Vodotoranji se nalaze svugdje: u prigradskim selima, selima, na farmama, u plastenicima, na teritorijima malih poduzeća. Koje su to strukture, zašto su potrebne i kako funkcioniraju?
Što je vodeni toranj?
Vodeni toranj je hidraulička građevina, čija je glavna svrha skladištenje i opskrba vodom. Konstrukcijski je to rezervoar (obično cilindričnog oblika), koji je postavljen na određenoj visini od površine zemlje; oprema za pumpe; cjevovodi. Volumen spremnika izračunava se na temelju vrijednosti snage vodoopskrbe i protoka vode.
Prvi vodotoci izgrađeni su prije nekoliko stoljeća. U Rusiji je možda jedini klijent za izgradnju vodotornja dugo vremena bila željeznica, kojoj su trebali volumetrijski spremnici, gdje bi se moglo akumulirati zalihe vode za "punjenje" parnih lokomotiva. Do danas se na mnogim stanicama danas mogu vidjeti stare opeke od opeke, sačuvane iz 19. stoljeća.
Slika se promijenila od 1951. godine, kada je započela masovna gradnja vodotornja na selu, gdje se, zapravo, i danas nalazi većina tih građevina. Govorimo o takozvanim Rožnovskim kulama, čiji je dizajn razvio inženjer A.A. Rozhnovsky još davne 1936. godine.
Bilo je to revolucionarno tehničko rješenje. Unificirani ekonomični metalni tornjevi, koji su montirani za samo 2 do 4 dana, obavljaju svoje funkcije bez potrebe za grijanjem zimske vode. Na temelju konstruktivnih rješenja Rožnovskog izgrađeni su veći dio vodnih tornjeva u našoj zemlji. Treba dodati da je inženjer P.I. također dao značajan doprinos njihovom razvoju. Zemskov.
Vodene kule nalaze se širom svijeta. Razlikuju se u strukturnim elementima, dimenzijama i izvedbama, a ipak su vrlo slični u dizajnu i imaju iste funkcije. Više o tome kasnije.
Uređaj i svrha
Glavne funkcije vodenog tornja
Vodotoranj je dizajniran tako da autonomno regulira protok i pritisak vode u vodovodnoj mreži. Prilično jednostavan fizički princip rada odredio je razvoj i široku uporabu ove vrste hidrauličkih konstrukcija.
Vodeni toranj obavlja sljedeće funkcije:
- osiguravanje protoka vode do potrošača;
- jednolika raspodjela opskrbe vodom s istodobnim uključivanjem velikog broja potrošača vode koji obavljaju funkciju rezervnog izvora opskrbe vodom.
Vrste vodotokova
- Zidarski tornjevi (zastarjela metoda).
- Ojačani beton.
- Spremnici na hiperboloidnim nosačima.
- Spremnik na čelične okvire okvira.
- Čelični spremnici promjenjivog presjeka (kula Rozhnovsky).
- Pojedinačni tenkovi.
Svi vodovodi imaju isti skup osnovnih elemenata, koji se mogu razlikovati ovisno o vremenu gradnje, potrebnoj produktivnosti, razini podzemne vode, vode i reljefu okolnog područja. Međutim, postoji niz obaveznih konstrukcijskih elemenata koji kombiniraju sve vrste ovih jedinstvenih inženjerskih građevina:
- Cisterna (rezervoar) s volumenom od desetaka do tisuća kubičnih metara. Izrađen je od čelika, betona, plastike i drugih antikorozivnih materijala. Postavlja se na visini na temelju izračuna viška donje razine spremnika na visini najviše točke potrošnje.
- Nosač rezervoara, koji čini glavno „tijelo“ kule, visok je do 25-30 metara.To je monolitna ili okvirna konstrukcija izrađena od čeličnih greda, armiranog betona ili opeke.
- Okomiti cjevovod (ulazni i odvodni vodovi). Dovodna cijev koja opskrbljuje spremnik vodom montirana je na crpkama ispod vanjskog gornjeg poklopca spremnika. Linija za pražnjenje (cjevovod promjera 200 mm ili više) povezan je sa sustavom za usisavanje vode.
- Ventilacijski otvor. Nalazi se u gornjem dijelu spremnika i dizajniran je za održavanje pritiska tijekom prekida opskrbe vodom.
- Oprema za pumpe. Nalazi se u zasebnoj zgradi izgrađenoj iznad izvora vode. Opremljen je upravljačkim sustavom koji periodično uključuje crpke za crpljenje vode u slučaju pada njegove razine.
- Sustav filtracije.
Princip rada
Načelo funkcioniranja vodenog tornja je zakon komuniciranja plovila. Pod vlastitom težinom voda iz spremnika premješta se u obilaznu cijev sve dok se ne izjednače tlak u spremniku i tlak u cjevovodima potrošačke opskrbe vodom. Dakle, toranj djeluje na sljedeći način:
- voda se iz izvora opskrbljuje vodom kroz cjevovod do akumulacijskog spremnika;
- voda iz spremnika pod pritiskom stvorena razlikom visine spremnika i razine vodoopskrbe ulazi u vodovodnu mrežu;
- pri malom protoku spremnik se određeno vrijeme puni dolaznom vodom, a nakon postizanja određene razine crpke se isključuju signalom posebnog senzora. Nadalje, kako potrošači konzumiraju, razina vode opada zbog hidrostatskog tlaka, a kada se dosegne određena vrijednost, senzor se aktivira, crpke se uključuju i ciklus se ponavlja.
U slučaju kvara crpke ili iznenadnog prekida napajanja, preostala voda u spremniku i dalje neprekidno teče do točke potrošnje u količini koja ovisi o veličini spremnika i minimalnoj razini punjenja.
Obim primjene
Hidrotehnički tornjevi u pravilu se postavljaju u lokalnim vodovodnim sustavima, najčešće u malim gradovima i poljoprivrednim objektima. Ovi su objekti ekonomični, posebno su dizajnirani za rad u uvjetima ograničenih energetskih resursa i neophodni su na području primjene.
Vodeni toranj, čije je stvaranje ušlo u povijest kao prilično upečatljiv primjer elegantnih inženjerskih rješenja elegantnih u svojoj jednostavnosti, i danas ostaje vrlo važan, osim toga, nužan element vodovodne infrastrukture.
