертность таких клапанов, продемонстрировало, что создав клапан с определенной конструкцией и при учтенных исходных данных,  который сумеет своевременно закрыться и останется таковым, даже при большом давлении в трубе(7), находясь под клапаном нагнетания(5), может привести к условиям полного отсечения водяного потока. После этих действий столб жидкости в трубке(7), при наборе определенной скорости движения, продолжит движение в колпак(4). При этом получится, что сила потока, необходимая для накачки воды в колпак, заменится на эквивалентную силу инерции. Но в отличие от гидротарана, объем воды, попадающий в колпак, обязан вызвать невосполнимую потерю всего объема столба воды, так как клапан(3) будет закрыт. Ввиду этого в трубе(7), со стороны этого клапана, с началом движения отраженной от него новой волны появится разраженная зона, в которой давление близко к нулю. В этой зоне будет располагаться лишь небольшая часть газов, которые растворены в воде.

По результатам закачки жидкости в колпак, величина разности кинетических энергий начала процесса и его конца, преобразуется в потенциальную, которая поступила в колпак воды, как и в гидротаране. В результате, под очень большим давлением, находящимся в колпаке, произойдет запирание нагнетательного клапана. При этом практически отсутствующее давление в трубе(7) при исчезновении водяного столба, если он к этому моменту в трубе вообще еще сохранится, будет обязано высвободить и раскрыть клапан(3), который с другой стороны находится под неподвижным напором жидкости с боку трубы(2). Сквозь приоткрывающийся клапан(3) в трубу(7) снова будет попадать жидкость, имеющая объем за время попадания абсолютно такой же, как и объем в зоне низкого давления, которая в гидрогазодинамике имеет определение – зона «отрыва». Попадающая вода, которая будет смешиваться с уже находящейся в трубе жидкостью, будет иметь параметры, которые определяются законом сохранения импульса и законом сохранения энергии.{odnaknopka}

 

 

energycraft.org

Гидротараны - бестопливные насосы: ladstas

Гидротаранный насос или гидравлический таран — водоподъёмное устройство, в котором для подачи воды используется повышение в ней давления при периодически создаваемых гидравлических ударах т.е. механическое устройство для подъёма воды на значительную (до нескольких десятков метров) высоту. Не требует для работы каких-либо внешних движителей, благодаря чему может быть весьма полезено в местности, где нет электроснабжения, либо в местности малообжитой и редкопосещаемой. Энергию для работы насос получает из потока воды, перетекающего под действием силы тяжести из т.н. "питающего" резервуара (например, из небольшой запруды на реке) по "питающей" трубеПермские крамольники начали реализацию проектов по улучшению качества жизни людей на Земле. Наперекор всем современным научным общепринятым понятиям и догмам они решили запустить массовое производство водяных насосов работающих БЕЗ ЭЛЕКТРИЧЕСТВА по максимально доступной для русичей цене!

Давно забытые дедовские, экологически чистые и не загрязняющие окружающую природу технологии начали возрождаться на нашей святой русской земле.

КТО ЖЕ ОН ТАКОЙ, НЕВЕДОМЫЙ ГЕРОЙ?БЕЗ БЕНЗИНА, ТОКА, ГАЗА КАЧАЕТ ВОДУ БЕЗ ОТКАЗА!?

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 экопосёлок, родовое поселение, общину или ферму!

В основе работы гидротарана лежит так называемый гидравлический удар — резкое повышение давления в трубопроводе, когда поток воды мгновенно перекрывается заслонкой.

История появления гидротаранов уходит в далёкий от нас 18 век. Его теория была разработана Великим русским механиком Николаем Егоровичем Жуковским в 1907 году. В последствии гидротаран был одним из любимейших объектов самоделкиных как на территории Советского Союза, так и в других странах.И вот, спустя долгих 107 лет, русские конструктора продолжили начатое Николаем Жуковским великое дело. В 2014 году начата конструкторская разработка и производство гидротаранов в России! Во главу угла в первую очередь поставлена задача - разработать устройство с минимальными издержками и по самой доступной цене.

 Лабораторно-полевые испытания водяного насоса Гидротарана от производственной артели "УРАЛ"Результаты испытаний:- Производительность гидротарана: 470 мл за 30 секунд (1350 литров в сутки)- Подача воды гидротараном: на высоту 16 метров,- Перепад высоты заборного трубопровода: 0,88 метра- Модель Гидротарана 2.1 можно использовать под водой

 Испытания и усовершенствования продолжаются...

Производительность гидротарана зависит от перепада высоты H и от высоты подъема воды, то есть от давления в нагнетательном трубопроводе. В таблицах 1, 2 и 3 помещены основные экспериментальные данные этой зависимости. Кроме того в таблице указаны параметры настройки работы гидротарана при которых производительность гидротарана в наших условиях близка к максимальной.

Для стабильной работы нашего гидротарана необходим входной поток водыне менее 20л/мин при перепаде высот 0,5ми не менее 40л/мин  при перепаде высот 1,5м.

Более подробно смотрите:http://гидротараны.рф/http://vk.com/gidrotaran

АРТЕЛЬ «УРАЛ» - ТВОРИМ ДЛЯ РОССИИ С ЛЮБОВЬЮ!

ladstas.livejournal.com

Гидравлический таран

Автор: Administrator | 19 Апреля 2009

    Наука и жизнь 1997 №5

       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 посёлок 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 водоёма 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 щёткой от грязи и ржавчины и обматывают паклей.

    Рис. 2. Детали конструкции гидравлического тарана.

 

    Напорный колпак 4 делают из отрезка металлической или пластмассовой трубы диаметром 15-20 сантиметров. Его объём 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 съёмным, 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 водоёма, и отношение высоты подъема воды h к высоте H её падения к гидротарану.

m/M

0,3

0,2

0,15

0,1

0,06

0,05

0,03

0,02

0,01

h/H

2

3

4

6

8

10

12

15

18

    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.

    С.ЛАТЫШЕВ.

    ЛИТЕРАТУРА

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

energy-source.ru


Смотрите также