Ūdens torņi ir sastopami visur: piepilsētas ciematos, ciematos, lauku saimniecībās, siltumnīcās, mazo uzņēmumu teritorijās. Kādas ir šīs struktūras, kāpēc tās ir vajadzīgas un kā tās darbojas?
Kas ir ūdens tornis?
Ūdens tornis ir hidrauliska būve, kuras galvenais mērķis ir ūdens uzkrāšana un piegāde. Strukturāli tā ir tvertne (parasti cilindriskas formas), kas uzstādīta noteiktā augstumā no zemes virsmas; sūkņu aprīkojums; cauruļvadi. Tvertnes tilpums tiek aprēķināts, pamatojoties uz ūdens padeves jaudas un ūdens plūsmas vērtību.
Pirmie ūdens torņi tika uzcelti pirms vairākiem gadsimtiem. Krievijā, iespējams, vienīgais ūdens torņu būvniecības pasūtītājs ilgu laiku bija dzelzceļš, kuram vajadzēja tilpuma tvertnes, kur būtu iespējams uzkrāt ūdens krājumus tvaika lokomotīvju “uzpildīšanai”. Līdz šim daudzās stacijās mūsdienās var redzēt vecos ķieģeļu torņus, kas saglabājušies no 19. gadsimta.
Attēls ir mainījies kopš 1951. gada, kad laukos sākās masveida ūdens torņu būvniecība, kur faktiski līdz pat šai dienai atrodas lielākā daļa šo būvju. Mēs runājam par tā sauktajiem Rožņevska torņiem, kuru dizainu izstrādāja inženieris A.A. Rožnovskis 1936. gadā.
Tas bija revolucionārs tehniskais risinājums. Vienotie ekonomiskie metāla torņi, kas uzstādīti tikai 2 līdz 4 dienās, pilda savas funkcijas, neveicot ūdens sildīšanu ziemā. Balstoties uz Rožņevska konstruktīvajiem risinājumiem, lielākā daļa ūdens torņu mūsu valstī ir uzbūvēti. Jāpiebilst, ka inženieris P.I. arī deva būtisku ieguldījumu viņu attīstībā. Zemskovs.
Ūdens torņi atrodas visā pasaulē. Atšķirīgi pēc konstrukcijas elementiem, izmēriem un veiktspējas, tie tomēr ir ļoti līdzīgi pēc struktūras un tām ir vienādas funkcijas. Vairāk par to vēlāk.
Ierīce un mērķis
Ūdens torņa galvenās funkcijas
Ūdens tornis ir paredzēts ūdens plūsmas un spiediena regulēšanai ūdensapgādes tīklā autonomā režīmā. Diezgan vienkāršs fiziskais darbības princips noteica šāda veida hidraulisko konstrukciju attīstību un plašu izmantošanu.
Ūdens tornis veic šādas funkcijas:
- ūdens plūsmas nodrošināšana patērētājiem;
- vienmērīgu ūdens piegādes sadalījumu, vienlaicīgi iekļaujot lielu skaitu ūdens patērētāju, kas veic ūdens piegādes rezerves avota funkcijas.
Ūdens torņu šķirnes
- Mūra torņi (novecojusi metode).
- Dzelzsbetons.
- Tvertnes uz hiperboloīdu balstiem.
- Tvertne uz rāmja tērauda rāmjiem.
- Maināmas sekcijas tērauda tvertnes (Rožnovska tornis).
- Atsevišķas tvertnes.
Visām ūdenssaimniecībām ir vienāds pamata elementu komplekts, kas var mainīties atkarībā no būvniecības laika, nepieciešamās produktivitātes, gruntsūdeņu līmeņa, ūdens līmeņa un apkārtējās teritorijas reljefa. Tomēr ir virkne obligātu konstrukcijas elementu, kas apvieno visu šo unikālo inženierbūvju veidus:
- Tvertne (tvertne) ar tilpumu no desmitiem līdz tūkstošiem kubikmetru. Tas ir izgatavots no tērauda, betona, plastmasas un citiem pretkorozijas materiāliem. Tas tiek iestatīts augstumā, pamatojoties uz tvertnes apakšējā līmeņa pārsnieguma aprēķinu augstākajā patēriņa punktā.
- Rezervuāra balsts, kas veido galveno torņa “korpusu”, ir līdz 25-30 metriem augsts.Tā ir monolīta vai rāmja konstrukcija, kas izgatavota no tērauda sijām, dzelzsbetona vai ķieģeļiem.
- Vertikāls cauruļvads (ieplūdes un izplūdes līnijas). Pieplūdes caurule, kas apgādā tvertni ar ūdeni, ir uzstādīta no sūkņiem zem tvertnes ārējā augšējā vāka. Izplūdes līnija (cauruļvads ar diametru 200 mm vai vairāk) ir savienota ar ūdens ņemšanas sistēmu.
- Ventilācijas lūka. Tas atrodas tvertnes augšējā daļā un ir paredzēts spiediena uzturēšanai ūdens piegādes pārtraukuma laikā.
- Sūkņu aprīkojums. Tas atrodas atsevišķā ēkā, kas uzcelta virs ūdens piegādes avota. Tas ir aprīkots ar vadības sistēmu, kas periodiski ieslēdz sūkņus ūdens sūknēšanai, ja tā līmenis pazeminās.
- Filtrēšanas sistēma.
Darbības princips
Ūdenstorņa darbības princips ir kuģu savstarpējās sakaru likums. Ūdens no tvertnes pēc sava svara tiek pārvietots apvada caurulē, līdz spiediens tvertnē un spiediens patērētāju ūdensapgādes tīkla cauruļvados tiek izlīdzināti. Tātad tornis darbojas šādi:
- ūdeni no ūdens padeves avota caur cauruļvadu sūknē uz uzglabāšanas tvertni;
- ūdens no tvertnes zem spiediena, ko rada tvertnes augstuma un ūdens piegādes līmeņa starpība, nonāk ūdensapgādes tīklā;
- pie neliela plūsmas ātruma tvertni noteiktu laiku piepilda ar ienākošo ūdeni, un, sasniedzot noteiktu līmeni, sūkņi tiek izslēgti ar īpaša sensora signālu. Turklāt, patērētājam patērējot, ūdens līmenis pazeminās hidrostatiskā spiediena dēļ, un, sasniedzot noteiktu vērtību, sensors ieslēdzas, sūkņi ieslēdzas un cikls atkārtojas.
Sūkņa atteices vai pēkšņas strāvas padeves pārtraukuma gadījumā tvertnē atlikušais ūdens turpina nepārtraukti plūst uz patēriņa punktiem tādā apjomā, kas ir atkarīgs no uzglabāšanas tvertnes lieluma un minimālā uzpildes līmeņa.
Piemērošanas joma
Hidrauliskie torņi parasti tiek uzstādīti vietējās ūdensapgādes sistēmās, visbiežāk mazās pilsētās un lauksaimniecības objektos. Šīs iekārtas ir ekonomiskas, tās ir īpaši paredzētas darbam ierobežotu enerģijas resursu apstākļos un ir neaizstājamas to piemērošanas jomā.
Ūdenstornis, kura izveide vēsturē ir diezgan spilgts un vienkāršības ziņā elegantu inženiertehnisko risinājumu piemērs, šodien joprojām ir ļoti būtisks, turklāt nepieciešams ūdens apgādes infrastruktūras elements.
