Канатний насос (також відомий як канатно-шайбовий насос) – це поршневий насос, який переміщує фіксовану кількість води під час одного циклу. Вода піднімається напряму із використанням постійного руху маховика, який рухається в одному напрямку (а не зворотно-поступально). Компоненти, які знаходяться під поверхнею землі, зазвичай виготовлені з пластику, що робить їх стійкими до корозії та простішими в обслуговуванні. Такі насоси зазвичай не підходять для гострого етапу реагування і є більш доречними для довгострокового водопостачання у сільських районах, де вони добре підходять для модернізації відкритих свердловин та виведених з експлуатації свердловин із метою покращення доступу до води та її якості.

Канатні насоси зазвичай експлуатуються вручну, але також можуть бути з електроприводом. Вони функціонують із використанням замкнутого канату із приєднаними шайбами, який зв’язує маховик зверху із розширеною вхідною точкою та із напірною трубою внизу. Шайби вільно розміщуються всередині напірної труби, проте цього достатньо для забезпечення того, що при певній швидкості обертання більше води піднімається ніж падає завдяки гравітації навколо шайб, при цьому чистим результатом є те, що вода транспортується у голівку насосу.

Проєктні міркування

Існує кілька ключових рис канатного насосу. Маховик має дві ручки – по одній з кожного боку, що означає, що ним може керувати одна чи дві людини. Замкнутий канат з’єднує маховик над поверхнею землі із направляючим блоком під водою. Металевий маховик часто з’єднаний із двома сторонами старої шини, що допомагає утримувати канат та шайби по центру. Можна використовувати нейлонову мотузку, хоча вона зазвичай висковзує та розтягується більше ніж поліпропіленова. Шайби розташовані на мотузці з інтервалом мінімум в 1 метр (для уникнення зісковзувань на маховику) і підтримуються та обмежуються двома вузлами по обидва боки від кожної шайби. Шайби зазвичай виготовляють з формованого поліетилену високої щільності або гумових дисків, вирізаних з автомобільних шин.

У випадку захищеної глибокої криниці I.7 канат заходить через місце в основі та проходить до направляючого блоку, розташованого під основною напірною трубою, хоча також є версія для свердловини, коли канат спрямовується після того, як виходить із маховика, розташованим над поверхнею землі направляючим блоком, який притягує його ближче, так щоб він зайшов у вузьку свердловину (можливо навіть у випадку діаметру до 75 мм). Канат опускається у криницю без труби і тоді ловиться розширеною обмежувальною трубою, що є частиною структури направляючого блоку в основі напірної труби. Її функція полягає в тому, щоб спрямувати канат назад у нижню секцію напірної труби, яка також є розширеною. Наявність розширених кінців допомагає уникнути застрягання канату чи шайб наприкінці труби та її пошкодження, при цьому забезпечуючи більш плавне викачування води. Зрештою напірна труба, яка може мати діаметр від 18 до 40 мм залежно від висоти підйому, з’єднана з голівкою насосу та спускною трубою.

Ручні канатні насоси можуть використовуватися для глибини води до 50 метрів, тоді як їх також можна обладнати електроприводом для глибини до 100 метрів. Швидкість потоку варіюється залежно від висоти підйому та методу викачування води. Ручні насоси на глибині 5 метрів можуть давати орієнтовно 5 000 літрів на годину, що зменшується до 500 літрів на годину на глибині 50 метрів, тоді як насоси з електроприводом на глибині 100 метрів можуть давати 1 100 літрів на годину.

Матеріали

Канатний насос можна виготовляти, використовуючи місцеві матеріали та навички із залученням невеликих майстерень, або можна купувати у спеціалізованих виробників. Необхідні матеріали включають голівку насосу (металеву), напірну трубу (пластикову), канат із шайбами, маховик, ручки та направляючі блоки. У багатьох випадках такий вид насосу виготовляється локально, проте не у всіх країнах відбувається саме так. Наявність залежить від конкретної країни.

Придатність

Канатні насоси переважно підходять для використання на рівні домогосподарства або в контексті водопостачання для сільської громади, а не в умовах надзвичайної ситуації та/або в умовах міста із високою щільністю населення та де видобуток води вручну із єдиного спільного джерела може не задовольняти обсяг попиту (див. S.8 ). Насос більше підходить для невеликої кількості користувачів (наприклад, до 50) з огляду на пластикові матеріали, які не є дуже надійними. Він переважно використовується для питної води чи зрошування та води для худоби і може бути корисним для збільшення виходу води із викопаних вручну криниць чи для забезпечення гігієнічної системи збору відходів для поверхневого джерела води в умовах надзвичайної ситуації.

Експлуатація та обслуговування

Хоча всі ручні насоси потребують комплексної стратегії обслуговування через високий рівень використання та зношування, обслуговування є простішим у випадку канатних насосів ніж інших ручних насосів завдяки простій схемі. Там менше частин, відсутні важелі чи підшипники (окрім моделей, які мають підшипники на осі маховика), в результаті чого виникає менше проблем з обслуговуванням. Також використання пластикових труб та арматури означає, що виймати труби простіше і більш зрозуміло ніж у випадку металевих труб (загальна вага – орієнтовно 15 кг, у 5 – 10 разів легші ніж інші плунжерні насоси). До того ж всі частини можна виготовляти локально, таким чином сприяючи забезпеченню сталості. Потреба в обслуговуванні компонентів, які знаходяться під водою, також зменшується, оскільки вони виготовляються з пластику і тому є стійкими до корозії з боку підземних вод із низьким рівнем рН. Хоча сам проєкт передбачає просте обслуговування, в реальності навіть ці насоси не обслуговуються так як потрібно із причин, які зазвичай не пов’язані із самим насосом (див. S.8 ).

Здоров’я та безпека

Оскільки більшість компонентів, які розташовані під водою, виготовлені з пластику, є менше занепокоєнь щодо розчинення металів у воді з нижчим рівнем рН, а також будь-яких пов’язаних із цим прямих і непрямих наслідків для здоров’я. Є невеликий ризик мікробіологічного забруднення у місці, де канат видно у голівці насосу, і деякі насоси пом’якшують вплив цієї проблеми шляхом закриття голівки насосу.

Витрати

Ручні канатні насоси зазвичай коштують від 50 до 170 доларів США залежно від контексту. Поточні витрати є дуже низькими (орієнтовно 20 доларів США або менше на рік на насос), оскільки частини можуть виготовлятися локально – це набагато менше ніж у випадку багатьох інших видів ручних насосів. Будь-які ремонтні роботи в металевих частинах проводити легко, якщо є місцева майстерня, де можна виконувати зварювальні роботи.

Соціальні та екологічні аспекти

Такі види насосів добре приймаються людьми там, де вони встановлюються. Оскільки цей вид насосу переважно використовується як ручна версія, він є екологічно чистим способом видобутку води із обмеженим ризиком надмірної експлуатації джерела води, яке використовується для її викачування.