В этом руководстве я покажу вам, как построить ирригационную систему для небольшого огорода, которая полностью работает за счет искривления пространства-времени. В этот момент вы можете подумать, что это что-то из области научной фантастики, но это вполне реально и возможно. Вам также не понадобится модное оборудование. Все это легко доступно в вашем местном магазине оборудования, сантехники или в Интернете.
В Общей теории относительности Эйнштейна пространство и время - это не два отдельных понятия, а, по сути, одно и то же, и их можно рассматривать как единое целое, называемое пространством-временем. Эйнштейн понял, что массивные объекты, такие как звезды и планеты, вызывают искажение или искривление пространства-времени. Эффект этого искажения и есть то, что мы называем гравитацией. Представьте себе, что вы устанавливаете большое тело в центре батута. Тело давило на ткань, вызывая на ней ямочки. Мрамор, свернутый по краю, закручивается по спирали внутрь к телу, притягиваясь почти так же, как гравитация планеты притягивает скалы в космосе.
Оставайтесь со мной, пока я объясняю свою систему. Возможно, вам не удастся построить систему, полностью подобную моей. Однако я надеюсь, что вы найдете здесь одну или несколько идей, которые сможете использовать в своей собственной системе. Пожалуйста, оставьте комментарий, если найдете здесь что-то полезное. Если вам нравится эта инструкция, проголосуйте за нее в конкурсе Backyard.
Предпосылки
Сердце системы, буквально, поскольку она качает живительную воду так же, как сердце перекачивает кровь, - это гидравлический плунжерный насос. В этом руководстве я не буду подробно рассказывать о концепции или конструкции самого гидроцилиндра. Есть несколько Instructables и веб-сайтов, которые уже делают это лучше, чем я. Один из моих любимых - LandToHouse.com. На сайте есть отличные видеоролики, планы по созданию собственных насосов и готовые насосы для продажи. Я собираюсь рассказать обо всей ирригационной системе, которая была построена вокруг гидроцилиндрового насоса.
Для того, чтобы гидроцилиндр работал, есть как минимум два существенных требования:
· 1. Для работы поршневого насоса потребуется постоянный поток воды. Быстро движущийся ручей работает, стоячая вода в пруду - нет.
· 2. Гидравлический насос требует вертикального падения воды от источника к насосу. Это вертикальное падение называется напором. Есть соотношение, которое определяет результаты насоса, и то, что 1 фут напора даст вам подъемную силу на 7 футов.
В моей местности у меня есть небольшой ручей, который спускается с холма за нашим огородом. Источником воды является небольшой бассейн в этом ручье. На расстоянии более 100 футов в ручье есть пятиметровый перепад от небольшого бассейна до места расположения насоса. Используя соотношение, описанное выше, мои пять футов напора позволяют моему насосу поднимать воду на высоту до 35 футов, что более чем достаточно, чтобы перекачать воду из ручья в наш сад.
Последовательность этой инструкции основана на том, как вода течет из ручья в сад.
Запасы
Этот список оборудования - это то, что я использовал в своей системе, и он полностью адаптирован к моей местности, размеру сада и т. Д. Это только рекомендуемый список для кого-то, кто строит аналогичную систему.
· Гидравлический поршневой насос
· Гибкая труба для приводной трубы
· Материал экрана и хомуты для шлангов
· Арматура и стяжки.
· Различные садовые шланги и фитинги для шлангов.
· Емкости для хранения воды (я использовал металлические бочки на 50 галлонов)
· Шланги и фитинги для дождевых бочек
Шаг 1: Приводная труба
Труба, которая забирает воду из источника воды и подводит ее к гидроцилиндру, называется приводной трубой. В идеале это должна быть прямая жесткая труба. Однако, учитывая местность вокруг ручья, мне пришлось использовать гибкую трубу. Я использовал пластиковую гибкую трубу диаметром 1¼ дюйма длиной 100 футов.
Водозаборник наверху трубы погружен в небольшой бассейн в моем ручье и закреплен несколькими большими камнями, чтобы он все время находился под водой. Я прикрыл отверстие проволочной сеткой «носок», которую сделал из материала оконной ширмы и проволоки для подвешивания картин. Это позволяет воде течь внутрь, но не дает таким вещам, как листья, палки, рыба и другой мусор, попасть в трубу и засорить гидроцилиндр насоса. Я прикрепил проволочную сетку к гибкой трубе с помощью шлангового зажима.
Впускное отверстие - единственная часть гибкой трубы, которая должна находиться под водой. Остальное может быть на земле, в воздухе или где угодно, чтобы вода поступала в насос. Главное, чтобы под горку она текла максимально прямо. В трубе не должно быть провалов. Небольшие боковые изгибы не слишком сильно влияют на эффективность насоса. В первый год, когда я настраивал систему, у нас был очень сильный дождь, и ручей превратился в бушующий поток. Моя гибкая труба и насос были промыты в нескольких сотнях футов ниже по течению и превратились в беспорядок. Это также привело к изгибу гибкой трубы в нескольких местах, что потребовало ее капитального ремонта. С тех пор, в дополнение к большим камням в верхней части трубы, я использовал арматуру и стяжки, чтобы закрепить трубу, чтобы она не смывалась вниз по течению под сильным дождем. Я не могу гарантировать, что это будет продолжаться после продолжительной недели проливного дождя, но большую часть времени он хорошо держится.
Гибкая труба сделана из довольно жесткого пластика, который после перегиба не возвращается к своей круглой форме. Чтобы исправить изгибы, мне пришлось вырезать изогнутую секцию, а затем использовать муфту из ПВХ и несколько хомутов, чтобы снова соединить два отрезанных конца. Поскольку мне приходилось делать это в нескольких местах, моя 100-футовая гибкая труба, вероятно, к настоящему времени имеет длину около 95-97 футов. Это не повлияло на эффективность насоса.
На нижнем конце гибкая труба соединяется с гидроцилиндром с помощью штуцера.
Шаг 2: поршневой насос
В саду прямо под гору течет ручей, и мы подумали, что было бы здорово войти в ручей, чтобы набрать воду для полива. Вопрос был в том, как поднять воду с холма из ручья в сад. Мы думали о бензиновом насосе, но это было не очень привлекательно. Газовый насос был бы грязным, шумным и неудобным, так как нам пришлось бы запускать насос каждые несколько дней на несколько часов.
Один из наших друзей посоветовал нам изучить возможность использования гидроцилиндра. Поскольку я ничего о них не знал, я провел небольшое исследование и обнаружил, что моя местность соответствует всем условиям для работы такого насоса. Я купил полный насос и попробовал ограниченное подтверждение концепции на части сада. Система работала красиво! В следующем году я расширил систему, чтобы охватить весь сад размером 20 х 60 футов.
Согласно Википедии, поршневой насос использует эффект гидравлического удара для создания давления, которое позволяет поднять часть входящей воды, которая приводит в действие насос, до точки выше, чем та, откуда вода изначально начиналась. Гидравлический насос не требует внешнего источника энергии, кроме кинетической энергии текущей воды, благодаря искривлению пространства-времени. Пневматические насосы существуют с 1700-х годов. Вы можете прочитать все об их истории здесь: Гидравлический цилиндр.
Входные компоненты моего гидроцилиндра имеют диаметр 1¼ дюйма, поэтому он считается насосом диаметром 1¼ дюйма. Он находится на берегу ручья. Я закрепил его с помощью куска стальной трубы и нескольких стяжек. Каждую весну настраиваю всю систему и запускаю насос. Затем он работает непрерывно до осени, когда мы укладываем сад спать. Единственный раз, когда насос останавливается, - это если у нас есть неделя или около того в августе, когда мало дождя и ручей переходит в небольшую струйку. В это время у нас все еще есть достаточно воды, чтобы поливать сад, благодаря накопительному компоненту системы, который будет описан ниже.
Шаг 3: сплиттер
Гидравлический насос проталкивает воду из ручья вверх в сад через напорную трубу, которая представляет собой обычный садовый шланг, который соединяется с выходом насоса с помощью штуцера. Конец трубы наливает воду в пластиковое ведро емкостью 1 галлон, подвешенное на высоте около 6 футов на деревянном столбе. В конечном итоге вода поступает в восемь бочек по 50 галлонов под номерами №1 - №8. Небольшое ведро равномерно распределяет воду между двумя сторонами системы, в бочку № 4 слева и в бочку № 5 справа. Раньше у меня был простой Y-образный разветвитель, прикрепленный к напорной трубе, который направлял воду в обе стороны, но я обнаружил, что он не всегда отправляет воду равномерно в обе стороны. Мне приходилось постоянно приспосабливаться и возиться с этим. В этом году я попробовал другой метод разделения воды. Если в маленьком ведре есть немного воды, это означает, что вода толкает вниз небольшое давление. Еще раз спасибо, искривление пространства-времени. Это давление вытесняет воду из двух отверстий внизу. Пока в ведре достаточно воды, чтобы закрыть два отверстия, вода равномерно течет в обе стороны. Я поставил клапаны внизу каждого отверстия на случай, если мне придется регулировать поток, чтобы поддерживать постоянный уровень воды в ведре. К моему удивлению, он отлично работает, когда оба клапана полностью открыты. Я не инженер и не эксперт по жидкостям и подозреваю, что есть формулы, позволяющие все это выяснить. Я просто попробовал то, что казалось разумным решением, которое, как оказалось, сработало.
Шаг 4: Хранение воды
Во время проверки концепции я решил, что нецелесообразно направлять воду непосредственно из насоса в грядки. Это затопит сад. В любом случае, у нас есть около 16 рядов для полива, поэтому поток должен распределяться между ними. Добавление клапанов для перекрытия подачи воды - не лучшая идея, потому что для того, чтобы насос продолжал работать, вода должна продолжать течь через систему. Если я закрою воду наверху, насос перестанет работать. Я также мог просто спуститься к насосу, чтобы запустить и остановить его по мере необходимости, но это тоже казалось большой болью. Это процесс запуска помпы, и я не хотел делать это каждые несколько дней. Кроме того, между ручьем и садом много кустов с шипами, через которые я не хотел проходить больше, чем это было необходимо.
Что мне нужно, так это иметь способ хранить воду рядом с садом, а затем использовать ее по мере необходимости для полива сельскохозяйственных культур. Мой друг предложил мне несколько металлических бочек на 50 галлонов со съемными крышками, которые использовались для хранения концентрата фруктового сока. Эти бочки были чистыми, покрытыми тефлоном и безопасными для пищевых продуктов. Лучше всего я их получил бесплатно. Хорошо иметь друзей, которые могут доставить вам бесплатные вещи.
Я просверлил по три отверстия в каждом стволе. Рядом с верхом на противоположных сторонах друг от друга было два отверстия: одно для втекающей воды, а другое - для выхода переливающейся воды. Третье отверстие было примерно на полпути между двумя другими отверстиями, но это было около дна ствола. Эта дыра будет стоком, который пойдет на грядки. Каждое отверстие было снабжено фитингами для садовых шлангов с наружной резьбой, чтобы я мог прикрепить концы садовых шлангов с внутренней резьбой. Отверстие на дне было оборудовано краном, для которого использовался стандартный садовый шланг. На первых нескольких стволах я просверлил переливное отверстие немного ниже впускного отверстия. На более поздних стволах я сверлил их на том же уровне. Я обнаружил, что в любом случае это не имеет значения. Имея два отверстия на одном уровне, я мог использовать ствол либо с левой, либо с правой стороны. Угол наклона входного и переливающего шлангов определял направление потока воды.
Я разместил бочки на площадках из шлакоблоков, каждый бочонок немного ниже предыдущего. С левой стороны вода течет из разделительного ведра в бочку №4. Перелив из бочки №4 перетекает в бочку №3. Перелив из бочки №3 перетекает в бочку №2. Перелив из бочки №2 попадает в бочку №1, а этот перелив возвращается в ручей. То же самое происходит между стволами №5, №6, №7 и №8 с правой стороны. Еще раз спасибо, искривление пространства-времени.
Мое доказательство концепции было сделано с тремя стволами, и я настроил стволы так, чтобы они текли вниз только в одном направлении от ствола №1 к №3. Тогда мне не понадобилась вся ситуация с Y-разветвителем. Когда я расширил систему, я увеличил количество стволов с трех до восьми, пронумерованных №1 - №8 слева направо. Проблема с таким количеством стволов заключалась в том, что без Y-разделителя ствол №1 должен был бы быть примерно в два раза выше ствола №5 и так далее. Мне уже приходится стоять на шлакоблоке, чтобы при проверке системы заглянуть в бочки №4 и №5. Мне бы понадобилась лестница, чтобы добраться до бочек №1, №2 и №3. Что еще более важно, я не был уверен, насколько устойчивой будет платформа из шлакоблоков на такой высоте. Он должен вмещать очень тяжелую бочку с 50 галлонами воды в ней. Дизайн Y-разветвителя показался мне наиболее разумным.
Бочки расположены на расстоянии примерно 5-7 футов друг от друга, чтобы покрыть ряды в саду. Мне нужны были шланги, чтобы перейти от перелива одной бочки к входу следующей бочки. В первый год я купил пару 6-футовых шлангов, которые стоили около 25 долларов каждый, что было очень дорого по сравнению с их размером. Кто бы мог подумать, что чем короче шланг, тем дороже его покупать. Когда я расширил систему, я понял, что у меня это не сработает. В нашем районе есть дисконтный магазин, в котором, помимо прочего, продаются товары для сада. Примерно за 35 долларов я купил недорогой 50-футовый шланг и достаточное количество комплектов для ремонта шлангов, чтобы сделать до 10 сегментов шланга. За эту сумму я смог отрезать шланг до нужного мне размера, прикрепить концы шлангов, и все готово. Поскольку у всех бочек были штуцеры с наружной резьбой, мне потребовались шланги с штуцерами с внутренней резьбой на обоих концах. С моим индивидуальным решением их было легко сделать. Шланги между бочками имеют тенденцию немного растягиваться на летнем солнце, вызывая провалы. Я прикрепил их к забору бельевой веревкой, привязанной натянутыми веревками. Таким образом я мог регулировать натяжение шлангов, чтобы не было провалов.
Плунжерному насосу требуется около двух часов для заполнения двух бочек одновременно. На заполнение всех восьми требуется около 8 часов.
Шаг 5: впитывающие шланги
Теперь, когда бочки для хранения были полны воды, пришло время разложить ее по грядкам. Для этого я использовал шланги для замачивания. Существует специальный тип шланга для замачивания, который называется «Шланг для замачивания бочки от дождя». Он предназначен для систем с гравитационным питанием низкого давления. Они доступны в Интернете на различных веб-сайтах. Просто поищите шланг для промывки Rain Barrel Soaker Hose, и вы их найдете. Я имел дело с одним очень хорошим сайтом - www.mrdrip.com. В дополнение к впитывающим шлангам они также продают все виды полиэтиленовых труб и различных фитингов, чтобы вы могли настроить компоновку своей системы в соответствии с вашими потребностями. На кран каждой бочки я поставил сетчатый тройной фильтр, как рекомендовал, чтобы осадок из бочек не попал в шланги для замачивания и не забил их. На одну из бочек я поместил Y-образный разветвитель с клапанами, чтобы мы могли наполнить лейки и т. Д.
На грядках мы изгибали шланги взад и вперед и закапывали их на один или два дюйма в почву с торчащими только торцевыми заглушками, чтобы шланги не высыхали на солнце. Шланги удерживаются небольшими металлическими подпорками. Мы обнаружили, что намного проще проложить шланги для замачивания, прежде чем что-либо сажать, потому что вам не придется ходить вокруг и, возможно, беспокоить саженцы с нежной корневой системой.
В коротком видео показано, какое давление 50 галлонов воды в каждой бочке создают в системе для распределения воды по шлангам для замачивания. Спасибо, опять искривление пространства-времени!
Когда вся система полностью готова к работе, насос подает в систему больше воды, чем забирает замачивающие шланги. Мы знаем, что они работают, потому что, когда мы засовываем руки в землю, рядом со шлангами становится приятно и влажно. Следовательно, бочки всегда полны, и всегда есть вода, возвращающаяся в ручей по переливным шлангам. Во время периода засухи полные бочки обеспечивают воду на две-три недели без доливки с помощью насоса. Обычно идет дождь снова, прежде чем у нас заканчивается вода.
Шаг 6: зимнее хранение
Я устанавливаю свою систему каждую весну и полностью разбираю ее поздней осенью, когда закончен сбор урожая. Я не хочу оставлять его включенным, потому что вода в шлангах и насосе может замерзнуть и повредить их. Поскольку все мои шланги и другие компоненты имеют резьбовые соединения, сборка и разборка довольно просты. Я удостоверяюсь, что в каких-либо компонентах, шлангах, насосе и бочках нет воды. Я скручиваю все шланги, включая гибкую трубку, чтобы не перегибать ее. Потом все складываю в сарай.
Я с большим успехом пользуюсь системой уже пять лет. Каждый год я пытаюсь немного улучшить систему, добавляя новую функцию или исправляя то, что работает не так, как я хочу. Когда я откладываю его на зиму, я отмечаю все компоненты, которые могут нуждаться в обслуживании или замене, чтобы я мог получить то, что мне нужно, прежде чем снова выкладывать все весной. В этом смысле я считаю это постоянной работой.
Я надеюсь, что вам понравилось читать это руководство и у вас есть хотя бы одна или две идеи, которые вы можете использовать в своей собственной ситуации.
Финалист конкурса Backyard Contest