Особенности, плюсы и минусы, инструкция по изготовлению колодца-журавля своими руками

Что это такое?

Колодец-журавль является альтернативой классическому колодцу. Их отличает друг от друга способ извлечения воды.

На нем закрепляется более тонкое бревно – коромысло (балансир). Этот механизм получил название “журавль” за некоторое сходство с птицей.

Устройство

Журавли разнообразны по конструкции. Все их объединяет наличие бабы и балансира. Крепится балансир на бабе шарнирно.

Делается это таким образом, чтобы задний конец балансира с грузом опускался вниз, поднимая верхнюю часть. К верхнему концу коромысла посредством цепи крепится шест, габариты которого позволяют достать дна колодца. На нижнем конце ше­ста закрепляется ведро для доставки колодезной воды.

На заднем конце балансира размещается массивный груз для облегчения подъема ведра с водой из колодца. Спуск пустого ведра требует некоторых усилий, но это намного лег­че, чем подъем полного ведра с водой наверх.

Чтобы ведро не плавало, а сразу тонуло, к его проушине необходимо прикрепить цепь 20 см или гирьку. Эта нагрузка приводит к опрокидыванию плавающего ведра и лег­кому наполнению его водой.

Любая колодезная шахта содержит:

• ствол, служащий для объединения наземной части колодца с водоносной зоной;
• оголовок, отделяющий ствол от внешней среды для предохранения воды от загрязнения;
• водоприемник, находящийся рядом с водоносным слоем и оборудованный донным фильтром.

В подъемный механизм колодца входят:

• вертикально расположенный опорный столб (баба) из деревянного бруса с прорезью;
• стрела (балансир), связанная с опорой шарнирным соединением (материал – тонкая деревянная планка);
• контргруз, закрепленный на меньшем плече стрелы;
• прочная жердь из дерева или цепь для крепления ведра;
• ведро.

Достоинства и недостатки

Достоинства:

1. Простота использования и легкость подъема воды. При эксплуатации колодцев, оборудованных классическими барабанами с цепью, подъем воды из шахты превращается в непростую задачу.

   Накручивание цепи на ворот требует нередко больших усилий. Применение журавля по силам даже детям и людям пожилого возраста. Рычаг Архимеда, который используется при работе механизма, значительно облегчает процесс подъема воды.

2. Длительный срок эксплуатации.
3. Деревянная основа и привлекательный внешний облик колодца позволяют удачно вписать его в ландшафт, делая его стильным.

Недостатки:

1. Главный минус — ограничение по глубине. Она не может превышать 10 м.

   Для подъема воды с больших глубин нужен неприемлемо длинный балансир. Он будет занимать много места на участке.

   Такой большой размер ведет к частым поломкам коромысла или придется проектировать более массивную конструкцию. Приемлемой считается глубина 5-10 метров. При большей глубине устраивать колодец-журавль не имеет смысла.

2. Отсутствие герметичности. Традиционные колодцы с воротом накрывают домиком, чтобы избежать засорения воды разнообразным мусором, а также предохранит от прямого попадания атмосферных осадков. Подъемный механизм не позволяет возвести домик и приходится ограничиваться крышкой.
3. Размеры коромысла не дают использовать механизм на небольших участках.

Расчет

При определении размеров деталей журавля принято брать за основу глубину колодца. Она является определяющей. Надо выполнить расчет длины шеста, высоту бабы, расстояние ее от шахты колодца. Также необходим размер малого плеча стрелы.

Расчёт производится по формулам:

1. H, м — это глубина шахты колодца – главный параметр и отправная точка расчетов.
2. L, м — длина шеста и цепи. При этом длина цепи составляет 1 м вверху и 0.5 м внизу, где прикреплено ведро. L = H+1,5 м.
3. l1,м — размер большого плеча балансира. l1 = Н–0,2 м.
4. l2,м — размер малого плеча с противовесом. l2 = Н–0,8 м.
5. h1,м — высота бабы (опоры). h1 = Н/2+2,4 м.
6. h2,м — расстояние от центра скважины до опоры. h2 = Н–0.7 м.

Проведем расчет для трехметровой шахты колодца (Н = 3 м):

1. L, м — длина шеста и цепи: L = H + 1,5 м = 3 + 1,5 м = 4,5 м.
2. l1 — размер длинного плеча балансира: l1 = Н – 0,2 м = 3 – 0,2 м = 2,8 м.
3. l2 — размер короткого плеча с противовесом: l2 = Н – 0,8 м = 3 – 0,8 м = 2,2 м.
4. В итоге общая длина балансира: l = l1 + l2 = 2,8 – 2,2 м.
5. Опора (баба): h1 = Н/2 + 2,4 м = 3/2 + 2,4 м = 3,9 м.
6. Расстояние от бабы до центра скважины: h2 = Н – 0,7 м = 3 – 0,7 м = 2,3 м.

Длина короткого плеча

Согласно формуле для короткого плеча l2 = Н–0,8 м, где:

• l2,м — размер малого плеча с противовесом,
• H, м — это глубина шахты колодца.

Соответственно, для колодца глубиной 3 м короткое плечо составит 2,2 м, а глубина колодца 5 м требует уже 4,2 м для короткого плеча.

Как сделать?

Для самостоятельного выполнения строительства понадобятся материалы:

• брус 50х100 мм прочных пород дерева;
• металлические трубы ø50мм;
• цепь;
• ведро;
• стальные уголки;
• тонкая жердь из дюраля;
• контргруз;
• детали крепежа.

Понадобятся следующие инструменты:

• электролобзик;
• штыковая лопата;
• уровень или отвес;
• наждачная бумага;
• разводной ключ;
• ручной садовый бур;
• шуруповерт.

Этапы строительства колодца-журавля:

1. Выполняется расчет.
2. Рисуется чертеж.
3. Роется колодец.
4. Изготавливается опора высотой 2,7 м из бруса на 10х10 см., прямоугольник 10х5 см, круг диаметром не менее 10 см.
5. К опоре прикрепляются два «пасынка» из металлопроката (труба, швеллер или уголок). Они присоединяются к брусу опоры посредством монтажных шпилек.
6. Выкапывается или высверливается с помощью садового бура яма 1 м глубиной и 1 м диаметром. Баба устанавливается вертикально и раскрепляется. Точность установки проверяется уровнем. Устанавливается зазор между брусом и земной поверхностью земли от 15 см.
7. «Пасынки» заливаются бетоном. Конструкция опоры должна армироваться. Можно немного заглубить основание по отношению к уровню горизонта. Тогда поверх основания можно разбить газон.
8. После бетонирования требуется перерыв в работе, чтобы бетон застыл и набрал необходимую прочность. Для работ достаточно цемента М200. В случае его использования можно подвергать конструкцию нагрузке можно через неделю после бетонирования, а в зимнее время нужно подождать до 27 дней.
9. Из бруса сечением 50×50 мм изготавливается коромысло журавля. Размер коромысла делается согласно расчету.
10. Выполняется шарнирное сочленение коромысла с бабой. Используются два металлических уголка и шпилька для монтажа М10. Также две шпильки М8 требуются для крепления уголков на стойке.
11. Изготовление шеста – штанги, с одной стороны прикрепляемой к стреле, а с другой, оканчивающейся крюком для ведра. Для шеста подходит дюралевая труба или древесина. На шесте с одного торца располагаются детали крепления к рычагу и метровая цепь, с другого – оцинкованная цепь 0.5 метров с крюком для ведра или карабин.
12. Подвешивание шеста. К проушине ведра крепится груз, который заставит емкость при касании воды опрокинуться и зачерпнуть воду.
13. Оформление опоры. Определяется лишь фантазией дизайнера.

Колодец с журавлем и полиспастом своими руками, видео-инструкция:

Заключение

Грамотный расчет и аккуратное выполнение плана работ без нарушения технологии сделает колодец с журавлем украшением ландшафта.

Если расположение выбрано правильно, то слава местной достопримечательности ему обеспечена. Однако декор не главное. Ведь в первую очередь колодец призван служить источником воды.