Существует довольно много конструкций различных фильтров, но в самодельных трубчатых колодцах обычно применяют наиболее простые сетчатые фильтры, (рис. 39).
Рис. 39. Сетчатый фильтр: 1 – штыковая муфта; 2 – сальник; 3 – отверстия; 4 – проволока; 5 – сетка; 6 – отстойник; 7 – пробка
В настоящее время промышленность выпускает большой ассортимент проволочных тканых фильтровых сеток (ГОСТ 2765–75). По форме ячеек в свету различают сетки с квадратными, прямоугольными и пулевыми ячейками. По размерам ячеек для нашей цели наиболее пригодны мельчайшие – с площадью ячеек в свету 0,025–0,25 мм2 и мелкие – с площадью ячеек в свету 0,25–1 мм2. Переплетение проволок сетки может быть полотняным и саржевым. У сеток с нулевыми ячейками проволоки основы (проходящие вдоль полотна сетки) находятся на определенном расстоянии друг от друга, а более тонкие проволоки утка (проходящие поперек полотна сетки) расположены вплотную друг к другу. Благодаря такому переплетению ячейки в свету отсутствуют. Для трубчатого колодца годятся сетки из меди, латуни, фосфористой бронзы, молибдена, никеля и др. Сетку из нержавеющей стали можно снять со старой стиральной машины.
Какая сетка наиболее пригодна в определенных местных условиях, можно сказать, только выяснив зернистость водоносного слоя. Во многих случаях предпочтение отдают сетке с нулевыми ячейками, поскольку вода здесь проходит через зазоры в виде щелей и такие фильтры меньше засоряются. Если для фильтра не удастся найти подходящую трубу из нержавеющего материала, ее можно свернуть из листа. У такой трубы появляются даже некоторые преимущества, так как отверстия, выполненные в листе, легко очистить с обратной стороны (внутренней) от заусенцев, образующихся при сверлении.
На перфорированную часть трубы наматывают проволоку с зазором между витками 1,5–2 мм. Проволока нужна для того, чтобы приподнять сетку над трубой и увеличить этим так называемую скважность фильтра, то есть его пропускную способность для воды. Проволоку приваривают или припаивают (лучше твердым припоем) к трубе по концам и в нескольких местах посредине.
Сетку закрепляют на трубе поверх проволоки сваркой, пайкой или сшивкой. Если сетку закрепляют сваркой или пайкой, то сначала прикрепляют один край сетки, затем натягивают ее на трубу и закрепляют второй край. Сшивку производят следующим образом. Перед обтяжкой измеряют окружность трубы, и сетку отрезают с припуском для заправки концов. Концы сетки загибают внутрь, а в места изгиба вставляют проволочные стержни диаметром 2,5–3 мм. Эти стержни предохраняют сетку от разрыва при стягивании ее краев. Сетку сшивают проволокой. Верхнюю и нижнюю кромки сетки приваривают или припаивают к трубе.
Ниже фильтра водоприемная часть должна иметь глухой резервуар, который будет служить сборником песка и ила, прошедших через фильтр. Не нужно стремиться, чтобы фильтр задерживал мельчайшие фракции песка. Пусть они проходит через фильтр и затем либо вынесутся потоком воды на поверхность при откачке, либо осядут в отстойнике. В этом случае в водоносной породе образуется вокруг фильтра слой из более крупных частиц песка или гравия, которые сами будут играть роль естественного фильтра.
В обсадную трубу фильтр вставляют с помощью штанги, которую нижним концом с поперечными выступами заводят в штыковую муфту фильтра. Затем, удерживая штангой фильтр, приподнимают обсадную трубу лебедкой или домкратами. Эта операция называется «обнажение фильтра». Для напорной, артезианской воды между фильтром и обсадной трубой устанавливают сальник из резины пли пенькового просмоленного шнура. После обнажения фильтра штангу поворотом выводят из штыковой муфты и вытаскивают на поверхность.
Рис. 40. Фильтр из крупнопористого бетона с наружным стальным каркасом: 1 – обсадная труба; 2 – фильтрующий блок; 3 – каркас с окнами; 4 – опора; 5 – отстойник; 6 – пробка; 7 – гвоздь
Фильтр для трубчатого колодца, когда диаметр его не слишком мал, легко сделать также из крупнопористого бетона (рис.40).
Размеры зерен гравия или щебня для крупнопористого бетона подбирают в зависимости от крупности зерен песка водоносного слоя: соотношение ото примерно равно 10:1. Дозировка цемента, воды и технология работы с крупнопористым бетоном описаны выше. Фильтр из крупнопористого бетона делают в виде трубчатых блоков длиной 200–400 мм и толщиной стенки 30–35 мм. Блоки устанавливают в трубчатый каркас с окнами и по торцам скрепляют цементным раствором. Через сутки фильтр можно опускать в скважину. Фильтр из крупнопористого бетона можно смонтировать и на внутреннем перфорированном каркасе (рис. 41). В последнем случае всю колонну бетонных блоков устанавливают на деревянной пробке. Если по какой-то причине произойдет коррозия связующего и сцепление между зернами гравия нарушится, фильтр этой конструкции превращается в засыпной гравийный. При достаточной мощности водоносного слоя и значительном дебите скважины целесообразно гравийный фильтр разместить ниже статического уровня воды, а сальник сделать засыпным, гравийным. Тогда в полости обсадной трубы над фильтром образуется большее пространство для насоса.
Иногда может оказаться достаточным и простейший фильтр из мелкого щебня или гравия с притоком воды через дно, как у несовершенного шахтного колодца. При неудаче такой фильтр легко извлечь желонкой.
Водоподъемники из трубчатых колодцев
Литература
В настоящее время промышленность выпускает большой ассортимент проволочных тканых фильтровых сеток (ГОСТ 2765–75). По форме ячеек в свету различают сетки с квадратными, прямоугольными и пулевыми ячейками. По размерам ячеек для нашей цели наиболее пригодны мельчайшие – с площадью ячеек в свету 0,025–0,25 мм2 и мелкие – с площадью ячеек в свету 0,25–1 мм2. Переплетение проволок сетки может быть полотняным и саржевым. У сеток с нулевыми ячейками проволоки основы (проходящие вдоль полотна сетки) находятся на определенном расстоянии друг от друга, а более тонкие проволоки утка (проходящие поперек полотна сетки) расположены вплотную друг к другу. Благодаря такому переплетению ячейки в свету отсутствуют. Для трубчатого колодца годятся сетки из меди, латуни, фосфористой бронзы, молибдена, никеля и др. Сетку из нержавеющей стали можно снять со старой стиральной машины.
Какая сетка наиболее пригодна в определенных местных условиях, можно сказать, только выяснив зернистость водоносного слоя. Во многих случаях предпочтение отдают сетке с нулевыми ячейками, поскольку вода здесь проходит через зазоры в виде щелей и такие фильтры меньше засоряются. Если для фильтра не удастся найти подходящую трубу из нержавеющего материала, ее можно свернуть из листа. У такой трубы появляются даже некоторые преимущества, так как отверстия, выполненные в листе, легко очистить с обратной стороны (внутренней) от заусенцев, образующихся при сверлении.
На перфорированную часть трубы наматывают проволоку с зазором между витками 1,5–2 мм. Проволока нужна для того, чтобы приподнять сетку над трубой и увеличить этим так называемую скважность фильтра, то есть его пропускную способность для воды. Проволоку приваривают или припаивают (лучше твердым припоем) к трубе по концам и в нескольких местах посредине.
Сетку закрепляют на трубе поверх проволоки сваркой, пайкой или сшивкой. Если сетку закрепляют сваркой или пайкой, то сначала прикрепляют один край сетки, затем натягивают ее на трубу и закрепляют второй край. Сшивку производят следующим образом. Перед обтяжкой измеряют окружность трубы, и сетку отрезают с припуском для заправки концов. Концы сетки загибают внутрь, а в места изгиба вставляют проволочные стержни диаметром 2,5–3 мм. Эти стержни предохраняют сетку от разрыва при стягивании ее краев. Сетку сшивают проволокой. Верхнюю и нижнюю кромки сетки приваривают или припаивают к трубе.
Ниже фильтра водоприемная часть должна иметь глухой резервуар, который будет служить сборником песка и ила, прошедших через фильтр. Не нужно стремиться, чтобы фильтр задерживал мельчайшие фракции песка. Пусть они проходит через фильтр и затем либо вынесутся потоком воды на поверхность при откачке, либо осядут в отстойнике. В этом случае в водоносной породе образуется вокруг фильтра слой из более крупных частиц песка или гравия, которые сами будут играть роль естественного фильтра.
В обсадную трубу фильтр вставляют с помощью штанги, которую нижним концом с поперечными выступами заводят в штыковую муфту фильтра. Затем, удерживая штангой фильтр, приподнимают обсадную трубу лебедкой или домкратами. Эта операция называется «обнажение фильтра». Для напорной, артезианской воды между фильтром и обсадной трубой устанавливают сальник из резины пли пенькового просмоленного шнура. После обнажения фильтра штангу поворотом выводят из штыковой муфты и вытаскивают на поверхность.
Фильтр для трубчатого колодца, когда диаметр его не слишком мал, легко сделать также из крупнопористого бетона (рис.40).
Размеры зерен гравия или щебня для крупнопористого бетона подбирают в зависимости от крупности зерен песка водоносного слоя: соотношение ото примерно равно 10:1. Дозировка цемента, воды и технология работы с крупнопористым бетоном описаны выше. Фильтр из крупнопористого бетона делают в виде трубчатых блоков длиной 200–400 мм и толщиной стенки 30–35 мм. Блоки устанавливают в трубчатый каркас с окнами и по торцам скрепляют цементным раствором. Через сутки фильтр можно опускать в скважину. Фильтр из крупнопористого бетона можно смонтировать и на внутреннем перфорированном каркасе (рис. 41). В последнем случае всю колонну бетонных блоков устанавливают на деревянной пробке. Если по какой-то причине произойдет коррозия связующего и сцепление между зернами гравия нарушится, фильтр этой конструкции превращается в засыпной гравийный. При достаточной мощности водоносного слоя и значительном дебите скважины целесообразно гравийный фильтр разместить ниже статического уровня воды, а сальник сделать засыпным, гравийным. Тогда в полости обсадной трубы над фильтром образуется большее пространство для насоса.
Иногда может оказаться достаточным и простейший фильтр из мелкого щебня или гравия с притоком воды через дно, как у несовершенного шахтного колодца. При неудаче такой фильтр легко извлечь желонкой.
Водоподъемники из трубчатых колодцев
Проще всего поднять воду из трубчатого колодца с помощью электрического вибрационного насоса. Такие насосы для использования в быту в довольно широком ассортименте выпускает в настоящее время отечественная промышленность: «Малыш», «Ручеек», «Удалец», «Родничок» и др. Все они работают от однофазной сети переменного тока напряжением 220 В, находятся всегда в погруженном состоянии и при грамотной эксплуатации служат длительное время. Особенности установки их в скважину описаны в прилагаемых инструкциях заводов-изготовителей. Сложнее дело обстоит, когда диаметр обсадной трубы мал и не позволяет использовать такие насосы. В этом случае при глубине более 7 м придется применить погружной плунжерный насос с рычажным приводом (ручным или механическим). Возможно также использование специального устройства – эрлифта.
Рис. 41. Фильтр из крупнопористого бетона на внутреннем каркасе с засыпным гравийным сальником: 1 – резервуар; 2 – гравийный сальник; 3 – фильтрующий блок; 4 – каркас с отверстиями; 5 – гвоздь; 6 – пробка
Плунжерные глубинные насосы выпускаются нашей промышленностью. Так, Бийский машиностроительный завод оборудования животноводческих ферм производит глубинный насос НГ-1, который имеет производительность 15 л/мин и глубину подъема воды 30 м. Присоединительный размер колонны труб – 1,25 дюйма. Приобрести такой насос в магазине трудно, но зато можно сделать его своими руками. Хотя к токарю все же придется обратиться за помощью.
Из трубчатого колодца небольшого диаметра, в который вибрационный бытовой насос не проходит, можно поднять воду с помощью воздушного подъемника – эрлифта. По конструкции эрлифты сравнительно просты, они не имеют движущихся частей, как у других насосов, и поэтому не боятся абразивного воздействия песка со дна колодца, в промышленных установках поднимают воду из скважин значительной глубины – до 500 м и более.
Принцип работы эрлифта состоит в следующем. Если в нижнюю часть трубы, опущенной в воду, вводить воздух под достаточным давлением, то образовавшаяся в трубе воздушная эмульсия (смесь воды и пузырьков воздуха) будет подниматься благодаря разности удельных масс эмульсии в трубе и воды в скважине. Естественно, что эмульсия тем легче, чем в ней больше пузырьков воздуха.
Различают эрлифты нагнетательные и всасывающие. У нагнетательного эрлифта в трубу, опущенную в скважину и заглубленную под уровень воды, подводят сжатый воздух от компрессора. Образующаяся эмульсия поднимается на поверхность в бак, где воздух выходит из эмульсии, а вода накапливается.
У всасывающего эрлифта труба опускается немного ниже уровня воды в колодце. Внизу в подъемную трубу воздух попадает из атмосферы в результате разрежения в трубе, создаваемого вакуум-насосом. В этом случае атмосферный воздух также смешивается с водой и в виде эмульсии поднимается на поверхность земли.
Конкретные рекомендации по конструкции эрлифта давать нельзя, так как многое здесь зависит от местных условий. Заметим еще, что если в скважину подается (или из скважины отсасывается) недостаточное количество воздуха, то эрлифт вовсе не подает воду или подает ее с перерывами.
Вы ознакомились с различными вариантами колодцев и технологиями их изготовления. Успехов вам, чистой и вкусной воды!
Статический уровень воды
Плунжерные глубинные насосы выпускаются нашей промышленностью. Так, Бийский машиностроительный завод оборудования животноводческих ферм производит глубинный насос НГ-1, который имеет производительность 15 л/мин и глубину подъема воды 30 м. Присоединительный размер колонны труб – 1,25 дюйма. Приобрести такой насос в магазине трудно, но зато можно сделать его своими руками. Хотя к токарю все же придется обратиться за помощью.
Из трубчатого колодца небольшого диаметра, в который вибрационный бытовой насос не проходит, можно поднять воду с помощью воздушного подъемника – эрлифта. По конструкции эрлифты сравнительно просты, они не имеют движущихся частей, как у других насосов, и поэтому не боятся абразивного воздействия песка со дна колодца, в промышленных установках поднимают воду из скважин значительной глубины – до 500 м и более.
Принцип работы эрлифта состоит в следующем. Если в нижнюю часть трубы, опущенной в воду, вводить воздух под достаточным давлением, то образовавшаяся в трубе воздушная эмульсия (смесь воды и пузырьков воздуха) будет подниматься благодаря разности удельных масс эмульсии в трубе и воды в скважине. Естественно, что эмульсия тем легче, чем в ней больше пузырьков воздуха.
Различают эрлифты нагнетательные и всасывающие. У нагнетательного эрлифта в трубу, опущенную в скважину и заглубленную под уровень воды, подводят сжатый воздух от компрессора. Образующаяся эмульсия поднимается на поверхность в бак, где воздух выходит из эмульсии, а вода накапливается.
У всасывающего эрлифта труба опускается немного ниже уровня воды в колодце. Внизу в подъемную трубу воздух попадает из атмосферы в результате разрежения в трубе, создаваемого вакуум-насосом. В этом случае атмосферный воздух также смешивается с водой и в виде эмульсии поднимается на поверхность земли.
Конкретные рекомендации по конструкции эрлифта давать нельзя, так как многое здесь зависит от местных условий. Заметим еще, что если в скважину подается (или из скважины отсасывается) недостаточное количество воздуха, то эрлифт вовсе не подает воду или подает ее с перерывами.
Вы ознакомились с различными вариантами колодцев и технологиями их изготовления. Успехов вам, чистой и вкусной воды!
Литература
Борисов А. М. и д р. Строительство шахтных колодцев. – М.: Сельхозгиз, 1957.
Воздвиженский Б. И., Голубинцев О. Н., Новожилов А. А. Разведочное бурение. – М.: Недра, 1979.
Герр Ф. Г. Шахтные железобетонные колодцы с фильтрами из пористого бетона. – Алма-Ата: Казсельхозгиз, 1963.
Доболюбов Н. Н. Проектирование и строительство буровых колодцев. – Минск: Урожай, 1964.
Дубровский В. В., Карпов В. Ф. Бурение и оборудование мелких скважин для водоснабжения. – М.: Госгеолиздат, 1952.
Мурзалиев Г. Д. Как построить шахтный колодец. – Алма-Ата: Казах. гос. изд-во., 1951.
Синельников П. И. Сельское водоснабжение. Колодцы с деревянным креплением, каменные, бетонные, железобетонные колодцы-фильтры, трубчатые, цистерны. – М.: Гос. техн. изд-во, 1926.
Скорняков Е. Е. Как находить воду посредством бурения и устраивать простые буровые колодцы, – М.: Новая деревня, 1922.
Скорняков Е. Е. Крестьянское водоснабжение. – М.-Л.: Гос. изд-во. 1925.
Чалащев А. М. Устройство простейших буровых колодцев. – М.: ОНТИ, 1935.
Воздвиженский Б. И., Голубинцев О. Н., Новожилов А. А. Разведочное бурение. – М.: Недра, 1979.
Герр Ф. Г. Шахтные железобетонные колодцы с фильтрами из пористого бетона. – Алма-Ата: Казсельхозгиз, 1963.
Доболюбов Н. Н. Проектирование и строительство буровых колодцев. – Минск: Урожай, 1964.
Дубровский В. В., Карпов В. Ф. Бурение и оборудование мелких скважин для водоснабжения. – М.: Госгеолиздат, 1952.
Мурзалиев Г. Д. Как построить шахтный колодец. – Алма-Ата: Казах. гос. изд-во., 1951.
Синельников П. И. Сельское водоснабжение. Колодцы с деревянным креплением, каменные, бетонные, железобетонные колодцы-фильтры, трубчатые, цистерны. – М.: Гос. техн. изд-во, 1926.
Скорняков Е. Е. Как находить воду посредством бурения и устраивать простые буровые колодцы, – М.: Новая деревня, 1922.
Скорняков Е. Е. Крестьянское водоснабжение. – М.-Л.: Гос. изд-во. 1925.
Чалащев А. М. Устройство простейших буровых колодцев. – М.: ОНТИ, 1935.