Ветряк насос своими руками

У него в аренде было 15 гектар земли, расположенной в трех километрах от ближайшего села, на которой так-же имелось небольшое естественное озеро. Рядом с ним был построен домик. Так-как здесь не-было электричества, в доме сделано 12-ти вольтовое освещение от автомобильного аккумулятора, а так-же к нему подключался маленький телевизор на 12 вольт.

Но аккумулятора на долго не хватало и его приходилось часто возить на зарядку в город за 50 километров. Кроме такой необходимости в зарядке аккумулятора глубокий разряд так-же существенно сокращает срок службы его, так-как свинцово-кислотные аккумуляторы не любят глубоких разрядов.

Идея построить ветрогенератор возникла сама собой, в этом случае казались только одни плюсы и простота. Надо было заряжать аккумулятор, и ради этого возится с бензогенератором не хотелось, так-как это шум и топливо, а ветряк не шумит и не требует топлива.

В поисках информации в интернете о ветрогенераторах была найдена простая конструкция вертикального ветрогенератора, которая очень понравилась своей простотой, а так-же тем что ее вроде-бы рассчитал какой-то умник, а так-же как он заявлял что с нее можно получить до 800 ватт мощности. Изначально конструкция там была из фанеры, а здесь было проще все сделать из имеющегося в наличие материала, а имелся всякий металлолом.

Изготовление ветрогенератора.

Лопасти для ветрогенератора сделаны из жести от автомобильных крыш, в количестве 4 шт. Размеры лопасти ширина 80 см , а высота 1 метр, общий диаметр окружности лопастей получился 1,9 метра. Для креплений лопастей к оси приварены пластины. Ось представляет из себя двухдюймовую трубу, которая прикручена через приваренный фланец к жигулевской полуоси. А полуось посажена на два подшипника.

Верхний – 308 от волговской полуоси, а нижний – 306 от жигулёвской полуоси. Подшипники закреплены в разборном основании, сделанном из уголка. Хомуты для крепления подшипников я сначала были прихвачены сваркой вместе с подшипниками, а затем вынув подшипники обварены по кругу оставив немного непроверенного места для зажима подшипников, в общем если расслабить болты, то подшипники легко снимаются.

Когда делался генератор, то расчет был на 150-200 об/м на ветре около 12 м/с, исходя из этого был сделан мультипликатор для автомобильного генератора Г-250 на 60 ампер. Мультипликатор собран на основе задней звездочки от мопеда на 48 зубов, которая установлена на вал ветрогенератора. Через цепь привод крутил вторую звездочку на 10 зубов, которая крутила шкив, а он через ремень крутил генератор. Общее передаточное число получилось примерно 1 к 12-ти.

Но как оказалось обороты лопастей намного ниже ожидаемых и на ветре 10-10м/с обороты лопастей всего 30-40 об/м. При ветре 4-5м/с частота вращение ротора ветрогенератора всего около 15 об/м, через мультипликатор генератор крутился со скоростью всего 150-200 об/м, и выдавал всего лишь 6-8 вольт. После таких просчетов почему-то вспоминался тот умник, советовавший и обещавший совсем другие параметры ветрогенератора, скорее всего он ничего не считал и не делал.

Дальше поднимать обороты автогенератора не хотелось, так-как мультипликатор заберет много мощности на себя. Было решено изготовить новый генератор. Конструкцию нового генератора подсмотрел в интернете, это дисковый или как его еще называют аксиальный генератор на постоянных магнитах. Но из этого генератора тоже ничего хорошего не вышло.

В итоге чтобы такая конструкция не простаивала без дела было решено приладить к ней насос чтобы качала воду из озера. Дело стало за насосом, который был сделан из тормозной передней камеры от ЗИЛ. Тормозная камера была разобрана и модернизирована. Заменена мембрана на более мягкую, которая вырезана из автомобильной камеры.

Так-же приварены два вывода с резьбой пол-дюймовых для соединения шлангов. И просверлен шток, в котором нарезана резьба под болт М10 для крепления прижимной пластины мембраны. Ход штока мембраны 3см, он прикручен к валу ротора болтом М10 со смещением от цента на 1,5см.

Чтобы тормозная камера заработала как насос на выводы прикручены обратные клапана. Это обычные обратные клапана для поливных шлангов, кстати очень герметичные и воду насос закачивает прямо на сухую без дополнительного заполнения водой системы, что очень удобно, ведь ветер не постоянный и система работает не стабильно.

Расстояние от озера до дома 40 метров. При ветре примерно 5-6 м/с ветрогенератор накачивает бочку объемом 75 литров примерно за полчаса. При таких ветрах правда ветрогенератор часто останавливается и работает не стабильно, уверенней работает на ветру 7-10 м/с. Если пальцем зажать шланг, то струя бьет до четырех метров, давление насос развивает примерно пол-атмосферы.

С насосом ветрогенерато страгивается и начинает работать на ветру 5-6м/с, в будущем хотелось сделать более слабенький насос чтобы он качал на более слабых ветрах, за счет чего увеличить общее время работы насоса, ведь хорошие ветра не часто.

Сама конструкция ветрогенератора очень устойчива за счет своего веса и раскинутых опорных ножек. Даже при штормовом ветре стоит как вкопанная. Надежность конструкции не вызывает сомнений так-как все сварено надёжно, а ось на крупных подшипниках, которые рассчитаны на гораздо большие нагрузки в автомобилях.

Из недостатков можно выделить главный, это слишком маленькие обороты, из-за этого трудно приладить к ветрогенератору какой либо генератор. Сам ветрогенератор не шумит, ну это и понятно так-как обороты очень маленькие. Когда стоял генератор с мультипликатором то была еле слышна работа мультипликатора.

Так-же одно время ветрогенератор был установлен на крыше дома, и из-за этой вращающейся штуковины все чаще в гости под разными предлогами стали заезжать местные селяне, и расспрашивать что да как и зачем.

Расходы на изготовление этой ветроустановки совсем небольшие, немного денег и свой приятно потраченный труд.

Подшипники -34 гр. 12 метров уголка -79 гр. Два полудюймовых клапана -12 гр. 1 банка краски -10 гр. Пневмоцилиндр -30 гр. Полуось б/у -25гр. Крыши от машин достались бесплатно. Итого: 190 гривней или 29 евро.

Для выработки электроэнергии вертикалки не очень годятся, а вот совершать напрямую какую нибудь работу могут хорошо, там где нужен большой крутящий момент и небольшие обороты. Например подавать воду из скважины или колодца, или просто перекачивать. Что нибудь перемалывать приводя в движение дробилку. При этом не нужны ни какие аккумуляторы, а значит ветрогенератор получается очень дешёвый и быстро себя оправдает.

Дата публикации: 19 июля 2019

Жизнь дачников немало осложняет отсутствие загородного водопровода. Полив участка, приготовление пищи, решение прочих бытовых вопросов — все это требует значительного количества воды, таскать которую от ближайшей колонки очень тяжело. Решение проблемы — бурение скважины для последующего забора воды с использованием погружного насоса. Электроэнергию для работы устройство будет получать от централизованной энергосети. Если же качество электроснабжения на участке оставляет желать лучшего, домашний умелец легко сможет самостоятельно сконструировать и установить на участке обычный ветряк. Приходя в движение за счет силы ветра, он обеспечит работу насоса, и из скважины в дом будет стабильно поступать чистая вода.

Немного физики для тех, кто решил серьезно заняться проблемой водоснабжения

Работа погружного насоса основана на вращательных движениях кривошипного механизма. Запустить устройство в действие позволяет обычный ветрогенератор. Его эффективность доказана практическим опытом многих дачников, сумевших разобраться с нюансами механизма и самостоятельно сконструировать его. Действительно, несмотря на кажущуюся сложность, собрать ветронасос своими руками можно достаточно быстро и с минимальными затратами. Единственное условие — при выполнении расчетов и разработке чертежей важно учесть несколько моментов:

• Чем глубже скважина, тем больше энергии требуется для работы насоса, и тем мощнее должен быть новый ветрогенератор.
• Для стабильной работы погружного механизма ветряного насоса для воды на его штоке постоянно должно быть некоторое усилие. Иначе вода будет подаваться с перебоями.
• В конструкции ветряка необходимо учитывать силу ветра на участке. Чем крупнее модель устройства, тем больше ветровой энергии требуется для его запуска. При слабом ветре такой генератор будет находиться в покое. Зато крупный ветряк отличается высокой мощностью, в отличие от более компактных моделей.

Как показывает опыт, первоначальный выбор в пользу крупного ветрогенератора со временем заставляет подумать о приобретении или изготовлении устройства средних размеров. Некоторые потери мощности в данном случае компенсируются стабильной работой ветряка даже при небольшой скорости воздушного потока. Тем более что на большей части страны сильные ветра наблюдаются сравнительно нечасто.

Из каких материалов можно собрать самодельные ветряные насосы для воды

Простота конструкции технических устройств в большинстве случаев означает их надежность. Ветряной насос для воды своими руками — не исключение. Модель в виде помпы не требует сложной сборки и гарантирует безотказную и продолжительную работу. Такая конструкция имеет форму цилиндра, нижняя часть которого соединена с обратным клапаном и всасывающим патрубком. Внутри цилиндра в вертикальном направлении двигается поршень. Разреженная среда, создаваемая при поднятии поршня, заполняется водой из скважины, которая затем поступает в дом по системе труб.

В перечне материалов для сборки ветряного насоса своими руками — пластик и металл. Каждый из вариантов имеет свои достоинства и отдельные недостатки:

• Металлическая конструкция прочнее и долговечнее. Для сборки металлического насосного оборудования используют детали из латуни и дюралюминия. Стоит учесть, что далеко не все сплавы способны длительное время выдерживать повышенную влажность окружающей среды. Кроме того, изготовление деталей такого насоса требует наличия токарного оборудования.
• Пластиковые модели не боятся воды. Конструкция такого ветряного водяного насоса легко собирается из полипропиленовых труб. В качестве обратного клапана можно использовать резину, прикрепленную к заглушке. Двигаясь одновременно с поршнем, она поднимется, открывая путь для воды. А при опускании поршня резиновая деталь перекроет выход, тем самым исключив утечку. Однако с наступлением сильных холодов возникает риск разрыва конструкции из-за распирающего действия замерзшей воды.

Более простое решение — приобретение готовой модели насоса достаточной мощности. Оно позволит сразу перейти к сборке конструкции ветрогенератора и сэкономит время на запуск новой системы альтернативного водоснабжения.

Как выбрать и изготовить модель ветронасоса для воды своими руками

Работу рекомендуется построить в такой последовательности:

1. Выполняется расчет оптимального размера лопастей, после чего из металлического листа толщиной 1 мм вырезается необходимое количество деталей .
2. Изготавливаются спицы для лопастей. Для этого берут металлические трубки нужной длины диаметром около 12 мм.
3. В ступице, на которой крепятся лопасти, на токарном станке выполняют нужное число отверстий – гнезд. Спицы вставляют в гнезда ступицы и зажимают болтами.
4. Лопасти фиксируют на несущих спицах методом клепки.
5. Чтобы изготовить стабилизатор ветряка, используют листовой дюралюминий около 5 мм толщиной. Увеличить его жесткость можно с помощью проволочного каркаса. Стабилизатор крепится на ветряк с помощью алюминиевой трубки диаметром около 32 мм.
6. Для сборки редуктора ветрогенератора используют листовую сталь толщиной 5 мм. Из нее вырезают и сваривают деталь корпуса. В качестве шестерней можно использовать аналогичные детали старых советских авто, которые подходят по размеру к готовому корпусу. Для заполнения пространства между днищем и шестернями редуктора приготавливают смесь литола и нейтрального масла, чтобы готовый состав имел текучее кашеобразное состояние.
7. В качестве мачты для ветряка используют трубы диаметром 10 см с фланцевым соединением.
8. Для конструкции насоса изготавливают специальный насосный ящик. Для работы потребуются металлические листы толщины не менее 2 мм, из которых вырезают подходящие по размеру детали и сваривают их в единую конструкцию. Внутрь устанавливается обычная модель бытового ручного насоса, диаметр цилиндра которого составляет 76-80 мм. Если его необходимо заставить работать в горизонтальном положении, штатные клапаны заменяют резиновыми деталями того же размера.

Предлагаемая конструкция ветронасоса легко справится с подъемом воды с глубины до 12 м. При условии исправности обратного клапана поршневой конструкции насоса его работа будет стабильной и безотказной.

Если вы остановили выбор на горизонтальной конструкции ветряка, необходимо приобрести или изготовить горизонтальный вал, устройство для передачи вращения на кривошипный механизм, а также — симметричную лопастную конструкцию, напоминающую мельницу. Вращающийся вал устанавливают на поворотную платформу, после чего на него монтируют лопасти. Вращение на кривошип передает цепная или зубчатая передача.

Привязка ветряного генератора к водяной скважине существенно ограничивает выбор подходящего места для монтажа устройства. Поэтому рекомендуется сразу отдать предпочтение прочной и высокой мачте, чтобы позже не заниматься переносом или переделкой всей конструкции.

Вам нужно войти, чтобы оставить комментарий.

Обновлено: 4 мая 2019

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.