Агроводком
(347) 281-65-13
(347) 216-65-13
  Главная / Статьи / Промышленные насосы /

История насосной техники

Водоснабжение

C незапамятных времен люди искали способы подъема жидкостей, особенно воды, на высоту. Это было необходимо для полива полей и наполнения фортификационных рвов, окружавших города и замки. Простейший инструмент для забора воды — рука человека, причем две руки лучше, чем одна! Поэтому наши изобретательные предки быстро догадались прикрепить глиняные сосуды к устройству для забора воды. Это был первый шаг к изобретению ковша.

китайское водочерпательное колесо

Китайское водочерпательное колесо

Несколько таких ковшей были прикреплены к цепи или колесу. Для вращения такого устройства и подъема воды использовалась мускульная сила людей или животных. При археологических раскопках такие ковшовые конвейеры, сделанные примерно в 1000 г. до н. э., были найдены в Египте и Китае. Приведенная иллюстрация показывает реконструированную модель китайского водочерпательного колеса. Это колесо оборудовано прикрепленными глиняными горшками, из которых при достижении верхней точки выливается ранее набранная внизу вода.

Оригинальное усовершенствование данного устройства было сделано в 1724 г. Джакобом Леопольдом (1674–1727), который присоединил к колесу изогнутые трубы. При повороте колеса вода двигалась к его оси. Течение воды в реке, в свою очередь, служило приводом для этой подъемной установки. Особого внимания в этой конструкции заслуживала форма труб. Она поразительно напоминала форму лопастей современных центробежных водяных насосов.

Водяное колесо Джакоба Леопольда

Водяное колесо Джакоба Леопольда

Архимед (287–212 гг. до н. э.), великий ученый древности, изобрел винтовое водоподъемное устройство, позже названное в его честь. Это устройство поднимало воду с помощью вращающегося внутри трубы винта, но некоторое количество воды всегда стекало обратно, т. к. в те времена эффективные уплотнения были неизвестны. В результате, была выведена зависимость между наклоном винта и подачей. При работе можно было выбрать между большим объемом поднимаемой воды или большей высотой подъема. Чем больше наклон винта, тем больше высота подачи при уменьшении производительности.

Архимедов винт

Архимедов винт

При этом принцип работы механизма был очень похож на тот, по которому работают современные центробежные насосы. Характеристика насоса имеет аналогичную зависимость между напором и подачей. Из исторических источников мы знаем, что такие винтовые насосы работали при углах наклона от 37° до 45°. Они обеспечивали подъем воды на высоту от 2 до 6 м и имели максимальную подачу около 10 м3/ч.

Отведение сточных вод

Хотя водоснабжение всегда было особенно важно в жизни человека, эффективные системы отведения сточных вод появились очень поздно — слишком поздно, если сказать точнее. Везде, в деревнях, поселках и городах, экскременты, грязь и канализационные отходы загрязняли улицы, проходы и другие открытые пространства. Помимо ужасного запаха, это вызывало вспышки болезней и эпидемий. Водоемы загрязнялись, а подземные воды становились непригодными для питья.

Первая канализация была построена где-то между 3000 и 2000 г. до н. э. Под Дворцом Минос в Кноссосе (Крит) были обнаружены кирпичные каналы и терракотовые трубы, служившие для сбора и отвода дождевой воды, воды из ванных и туалетов. Римляне строили канализации на и под улицами — самая большая и наиболее известная из них — городская "Клоака Максима", части которой поразительным образом сохранились до наших дней. Вода из нее поступала в реку Тибр (в городе Кельн в Германии до сих пор сохранилось несколько подземных туннелей, выполнявших роль канализации во времена римлян). Поскольку за прошедшие с тех пор тысячи лет особого прогресса в этой области не было достигнуто, неочищенные сточные воды сбрасывались в реки, каналы, озера и моря вплоть до девятнадцатого века.

Индустриализация и рост городов привели к необходимости срочного решения проблемы эффективного отведения сточных вод. Первая в Германии система отведения канализационных и сточных вод была построена в Гамбурге в 1856 г. Но еще в 90-е годы многие бытовые канализации Германии представляли собой септические ямы и дренажные канавы. Позднее появились законодательные акты и региональные требования о необходимости подсоединения таких систем к общественной канализационной сети.

Сегодня канализационные системы почти всех домов соединены напрямую с городской канализацией. Там, где это невозможно, используются установки для водоотведения и напорные системы водоотведения. Промышленные и бытовые сточные воды отводятся через длинные канализационные системы, отстойники, очистные сооружения и водоосветлительные резервуары, проходя биологическую или химическую очистку. После обработки вода возвращается в естественные водоемы. При отведении сточных вод используются самые различные насосы и насосные системы.

Вот несколько примеров:
• установки для водоотведения;
• погружные насосы;
• шахтные насосы (с устройствами для измельчения);
• дренажные насосы;
• мешалки, и др.

Отопление

Система отопления гипокауст времен Римской Империи

Система отопления "гипокауст" времен Римской Империи

Системы отопления "гипокауст"
В Германии были найдены такие реликты, как системы отопления "гипокауст" древних римлян. Они представляли собой раннюю форму систем подогрева пола. Дым и горячий воздух от открытого огня поступали по каналам через специальные камеры под пол, таким образом, осуществляя его подогрев. Затем газы выводились наружу по каналам в стенах.

В последующие века в замках и крепостях дымоходы над открытыми очагами проводились не строго вертикально вверх. Горячие топочные газы проходили по виткам дымоходов вдоль всех жилых помещений — это была одна из первых форм центрального отопления. Еще одним изобретением было разделение системы за счет устройства в погребах тепловых камер из камня. Огонь нагревал воздух, который затем направлялся прямо в жилые помещения.

Паровая система отопления
Паровая система отопления была побочным продуктом парового двигателя, широко использовавшегося во второй половине восемнадцатого века. Остаточный пар, не превратившийся в конденсат в паровом двигателе, направлялся в помещения и жилые комнаты через теплообменники. Тогда же появилась идея использовать остаточную энергию паровой системы отопления для приведения в действие турбины.

Конвективная система отопления
Следующим этапом эволюции стали конвективные системы отопления. Опыт показывал, что для обеспечения комнатной температуры 20 °C достаточно нагреть воду всего до 90 °C, что ниже ее точки кипения. Горячая вода поднималась вверх по трубам большого диаметра. После отдачи части тепла (охлаждения), вода возвращалась обратно в котел под действием силы тяжести. Движение воды вверх, а затем вниз осуществляется за счет разности плотностей теплой и остывшей воды.

В начале двадцатого века для того, чтобы ускорить прогрев таких систем отопления, создали так называемые "ускорители циркуляции" с установкой их в трубопроводы систем отопления. Электродвигатели тех времен не могли использоваться в качестве приводов, поскольку они имели роторы с открытыми токосъемниками. Это могло привести к возникновению крупных аварий в системах, работавших на воде.

Схема конвективной системы отопления

Схема конвективной системы отопления

Первый циркуляционный насос
Так было, пока швабский инженер Готтлоб Баукнехт не изобрел закрытый или "закапсулированный" электродвигатель, после чего стало возможным использовать его в ускорителе циркуляции. Его друг, вестфальский инженер Вильгельм Оплендер, разработал конструкцию такого ускорителя и получил на нее патент в 1929 г. Колесо насоса в форме пропеллера было установлено в изгибе трубы. Оно приводилось в движение уплотняемым валом, который, в свою очередь, вращался двигателем.

Однако, тогда еще никто не использовал термин насос для такого ускорителя. Только позже этот термин начали применять в таком контексте. Связано это с тем, что, как мы уже убедились, насосы ассоциировались с подъемом воды. Такие ускорители циркуляции выпускались примерно до 1955 г., и их использование позволило снизить температуру нагрева воды для отопления.

Сегодня применяются самые разные системы отопления, наиболее современные из которых работают даже при еще более низких температурах воды. Без сердца системы отопления — циркуляционного насоса - применение отопительных систем такого типа невозможно.


ВАШ КОММЕНТАРИЙ:

Ваше имя:
Ваша почта:
Комментарий:

Введите символы: *

captcha
Обновить

   Статьи по теме:

Насосы для фонтанов
Насосы для фонтанов
Успешное функционирование фонтана зависит от наличия целого ряда механизмов, приборов и устройств. Прежде всего это электрические насосы различной мощности и конструкции ...  >>>
Водоснабжение дома: Колодец или скважина?
Водоснабжение дома: Колодец или скважина? И так, наиболее простым способом обеспечить загородный дом водой, является колодец. Колодец выкапывается ручным или механическим способом, при этом глубина его может достигать ...  >>>
Самодельные насосы не потребляющие энергию
Существуют различные устройства (в том числе и насосы), которые или вообще не потребляют энергию, или потребляют ее в незначительных размерах. В статье рассматриваютя три таких насоса...  >>>

все статьи  >>>