Vattentorn finns överallt: i förortsbyar, byar, på gårdar, i växthus, i småföretagens territorier. Vad är dessa strukturer, varför behövs de och hur fungerar de?
Vad är ett vattentorn?
Vattentornet är en hydraulisk struktur, vars huvudsakliga syfte är lagring och tillförsel av vatten. Strukturellt sett är det en tank (vanligtvis cylindrisk i form), som är installerad i en viss höjd från jordens yta; pumputrustning; rörledningar. Tankens volym beräknas baserat på värdet på vattentillförseln och vattenflödet.
De första vattentornen byggdes för flera århundraden sedan. I Ryssland var kanske den enda kunden för byggandet av vattentorn under lång tid järnvägen, som behövde volymetriska tankar där det skulle vara möjligt att samla vattenförsörjning för ”tankning” ånglok. Fram till nu kan du på många stationer i dag se de gamla tegelstornen, bevarade från 1800-talet.
Bilden har förändrats sedan 1951, då massakonstruktionen av vattentorn på landsbygden började, där faktiskt till denna dag de flesta av dessa strukturer finns. Vi pratar om de så kallade Rozhnovsky-tornen, vars design utvecklades av ingenjör A.A. Rozhnovsky tillbaka 1936.
Det var en revolutionerande teknisk lösning. De enhetliga ekonomiska metalltornen, som monteras på bara 2 till 4 dagar, utför sina funktioner utan behov av värme på vintern. Baserat på de konstruktiva lösningarna från Rozhnovsky har de flesta vattentorn i vårt land byggts. Det bör tilläggas att ingenjör P.I. också gav ett betydande bidrag till deras utveckling. Zemskov.
Vattentorn finns runt om i världen. Olika strukturella element, dimensioner och prestanda, de är dock väldigt lika i strukturen och har samma funktioner. Mer om detta senare.
Enhet och syfte
Vattentornets huvudfunktioner
Vattentornet är utformat för att reglera vattenflödet och trycket i vattenförsörjningsnätet i ett autonomt läge. En ganska enkel fysisk driftsprincip bestämde utvecklingen och utbredd användning av denna typ av hydrauliska konstruktioner.
Vattentornet utför följande funktioner:
- säkerställa flödet av vatten till konsumenterna;
- enhetlig distribution av vattenförsörjning med samtidig införande av ett stort antal vattenkonsumenter som utför funktionen av en reservkälla för vattenförsörjning.
Variationer av vattentorn
- Murverkstorn (föråldrad metod).
- Förstärkt betong.
- Tankar på hyperboloidstöd.
- Tank på ramstålramar.
- Ståltankar med variabel sektion (Rozhnovsky torn).
- Individuella tankar.
Alla vattenverk har samma uppsättning grundelement, som kan variera beroende på konstruktionstid, den erforderliga produktiviteten, nivån på grundvatten, vatten och avlastningen i det omgivande området. Det finns emellertid ett antal obligatoriska konstruktionselement som kombinerar alla typer av dessa unika konstruktionsstrukturer:
- En tank (tank) med en volym på tiotusentals kubikmeter. Det är tillverkat av stål, betong, plast och andra korrosionsskyddande material. Den ställs in på en höjd baserad på beräkningen av överskottet på tankens bottennivå vid höjden för den högsta förbrukningspunkten.
- Reservoarstödet, som utgör tornets huvudkropp, är upp till 25-30 meter högt.Det är en monolitisk eller ramkonstruktion gjord av stålbalkar, armerad betong eller tegel.
- Vertikal rörledning (in- och utloppsledningar). Försörjningsröret som förser tanken med vatten monteras från pumparna under tankens yttre toppskydd. En urladdningsledning (en rörledning med en diameter på 200 mm eller mer) är ansluten till ett vattenintagssystem.
- Ventilationslucka. Den är belägen i tankens övre del och är utformad för att bibehålla tryck under avbrott i vattentillförseln.
- Pumputrustning. Det är beläget i en separat byggnad byggd ovanför en vattenförsörjningskälla. Den är utrustad med ett styrsystem som regelbundet slår på pumpar för pumpning av vatten vid fall av nivå.
- Filtreringssystem.
Funktionsprincip
Principen för vattentornets funktion är lagen om kommunikationsfartyg. Under sin egen vikt förskjuts vatten från tanken i förbikopplingsröret tills trycket i tanken och trycket i rörledningarna i konsumenternas vattenförsörjningsnät har utjämnats. Så, tornet fungerar enligt följande:
- vatten från en vattenförsörjningskälla pumpas genom en rörledning till en lagringstank;
- vatten från tanken under tryck skapat av skillnaden i tankens höjd och vattenförsörjningsnivån kommer in i vattenförsörjningsnätet;
- vid en liten flödeshastighet fylls tanken med inkommande vatten under en viss tid, och efter att ha nått en viss nivå stängs pumparna av med en speciell sensors signal. När konsumenter konsumerar sjunker vattennivån vidare på grund av hydrostatisk tryck, och när ett visst värde uppnås, triggar sensorn, pumparna slås på och cykeln upprepas.
I händelse av pumpfel eller plötsligt strömavbrott fortsätter det kvarvarande vattnet i tanken att strömma oavbrutet till förbrukningspunkterna i en volym som beror på storleken på lagringstanken och minsta nivå för fyllning.
Tillämpningsområde
Hydrauliska torn installeras som regel i lokala vattenförsörjningssystem, oftast i små städer och jordbruksanläggningar. Dessa anläggningar är ekonomiska, de är specifikt utformade för att arbeta under förhållanden med begränsade energiresurser och är nödvändiga inom deras tillämpningsområde.
Vattentornet, vars skapelse har gått ner i historien som ett ganska slående exempel på eleganta tekniska lösningar som är eleganta i sin enkelhet, förblir idag en mycket relevant, dessutom nödvändig del av vattenförsörjningsinfrastrukturen.
