Гидропневматическая установка
По сравнению с водонапорным баком гидропневматический имеет определенные преимущества, позволяя несколько упростить монтаж водопровода и облегчить эксплуатацию, ремонт и контроль за его работой. Один из вариантов гидропневматической установки для отдельного дачного или приусадебного участка состоит из бака и компрессора, соединенных между собой воздушной трубкой. Воздух с помощью компрессора накачивают в гидропневматический бак под определенным минимальным давлением, при котором срабатывает реле на включение насоса. Таким образом, в баке постоянно поддерживается определенное давление, создающее необходимый напор воды. По мере растворения воздуха в воде вновь требуется включение компрессора. При полной герметичности воздушной части установки компрессор включают 1–2 раза в неделю.
Существуют гидропневматические установки без компрессора. Они состоят из 2 баков – воздушного и гидропневматического – или одного большого гидропневматического; все баки рассчитаны на работу под давлением до 5 кгс/см2. Баки соединяют между собой воздушной трубкой, на которой смонтированы реле давления, предохранительный клапан и зарядный штуцер системы. На напорном трубопроводе установлен обратный клапан, исключающий перетекание воды при отключенном насосе.
Перед началом работы установки через зарядный штуцер с помощью компрессора (можно использовать насосы от опрыскивателей, ножные, ручные автонасосы и т. д.) в систему накачивают воздух под давлением, величину которого подбирают опытным путем, так как это зависит от объема, занимаемого водой в гидропневматическом баке, и необходимого напора. Затем включают насос, питающий водой гидропневматический бак. При этом вода вытесняет воздух в воздушный бак, создавая определенное давление. При достижении необходимой отметки реле давления отключит насос. Вода, которая находится в напорном трубопроводе до обратного клапана, стекает через клапан насоса или дренажное отверстие, а освободившаяся часть трубы заполняется воздухом.
При следующем включении насоса эта порция воздуха поступает в воздушную полость гидропневматической установки и поддерживает в ней постоянное давление. При этом излишки воздуха стравливаются через предохранительный клапан. Таким образом, гидропневматическая установка работает в автоматическом режиме, обеспечивая самоподпитку воздушной части системы.
Промышленность выпускает гидропневматические баки емкостью 400 л для создания местной системы водоснабжения в сельской местности и на дачных участках. Бак рассчитан на максимальное рабочее давление 5 кгс/см2. Его высота 192 см, а диаметр 61 см. Бак комплектуется предохранительным клапаном, указателем уровня воды, контактным манометром и арматурой для установки.
Гидропневматическую установку (рис. 33) несложно собрать в условиях домашней мастерской. Возможны два варианта. В качестве водяного и воздушного баков используют 2 бытовых газовых баллона емкостью 50—80 л. В первом варианте в качестве воздушного бака применяется ресивер бытового компрессора, а также его предохранительный клапан.
Рис. 33. Виды гидропневматических установок: а – установка с двумя баками; б – установка с компрессором; в – электрическая схема; 1 – газовый баллон емкостью 50—80 л; 2 – запорный вентиль; 3 – предохранительный клапан; 4 – зарядный штуцер; 5 – реле давления; 6 – электродный сигнализатор уровня; 7 – питающий трубопровод; 8 – обратный клапан; 9 – напорный трубопровод (от насоса); 10 – колпачок; 11 – ниппель; 12 – штуцер от автокамеры; 13 – корпус бака; 14 – сварка; 15 – плюсовой контакт 16 – минусовой контакт; 17 – фланец с резьбой; 18 – электрод; 19 – изолятор; 20 – патрубок; 21 – прокладка; 22 – регулировочная пробка; 23 – пружина; 24 – шарик; 25 – тройник; 26 – деревянный настил; 27 – резиновый коврик; 28 – ресивер компрессора; 29 – манометр; 30 – воздушная трубка; 31 – насос; ВУВ – верхний уровень воды; НУВ – нижний уровень воды; МП – магнитный пускатель; ПР – пусковое реле; Тр – трансформатор пускового реле; 1-2 – контакты включения магнитного пускателя; 3-4 – контакты пускового реле.
У гидропневматического бака перед тройником устанавливают обратный клапан подъемного типа для запирания воды в установке при выключенном насосе. Самодельный обратный клапан можно собрать из подручных материалов: трубопроводной арматуры (тройника, шарика, пружины, регулировочной пробки). Тот бытовой газовый баллон, который будет использоваться как воздушный бак, не требует никаких переделок. А к баллону, предназначенному для гидропневматического бака, необходимо приварить 2 фланца с резьбой: снизу в днище для патрубка напорной трубы, а сверху – для электродного реле верхнего уровня воды.
Электродное реле отключения насоса необходимо для предотвращения перелива в случае нарушения герметичности воздушной полости установки, и одновременно оно может служить датчиком аварийной сигнализации. Электродное реле представляет собой изолированный стержень, включенный в цепь промежуточного реле. Другой конец от промежуточного реле соединен на массу с корпусом баллона. При подъеме уровня вода замыкает электрод реле с корпусом баллона. Образовавшийся при этом сигнал поступает на промежуточное реле, которое прерывает контакты 1–2-й цепи магнитного пускателя. Электродное реле вполне доступно для изготовления своими силами, в чем может помочь рис. 33.
Длину и монтажный диаметр электрода выбирают в зависимости от расчетного уровня воды в баке. Главное, на что надо обратить внимание, – надежная изоляция стержня электрода от корпуса бака (баллона), который, в свою очередь, должен быть хорошо заземлен.
При выборе конструкции следует учитывать, что вариант с компрессором больше подходит для механизации полива на участке, поскольку позволяет использовать установку с большим по объему баком, вода в котором в течение дня нагревается на солнце, а включенный компрессор дает возможность производить полив под давлением, в том числе и разбрызгивателями на дождевальных установках.
Второй вариант с двумя баками более экономичен и удобен в эксплуатации при системе водоснабжения от шахтного или трубчатого колодца. Для подачи воды в гидропневматическую установку рекомендуется использовать электромагнитные вибрационные насосы типа «Малыш», «Струмок» и т. п.
Так как подпитка установки воздухом происходит в результате опорожнения напорного трубопровода, следует учитывать, что при напоре до 5 м вода вытекает самотеком через зазор в клапане насоса, а при более сильном клапан закрывается обратным давлением. В этом случае для обеспечения самослива раскаленным шилом проплавляют дренажное отверстие диаметром 2–3 мм у выхода из насоса.
Дворовую сеть водопровода делают с уклоном 0,02–0,03 в сторону колодца, чтобы обеспечить надежное опорожнение напорного трубопровода. Баки соединяют между собой медной воздушной трубкой, на которой припаяны штуцеры для реле давления, предохранительного клапана и зарядки воздушной полости установки.
В качестве штуцера зарядки обычно используют ниппель от автокамеры, который припаивают к трубке в удобном месте. Предохранительный воздушный клапан регулируют по максимальной величине давления в установке, стараясь, чтобы оно было как можно меньше. Это значительно уменьшит время рабочего цикла нагнетания насоса, то есть даст ощутимую экономию электроэнергии и моторесурса. Как правило, для поливочного водопровода с учетом глубины колодца это давление выбирают в пределах от 0,1 до 0,2 кгс/см2.
Реле давления (электроконтактный манометр) выдает управляющий сигнал на магнитный пускатель, через контакты которого включается и выключается насос. К этой электросхеме в случае необходимости может дополнительно подсоединяться звуковая или световая сигнализация.
Баки гидропневматической установки монтируют как вертикально, так и горизонтально, но при условии, что расстояние между ними должно быть не менее 0,6 м. Такое же расстояние предусматривается от баков до стен и перекрытий.
