Пневматический лифт своими руками

Эрлифт (аэролифт) для скважины: особенности конструкции, расчет, изготовление своими руками

Эрлифт (от английского airlift) – это техническое устройство, при помощи которого, используя только поток сжатого воздуха, можно откачивать жидкие среды из скважин даже значительной глубины. Аэролифт (это еще одно название данного приспособления) отличается высокой универсальностью и может быть успешно использован для решения различных задач, к которым, в частности, относятся:

• удаление из первичных и вторичных отстойников влажных осадков и избыточного ила;
• обеспечение циркуляции активного ила;
• перекачка сточных вод и других жидких сред, в том числе и химически агрессивных.

Эрлифт в очистных сооружениях

Конструктивные особенности и принцип действия

Первые устройства, работающие по такому же принципу, что и эрлифт, появились еще в конце XVIII в., но активно использоваться в различных отраслях промышленности стали лишь в 90-х гг. XX в. Особого внимания заслуживают эрлифты, разработанные Г.В. Шуховым. Конструкцию подобных устройств, отличающихся оптимальными техническими характеристиками, составляют:

• всасывающее устройство, которое обеспечивает равномерную и дозированную подачу рабочей среды в трубопровод;
• смеситель, в котором осуществляется смешивание сжатого воздуха и рабочей среды;
• труба, по которой двух- или трехфазная рабочая смесь подается от смесителя к устройству, предназначенному для отделения из нее воздуха;
• воздухоотделитель, назначение которого состоит в том, чтобы разделить гидросмесь, поступающую из скважины, на отдельные составляющие (воздух и пульпа);
• трубопровод, по которому от компрессора к смесителю подается сжатый воздух.

Гидравлическая схема эрлифта

Принцип, по которому работают эрлифты, заключается в следующем:

• В скважину, из которой необходимо откачать жидкость, помещается труба.
• К нижней части магистрали, по которой будет осуществляться выкачивание жидкости из скважины, подсоединяется еще одна труба, предназначенная для подачи сжатого воздуха.
• При подаче сжатого воздуха в нижнюю часть отсасывающей трубы образуется смесь, состоящая из жидкости и пузырьков воздуха, которая из-за своей невысокой плотности начинает подниматься вверх по трубопроводу.
• Поднимаясь в верхнюю часть скважины и попадая в специальное устройство, гидросмесь разделяется на отдельные составляющие: воздух, который отправляется обратно в атмосферу; твердые смеси, собираемые в специальной накопительной емкости; жидкая составляющая, которая используется по прямому назначению.

Принцип работы эрлифта

Работающие по вышеописанному принципу аэролифты успешно используются для:

• оснащения очистных сооружений, в которые необходимо регулярно подавать химические реагенты;
• откачивания нефти из подземных источников;
• подъема воды из скважин различной глубины;
• очистки септиков от сточных вод и образующегося в них ила.

Обратная промывка скважины с помощью эрлифта

Используя эрлифт для скважины, колодца или как насос для септика, можно поднимать из них жидкости двумя основными способами:

1. Подавая в них сжатый воздух через трубу большого диаметра.
2. Закачивая воздух в скважину или колодец через трубу небольшого диаметра (в этом случае в откачиваемой жидкости формируется множество мелких пузырьков, наполненных воздухом).

Первый способ используют преимущественно при добыче нефти из подземных источников, а второй – при откачивании жидкостей, отличающихся меньшей, чем нефть, плотностью.

Достоинства и недостатки

К наиболее значимым достоинствам, которыми обладает такое устройство, как эрлифт, можно отнести:

• простоту конструкции, в которой отсутствуют движущиеся и трущиеся детали;
• содержание в жидкости, подаваемой при помощи эрлифта, взвеси в неограниченных количествах;
• возможность легко монтировать и демонтировать эрлифт, элементы которого соединяются между собой при помощи резьбы (такая процедура может потребоваться при реконструкции устройства, а также при выполнении его технического обслуживания);
• устойчивость внутренней части труб, из которых состоит эрлифт, к зарастанию;
• устойчивость к химически агрессивным средам, что обеспечивается использованием в эрлифте труб, изготовленных из соответствующих материалов;
• длительный срок эксплуатации.

Естественно, есть у эрлифта и недостатки, наиболее значимыми из которых являются:

• недостаточно высокий коэффициент полезного действия (КПД);
• невозможность использования для подъема жидкостей из скважин, отличающихся небольшой глубиной.

Следует отметить, что эффективность работы эрлифтов зависит по большей части не от интенсивности подачи в их внутреннюю часть сжатого воздуха, а от диаметра подающей трубы и глубины ее погружения в скважину или колодец.

Выполняя расчет эрлифта, специалисты выбирают лучшее соотношение данных параметров, тем самым добиваясь максимально возможного КПД для конкретного случая использования подобного устройства.

Как самостоятельно изготовить эрлифт

При желании такой насос для септика, скважины или колодца, как эрлифт, можно изготовить и своими руками, не прибегая к услугам сторонних специалистов. Если вы хотите изготовить эрлифт своими руками, имейте в виду, что такая процедура потребует проведения предварительных расчетов. К рассчитываемым параметрам, в частности, относятся:

• глубина, на которую в скважину необходимо опустить смеситель, – H;
• диаметры труб, используемых для подачи в скважину воздуха и откачки из нее жидкости.

Такой параметр, как высота, на которую будет осуществляться подъем жидкости (h), не рассчитывается, так как он напрямую зависит от глубины бурения скважины.

Расчетная схема эрлифта

Для расчета глубины погружения смесителя во внутреннюю часть эрлифта используют следующую формулу:

H = kh , где k – это коэффициент погружения смесителя эрлифта под динамический уровень.

Таблица 1. Влияние отношения глубины погружения к высоте подъема на КПД эрлифта

Таблица 2. Практические данные для расчета водоподъемной трубы (значения указаны для 70% погружения)

Таблица 3. Данные для определения процента погружения

Чтобы лучше понять, как сделать эрлифт для скважины своими руками, можно рассмотреть пример изготовления такого устройства для оснащения предварительно пробуренной скважины, вода в которой находится на глубине 20 метров. Итак, самостоятельное изготовление аэролифта в данном случае осуществляется следующим образом.

• Для подачи воды из скважины берут трубу длиной 22 метра, диаметр которой составляет дюйм с четвертью. Такую трубу опускают на требуемую глубину, при этом ее верхняя часть остается над поверхностью земли.
• Примерно на расстоянии 0,5 метра от поверхности земли в трубе выполняют отверстие, в которое монтируют тройник с внутренней резьбой. В нижний отвод такого тройника вкручивают короткую трубу, по которой из скважины будет подаваться жидкость.
• В верхний отвод тройника также вкручивают трубу, длина которой должна составлять примерно 1 метр. Через эту трубу на глубину 20 метров в скважину опускают шланг, по которому будет подаваться сжатый воздух. Диаметр внутреннего отверстия шланга, опускаемого в скважину, должен составлять примерно 10 мм.
• Свободный конец шланга подсоединяют к выходному штуцеру двухцилиндрового компрессора.

Схема самодельного воздушного подъемника жидкости (эрлифта)

После того как вышеописанная конструкция полностью собрана, достаточно включить компрессор, чтобы в скважину начал поступать сжатый воздух и поднимать жидкость с водоносного слоя.

По похожему принципу можно изготовить и компрессор для септика своими руками, который, нагнетая сжатый воздух в нижнюю часть подающей трубы, будет откачивать из септика сточные воды вместе с влажным осадком и илом. Естественно, что изготовить такой насос для септика без расчета всех параметров создаваемой конструкции невозможно.

Эрлифт в септике представляет собой длинную пластиковую трубу, в которую опущен шланг подачи воздуха

Разновидности эрлифтов

В зависимости от конструктивного исполнения и принципа действия аэролифты делятся на два основных типа:

• устройства, работающие по нагнетательному принципу;
• аэролифты всасывающего типа.

В нагнетательных эрлифтах, подающая труба которых опускается под уровень расположения воды, используется сжатый воздух, поступающий от компрессора. Таким образом, устройства данного типа работают по вышеописанному принципу.

В эрлифтах используются три схемы расположения воздушных и водоподъёмных труб

Подающая труба эрлифтов всасывающего типа также опускается под уровень расположения воды. Отличительной особенностью таких эрлифтов является то, что вода в них не выталкивается через подающую трубу, а всасывается в нее сверху. Чтобы обеспечить протекание такого процесса, в подающей трубе создают разрежение воздуха, для чего нужен специальный вакуум-насос.

Аэролифты, кроме откачивания жидкостей из скважин, колодцев и септиков, используются для оснащения аквапонных систем. В этих случаях данное устройство работает одновременно и как насос, и как аэратор воды, насыщающий ее кислородом из окружающего воздуха. Работает такая система, оснащенная эрлифтом, следующим образом:

• Вода под действием сжатого воздуха, нагнетаемого в подающую трубу, из специальных емкостей поступает к лоткам с растениями.
• Из лотков с растениями вода стекает в аквариумы, в которых содержатся рыбы.
• После аквариумов, пройдя систему фильтров, вода возвращается обратно в накопительную емкость.

Использование таких систем, которые приобретают все большую популярность, позволяет подавать воду, насыщенную кислородом, одновременно к растениям и в аквариумы с рыбами.

Источник

Лифт домашний: пневматическая конструкция подъёмника в частном доме

Главная страница » Лифт домашний: пневматическая конструкция подъёмника в частном доме

Домашний лифт, конструкция которого действует за счёт силы воздуха, характеризуется многими специалистами как наиболее оптимальное оборудование к применению в частном доме. Рассматривая другие варианты, когда требуется установка подъёмника в частном доме, среди различных типовых конструкций лифтов, можно сделать логичный вывод: пневматическая технология уникальна для лифтовой промышленности. Вакуумные домашние подъёмники действуют по принципам пневматики и вакуумирования — разных явлений, но связанных технологично, что приводит к созданию пневматической вакуумной установки движения.

Общие понятия применительно к технологии

Пневматика (от греческого πνευματικός) — технология, где используется воздух, как способ передачи энергии для движения и функционирования механизмов. В данном случае это двигатель домашних пневматических лифтов.

Вакуум (от латиницы Vacuus) – состояние, образующееся внутри закрытой полости, где уровень давление воздуха или других газов меньше атмосферного давления.

Почему пневматические (вакуумные) лифты считаются лучшим выбором для частного домостроения этажностью не более трёх? Потому что этот вариант конструкций демонстрирует:

• повышенная степень безопасности,
• экономическую выгоду при строительстве;
• экономическую выгоду при эксплуатации;
• упрощённую конструкцию.

Для пневматического домашнего подъёмника характерным является гладкий компактный дизайн шахты-ствола диаметром минимум 0,95 м с панорамным обзором в 360 градусов. Такую шахту допустимо разместить практически в любом месте жилого дома.

Демонстрационные примеры пневматических вакуумных лифтов домашнего применения, как современных конструкций механизмов подъёма на малый уровень

Параметр скорости, что поддерживает пневматический подъёмник домашний, составляет в среднем:

1. 0,9 м / мин. для конструкций с двумя остановками.
2. 1 м / мин. для конструкций с тремя остановками.

Монтаж вакуумного лифта домашнего применения занимает менее недели. Установленная пневматическая конструкция допускает перенос на другое место в случае необходимости.

О преимуществах вакуумного подъёмника

Безопасность эксплуатации на высоком уровне благодаря передовым функциям, исключает полностью возможное падение пассажирской кабины пневматического лифта домашнего применения. Кроме того, при отключении электроэнергии пассажирская кабина пневматического лифта автоматически возвращается на нижний этаж.

Очевидный момент – энергетическая эффективность пневматической конструкции: нулевое энергопотребление при спуске кабины и низкий уровень потребления энергии при подъёме турбинами, работающими от напряжения 220 вольт.

Монтаж лифта домашнего назначения на пневматике не требует дорогостоящих земляных работ, установки люков или сооружения машинного отделения.

Наконец, если владелец недвижимости задумает продать дом, наличие лифта домашнего применения серьёзно увеличит стоимость продажи. Однако при желании пневматическую конструкцию несложно перенести на новое место.

Домашний пневматический подъёмник удачно вписывается в дизайн жилых помещений, но вместе с тем, такая конструкция вполне допускает установку на внешней стороне жилого дома

Практически не требуются затраты на обслуживание лифта домашнего назначения и смазка трущихся деталей, как этого требуют другие конструкции лифтов.

Остаётся только узнать, как же пневматика и вакуум сочетаются в конструкциях домашних подъёмников. Другими словами, понять — как работает вакуумный (пневматический) лифт в доме?

Работа пневматического домашнего лифта

Схематику действия механизма такого устройства, в общем и целом, можно описать следующим образом: пневматический вакуумный подъёмник образован цилиндрическим пустотелым вертикальным стволом, внутри которого движется пассажирская кабина.

Движение подъёмника осуществляется по принципу создания разницы давлений в рабочих областях шахты-ствола. Когда механизмом поршневого распределения создаётся снижение давления внутри ствола-цилиндра над кабиной вакуумного подъёмника, пассажирская кабина поднимается.

Способствует подъёму более высокое (по отношению к вакууму) атмосферное давление в нижней части ствола-цилиндра под кабиной. Внутри кабины пневматического лифта, при этом, всегда остаётся атмосферное давление.

Клапан, регулирующий приток воздуха в область верхней части ствола, контролирует пневматическое разрежение и позволяет выполнить плавный спуск пассажирской кабины.

По мере впуска клапаном воздуха (при атмосферном давлении) в камеру низкого давления, кабина вакуумного подъемника безопасно плавно опускается до желаемого уровня. Этот клапан также контролирует скорость движения пассажирской кабины домашнего лифта.

Схема пневматической конструкции двумя вариантами (A, B): 1, 2 – зоны атмосферного давления; 3, 9 – потолочная перфорация; 4 – герметичная пассажирская кабина; 5 – зона низкого давления; 6 – вакуумный насос как оголовок; 7 – вакуумный насос удалённый; H1, H2, H3 – минимально допустимые высоты (2350 мм, 2700 мм, 2550 мм)

Нижняя часть шахты-ствола открыта для обеспечения свободного входа воздуха при атмосферном давлении. Процесс всасывания воздуха обеспечивается всасывающим устройством.

Система устанавливает разность давлений между атмосферным давлением и давлением внутри шахты-ствола. Эта разность давлений ограничивается поршнем, боковыми стенками шахты и верхним оголовком ствола.

Блокирующие устройства обеспечения безопасности пользователя

Кабина вакуумного лифта домашнего назначения оснащается блокирующими устройствами, включенными во внутреннюю часть шахты-ствола. Внедрённые блокираторы предназначены для остановки пассажирской кабины на верхнем и нижнем пределах движения пассажирской кабины.

Для создания оптимальных условий безопасности, тормозная система, расположенная на оголовке шахты, активируется в том случае, если контрольная трубка, выведенная над кабиной вакуумного лифта, внезапно попадает под атмосферное давление.

Тормозная система состоит из диафрагмы или поршня. Конструкция образует своего рода датчик давления, обнаруживающий мгновенное снижение давления в области верхней камеры.

Тормозная система пневматического домашнего подъёмника: 1 – вакуумный резервуар; 2 – тормозной цилиндр; 3 – поршень; 4 – аварийный клапан; 5 – контрольная трубка; 6 – шток под тормозную оснастку

Если этот маловероятный инцидент всё же произойдет, лифт домашний пневматический включается в режим торможения, как только обнаруживается 5 см хода свободного падения кабины.

Если при эксплуатации пневматической домашней конструкции происходит внезапное отключение электричества, пассажирская кабина лифта домашнего применения автоматически опускается на первый этаж.

Причём спуск осуществляется на более медленной скорости, чем обычно, так как в область верхней камеры не поступает воздух (как это имеет место в условиях подведённого питания).

Кроме всего отмеченного, вакуумный подъёмник домашний обеспечивается:

• сигнализацией,
• аварийной вентиляцией,
• дверными защитными выключателями.

Исключается возможное открытие дверей в процессе движения пневматического лифта домашнего.

Пассажирская капсула оснащается креплением для установки телефона и соответствующей проводкой до контроллера вакуумного лифта. Контроллер традиционно располагается в той же области — над цилиндрической шахтой, где стоит вакуумный насос.

Лифт пневматический домашний: классические характеристики

Общий вес лифта домашнего – 300 кг (для шахты на высоту подъёма 3 метра — 2 остановки) или 450 кг (для высоты подъема 6 метров — 3 остановки). Грузоподъемность домашнего пневматического лифта составляет 200 кг. Скорость движения пассажирской капсулы – 0,75 м / минуту.

Обычно используются галогенные светильники внутри кабины. Электрические цепи питания поддерживают напряжение на выше 24 вольт. Применяются кнопочные переключатели с подсветкой на панели внутри кабины и на каждой грузовой площадке рядом с дверью лифта домашнего.

Пример устройства домашнего пневматического подъёмника, оборудованного с учётом создания полноценного комфорта для конечного пользователя

Поддерживается открывание дверей поликарбонатного ствола-цилиндра, как с одной стороны на каждом этаже, так и на противоположных сторонах. Конструкция пневматического домашнего лифта устанавливается самонесущим блоком – упор на пол жилого здания.

Основные части конструкции вакуумного лифта

1. Подъёмный цилиндр — прозрачная, самонесущая труба, построенная из секций, специально разработанных под домашние пневматические лифты. Стенки подъёмного цилиндра выполнены на основе изогнутых листов поликарбоната. Труба выполнена длинными модулями, которые легко совмещаются один с другим.

Двери подъёмного цилиндра сделаны из того же материала — поликарбоната. Дверные конструкции герметичны, оснащены предохранительными магнитными замками.

Оголовок подъёмного цилиндра выполнен из стали, чем обеспечивается герметичность в области соединения с поликарбонатной основой. Оголовок стальной оснащается всасывающими клапанами и воздухозаборниками.

1. Кабина вакуумного подъёмника — изготовлена из прозрачного поликарбоната и монтируется на стальной раме. На крыше кабины имеется герметичное соединение, которым обеспечивается нормальное давление и условия внутри пассажирской зоны. Используется якорная система, которая активируется при достижении желаемого этажа. Тем самым обеспечивается точная остановка на конкретном уровне.
2. Вакуумный модуль (вакуумный насос) – поддерживает два типичных исполнения сборки. Либо непосредственно на подъёмном цилиндре как оголовок, либо отдельно на расстоянии до 9 метров от подъёмного цилиндра. В любом случае электродвигатель насоса используется однофазный.

Габаритные размеры вакуумного лифта домашнего применения

Габаритные размеры классической конструкции пневматического подъёмника для дома:

• внешний диаметр подъёмного цилиндра: 0,95 м;
• внутренний диаметр пассажирской капсулы: 0,81 м;
• внутренняя высота пассажирской капсулы: 1,95 м;
• высота двери лифта: 1,9 м;
• ширина двери лифта: 0,53 м;
• оголовок вакуумного насоса: (диаметр * высота, м) 0,95 * 0,28;

Дистанционно выводимая насосная система

Удалённый вакуумный узел монтируется на чердаке или в машинном отделении. Этот модуль (классика) имеет габаритные размеры: 73 * 45 * 53 см. Связывающая линия подводится непосредственно к верхней части цилиндра. Для установочного варианта на чердаке требуется изготовление в потолке отверстия диаметром 1 м или больше.

Кроме того, потребуется высота мансарды от балки до балки не менее 0,9 метра, чтобы обеспечить достаточно места для правильной установки. Насосная часть соединяется с лифтом посредством ПВХ труб диаметром 5-10 см, длиной до 7,5 метров.

Демонстрационное видео о пневматических лифтах

Ролик демонстрационного видео наглядно показывает все преимущества пневматических (вакуумных) подъёмников, конструкции которых удачно подходят под монтаж в составе частного дома. Помимо технического функционала, такое сооружение становится ещё и частью дизайна жилища:

Заключительный штрих

Уповать на преимущества, традиционно продвигаемые производителями любого оборудования, конечно же, не следует. Если выбор потенциального пользователя пал на вакуумный домашний подъёмник, нужно просто внимательно подходить к знакомству с конкретным оборудованием.

Как и в любой сфере, качество лифтового оборудования зависит во многом от возможностей и способностей изготовителей. А может быть, стоит подумать и о том, как сделать пневматический лифт своими руками.

КРАТКИЙ БРИФИНГ

Zetsila — публикации материалов, интересных и полезных для социума. Новости технологий, исследований, экспериментов мирового масштаба. Социальная мультитематическая информация — СМИ .

Источник