Vattentornets design och typer

Vad är ett vattentorn och vad är dess princip? Vilka typer av vattentorn? Vilka är huvudelementen i det? Vilka är de strukturella egenskaperna hos olika typer av torn och hur liknar de varandra? Vi kommer att prata om detta i vår artikel..

Vattentorn är en hydraulisk struktur för pumpning och lagring av vatten. Det är en tank installerad i en viss höjd. Funktionsprincipen är baserad på handlingen av lagen om kommunikationsfartyg, som är en av de grundläggande lagarna i hydrostatik. Denna typ av struktur har varit känd sedan antiken, men i dag har vattentorn inte tappat sin relevans, särskilt för områden med brist på energi..

Principen för drift och typer av konstruktion av vattentorn

Som nämnts ovan fungerar hydrostatikelagen i tornet. Tack vare honom tenderar vätskan i ett öppet system att uppta samma nivå i alla kommunicerande fartyg. I detta fall kan elementen i rörledningen betraktas som ett fartyg. För att upprätthålla konstant tryck i rören krävs en konstant höjdskillnad på vattenspelaren. I detta fall måste vattnet från torntanken fördelas via rörledningen till konsumenterna, vilket innebär att det måste vara beläget ovanför den högsta uttagspunkten.

Designuppgiften är enkel – att installera tanken i en viss höjd. Varje ingenjör löste detta problem på sitt eget sätt och som ett resultat dök många sorters vattentorn (WD) upp..

1. Murverk (gammal metod). Tornet och tanken är helt murade. Den sista WB som byggdes med denna metod går tillbaka till 1885.

2. Armerade betongtorn med behållare. WB från strukturell armerad betong byggdes främst under Sovjetperioden. Volymen på en armerad betongbehållare kan nå 150 kubikmeter. m.

3. Torn på hyperboloidstöd. Stöd uppfunnna av den stora ryska ingenjören V.G. Shukhov, förutom exceptionella strukturella egenskaper, är av konstnärligt värde. Totalt byggdes ungefär 200 av dem av arkitekten själv.Principen för hyperboloidstöd används idag vid byggandet av världens högsta byggnader och torn.

4. Tanken är på en stålram. Det enklaste alternativet ur projektets synvinkel. Ramkonstruktionen är godtycklig (rektangulär, triangulär, hopfällbar, etc.).

5. Ståltank med variabelt tvärsnitt (”granat”). Det tillverkas vid anläggningen genom att ansluta två cylindriska tankar med olika diametrar längs axeln. Stödet är en behållare (rör) med en mindre diameter belägen i botten. Detta är den vanligaste typen av WB i Ryssland. Attraktivt på grund av snabb installation och tillverkning, men upplever svårigheter under transport (överdimensionerad).

6. Individuella tankar. Detta är delar av ett vattentorn, på ett eller annat sätt anslutet till vattentillförseln i ett separat hus.

Beståndsdelar av ett vattentorn

Alla torn har ungefär samma uppsättning noder, som kan vara komplicerade eller förenklade beroende på byggår, vattenkvalitet, grundvattennivå etc. Men det finns en standard ”uppsättning” av funktioner som förenar alla typer av dessa unika strukturer:

1. Höjdmonterad behållare. Det kan vara tillverkat av allt material som inte utsätts för snabb nedbrytning (stål, betong, plast). Tankens botten måste vara över den högsta förbrukningspunkten.
2. Tankstöd. Faktiskt vad gör ett torn till ett torn. Arkitektens fantasi manifesteras bäst här, särskilt när det gäller byggnader installerade i staden och på livliga platser. Sovjetiska ingenjörer hittade ett elegant (effektivt) sätt att kombinera de två funktionerna i ett element och skapade ett ståltorn med stödrör. Diskret i utseende, det är lättare och snabbare än andra att producera och installera, därför är det stål WB som utgör 75% av alla massivt installerade vattentorn.
3. Vertikal pipeline. Mer exakt finns det två av dem – leverans och urladdning. Matningen leds från pumparna under huvudtankens toppskydd. Genom den fylls tanken med vatten. Utloppet har en betydande diameter (från 200 mm) och är ansluten till vattenförsörjningssystemet.
4. Ventilationsstigerör eller lucka. Ligger i tankens övre del och tjänar till att utjämna luftvolymen och upprätthålla konstant atmosfärstryck.
5. Pumpstation. En fristående byggnad, byggd ovanför en brunn, där vattenlyftpumpar finns. Dess uppgift är att se till att tanken är fylld till önskad (maximal) nivå..
6. Automatisering. Till och med en primitiv WB bör vara utrustad med åtminstone en påfyllningssensor, som kommer att slå på pumparna för pumpning vid fall av vattennivån.
7. Filtreringssystem. Varje torn ger möjlighet att installera filter på alla nivåer.

1 – pumpstation med automatisering; 2 – matningsrör; 3 – reservoar; 4 – ventilationslucka; 5 – vattenledningsledning till konsumenter

Funktioner av ett vattentorn

Kapaciteten på torntanken är sällan mindre än 50 kubikmeter. m vatten, och detta innebär kollektiv användning, vilket medför ojämn volymförbrukning. I de allra flesta fall installeras WB i områden i den privata sektorn där trädgårdsodling utvecklas och vatten förbrukas ständigt. I sådana fall är tornet en del av vattenförsörjningssystemet för hela områden..

1. Utjämning av pumpstationens arbete. Vattentillförsel till området utförs med en pumpstation som lyfter vatten från en brunn. När stationen är direkt ansluten till rörledningen, kommer överbelastningar oundvikligen att inträffa vid toppen av vattenuttag, vilket kommer att leda till ofta fel på utrustningen. Behållaren fungerar som en hydraulisk ackumulator som upprätthåller trycket i systemet på grund av tyngdkraften. Tack vare detta körs pumparna i ett stabilt läge och är inte överbelastade..
2. Utjämning av nättrycket. Denna funktion följer direkt från den föregående. I detta fall spenderas inte pumparnas energi på att upprätthålla konstant tryck i rörledningen – detta tillhandahålls av vattenspelaren.
3. Nödförsörjning av vatten. Vid nedbrytning eller förebyggande kan arbete utföras utan att avbryta vattentillförseln till konsumenterna.
4. Vattenbehandling. Vattnet uppfyller inte alltid kraven i GOST och SanPiN. Tornet och tanken har tillräckligt med fritt utrymme för att installera olika grova rengöringssystem som ger vattenkvaliteten till en acceptabel nivå. Till exempel, i ”benet” i ett ståltorn, arrangeras ofta ett flytande filter, som fångar järnoxid bildad under luftning av vatten..

Vattentornets funktionella uppgifter beror inte på dess design, höjd, tankvolym och plats. Alla torn utför samma uppgifter som beskrivits ovan.

Själva idén om att samla upp en vattenförsörjning är ganska tillämplig för enskilda vattenledningar, särskilt där den ständigt konsumeras – i jordbruks- och boskapskomplex. Vattentornsenheter kan också integreras i ett bostadshus och spara energi för att upprätthålla konstant tryck. Hur man bygger en vattentank, berättar vi i nästa artikel.