Откачивание воды — это базовый и практичный метод, гораздо более практичный , чем зачерпывание воды руками или подъем в ручное ведро. Это верно независимо от того, забирается ли вода из свежего источника , перемещается в необходимое место, очищается или используется для орошения , стирки или очистки сточных вод , или для откачки воды из нежелательного места. Независимо от результата, энергия , необходимая для перекачивания воды, является чрезвычайно важным компонентом потребления воды . Все остальные процессы зависят или выигрывают либо от воды, спускающейся с возвышенности, либо от какой-либо водопроводной системы под давлением.
Древняя концепция акведука основывалась на простом и красноречивом преимуществе поддержания уровня воды на как можно более длинном и дальнем расстоянии. Таким образом, когда вода движется на большие расстояния, она сохраняет большую часть своей потенциальной энергии, тратя небольшие порции этой энергии на стекание с небольшой градацией. Полезная система акведуков в конечном итоге зависит от источника пресной воды, существующего на более высокой высоте, чем место, где вода может быть полезна. Гравитация делает всю работу. Во всех остальных случаях необходимы насосы.
В повседневных ситуациях доступная вода часто загрязнена , вредна для здоровья или даже ядовита по природе , поэтому необходимо перекачивать питьевую воду с нижних уровней на более высокие, где она может быть полезна. Источник пресной воды в нижнем течении, реке, пруду или озере часто перекачивается на возвышенность для орошения, животноводства, приготовления пищи, уборки или других целей людьми, которым вполне естественно нужна пресная вода.
Змеевиковый насос — это насос с малой подъемной силой, который состоит из трубки, имеющей форму змеевика и установленной на вращающейся оси, приводимой в движение двигателем или животным, способным быстро поворачивать ось. За счет вращения вода захватывается трубкой и перекачивается вверх по шлангу. Змеевиковый насос, как и многие малонапорные насосы, обычно используется для орошения и осушения земель. В настоящее время он до сих пор используется фермерами в Азии. [1]
Змеевиковый насос был создан как альтернатива винту Архимеда . В отличие от винта Архимеда, он может вращаться горизонтально, а винт Архимеда наклонен примерно на 30°. Змеевиковый насос, если он оснащен подходящим вращающимся уплотнением, может подавать воду на большую высоту, обычно 5-10 м, над выпускным отверстием. [2] Несмотря на появление новых насосов, которые работают на других принципах, змеевиковый насос остается важным инструментом, поскольку некоторые из его других преимуществ заключаются в том, что их можно легко изготовить и отремонтировать по очень низкой цене. Это возможно, поскольку все компоненты могут быть изготовлены из местных ресурсов, таких как металл, который можно легко добыть и отлить в желаемую форму.
Однако, как упоминалось ранее, насос позволяет поднимать воду только на небольшую высоту. Это ограничение делает его непригодным для отвода воды или орошения на больших перепадах высот, а также для многих других насосных применений, помимо дренажа и орошения.
Спиральный насос , иногда называемый насосом Вирца , представляет собой насос с низким подъемом, который состоит из длинного куска металлического покрытия , который намотан в спираль и запечатан на верхнем и заднем концах, чтобы напоминать цилиндр. Внешняя полость служит входом, а внутренняя (частичная) трубка — выходом. Для этой конструкции будет достаточно спиральной пластиковой трубки. Выпускная труба крепится к водяному колесу, двигателю или животному, способному быстро вращать насос. Благодаря этому вращению вода захватывается внешней полостью и перекачивается вверх по шлангу.
Спиральный насос, как и многие малонапорные насосы, обычно используется для орошения и осушения земель. Основанный на том же принципе, что и винт Архимеда , он состоит из вращающейся трубки или плоскости (винта) для перемещения жидкости. В отличие от винта Архимеда, он может качать в горизонтальном положении. Винт Архимеда должен быть наклонен под углом. Спиральный насос, если он оснащен подходящим вращающимся уплотнением, может подавать воду на большую высоту, чем змеевиковый насос, обычно на 5-10 м над выпускным отверстием. Его главный недостаток заключается в том, что выходная мощность мала - выходная мощность пропорциональна объему самой большой катушки, перемещаемой за каждый оборот. [3] Несмотря на появление новых насосов, работающих на других принципах, спиральный насос остается важным инструментом, поскольку его можно легко построить и отремонтировать при очень низких затратах. Это возможно, поскольку все компоненты могут быть изготовлены из местных ресурсов, таких как листовой металл, согнутый до желаемой формы с помощью станков или без них.
Оловянный завод из Цюриха Андреас Виртц изобрел насос в 1746 году. Первое опубликованное описание и механический анализ были написаны Дж. Х. Циглером двадцать лет спустя, в 1766 году, с согласия Вирца. [4] Оригинальный насос Вирца приводился в движение ручьевым колесом в реке Лиммат , чтобы поднимать воду для красильни. [5] [6] [7]