Кадастр

Поднять воду из реки. Подъем воды

Это не шутка и не розыгрыш. Водяному насосу, о котором пойдет речь, действительно не требуется ни электричества, ни бензина, ни чего-то ещё. Он не черпает энергию из эфира и не ловит свободную энергию. При всем при этом способен подымать столб воды в несколько раз превышающее начальное давление. Никакого обмана или надувательства - обычная физика и ничего более.
Конечно, если вы видите такой насос первый раз, то как и я можете подумать, что это бред... Такой же как и изобретение вечного двигателя... Но нет, все гораздо проще и довольно легко объяснимо. Это 100% рабочая модель водяного насоса, повторенная уже не одним умельцем.

Изготовление водяного насоса

Итак, для начала я расскажу как устроен насос, а потом его принцип действия и работа в реальных условиях.

Конструкция с описанием

Вот так он выглядит. Все делано из труб ПВХ.

В данном случае конструкция имеет вид прямой трубы с различными клапанами и краниками, с ответвлением в центре более толстого диаметра трубы.
Самая толстая чать - это буфер или ресивер для накопления и стабилизации давления. Слева и справа установлены входные и выходные шаровые краны.
Я буду рассматривать насос справа на лево. Так как правая сторона - это вход для воды, а левая - выход.
Вообщем, уяснили, что вода подается на шаровый кран справа. Далее идет на тройник. Тройник, разделяет потоки. Вверх подает к клапану, который закрывается при достаточном давлении. А прямой поток подается на клапан, который открывается при достижении нужного давления.
Затем, идет опять тройник на ресивер и уже на выход. А, ещё манометр, но его может и не быть, не столь важен.

Детали

Все детали разложены перед сборкой. Я использую ПВХ трубы, они клеются на клей, но вполне можно использовать и полипропилен.

Клапан.

Сборка

Собираю. Второй клапан по середине и выглядит немного иначе. Разница этих двух клапанов в том, что изначально латунный клапан будет всегда открыт, а клапан из ПВХ изначально всегда закрыт.

Собираем буфер-ресивер.

Конечная часть насоса.

Почти готовый образец.

Добавим манометр для замера давления в работе.

Водяной насос с манометром готов к испытаниям.

Испытания насоса

Пришло время установить и испытать насос. Хочу немного оговориться и сказать, что насос не то чтобы качает воду, а скорее усиливает её напор. Я имею в виду, что для работы насоса необходимо начальное давление.
Для этого установим насос в небольшом ручье. Подключим длинную трубу в несколько метров (это обязательно условие) и будем забирать воду с небольшого возвышения. В итоге к насосу вода будет течь сама.

Ставим ресивер вертикально, латунный клапан должен быть на открытом воздухе.

И насос, щелкая клапанами начинает подавать воду выше уровня забора. Гораздо выше уровня забора воды вначале трубы.

Все это кажется по истине удивительным и невероятным, но тут нет никакого секрета. Такие водяные насосы ещё называют гидроударными и работают они так:
Когда подается вода, то она сразу устремляется в открытый клапан.

Как только вода наберет небольшой разбег этот клапан резко закроется. А так как столб воды в трубе имеет инерцию как и любая физическая масса, то произойдет гидроудар, который создаст избыточное давление, способное открыть второй клапан. И вода устремится в ресивер, где будет сжимать воздух.

Как только избыточное давление будет погашено и станет меньше исходящего - средник клапан закроется и откроется верхний. В результате чего вода опять побежит через верхний клапан.

Далее цикл повторяется.
Более подробную анимацию смотрите в видео:

Такие насосы могут создавать давление, превышающее начальное в 10 раз! И в подтверждение этому смотрите видео:

Секвойи, растущие в Калифорнии, являются одними из самых высоких деревьев в мире. Они достигают в высоту 110 метров. Возраст некоторых деревьев составляет 2000-3000 лет! Трудно передать то неизгладимое впечатление, которое оставляет прогулка среди этих гигантов. Истина сотворения здесь явлена могущественно. Клетки дерева организованы так, чтобы составлять корни, ствол, кору, водяные колонны, ветки и листья. Дерево напоминает гигантскую химическую фабрику. В нем в безупречном порядке происходят чрезвычайно сложные химические процессы.

Поразительно то, что это огромное дерево вырастает из маленького семени весом около 5 грамм. Только подумайте: вся информация о развитии и организации этих гигантов заложена в их ДНК, в крошечном круглом семени. Семя выполняет все “указания”, находящиеся в его ДНК, и превращается в гигантскую структуру, ни с чем не сравнимую по внешнему виду и размерам, содержащую 2500 тонн древесины. Потрясающе, не так ли?

Гигантская секвойя “Генерал Шерман”.
Ее высота равна 83,8 м, а периметр ствола у основания составляет 34,9 м. Возраст дерева насчитывает 2500 лет. Это дерево считается самым большим живым организмом на Земле. Его вес вместе с корневой системой составляет 2500 т. Объем дерева – 17000 кубометров, что в 10 раз больше, чем объем голубого кита.

В Писании сказано: «Бог высок могуществом Своим, и кто такой, как Он, наставник? …Помни о том, чтобы превозносить дела Его, которые люди видят. Все люди могут видеть их; человек может усматривать их издали» (Иов 36:22,24-25). Действительно, все люди могут видеть дела Божьи.

В день через листья секвойя выделяет до 600 литров воды, поэтому она постоянно поднимает воду от корней к веткам, преодолевая силу гравитации. Как же это удается дереву, не имеющему механических насосов? 100 метров – это действительно впечатляющая высота, сравнимая с двумя 14-этажными домами. Оказывается, внутри ствола секвойи есть специальная система узких взаимосвязанных трубочек, называемая ксилемой. Эта сложная внутренняя ткань дерева служит для того, чтобы проводить воду от корней к листьям. Трубочки ксилемы образуют клетки, расположенные одна над другой. Все вместе они формируют невероятно длинную колонну, простирающуюся от корней через ствол к листьям. Чтобы “качать” воду, секвойя должна формировать в этой трубе беспрерывную колонну воды.

Дерево поддерживает воду на протяжении всей своей жизни. Вспомните, как сильный ветер гнет дерево и ветки. Однако благодаря тому, что проводящая трубка состоит из миллионов маленьких отрезков, состыкованных вместе, поток воды постоянно удерживается. Одна цельная трубка не выполнила бы этой задачи. Поскольку вода обычно не течет вверх, как же дереву удается качать ее на такую высоту? Корни «подтягивают» воду вверх, а действие капиллярности (способность воды немного подниматься по стенкам трубки) добавляет давления. Однако эта сила обеспечивает дереву поднятие воды лишь на 2-3 метра. Основная движущая сила – это испарение и притяжение между молекулами воды. Молекулы имеют позитивно и негативно заряженные частицы, благодаря чему они сцепляются между собой с огромной силой, которая, согласно экспериментальным измерениям, составляет 25-30 атмосфер (1 атмосфера равна нормальному атмосферному давлению на уровне моря). Этого достаточно, чтобы продавить подводную лодку времен Второй Мировой войны, плывущую на глубине 350 метров под водой. Секвойя же запросто поддерживает давление в 14 атмосфер наверху водяной колонки. Вода, испаряясь с листьев, порождает силу всасывания. Молекула воды испаряется с листка и благодаря силе молекулярного притяжения тянет за собой другие молекулы вокруг нее, что создает небольшое всасывание в водяной колонке и тянет воду от соседних клеток листка. Эти молекулы, в свою очередь, притягивают окружающие их молекулы. Цепочка движения продолжается к самой земле и двигает воду от корней к верхушке дерева подобно тому, как насос поднимает воду из колонки на поверхность.

Мы понимаем, что дерево само не могло придумать такую сложную систему, которая мудро использует физику воды и энергию Солнца. Мы воздаем всю Славу Богу, Создателю неба и земли. Деревья-гиганты свидетельствуют об историчности книги Бытие, которая открывает нам их истинное происхождение: «И сказал Бог: да произрастит земля зелень, траву, сеющую семя, дерево плодовитое, приносящее по роду своему плод, в котором семя его на земле. И стало так» (Бытие 1:11).

Д. Куровский

В древние времена и эпоху средневековья перед людьми нередко стояла задача подъема воды на высоту. Она реализовывалась различными способами, которые может вспомнить любой домовладелец, оставленный на земельном участке на долгое время без электричества. В случае большой глубины источника водозабора и острой нужды в воде использование древних способов принесет определенную пользу в расширении кругозора, укреплении здоровья и получении дополнительных инженерно-строительных навыков.

Если вы решаете, как поднять воду на высоту, без насоса вам не обойтись. Только для подъема придется использовать не электрические, а ручные самодельные устройства, для работы которых потребуется приложение мускульной силы или энергия текущего водного потока.

Изобретение винтового устройства для подачи воды на высоту с целью наполнения оросительных каналов было сделано Архимедом приблизительно в 250 году до нашей эры.

Рис.1 Принцип действия винтового насоса Архимеда

Устройство состоит из полого цилиндра, внутри которого вращается винт, при работе оно опускается в источник водозабора под углом. При вращении лопасти винта захватывают воду и винт поднимает ее вверх по трубе, в верхней точке труба заканчивается и вода выливается в емкость или оросительный канал.

В древние времена рабочее колесо вращали рабы или животные, в наше время с этим могут быть проблемы и придется дополнительно строить ветряное колесо для приведения винта во вращение или самостоятельно укреплять мускулатуру.

Рис.2 Разновидность колеса Архимеда – насос из трубки

Устройство является аналогом современных шнековых насосов, может иметь различные модификации: винт вращается вместе с цилиндром или имеет форму полой трубки, намотанной на шток.

Механик Монгольфье в 1797 придумал устройство, названное гидравлическим тараном. В нем используется кинетическая энергия воды, текущей сверху вниз.

Рис. 3 Принцип действия гидроударного водяного насоса

Принцип действия устройства основан на том, что при резком перекрытии водного потока в жесткой трубе вода через обратный клапан под давлением вытесняется в расположенный вверху гидробак. В его нижней части располагается штуцер, на который одевается выходной шланг для воды, идущий к потребителю. Обратный клапан не дает возможности воде вытечь обратно - таким образом происходит постоянное циклическое наполнение бака и непрерывный подъем и подача воды.

Запорный клапан устройства работает автоматически, поэтому присутствие человека и организации его работы кроме установки оборудования не требуется.

Рис. 4 Внешний вид промышленного гидроударного насоса

Следует отметить, что подобные устройства нет необходимости делать самостоятельно, они выпускаются промышленным способом в небольших объемах.

Родоначальником метода является немецкий горный инженер Карл Лошер, придумавший способ в 1797 году.

Рис. 5 Принцип действия аэролифтового насоса и его разновидности

Аэролифт (эрлифт) - разновидность струйного насоса, для подъема воды используется воздух. Устройство представляет собой полую вертикальную трубу, опущенную в воду, к нижней части которой подключен шланг. При подаче через шланг в трубу воздуха под давлением, его пузырьки смешиваются с водой, и полученная пена вследствие легкой удельной массы подымается вверх.

Воздух можно подавать при помощи обычного ручного насоса через ниппель, препятствующий его выходу обратно.

Рис. 6 Автоматическая подача воды аэролифтом с использованием компрессора

Подобное устройство для подачи воды при отсутствии насоса довольно просто сделать своими руками и автоматизировать процесс, если имеется подающий воздух компрессор.

Рис. 7 Принцип действия самодельного поршневого насоса

Можно сделать устройство для подачи воды на высоту методом всасывания при помощи поршня. Устройство представляет собой трубу с системой обратных клапанов, внутри цилиндрической поверхности которой движется поршень. При возвратном движении вода всасывается в корпус цилиндра, при поступательном перемещении поршня обратные клапаны закрываются и вода выталкивается наружу.

Рис. 8 Поршневая помпа в организации ручного водоснабжения.

Поршневой насос с длинной трубой для подъема воды с больших глубин держать в руках и качать воду - занятие для подготовленных культуристов, его удобнее приспособить для подъема воды из узкой скважины, закрепив на внешней колонке с ручкой.

Для быстрого подъема воды с небольших глубин из узких расщелин можно использовать простейшее промышленное устройство. Для этого берется ручная помпа для воды и на ее входной клапан одевается длинная пластиковая трубка. Самодельный насос опускается в воду длинным концом трубки и она качается при помощи многократных нажатий на кнопку помпы.

Рис. 9 Ручная помпа для подъема воды

Методы подъема воды без электронасоса малоэффективны и требуют серьезных затрат и усилий для изготовления работоспособного и удобного устройства, несопоставимых не только со стоимостью самого дешевого электронасоса, но и дорогих моделей. Их применение оправдано при проживании в районах с полным отсутствием электроэнергии, что можно отнести к экстремальным способам выживания.

Владельцы патента RU 2459981:

Изобретение может быть применено в водоснабжении сельских населенных пунктов, садовых участков и фермерских хозяйств. Способ подъема воды включает операции вакуумирования водоподъемной трубы 7 водокольцевым насосом 1 с одновременным насыщением воды в этой трубе воздухом на участке всасывания воды в скважине. Завершающей операцией является подача поднятой водовоздушной смеси в сборную емкость. Устройство содержит водокольцевой насос 1 и водоподъемную трубу 7 с перфорацией на входе, установленную в стакан 10 с калиброванным отверстием 11 в его днище. Изобретение направлено на увеличение высоты подъема воды из колодцев и скважин. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к насосостроению, а именно к способам подъема воды эрлифтом, и может быть использовано при проектировании гидротранспортных систем, строительстве и эксплуатации систем водоснабжения на селе и при изыскательских работах.

Известен способ подъема воды с помощью абиссинских колодцев и устройство для подъема воды в виде абиссинского колодца (см. О.Н.Долин. Колодцы и скважины своими руками, 1986 г., рис.18). По этому способу в грунт забивают перфорированную стальную трубу с острым наконечником и вакуумируют ее с помощью поршневых и центробежных насосов. Устройство для подъема воды в содержит перфорированную стальную трубу с острым наконечником, которую на дневной поверхности соединяют со всасом насоса. Недостаток способа и устройства заключается в ограниченной высоте подъема воды до 8 м, а теоретически до 10 м.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ подъема воды с помощью всасывающего эрлифта и устройство всасывающего эрлифта (см. Рычагов В.В., Флоринский М.М. Насосы и насосные станции. - М., Колос, 1975, с.140). По способу предоставляют возможность входа воздуха из атмосферы в вакуумированную водоподъемную трубу. При этом вес поднимаемой водовоздушной смеси уменьшается, высота подъема увеличивается. Устройство всасывающего эрлифта содержит водоподъемную трубу, перфорированную на расстоянии от ее нижнего конца, равном погружению ее в воду. Верхний конец трубы соединен со всасом насоса. За счет вакуума, создаваемого насосом, вода полным сечением трубы поднимается от уровня свободной поверхности воды в резервуаре до перфорации в трубе. Выше до дневной поверхности вода движется в смеси с воздухом. За счет этого общая высота подъема воды превышает 10 м.

Недостаток способа подъема воды заключается в том, что ввод воздуха для аэрации производится выше свободной поверхности воды в водоеме и этим ограничивается высота подъема воды. Ведь часть энергии вакуума в этом случае затрачивается на подъем воды до уровня аэрации полным сечением.

Задача изобретения - увеличение высоты подъема воды из колодцев и скважин.

Технический результат в части способа достигается тем, что подъем воды осуществляют вакуумированием подъемной трубы и насыщением воды в подъемной трубе воздухом, согласно изобретению вакуумирование производят водокольцевым насосом, а насыщение воды воздухом производят путем проникновения воздушных струй воздуха рассредоточено по образующей подъемной трубы с увеличением расхода каждой воздушной струи в направлении сверху вниз по глубине стакана, изолирующем узел аэрации от водоема, и регулируют поступление воды в подъемную трубу калиброванным отверстием в днище стакана.

Это позволяет увеличить высоту подъема воды всасывающим эрлифтом до 100 метров.

Технический результат в части устройства достигается тем, что в устройстве, содержащем вакуумный насос и водоподъемную трубу, перфорированную на всасе в нее, согласно изобретению в качестве вакуумного насоса использован водокольцевой насос, а водоподъемная труба снабжена на всасе в нее стаканом с калиброванным отверстием в днище, при этом водоподъемная труба в пределах длины стакана перфорирована по образующей с увеличением диаметра отверстий по направлению сверху вниз.

Площадь поперечного сечения каждого вышерасположенного отверстия в 5…10 раз, то есть почти на порядок меньше площади поперечного отверстия соседнего снизу.

Пример осуществления способа.

Воду поднимают следующим образом. В скважину спускают водоподъемную трубу со стаканом, имеющим донное входное отверстие. Участок водоподъемной трубы, входящей в стакан, имеет вертикальный ряд боковых радиальных отверстий, диаметр которых увеличивается в направлении сверху вниз. Стакан погружают в воду в скважине на такую глубину, чтобы вода не заливалась через верхний край стакана. Длина стакана принимается равной или больше величины снижения уровня воды в скважине в процессе ее подъема.

Затем включают водокольцевой насос. Внутри водоподъемной трубы понижается давление и вода в ней поднимается на некоторую высоту, перетекая из стакана. При этом верхнее боковое отверстие самого малого диаметра в водоподъемной трубе обнажается от воды и через него воздух устремляется внутрь трубы. Воздух с водой смешиваются и облегченная водовоздушная смесь поднимается еще выше, обнажая нижерасположенные боковые отверстия в водоподъемной трубе. Количество поступающего воздуха в водоподъемную трубу еще более увеличивается и выносит воду на дневную поверхность. Так полностью опорожняется стакан от воды и воздух через самое большое отверстие у дна стакана выносит всю воду, поступающую в водоподъемную трубу через донное отверстие стакана. Суммарная площадь поперечного сечения боковых отверстий должна превышать площадь поперечного сечения донного отверстия стакана. Это позволит полностью освобождать стакан от воды и гарантировать максимальную производительность водоподъема.

Таким образом, обеспечивается подъем воды всасывающим эрлифтом.

На чертеже изображено устройство всасывающего эрлифта.

Устройство содержит кольцевой вакуумный насос 1, включающий рабочее колесо 2, водяное вращающееся кольцо 3, всасывающий канал 4, рабочие камеры 5, нагнетательный канал 6. Всасывающий канал 4 соединен с водоподъемной трубой 7, а нагнетательный канал 6 с нагнетательным трубопроводом 8, имеющим вертикальный участок 9. Нижний конец водоподъемной трубы снабжен стаканом 10 с калиброванным отверстием 11 в его днище. Нижний конец водоподъемной трубы 7, размещенный в стакане 10, имеет перфорацию по образующей. Диаметр радиальных отверстий 12 увеличивается в направлении сверху вниз.

Устройство работает следующим образом. В колодец или скважину опускается водоподъемная труба 7 таким образом, чтобы верхний торец стакана 10 был выше статического уровня воды. Затем включается в работу водокольцевой насос 1. Когда эксцентрично установленное рабочее колесо 2 начинает вращаться, то водяное кольцо 3 тоже вращается и располагается концентрично корпусу 1. При этом между зубьями колеса 2 формируются рабочие камеры 5. По направлению вращения колеса сначала объем рабочей камеры увеличивается из-за отхода слоя воды. Это понижает давление в рабочей камере. В водоподъемной трубе 7 формируется перепад давления, направленный снизу вверх, за счет которого поднимается водовоздушная смесь из скважины. После поворота рабочего колеса на 180 градусов объем этой рабочей камеры начинает уменьшаться и находящаяся в нем водовоздушная смесь начинает выталкиваться в нагнетательный трубопровод 8 и далее в сборную емкость, не показанную на чертеже.

Таким образом, осуществляется подъем воды из скважины.

1. Способ подъема воды, включающий вакуумирование подъемной трубы и насыщение воды в подъемной трубе воздухом, отличающийся тем, что вакуумирование производят водокольцевым насосом, а насыщение воды воздухом производят путем проникновения воздушных струй воздуха рассредоточенно по образующей подъемной трубы с увеличением расхода каждой воздушной струи в направлении сверху вниз по глубине стакана, изолирующем узел аэрации от водоема, и регулируют поступление воды в подъемную трубу калиброванным отверстием в днище стакана.

2. Устройство для осуществления способа по п.1, содержащее вакуумный насос и водоподъемную трубу, перфорированную на всасе в нее, отличающееся тем, что в качестве вакуумного насоса использован водокольцевой насос, а водоподъемная труба снабжена на всасе в нее стаканом с калиброванным отверстием в днище, при этом водоподъемная труба в пределах длины стакана перфорирована по образующей с увеличением диаметра отверстий по направлению сверху вниз.

Похожие патенты:

Изобретение относится к насосостроению, в частности к способам подъема воды из скважин и колодцев, и может быть использовано при проектировании гидротранспортных систем в промышленности и строительстве, изыскательских работах, в сельском хозяйстве, а также в водоснабжении

Изобретение относится к атомной промышленности в части переработки радиоактивных отходов, а именно к устройствам для растворения и размыва струями осадка. В пульсационном клапанном погружном насосе, включающем корпус, пульсопровод, впускной шаровой клапан с ограничителем подъема шара, нагнетательный трубопровод с выпускным шаровым клапаном, камеру нижних сопел, внутри которой размещен вал, соединяющий нижние сопла с приводом поворота и систему управления, камера нижних сопел расположена в корпусе за перегородкой, разделяющей корпус на камеру нижних сопел и камеру выдачи. Камера нижних сопел и камера выдачи сообщаются между собой через зазор над перегородкой, установленной под входом пульсопровода в корпус. В перегородке выполнено отверстие, в котором установлен перепускной клапан с плавающим в воде шаром. Изобретение позволяет расширить технологические возможности насоса за счет осуществления одновременного перемешивания и выдачи суспензии из емкости, а также повысить эффективность его работы. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение может быть использовано в технологических процессах грануляции металлургического шлака с получением мелкого граншлака в виде песка, который необходимо откачать из глубокого грануляционного бассейна для его последующего обезвоживания. Эрлифт содержит подъемную трубу, воздушную насадку со всасывающим патрубком, сепаратор с крышкой, сливную трубу. Подъемная труба выполнена со ступенчатым расширением кверху. В крышке сепаратора смонтирован расположенный соосно с подъемной трубой цилиндрический выступ, выложенный камнелитыми плитками. Диаметр выступа, длина выступа и расстояние от торца выступа до устья подъемной трубы превышают диаметр выходного отверстия подъемной трубы эрлифта. Изобретение направлено на повышение срока службы эрлифта. 1 ил.

29 Июня 2017 Евгений Аникиенко Фото: Владлена Шваб

Насос для дачных и фермерских хозяйств требует немалых затрат электроэнергии, и полив влетает в копеечку. Оказывается, если пораскинуть мозгами, эта задача вполне решаема. Челябинские ученые поставили на службу поливному земледелию… маятник.

Используя силу текучей воды, гравитации и инерции, он может работать в качестве движителя в самых разных сферах АПК. Как научить маятник стать «тяговой силой» агропрома? Об этом - наш разговор с автором ноу-хау, старшим преподавателем ЮУрГАУ Вадимом Бакуниным .

Маятниковый мотор

- Как родилась идея создать маятниковый двигатель?

Изначально она принадлежит сербскому изобретателю Велько Милковичу. Он изобрел двойной маятник, который приводит в движение насос, кузнечный пресс, ударный инструмент… Суть ноу-хау в том, что качающийся маятник воздействует на свою ось качания с переменной нагрузкой. Она качает кулису и совершает полезную работу. Причем по сравнению с простым архимедовым рычагом при тех же габаритах импульс силы увеличивается в несколько раз!

Взяв за основу эту идею, мы разработали алгоритм расчета оптимальных параметров маятникового мотора. Наша математическая модель позволяет создать конструкцию, работающую с максимальным КПД. Мы, например, смоделировали работу такого маятника в качестве привода для насоса, и результаты обнадеживают. Постоянный магнит создает поле, меняющее полюсность подкачивающего устройства насоса.

- А будет ли продолжение?

Мы по схожему принципу придумали так называемый насос на приводе с дебалансным ротором, который может стать хорошим помощником для наших овощеводов. Это тоже маятник, только вращательного типа. На это изобретение получен патент. Впрочем, при этом можно использовать и альтернативные источники энергии, когда колесо приводит в движение сила ветра или падающей воды. А если изготовить колесо в виде ковшовой турбины, то и при отключении электродвигателя насос будет качать воду за счет так называемой гидравлической обратной связи. Как результат, бесперебойный полив и солидная экономия электричества.

- Такой принцип можно использовать в самых разных сферах?

Инерционный движитель, к примеру, есть резон использовать на автотранспорте. В свое время Велько Милкович сконструировал самоходную повозку, которая едет за счет работы маятника! И никаких выхлопов, загрязнения окружающей среды! Этой идеей заинтересовался профессор ЮУрГАУ Геннадий Круглов, он предложил по этому принципу сконструировать экологичный автодвигатель совершенно нового типа, лишенный минусов бензиновых моторов.

Гидравлический таран

- Возможно ли применить ваши ноу-хау в плотинах, для полива сельхозкультур?

Для этого мы разработали так называемый гидравлический таран, который работает как бы сам по себе, энергоподпиткой является сама текущая вода. В основе его конструкции лежит принцип гидроудара, открытый еще в конце ХVIII века изобретателем воздушного шара Жаком-Этьенном Монгольфье. Если жидкость резко остановить, то возникнет скачок давления, это может привести к поломкам в трубах. Но этот эффект может приносить и немалую пользу. В 1968 году советский физик В. Овсепян доработал алгоритм расчета гидротарана, но не учитывал инерционность ударного клапана.
Мною был придуман способ поддержания максимально возможной производительности гидротарана при переменном входном напоре. Это дает возможность не перенастраивать гидротаран потребителю, а сразу использовать на любом перепаде воды. Гидравлический таран преобразует ударное давление в постоянное, обеспечивая оросительные системы водой. Для этого даже не нужна подкачка электромотором, вода сама себя качает!

Вода в гору потечет!

- Можно ли применить гидроудар, если плотины и уклона нет?

Во дворце царя Кноссоса на Крите обнаружили водопроводную систему, которой 4 тысячи лет. По ней вода поднималась без насоса из долины к вершине горы, на которой стоял дворец! Все терракотовые трубы имели коническую форму - суживались на одном конце. Вода впрыскивалась из суженного конца трубы в следующую трубу - нам это известно по пневмозагрузочному соплу. Тем самым в следующей трубе образовывалось пониженное давление, которое импульсивно всасывало воду вперед и вверх на гору. Древнеегипетские гидравлики тоже могли поднимать воду без насоса на высокие горные вершины.

- А что можно придумать, если нет потока воды, например, в озере?

В 2005 году в Испании начали проводить опыты с гидроударом в стоячей воде. Зарубежные ученые используют эффект резонанса в ударной трубе, и уже появились первые разработки резонансного гидротарана. Известно, что, когда солдаты идут в ногу по деревянному мосту, есть опасность, что он может рухнуть, поскольку энергия их шагов входит в резонанс со структурой материала - поэтому офицер командует «идти вразброд». Но эту разрушительную энергию можно превратить в полезную работу, заставить, например, качать воду из пруда. Но я планирую пойти дальше - использовать этот принцип и для создания подводного гидротарана. Одно из предложений - с его помощью откачивать воду из получивших пробоину кораблей.

Мальстрим из ручейка

- Есть ли у вас изобретения, так сказать, на стыке этих ноу-хау?

Мы получили патент на преобразователь напора воды в системе турбина - насос. Он, как и гидротаран, преобразовывает меньший напор в больший, но с более высоким КПД за счет оптимальных конструкций составляющих. Высокоскоростная турбина в паре с низкоскоростным насосом способны подавать воду под высоким давлением на высоту большую, чем ее уровень на входе плотины! Мы убираем лишние детали - генератор и электродвигатель, и преобразователь напора качает воду без всяких затрат, только за счет энергии воды. На выходе - весомая экономия, что для аграриев очень важно.

- А если вместо жидкости газ? Например, в колесах авто…

Физические законы работают и для жидкости, и для газа. К примеру, в составе творческой бригады ученых ЮУрГАУ, возглавляемой кандидатом технических наук Ириной Старуновой, я делал расчет опрокидывающего момента и автоматической перекачки газа в колесах трактора для придания ему устойчивости даже при подъеме в гору. Чтобы он не опрокинулся на склоне, нужно уменьшить давление в передних колесах и перекачать часть газа в задние. Мы составили математическую модель движения в этих условиях и справились с этой задачей. А главное, модернизация может предотвратить аварии, спасти жизнь и здоровье людей.

- Какие еще подобные ноу-хау у вас в активе?

Мы запатентовали нашу разработку по сочетанию гидротарана и сифона, так сказать, в одном флаконе. Гидротаран работает на перепаде уровней воды, а как сделать так, чтобы не прокладывать трубу сквозь тело плотины? Мы нашли решение - перекинули через нее трубу-сифон. Для его запуска на входе специальным устройством создается начальное избыточное давление, а затем вода идет самотеком.

Perpetuum mobile?

- Создается впечатление, что вечный двигатель уже на подходе…

Мы не изобретаем perpetuum mobile, а используем законы физики - гравитацию, круговорот воды в природе… Правда, стремимся повысить КПД, что вполне реально. К примеру, недавно украинский изобретатель Андрей Ермола сконструировал генератор, работающий на силе тяжести груза и эффекта волчка Софьи Ковалевской (она составила уравнение его движения). При воздействии на ось волчок словно теряет ориентацию - начинает «танцевать кругами». Это явление, названное эксцентриситетом, происходит из-за нарушения баланса. Андрей Ермола утверждает, что «ручка волчка» в таких условиях сама поднимается вверх, совершая работу. На первый взгляд, это невозможно, поскольку противоречит нашим представлениям о сохранении энергии. Ведь такое может произойти, если вечный двигатель все же существует!

- Как можно это объяснить? И использовать на пользу человечеству…

На мой взгляд, это связано с эффектом резонанса. Такое может быть, если система не закрытая, а как‑то связана с гравитацией, воздействием резонанса. Если это так, то в будущем возможно создать насосы и кузнечные прессы, которые станут работать сами по себе! Хотелось бы провести исследования, составить математическую модель этого явления. Я верю: когда‑нибудь мы сможем подчинить, казалось бы, необъяснимые силы природы, поставить их на службу человеку.