Водоподъемные механизмы

Водоподъемный механизм

ВОДОПОДЪЕМНЫЕ МЕХАНИЗМЫ состоят из насосов, гидравлических таранов, гидроавтоматов, использующих падение водного источника для подъема части воды того же самого источника, и из водоподъемных колес. Последние представляют собой простейшие механические приспособления, применяемые для подъема воды главным образом в целях орошения небольших участков земли и очень редко в целях водоснабжения и осушения. Колеса приводятся в действие при помощи либо силы животных, либо силы течения воды и очень редко при помощи механических двигателей. В последнее время, с распространением разного рода насосных устройств, водоподъемные колеса сохранились только в практике сельского хозяйства. Простейшее из них - «чигирь», применяемый во многих засушливых местностях с примитивным сельским хозяйством, представляет собой устанавливаемое на берегу водоема деревянное колесо с прикрепленными к его окружности ведрами или черпаками, которые зачерпывают воду и, поднявшись наверх, опоражниваются в подставленный желоб. Высота подъема воды такого колеса незначительна - меньше диаметра самого колеса, который редко превышает 4 м. В пределах СССР подобные водоподъемные механизмы наиболее распространены в дельте реки Волги, где служат для орошения огородов и садов. Некоторым видоизменением этого приспособления является «крымское» водоподъемное колесо, которое не имеет ведер, а вместо них - пустотелый обод, разделенный перегородками на отдельные камеры с боковыми отверстиями, через которые вода выливается в желоб.

Производительность водоподъемного колеса м. б. определена по формуле: Q = λ∙n∙z∙q/60, где Q - количество поднимаемой воды в м3/сек, n – число об/мин., z - число ведер или перегородок, q - емкость ведра в м3, λ - коэффициент наполнения, или объемный КПД, равный 0,8—0,9. Более совершенный водоподъемный аппарат, так называемая «нория» (фиг. 1), служит для подъема воды на высоту до 25 м.

Водоподъемный механизм - нория

Нория состоит из чугунного колеса или барабана и стальных черпаков, соединенных между собой при помощи цепи из железных полос. Малые нории приводятся в движение одним или двумя рабочими, большие - конным приводом. В первом случае на валу барабана закрепляют чугунное зубчатое колесо, которое сцепляется с шестерней, соединенной с рукояткой; во втором случае движение передается посредством конических зубчатых колес. Вода вытекает в желоб внутри барабана, откуда стекает в лоток. Для подъема больших количеств воды применяют двухбарабанные нории с механическим приводом, помещающимся между этими барабанами. Нории чрезвычайно распространены в засушливых местностях Западной Европы, а также в Алжире, Тунисе и Египте. Перед войной 1914—1918 гг. они стали широко распространяться и в Крыму для орошения огородов и садов.

Водоподъемные колеса могут приводиться в движение автоматически в тех случаях, когда при их помощи поднимают воду из быстро текущих рек. В таких случаях колеса с прикрепленными к ним ведрами или черпаками снабжаются особыми лопастями, по которым ударяет быстро текущая вода и приводит их в движение. Колесо диаметром около 4,5 м имеет 12 лопастей, на окружности колеса помещено 24 кувшина вместимостью по 7 л; при 4 об/мин. колесо за 6 часов поднимает на высоту 3 м до 40 м3 воды, что достаточно для орошения за 18 часов 1 га, а за лето - для обслуживания 12—15 га.

Более совершенными являются водоподъемные колеса типа Перроне с подвешенными черпаками или бадьями (фиг. 2).

Водоподъемные колеса типа Перроне

Между дощатыми кольцами, составляющими обод колеса АБ, подвешены черпаки В, В на горизонтальной оси, которую образуют железные болты, соединяющие два обода колеса. Во время вращения колеса черпак с водой находится постоянно в отвесном положении, и только достигая высшей точки, задевает за выступ а, прикрепленный к деревянному лотку Р. При этом черпак принимает наклонное положение и опоражнивается; вода попадает в лоток, откуда вытекает по желобам. Такие деревянные колеса устраиваются обыкновенно диаметром в 5 м и применяются для подъема значительных количеств воды, достигающих 180000 л/ч. Этими колесами можно орошать более 50 га садов и огородов.

Эти самодействующие водоподъемные механизмы очень распространены в странах, где процветает искусственное орошение и где имеются потоки воды, протекающие со скоростью 1 м/сек и более. Их можно видеть в Туркменистане, Сибири, Индии, Китае и других засушливых странах. Особо больших размеров они достигают в Северной Америке. Так, колесо, работающее в долине реки Гранд-Ривер в штате Колорадо, имеет около 10 м в диаметре, поднимает воду на высоту 9 м и орошает около 17 га плодового сада.

Водоподъемное колесо, приводимое в движение течением воды, в случае постоянного ее уровня устанавливается неподвижно, в случае же переменного уровня делается подъемным. Подшипники вала помещаются в таких случаях в особых станинах или стойках по бокам колеса и могут опускаться и подниматься с помощью воротов или винтов. На больших реках колеса приходится приспосабливать на плавающих понтонах, укрепленных якорями. По мере подъема уровня воды в реке понтоны всплывают и поднимают колесо, и наоборот.

В последнее время в Германии появился водоподъемный механизм, в котором падение воды использовано для приведения в движение насоса, подающего воду для орошения более высоко расположенных областей.

Водоподъемный механизм

Механизм (фиг. 3) состоит из быстроходной турбины А, приводимой в движение водой с небольшим падением; вода из водоема входит через отверстие Б и падает на лопасти турбины. На одном валу с турбиной насажен насос В, который поднимает воду выше. На фиг. 4 показана установка этого механизма в Лигнице, в которой незначительное падение воды канала Одера использовано для поднятия воды на 1,5 м с целью орошения. Такое устройство рассчитано на приток 1500 л воды в секунду, из которых подаваться должно 450 л.

Водоподъемный механизм в Лигнице

Механизм этот может работать в вертикальном, горизонтальном и наклонном положении. Пуск в ход производится путем отодвигания заслонки. Коэффициент полезного действия всей установки 55—75%.

 

Источник: Мартенс. Техническая энциклопедия. Том 3 - 1928 г.