Компрессор от ветряка своими руками

Ветряной насос: устройство и характеристики

Обновлено: 5 января 2021

На дачном участке или в загородном доме не всегда имеется подключение к магистральному водопроводу. Постоянные походы к колонке — утомительное занятие, требующее каких-то решений. Одно и них, распространенное и наиболее популярное у пользователей, это бурение скважины до водоносного горизонта и последующий забор воды из нее. Для этого обычно используются погружные насосы с питанием от сети 220 В. Но как быть тем, у кого на участке нет электроэнергии?

Решение вопроса существует, хотя и требует некоторых усилий. Это — использование ветряка для привода насоса, для чего не нужны ни электроэнергия, ни бензин ни любые другие виды топлива. Все происходит чисто механическими средствами, что делает способ простым и доступным каждому.

Как качать воду без электричества?

Механических способов перекачки воды известно достаточно много. Еще в древности использовалась система с чашками, укрепленным на бесконечной цепи, которые зачерпывали воду, поднимались вверх, опрокидываясь, выливали ее в емкость, опускались вниз и вновь зачерпывали ее и т.д. Такая система проста и очень надежна, она до сих пор используется в горнодобывающей отрасли для подъема руды через грузовые стволы.

Имеются и другие способы, схожие с этим, когда используются пластиковые бутылки или иные емкости. Но все они хороши при необходимости перекачки воды из открытого водоема в большую емкость, расположенную уровнем выше. Для скважин этот способ не подойдет.

Для подъема воды из скважины используется насос, приводимый в движение кривошипным механизмом, который, в свою очередь, вращается при помощи ветряка. Система на первый взгляд сложная, но на практике она вполне реализуема и не требует чрезмерных затрат (в ряде случаев затрат вообще не происходит). Конструкция насоса может быть разной, от классической трубы с поршнем и двух обратных клапанов, до бензонасоса от автомобиля или иного готового устройства. При этом, надо иметь в виду следующие особенности:

• для нормальной работы насоса на штоке должно быть определенное усилие
• мощность ветряка ограничена скоростью ветра, его размерами и весом. Чем больше его лопасти и прочие узлы, тем большее усилие он способен развить, и тем большая у него будет инерция покоя. При слабых ветрах такой ветряк не запустится, а сильные ветра бывают не часто
• глубина скважины играет большую роль — подъем воды с больших глубин требует большой мощности ветряка

Все эти обстоятельства вынуждают выбирать «золотую середину», находить оптимальное сочетание производительности насоса и размеров ветряка. Пользователи, изготовившие сначала мощный насос с большим ветряком, довольно скоро задумываются о создании конструкции поменьше. По их собственному утверждению, качать много воды при сильном ветре хорошо, но лучше иметь возможность качать ее помедленнее, но при любом, даже слабом ветерке.

Как самостоятельно изготовить насос

Если готового и рабочего насоса не имеется, то приходится выходить из положения любыми доступными средствами. Обычно используется готовый, но не работающий насос от автомобиля (механический), переделывается компрессор, словом, используется любое мало-мальски пригодное устройство, которое имеется в наличии. Если не имеется ничего подходящего, придется собирать насос с нуля.

Простейшая конструкция насоса

Проще всего (и надежнее) использовать самую примитивную, а потому — безотказную конструкцию обычной помпы. Она представляет собой цилиндр, нижняя часть которого имеет перемычку со всасывающим патрубком и обратным клапаном. Внутри цилиндра вверх-вниз перемещается поршень, дно которого также оборудовано обратным клапаном. При движении поршня вверх во всасывающем патрубке создается разрежение, вследствие чего полость между дном и поршнем заполняется водой. Оба клапана при этом закрыты.

При последующем движении вниз поршень начинает перепускать через свой клапан воду вверх, а нижний клапан закрывается, препятствуя выходу воды вниз. При достижении водой определенного уровня, происходит излив через выходной патрубок, носик или иные отверстия.

От чего зависит качество работы насоса?

Качество работы такого насоса напрямую зависит от герметичности всех элементов. Если поршень движется достаточно плотно и не пропускает воду в зазор между стенками цилиндра и своим уплотнительным кольцом, то устройство способно поднимать воду на высоту до 8 м.

Для изготовления такого насоса потребуется гильза и поршень с уплотнительным кольцом. Вся хитрость заключается в том, что чем плотнее поршень, тем большее усилие потребуется для его работы, что потребует увеличения мощности ветряка. Этот путь тупиковый, так как тяжелый ветряк сдвинуть с места сможет лишь ветер ураганной силы, поэтому надо подбирать механику насоса так, чтобы не требовалось слишком большого усилия.

Кроме того, надо обратить серьезное внимание на работу обратных клапанов. Они должны срабатывать очень легко, без усилия, но перекрывать путь воде вполне надежно. Могут быть использованы обычные гравитационные клапана, или более надежные подпружиненные конструкции, не «залипающие» в открытом положении.

Качество обратных клапанов определяет работу насоса даже в большей степени, нежели плотность поршня.

Из чего можно сделать насос

Изготовить насос можно из различных материалов:

Выбор не очень обширен, но в данном случае длинный список и не требуется. Металлический насос прочнее и надежнее, но для его изготовления потребуется иметь доступ к токарному оборудованию. Кроме того, материалом для изготовления деталей устройства должны стать металлы, не подверженные коррозии — нержавеющая сталь, дюралюминий или латунь. Это — первое и основное условие, соблюдение которого делает насос прочным и долговечным.

Использовать готовые трубы не рекомендуется, так как внутренний профиль не всегда имеет идеальную круглую форму, что грозит падением производительности насоса. Можно использовать подходящие по форме и размерам готовые детали от других устройств, если таковые найдутся.

Пластиковые насосы, собранные своими руками, не боятся коррозии. При этом, в зимнее время они становятся хрупкими и могут попросту лопнуть. Это обстоятельство надо иметь в виду и постараться до наступления холодов как-то решить проблему. Сборка насоса возможна своими руками без обращения в мастерскую или специализированную организацию, поскольку в качестве исходного материала обычно используются полипропиленовые водопроводные или канализационные трубы, имеющие различные комплектующие, точно подходящие к ним по размерам.

Для мастера остается только выбрать наиболее подходящие элементы, сделать гильзу и поршень, заглушкой перекрыть нижнюю часть гильзы и соединить ее с всасывающим патрубком. В качестве обратного клапана можно использовать обычную резину, прикрепленную с одного края к заглушке. При подъеме поршня вверх она приподнимется, пропуская воду, а при движении вниз — опустится и перекроет выход. Работоспособность такого насоса обычно несколько ниже, но, в целом, все зависит от аккуратности и качества изготовления.

Устройство ветряка

Конструкция ветряка, используемая для такого насоса, должна быть наиболее эффективной и чувствительной к относительно слабому ветру. Известны два основных типа ветряков:

Более удачными конструкциями считаются горизонтальные, поскольку энергия потока ветра у них используется намного эффективнее, чем у вертикальных ветряков.

При этом, для создания горизонтальной конструкции требуется обеспечить свободное вращение всего узла вокруг вертикальной оси для самонаведения на ветер. Получается два подвижных элемента на одном узле, что усложняет конструкцию.

Вертикальные ветряки не нуждаются в наведении, поскольку направление ветра для них неважно, только скорость. При этом, поток одновременно воздействует на обе стороны лопастей, отчего эффективность вращения снижается. Существуют разные конструкции таких ветряков, созданные для увеличения эффективности:

• ротор Савониуса
• ротор Дарье
• ротор Ленца
• ортогональный ротор
• геликоидный ротор и т.д.

Изыскания в этой области ведутся постоянно, решением проблемы заняты многие инженеры, поэтому каждый год анонсируются новые варианты исполнения с большей эффективностью. Так, создана конструкция из нескольких лопастей, наполовину закрытая специальным кожухом, скрывающим обратные стороны лопастей от потока ветра.

Кожух свободно вращается вокруг вертикальной оси, но не связан с рабочим колесом. Он имеет стабилизатор наподобие хвоста самолета, регулирующий положение защиты при изменении направления ветра. Есть и другие конструкции, обладающие определенными преимуществами, но кардинальных успехов пока никому не удалось добиться.

Как самому сделать ветряк

Самостоятельное изготовление ветряка обычно происходит по схеме:

• выбор типа конструкции
• создание проекта (рабочего чертежа)
• приобретение или изыскание материалов
• сборка вращающегося вала
• установка на него лопастей
• создание мачты
• сборка и установка ветряка

Эти этапы условны, в каждом конкретном случае работы ведутся так, как это удобно для мастера, но придерживаться такой схемы является самым рациональным способом действий.

Оптимальным вариантом является горизонтальная конструкция, поэтому выбирать лучше именно ее. Для создания потребуется горизонтальный вал, лопасти, расходящиеся от центра наподобие крыльев мельницы, устройство для передачи вращения на кривошип. Обычно делают вращающееся рабочее колесо, установленное на поворотной платформе со стабилизатором, самонаводящееся на поток. Вращение передается зубчатой или цепной передачей, в зависимости от возможностей или доступности того или другого устройства.

Размеры лопастей должны обеспечивать начало вращения при относительно слабом ветре, обычно это 33-5 м/с, но есть образцы, стартующие при меньших скоростях потока. Например, ротор Онипко, по утверждениям изобретателя, начинает вращение при скорости 1,4 м/с, что очень привлекательно для регионов со спокойной атмосферой. Имеется также недавно появившийся ротор Третьякова, довольно сложная конструкция, улавливающая поток и организующая его так, что он полностью воздействует на рабочее колесо без потерь. Эти конструкции довольно сложны для самостоятельного изготовления, так как обладают массой криволинейных деталей специфической формы, что сложно повторить в домашних условиях.

Особенности установки

Монтаж ветряка обычно производится на пригорке, неподалеку от дома, но так, чтобы никакие постройки не заслоняли ветер. В нашем случае монтаж производится над скважиной, что исключает выбор оптимального места. Привязка к скважине вынуждает мириться с возможным присутствием помех для ветра, или делать более высокую мачту, позволяющую поднять ветряк над преградой. Этот момент надо учитывать еще на стадии проектирования установки, чтобы сразу собирать мачту нужной высоты, исключая необходимость переделок или изменений конструкции.

Источник

Ветряк-компрессор-баллон-пневмогенератор-потребитель

Всем привет.
Я новичок, потому сразу камни в меня не бросайте, а если бросать, то по одному.
Теперь к теме.
**********************************
Я тут недавно придумал такую идею:
Заменить аккумуляторы на нечто вечное, например на энергию сжатого воздуха, хранимого в баллонах в подвале.

Идея такова:
Ветряк соединен напрямую с поршнем компрессора (маленьким поршнем,чтоб мог задавить большое давление в баллоны).
Закачиваем воздух в баллоны (воздух бесплатен, пока)
Лишний воздух стравливается или просто закачка прекращается (солдатиком).
Открываем кран (можно электроклапаном, можно вентилем) воздух под давлением валит в Пневмодвигателеть, который вращает генератор и дает ТОК в розетку.

Таким образом аккумы менять раз в 3-4 года не нужно и денег тратить ни на что не нужно больше.
http://www.youtube.com/watch?v=tMpJ91T9mdk

Кпд компрессора и пневмодвигателя и их ресурс.
Аккумуляторы при деффектах не тах взрываются как баллоны высокого давления (с низким давлением ни о какой энергии разговора нет)

КПД – нам не обязательно, пусть качает как сможет.
Ресурс – не важен, легко чинить. не дорого.
Баллоны не взрываются, потому как не надо их перекачивать с дуру. Главное удержать ВОЗДУХ, а не максимум удержать, чтоб бабахнуло.
Для обогрева дома мощности хватит, к тому же тен не на постоянку работает, а отключается, вот можно прогреть и перекрыть воздух (сюда же плита, бойлер, холодильник).
А если ветра долго нет, то можно и в розетку включить, и так уже сэкономили по максимуму.
С низким давлением отлично работают ПНЕВМО ДВИГАТЕЛИ поршневые, где нет потерь воздуха.

То , что вы считаете неважным и приводит к тому , что такой метод накопления энергии не применяется на практике. Хотя уже известен и первым попыткам использовать на ветряке уже около 100 лет. Для начала посчитайте сколько энергии накопите при низком давлении и поймете , что самый обычный кислотный аккумулятор гораздо эффективнее и дешевле,а современные литий-железо-фосфорные вообще вне конкуренции (правда пока дорогие)

Вы сами ответили — “ДОРОГИЕ”. и плюс ко всему нет утилизации.
А тут спокойно давление будет вращать генератор и давать ток.
Всегда будет запас в доме, а при отсутствии давления можно и розеткой воспользоваться.

Дорогие по сравнению с кислотными аккумуляторами. А по сравнению с компрессором и пневмодвигателем , уже сейчас дешевые.

ок, а как насчет:
Аккумуляторы портятся и нужно их покупать

Живут от 5 до 25 лет.
А уж механические подвижные устройства портятся чаще.

ну как знаете, удачи вам.

jester7, идея хорошая. Особенно для “маловетряных” районов. Есть какие нибудь расчеты? Примерные хотя бы? Чтоб хоть какое-то представление иметь о мощности пневмогенератора и компрессора, времени работы,и т.д.

Расчеты тут не помогут, да и сложно их делать, при наличии непостоянного ветра и к тому же разной силы ветра.
Суть проста.
Компрессор любой, главное чтоб обычный ветер, на котором может летать ВОЗДУШНЫЙ ЗМЕЙ, мог уже заталкивать воздух в баллоны.
При этом ветре компрессор должен смочь создать давление примерно 50 атм, хотя бы.
То есть поршень должен быть малого размера и понемногу но уверенно качать.
При сильном же ветре — будет то что надо.
Излишки просто не будут закачиваться в баллоны.

Все поломки легко исправимы – механика.

Данная идея не заменит полностью электросеть, но зато сильно разгрузит ее в ветряные дни.
К тому же добавление баллонов в систему даст ЗАПАС.

К тому же мы не постоянно используем электричество в больших объемах

Единственные мощные потребители:
стиральная машина
холодильник
бойлер
теплый пол или обогреватель

А если к этой системе добавить СОЛНЕЧНЫЙ КОЛЛЕКТОР (даже самодельный), то в летнее время воду греть не придется.
А самое классное, когда СОЛНЕЧНЫЙ коллектор сделан умело или магазинный — тогда и зимой он даст 25 градусов в доме (в системе)

Источник