Vetaif.ru

Авто журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как работает водонапорная башня

Водонапорная башня необходима для создания автономной системы подачи воды. Она выступает в роли насоса, создающего нужное давление жидкости для ее подачи в трубы или накопительные резервуары, смонтированные на определенной высоте от мест распределения (потребления). Мощность водонапора зависит от высоты расположения контейнеров.

Максимально допустимая высота резервуара — 35 м. И выполняет она три основные функции:

  1. Обеспечение поступления жидкости в систему труб под необходимым давлением. Оно определяется высотой расположения контейнера.
  2. Равномерное распределение подачи технической или пищевой жидкости при высоком показателе одновременного расхода воды.
  3. Обеспечение резервного запаса воды при возникновении аварийных ситуаций на основной станции водоснабжения. А также при экстренном отключении электроэнергии в системе постоянного обеспечения воды.

Насосные станции с водонапорными башнями устанавливают вблизи источника воды. В его роли выступает скважина или водохранилище. Поступление жидкости в емкость обеспечивает специальное оборудование, работающее от электросети.

Конструкция водонапорной башни

Водонапорные башни сделаны из листового металла с учетом их универсальности для хранения воды разного назначения. Объем емкости для воды варьируется в зависимости от ее расхода 15, 25 и 50 м3. Высота башни изменяется от 9 до 25 метров.

Выбор объема и высоты башни должно соответствовать рельефу местности, возможной потери воды в водонапорной сети и высоте объекта, для которого будет подаваться вода. Важно, чтобы высота башни превышала высоту обслуживаемого сооружения. Все расчеты должны быть составлены во время планирования установки башни и перед ее заказом.

Состав башни Рожновского:

  • резервуар, который может быть изготовлен из разного рода материала, устойчивого к условиям длительного хранения воды;
  • опора для резервуара, представляющая собой сооружение, на котором на заданной высоте помещается резервуар;
  • насосная станция, в которой располагаются водоподъемные насосы, качающие воду из скважины. Основной целью насосной станции является своевременное пополнение резервуара водонапорной башни;
  • вертикальные падающий и отводящий трубопроводы. Через первый трубопровод посредством насосной станции идет заполнение резервуара, а через второй – вода рассредоточивается при помощи системы управления между потребителями;
  • вентиляционный стояк или люк, которые позволяют восстанавливать необходимый объем воздуха в баке башни, а также поддерживать требуемое атмосферное давление;
  • элементы автоматики, к ним можно отнести датчики, передающие данные об уровне заполнения бака на контроллер или прямо на реле, включающие или отключающие насосный агрегат;
  • фильтры различной степени очистки.

Особенности проектирования фундамента для водонапорной башни

Перед установкой башни проведите подробный расчет статистической и динамической нагрузки на водонапорную башню. Факторы, которые могут вывести конструкцию из равновесия:

  • ветровая нагрузка,
  • землетрясение,
  • колебания при наполнении емкости под воду,
  • не соответствие высоты башни под объемы ее использования.

Если произвести расчеты неверно, то придется наблюдать нарастающие отклонения конструкции от вертикальной плоскости. Наклоняясь, подобно пизанской, башня упадет. А при раскачивании в полной емкости появятся нарастающие волны. В итоге конструкция разрушится. Вот почему, важно все предусмотреть перед установкой башни.

Водонапорная башня – это сооружение, состоящее из накопительного резервуара и основания.

Она является частью системы водоснабжения и предназначена для регулирования напора и расхода воды в водопроводной сети.

Благодаря наличию накопительной емкости, она позволяет создавать запас воды и регулировать график работы насосных станций.

Устройство водонапорной башни очень простое. Конструкция сооружения состоит из основания, опорной трубы и накопительной емкости, располагаемой сверху.

Такая особенность позволяет осуществлять подачу воды без применения специального оборудования. В трубопроводы вода поступает самотеком под собственным давлением.

Прообразом водонапорных башен являлись специальные накопительные емкости, использовавшиеся людьми еще 5 тысячелетий назад.

А строительство башен началось в средние века, когда самотечные системы водоснабжения уже не могли обеспечивать водой стремительно растущие города.

В России такое гидротехническое сооружение впервые появилось в Пскове. Именно в этом городе был построен первый водопровод. А в XVIII веке они стали возводиться повсеместно.

Стоит отметить, что старинные водонапорные башни возводились преимущественно из камня. Чуть позже камень заменили красным кирпичом.

И лишь во второй половине XX века для строительства этих сооружений начали применять стальные листы. Идея по замене камня сталью принадлежит советскому инженеру Рожновскому. Он же предложил модернизировать систему путем установки насосного оборудования, с помощью которого резервуар заполнялся водой.

Функциональные возможности

Высота водонапорной башни, как правило, не превышает 35 метров. Этот показатель напрямую зависит от высоты обслуживаемых зданий. То есть емкость, в которой накапливается вода, должна располагаться выше мест распределения.

В функции данного гидротехнического сооружения входит следующее:

  1. подача жидкости в трубопроводы под давлением, определяемым высотой расположения резервуара;
  2. обеспечение равномерного давления при интенсивном водопотреблении;
  3. обеспечение резерва воды на случай пожара, выхода из строя основной станции водоснабжения, в том числе при отключении электроэнергии.

Вода в гидротехническое сооружение поступает из скважины или другого источника (реки, озера и пр.). Поэтому его устанавливают в непосредственной близости к источнику. В емкость жидкость поступает с помощью насосного оборудования, работающего от электросети.

Читать еще:  Неисправности электронной системы зажигания

Виды гидротехнических сооружений

Водонапорная башня, принцип работы которой остался неизменным с конца XIX века, может возводиться в нескольких вариациях.

Но их отличие заключается только в материале, применяемом при строительстве гидротехнических сооружений.

Камень или кирпич. Первые объекты водоснабжения строились именно из камня. Чуть позже его заменили кирпичом.

Сейчас эти материалы не применяют, но старинные башни до сих пор сохранились. А некоторые из них продолжают активно эксплуатироваться.

Железобетон

Этот материал был востребован во времена Советского Союза.

Железобетонные конструкции использовались преимущественно для хранения резервного запаса воды. А бак водонапорной башни из железобетона вмещал до 150 кубометров воды.

Сталь

Из листовой стали проектировались башни Рожновского. Причем их возводили с помощью заводских заготовок. Стальная конструкция отличается прочностью и легкостью установки.

Первые резервуары устанавливали на опоры. А изготавливали их из дерева – самого доступного материала. Сейчас дерево не применяется ввиду высокого риска образования грибков, ухудшающих качество воды.

Особенности конструкции

Внешне сооружение может напоминать форму призмы, пирамиды или бочки. Но схема водонапорной башни от формы не изменяется.

Бесперебойную подачу воды обеспечивают следующие элементы:

  • опорная часть или ствол;
  • накопительная емкость;
  • лестницы, располагаемые снаружи и внутри (могут заменяться скобами с боковым ограждением);
  • вентиляционный и смотровой люки, располагающиеся на крышке емкости;
  • трубопровод, через который подается и отводится вода;
  • переливное устройство, предотвращающее переполнение бака;
  • датчики уровня воды;
  • приборы, передающие диспетчеру информацию о состоянии сооружения.

Наполнение бака производится с помощью насосной станции, которая устанавливается в непосредственной близости к водонапорной башне.

Накопительный бак

Резервуар устанавливается на основание водонапорной башни. Его форма может быть как прямоугольной, так и цилиндрической.

А объем варьируется от нескольких десятков до нескольких тысяч кубометров. Первый вариант используется в качестве накопителя воды для использования в личных нуждах, а второй – для обеспечения бесперебойной подачи воды на промышленных предприятиях.

Опора

Высота опоры вместе с баком редко превышает 35 метров. От этого параметра напрямую зависит, какое в водонапорной башне давление воды будет поддерживаться.

То есть чем выше опора, тем сильнее давление. Однако слишком высокая опора способна осложнить работу насосного оборудования.

Водопровод

Водопровод объекта водоснабжения состоит из двух труб – подающей и отводящей.

Через подающую трубу производится накачивание воды в накопительный бак. Отводящая труба водонапорной башни служит для подачи воды в места потребления.

Вентиляционный и смотровой люки

Вентиляционный люк располагается в верхней части корпуса бака. Его функция заключается в предотвращении создания вакуума внутри накопителя.

Воздухообмен позволяет предотвратить застаивание воды, в результате которого происходит размножение патогенных микроорганизмов. Высота крышки люка над поверхностью резервуара составляет не менее 20 см.

Смотровой люк позволяет производить обслуживание водонапорной башни. Продлить срок службы сооружения удастся путем проведения работ по покраске, удалению ржавчины внутри бака, промывке и дезинфекции, заделыванию трещин. Эти работы необходимо выполнять через каждые 3-4 года.

Как работает гидротехническое сооружение

Принцип работы данного сооружения заключается в эффекте закона о сообщающихся сосудах.

Он заключается в следующем:

  1. насос через подающую трубу закачивает в бак воду, забирая ее из скважины или водохранилища;
  2. так как бак располагается высоко, вода под собственным напором поступает в отводящую трубу, а далее в систему водоснабжения;
  3. если расход воды небольшой, бак заполняется постепенно;
  4. датчик, установленный в резервуаре, отключает насос, когда уровень воды доходит до максимальной отметки;
  5. когда уровень жидкости приближается к минимальному, другой датчик включает насос.

Система водонапорной башни настолько проста, что заставляет усомниться в ее надежности. Однако за несколько веков эксплуатации она доказала свою эффективность.

Заключение

Бесперебойная работа водонапорной башни возможна только при своевременном обслуживании, проводимом через каждые 3-4 года.

Это сооружение позволяет создать запас воды, способный удовлетворить нужды, как личного подсобного хозяйства, так и крупного промышленного предприятия.

Видео: Водонапорная башня — как работает и ее устройство

Водонапорные башни рожновского — это современные сооружения, которые производятся уже много десятков лет. Сегодня портал Beton-Area.com сообщит их технические характеристики и предложит еще множество интересной информации, которая касается установки и монтажа подобных сооружений.

Область применения и назначение ВБР

Прежде чем начать рассказ о технических характеристиках этого материала, нужно сообщить то, что в далекие времена во время войн, противник в первую очередь старался уничтожить водонапорную башню для того, чтобы оставить своего соперника без главного жизненного ресурса — воды. В современном мире водонапорные башни также имеют большую популярность. В настоящее время подобные конструкции в основном возводят в различных в сельских местностях.

Специальные водонапорные башни Рожновского в основном создают для бесперебойного водоснабжения небольших сельских местностей. Подобные башни используются также для хранения больших запасов воды для ее расходования в часы повышенного потребления. Такие устройства используют также для противопожарных запасов воды. Что касается пополнения запасов воды, то запасы воды пополняются в башне тогда, когда подача воды превышает ее потребление.

Читать еще:  Литые диски на москвич 412

Средь большого количества подобных башен очень хорошо зарекомендовала себя башня Рожновского. При правильной эксплуатации такая конструкция отличается надежностью и долговечностью. Также такие сооружения характеризуются простой конструкцией.

Уделите внимание прочтению статьи: Как выбрать умягчители воды

Ну а теперь пришло время поговорить об основных технических характеристиках таких сооружений. Итак, водонапорная башня Рожновского имеет унифицированную конструкцию. Также такие строения могут различаться емкостью бака и высотой самой опоры. Объем емкости резервуара может быть разнообразным. Он может варьироваться от 15 до 50 куб. метров. Высоту при этом он может иметь 9 или 25 метров. Однако высота водонапорной башни зависит от рельефа местности, на которой она установлена.

Башни Рожновского устанавливают в районах где наблюдаются приемлемые температуры для нормального функционирования этого агрегата. При этом в районах вечной мерзлоты такие установки не ствят.

Принцип работы водонапорной башни

Каждая конструкция водонапорной башни оснащена погружным насосом. Этот насос опускают в скважину для того, чтобы он подавал воду в водонапорную башню. Когда вода поднимется до верхней отметки в водонапорной башне, то датчик уровня даст команду насосу для того, чтобы он отключился. Включением и отключением насоса руководит простая автоматика, которую разместили на павильоне. По мере того как вода разбирается из башни по магистрали, уровень поверхности снижается и если вода достигает отметку, то датчик уровня дает команду для того, чтобы включить насос. Если посмотреть на такой принцип работы, то можно понять, что в башне находится определенный запас воды, который определятся от нулевой отметки до соответствующего уровня.

Стоит сказать, что водонапорная башня рожновского изготавливается на специальных предприятиях, где используют типовой проект. Также водонапорная башня рожновского производится если использовать специальные чертежи.

Как производится монтаж ВБР и как установку подготавливают к работе

  • Итак, обычно все работы по сборке и наладке работы башен Рожновского выполняет строительно-монтажная организация, которая при этом обладает допуском для того, чтобы выполнять специальные работы.
  • Конструкцию водонапорной башни всегда собирают в горизонтальном положении на земле.
  • А для того чтобы поднять башню в вертикальное положение используют мощные грузоподъемные краны.
  • Башню Рожновского устанавливают на заранее приготовленный фундамент. А правильность установки проверяют специальными геодезическими приборами.
  • Днище приваривают к конструкции только лишь после того, как важные проверки по поводу вертикальности башни будут завершены.
  • После того как все работы по установке будут окончены башню проверяют на работоспособность.
  • После того как закончатся испытательные гидравлические работы, специальные мастера приступают к монтажу устройства силовой изоляции.

Водонапорная башня Рожновского и ее техническое облуживание

Контролировать водонапорную башню после ее установки будет то предприятие, которое следит за ее эксплуатацией. Для того чтобы башня нормально функционировала ее регулярно осматривают. В случае если на поверхности конструкции будут обнаружены дефекты или башня отклониться от нормального состояния, то ее эксплуатацию прекращают. После чего с башни сливают воду и устраняют все появившиеся дефекты. Как только дефекты будут устранены, башню снова осматривают специалисты, которые дают разрешение на дальнейшую эксплуатацию.

В общем, если соблюдать все важные правила по эксплуатации башни, то можно добиться длительного срока работы этой конструкции.

Хранение и транспортировка ВБР

Все элементы конструкции могут транспортироваться:

  1. водным транспортом,
  2. автомобильным транспортом,
  3. железнодорожным транспортом.
  • Если планируется транспортировка водонапорной башни автомобильным транспортом, то маршрут транспортировки необходимо заранее согласовать с сотрудниками ГИБДД.
  • Элементы подобной конструкции перевозят обычно в горизонтальном положении. Для этой цели используют специальные длинные прицепы или лесовозы.
  • Для качественной перевозки элементов ВБР стоит использовать клинья или тросы, которыми закрепляют всю конструкцию или ее отдельные элементы. Разгрузку элементов башни обычно проводят с помощью крана.
  • Скатывать и сбрасывать детали башни с прицепа для транспортировки, вообще, нельзя.
  • Если конструкция башни еще не собрана, то все ее составляющие рекомендуется хранить на ровных и открытых площадках, которые имеют небольшой уклон для ската воды.
  • Элементы ВБР нужно обязательно хранить в горизонтальном положении на специальных деревянных прокладках, которые будут предохранять элементы конструкции от контакта с земляной поверхностью.
  • Если в момент транспортировки был нарушен лакокрасочный слой конструкции, то перед ее установкой нужно провести антикоррозийную обработку всех проблемных мест.

Внешний вид

Конструкция башни может быть выполнена из стали, кирпича или железобетона. В высоту строение может достигать нескольких десятков метров. В верхней части оно обязательно имеет емкость для воды. Чаще всего эта емкость бывает цилиндрической формы. Используемый объем резервуара зависит от мощности водопровода, обслуживающего его, и расхода воды в нем.

Например, для небольшого предприятия или деревни потребуется несколько кубических метров. В городах объем может возрастать в десятки и сотни раз.

Работа водонапорной башни зависит от:

  • труб, продолженных для подачи и отвода воды;
  • переливных устройств, автоматически отключающих насосы, чтобы предотвратить переполнение емкости;
  • системы замера уровня воды, которая передает сигналы в диспетчерский пункт.
Читать еще:  Для чего нужны подушки двигателя

В некоторых случаях для водонапорного резервуара не предусматривается опора. Емкость для хранения воды устанавливается на возвышенной местности. Обычно этот способ применяют в условиях гористого рельефа.

Чаще всего баки имеют округлую форму. Технологические и архитектурно-строительные соображения диктуют нормы соотношения высоты и диаметра резервуара. Бак не должен быть очень большим, ведь в этом случае увеличивается высота подъема воды. Кроме того, в системе возникают значительные колебания напора.

Внешний вид башни должен быть эстетичным и не выбиваться из общей композиции местности. Архитектурный ансамбль района при этом продолжает быть гармоничным. Довольно часто промышленные предприятия (если имеют две и более сети разного напора) устанавливают несколько баков на башне. При этом они располагаются на разной высоте. Размер всей конструкции определяет давление воды в водонапорной башне.

Чтобы проводить обслуживание сооружения, устанавливается наружная лестница с ограждениями. Если высота составляет более двенадцати метров, то комплектация также имеет дополнительную площадку с ограждениями.

Структура проекта водонапорной башни

Независимо от способа возведения, башни имеют схожий набор функциональных элементов. Большее или меньшее их число, а также современность этих частей зависят от года возведения, качественного уровня подаваемой жидкости, высоты залегания грунтовых вод и т.д. В базовый набор узловых составляющих водонапорной башни входят:

1. Резервуар. Ёмкость, дно которой находится над самой высокой точкой забора воды. Она обязательно создаётся из материалов, устойчивых к постоянному воздействию воды и различных негативных природных факторов.

2. Опорная конструкция. Башня без опоры существовать не может. На архитектора возлагается задача по созданию надежной и внешне привлекательной опоры, в частности, когда речь идёт об установке башни в черте города наряду с другими архитектурными объектами. В советское время пришли к мысли о том, как легко и оригинально совместить сразу две функции – использовали стальную трубопроводную часть в качестве опоры.

3. Трубопровод(ы). Любой резервуар должен заполняться перед подачей воды в систему, а потому в конструкции башни присутствует два трубопровода. Подающая линия подводится от насосов через крышку ёмкости, а распределительная находится в нижней части резервуара и подключается к водоразбору. Напорная труба, отводящая воду, должна иметь большой диаметр (не менее 20 см).

4. Вентиляционный люк или шахта. В нижней части резервуара делают вентиляционный блок, за счет которого будет выравниваться давление внутри и снаружи.

5. Насосная станция. Это отдельная от водонапорной башни постройка, возводимая поверх скважины. За счет установленных под землёй насосов и прочего оборудования (системы и датчики, позволяющие автоматизировать рабочий процесс) подающий трубопровод эффективно перекачивает воду, заполняя резервуар до нужного (предельного) уровня.

6. Фильтрационные элементы. Распределение воды, особенно питьевой, без использования фильтров попросту недопустимо.

Назначение водонапорной башни

Водонапорные башни нужны для:

  1. В сельском хозяйстве для водоснабжения животноводческих ферм, полива земель
  2. В жилищной сфере для создания сети холодного водоснабжения в небольших поселках
  3. Снабжение промышленных предприятий водой, если того требует технологический процесс

Водонапорная башня внутри

Элементы водонапорных башен

Сооружения имеют разное количество узлов, которое варьируется в зависимости от назначения, местоположения и других моментов.

В любом случае, в составе каждой башни присутствует:

  • Установленный на высоте вместительный резервуар, изготовленный из любого подходящего материала.
  • Опора, которая держит резервуар. Она может быть монолитной или рамной.
  • Подающий и отводящий вертикальный водопровод. Подающий идет от электрических насосов и заводится под крышку резервуара. Отводящая труба имеет большой диаметр и подключена к водозаборной системе.
  • Вентиляционный люк, который необходим для предотвращения застоя воды и для выравнивания объема воздуха.
  • Насосная станция. Это неотъемлемый элемент современных ВБ, который находится в непосредственной близости от самого резервуара. Ее основное назначение – поддержание уровня воды на необходимом уровне.
  • Фильтры. Ни одно современное гидростроение не обходится без системы очистки воды.

Как работает

Водоснабжение жилого поселка

Принцип работы этого гидротехнического высотного сооружения основан на эффекте закона о сообщающихся сосудах:

  • С помощью насоса по подающему трубопроводу происходит забор воды из подземной скважины, реки, озера в накопительный бак, смонтированный наверху башни.
  • Под собственным напором, обусловленным высотой размещения бака, вода самотеком движется по подающему трубопроводу в автономную/локальную систему снабжения ее потребителей – жилых домов, промышленных, сельскохозяйственных производств. Имеется также возможность с помощью соединительных патрубков с вентилями непосредственной заправки сельскохозяйственной, поливочной, пожарной автотехники.
  • При небольшом разборе воды напорный бак постепенно заполняется, и при достижении максимального уровня автоматика по сигналу электроконтактного датчика отключает подачу электропитания на насос.
  • При понижении уровня до минимально установленного значения происходит включение насоса.

Простота конструкции, режима работы башни по-прежнему оставляет ее востребованным гидротехническим оборудованием за городской чертой, вне зоны действия централизованных сетей водоснабжения.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector