Hydraulické pístové čerpadlo pro dachu funguje bez elektřiny (Timur Ibatulin) /

Výhody: voda padající z výšky jednoho metru do ústí tohoto čerpadla stoupá až do výšky pěti metrů nebo i výše, pokud vytvoříte kaskádový systém takových čerpadel. A to vše bez jediné kapky elektřiny – energii zajišťuje gravitace a primární zrychlení vody touto gravitační silou tlakem směrem k čerpadlu z výšky 1 metru.

Autorovi nápadu (na fotce) Pět za levné polypropylenové trubky a řezání závitů (jen nepotřebujete soustruh, ale běžnou kovoobráběcí spojku s matricou pro řezání závitů potrubí vodovodního systému o 3/4 nebo více – v závislosti na průměru trubek, pokud přijdete na to, jak matricu zahřát, proces proběhne hladčeji a bez rýhování, nicméně bez jakéhokoli zahřívání se polypropylenové trubky řežou jako vosk běžnými kovovými matricemi z kovových trubek). Nejdůležitější v tomto systému je, aby nedocházelo k úniku vzduchu ani vody skrz spoje v potrubí, ventily atd. a druhá věc je, aby tlak přitékající vody, respektive její hmotnost, mohl touto hmotností otevřít pružinu ventilu. Třetí důležitá věc, o které všichni mlčí, je směr šipek na ventilech při instalaci do systému. Podívejte se na obrázky v Yandexu s názvem hydraulické pístové čerpadlo, na některých můžete tyto šipky vizuálně vidět na fotografii na hotovém sestaveném systému. Je to jednodušší než pochopit zařízení a princip činnosti. Ano. a poslední věc – musí existovat nepřetržitý přívod vody z malého horního bodu do spodního, kde je ventil – aby se vytvořil nepřetržitý tlak na ventil čerpadla, a to ani na vteřinu. Baňka nemůže vypouštět vzduch nikam jinam než zpět dolů, protože expanzní nádrž je uzavřeného typu, vzduch je v ní stlačen a poté vytlačuje vodu, když se změní rovnováha sil. To vše je podobné mechanismu pružinových hodin s kyvadlem – ozubené kolo a háky udávají cyklus, kyvadlo měří rychlost cyklu a pružina v hodinách. To je stejný primární tlak vody v tomto samém hydraulickém pístovém čerpadle.
Na fotografii je kulový ventil vyroben do strany, při pohybu do strany se obecně ohýbá nahoru a stoupá nad úroveň baňky, načež tento konec již může fungovat s připojenou hadicí nebo bez ní. Výše uvedené je nutné k tomu, aby voda vstupující do baňky byla stlačena proudem vody padající z výstupní hadice a nasávána do baňky, čímž stlačuje vzduch – čímž vzniká vzduchová pružina pro určitý zdvih cyklu čerpadla.
fotografie pořízená z:
ano. adresa fotky stihi.ru je zapomenutá. no, podívejte se na obrázky hydraulického pístního čerpadla na Yandexu a uvidíte tam fotku i adresu webu.

***
Recenze článku „Hydraulické čerpadlo pro dachu. Udělejte si to sami bez elektřiny“ (Timur Ibatulin)
Je potřeba o tom přemýšlet, než to použijete.
Alexander Kostyukhin 03.11.2019 23:50 • Nahlásit zneužití / Smazat
+ přidat komentáře
***
Odpověď:
Stává se, že výkon vody z kohoutku stačí na zalévání sudu a to pouze v okamžiku přívodu vody. Poté naplníme sud stojící v půlmetrové výšce (minimální rozdíl pro funkci čerpadla je půl metru). A ze sudu čerpadlo ležící na zemi zvedne vodu do horního sudu ve výšce 5 metrů tenkou hadicí, to vše bez použití elektřiny. Před čerpadlem je silná hadice, za čerpadlem tenká.
Timur Ibatulin 04.11.2019 18:46 Nahlásit zneužití / Smazat

Hydraulické pěchovací čerpadlo neboli hydraulický píst (francouzsky b;lier hydraulique, anglicky hydraulic ram) je mechanické zařízení pro zvedání vody nad její hladinu (nad jednu). Energii pro provoz čerpadlo získává z proudu vody proudící pod silou gravitace z tzv. „napájecí“ nádrže (například z přehrady na řece) „napájecím“ potrubím do nějakého následného odtoku (například do téže řeky po proudu), díky čemuž lze zařízení použít v oblastech, kde není přívod elektřiny ani jiné zdroje energie.

Tím, že čerpadlo propustí větší část vody z malé výšky h (rozdíl výšky mezi odtokem a hladinou vody v napájecí nádrži) skrz sebe, zvedne menší část vody do větší výšky H (rozdíl výšky mezi horní hranou výtlačného potrubí a hladinou vody v napájecí nádrži).

Termíny nejsou pevně stanoveny. Například přívodní potrubí se často nazývá „tlakové potrubí“ atd.

Obsah
1 Popis konstrukce
2 Práce
3 Princip fungování
4 Výpočet
5 Historie
Poznámky 6
Odkazy 7
Popis konstrukce

Schéma hydraulického pístového čerpadla
Ve své nejjednodušší formě se hydraulické pístové čerpadlo skládá z (viz obrázek):

přívodní potrubí (a)
pojistný ventil (b)
zpětný ventil (dovnitř)
vzduchový uzávěr (g)
výstupní potrubí (d)
Práce
Výchozí stav: pojistný ventil B je otevřen a v této poloze je držen pružinou nebo závažím apod. Síla této pružiny převyšuje sílu tlaku statického sloupce vody v přívodním potrubí na uzavřený pojistný ventil. Zpětný ventil B je uzavřen. Vzduchový uzávěr je naplněn vzduchem.

Voda protéká přívodním potrubím A a zrychluje na určitou rychlost, při které pojistný ventil B, unášený proudem vody, překoná sílu své pružiny a uzavře se, čímž zablokuje odtok. Setrvačnost vody náhle zastavené v přívodním potrubí vytváří vodní ráz – prudký skok v tlaku, jehož velikost je určena délkou přívodního potrubí a průtokem. Tlak vodního rázu překoná tlak vodního sloupce ve výstupním potrubí D, zpětný ventil B se otevře a část vody z přívodního potrubí A jím prochází a vstupuje do výstupního potrubí, ale hlavně do vzduchového uzávěru G, protože setrvačnost hmoty vody ve výstupním potrubí D brání takovému rychlému, pulznímu proudění. Voda v přívodním potrubí se zastaví, tlak klesne a dosáhne statické hodnoty, zpětný ventil se uzavře, pojistný ventil se otevře. Voda v přívodním potrubí se začne pohybovat, postupně zrychluje a v tomto okamžiku je pod tlakem vzduchu stlačeného ve vzduchovém uzávěru část vody, která do něj vstoupila, vtlačena do výstupního potrubí. Systém se tak vrátí do původního stavu a zahájí nový pracovní cyklus.

Styl této sekce je neencyklopedický nebo porušuje normy ruského jazyka.
Sekce by měla být opravena podle stylistických pravidel Wikipedie.
Tento mechanismus funguje pomocí rezervy mechanické práce obsažené ve vodě protékající potrubím. V Montgolfierově původním zařízení, zkonstruovaném v Saint-Cloud poblíž Paříže, protéká voda dlouhou trubkou AB (obr. 1) z nízko položeného rybníka a může volně vytékat přes okraj K, pokud je ventil V spuštěný.

Obr. 1. Hydraulický píst Montgolfier
Od okamžiku, kdy je vodní náplň AB schopna proudit, bude práce gravitace směřovat ke zvýšení její rychlosti na určitou maximální hodnotu určenou výškou h hladiny vody v jezírku nad otvorem K a rozměry a vlastnostmi (viz níže) potrubí AB. Současně se zvýší i hydraulický tlak vody na spodní plochu ventilu V, jehož hmotnost je zvolena tak, aby stoupala a uzavřela výstup, jakmile rychlost vody v potrubí dosáhne maximální hodnoty. V tomto okamžiku se zvýší hydrostatický tlak vody na vnitřní povrch potrubí AB a jeho prodloužení, protože pohyb vody se zpomalí, dokud se celá rezerva práce obsažená v její hmotě ve formě živé síly nevynaloží na protahování těchto stěn, na stlačování samotné vody a na vnitřní tření. Část těchto stěn je však provedena pohyblivě: ve zvonovitém výběžku S je určité množství vzduchu uzavřeno vodou a jsou umístěny ventily W, které ústí do zvonu R, rovněž obsahujícího vzduch nad vodou a vybaveného zvedací trubkou. Proto po uzavření ventilu V začne živá síla vody stlačovat vzduch v S, dokud se ventily W nezvednou; poté voda vstoupí do R, částečně stlačí vzduch v něm a částečně stoupne potrubím do výšky H. Veškerá živá síla vody se brzy na to všechno vynaloží, tlak v R převáží tlak v S, ventily W se uzavřou, V se otevřou a celý proces začne znovu. Zvýšení tlaku bude tím větší, čím rychleji se ventil V s bouchnutím zavře a čím nepružnější budou stěny nádoby obsahující vodu v pohybu. Takovému „vodnímu rázu“ se při konstrukci vodovodních potrubí pečlivě vyhýbá, aby potrubí neprasklo, a proto Montgolfier uspořádal víčko S; elastická poddajnost vzduchu v něm obsaženého oslabuje sílu úderu; vzduch v víčku R slouží jako regulátor potrubí a udržuje v něm pohyb vody během doby, kdy jsou ventily W uzavřeny. Při zvýšeném tlaku se ve vodě rozpustí více vzduchu než při atmosférickém tlaku, proto by se množství vzduchu v S a R během nepřetržitého provozu snižovalo. Aby se tato ztráta vyrovnala, slouží ventil H, který se otevírá dovnitř: jakmile se ventily W uzavřou, pružnost vzduchu v S způsobí, že se voda dovnitř prudce vrátí zpět; s dosaženou rychlostí překročí svou rovnovážnou polohu a na velmi krátkou dobu pod tlakem S vytvoří tlak nižší než atmosférický. V tomto okamžiku do ventilu H vstoupí malé množství vzduchu.

V prodeji jsou hotové typy beranů, anglických firem Dulas, francouzského Deckera a dalších. Při testování na Pařížské konzervatoři umění a řemesel berany navržené Deckerem (Decoeur) vykazovaly užitečný účinek od 0,6 do 0,9. Na obrázku 2 jsou viditelné vlastnosti jeho konstrukce: oba ventily jsou umístěny nad sebou a jsou vybaveny pružinami a šrouby pro regulaci jejich napětí během samotné práce, přičemž se mění počet úderů od 40 s pádem 0,3 m do 220 s pádem 2 m; výška stoupání ve všech experimentech byla 9 m 15 cm.

Obr. 2. Hydraulický píst Decker
Když je vzduch přiváděn bočním ventilem, který není na obr. 2 znázorněn, pracuje píst bez hluku, ale účinnost a co největší výška zdvihu se sníží. Dobré výsledky provozu pístu závisí natolik na včasném uzavření výstupního („stop“) ventilu, že u velkých strojů společnost Pearsall shledala za výhodné zařídit pro tento účel speciální stroj poháněný stlačeným vzduchem zpod kapoty. Tento typ pístu pracuje zcela hladce, dává vysoký koeficient účinnosti a lze jej uspořádat ve velkých velikostech. Na stejném principu společnost Pearsall uspořádává hydraulický píst pro získání proudu stlačeného vzduchu.

Způsob platby
Výpočet účinnosti hydraulického pístu je velmi jednoduchý, pokud se omezíme na hlavní okolnosti jevu. Nechť >V_ jednotek vody vyteče z rybníka za jednotku času a padá z malé výšky h. A nechť >V_ jednotek stoupne do velké výšky H ve vodojemu. Nechť eta je účinnost stroje. Rovná se poměru práce vykonané strojem k práci padající vody:

H>h>>>H>h>>>
Pro stanovení eta v různých případech provedl již v roce 1805 Eitelwein, později Morin a další mnoho experimentů. Ukázalo se, že tento koeficient je tím větší, čím blíže k jednotce je poměr . Podle Eitelweina, když je H 20krát větší než h, ; při ; při . Podle údajů z počátku 0,55. století je užitečný účinek větší při velkých spádech než při malých; tedy při malém h 0,7 a při velkém 20. Vliv poměru výšky spádu k výšce stoupání vody je považován za malý. Z =20>=2>(litrů) lze tedy vypočítat například zvednutí 7 litrů o 1 metrů, 14 litru o 28 metrů a pouze půl litru o 0,1 m, pokud při daném H eta = XNUMX pro daný beran musí být potrubí přivádějící vodu dostatečně dlouhé, aby hmotnost vody v něm obsažená byla významná: podle Eitelweina musí překročit H o počet stop rovný poměru H k h a v žádném případě nesmí být kratší než pětinásobek výšky zdvihu, takže na krátké vzdálenosti musí být záměrně ohnuto. Průměr ventilu b musí být roven průměru hnací trubky a ta ve stopách se rovná +V_)>>>+V_)>>>, kde >V_ a Hodnoty V_ jsou udávány v krychlových stopách. Objem víčka g se rovná objemu hnacího potrubí. Oba ventily by měly být co nejblíže k sobě. V současné době se hydraulický píst poměrně často používá ke zvedání malého množství vody pro domácí účely.

kde ; je hustota kapaliny, >v_ a >v_ jsou průměrné rychlosti vody před a po uzavření ventilu, v je rychlost šíření rázové vlny v kapalině. Tuto rychlost lze vypočítat pomocí vzorce:

kde E je modul pružnosti stěny, beta je stlačitelnost kapaliny, d je tloušťka stěn potrubí a D je jeho průměr.

Koeficienty pružnosti různých materiálů:

voda – 2 N/m;
litina – 100;109 N/m;
ocel – 200;109 N/m;
měď – 123;109 N/m;
hliník – 71;109 N/m;
polystyren – 3,2;109 N/m;
sklo – 70;109 N/m
Limitní hodnota V je 1414 m/s (rychlost zvuku ve vodě).

Účinnost hydraulického pístového čerpadla závisí na poměru H/h, kde h je výška vody vtékající do nádrže A a H je požadovaná výška zdvihu.

Příběh
V roce 1772 Angličan John Whitehurst vynalezl a sestrojil „pulzující motor“, prototyp hydraulického pístu, a o tři roky později publikoval jeho popis. Whitehurstovo zařízení bylo ručně ovládané. První automatické hydraulické pístové čerpadlo vynalezl slavný Francouz Joseph-Michel Montgolfier společně s A. Argandem v roce 1796. V roce 1797 získal Montgolfier s pomocí svého přítele Matthewa Boultona britský patent na svůj vynález. V roce 1816 si Montgolfierovi synové nechali patentovat vylepšenou verzi tohoto čerpadla.

V USA si hydraulické pístové čerpadlo poprvé patentovali J. Cerneau a S.S. Hallet v roce 1809. V roce 1834 začal Američan H. Strawbridge vyrábět hydraulická pístová čerpadla.

V roce 1930 profesor S. D. Chistopolsky ve své práci „Hydraulický beran“ publikoval metodu teoretického výpočtu takových zařízení, založenou na teorii hydraulického rázu, kterou vytvořil profesor N. E. Žukovskij v letech 1897-1898.