Tháp nước được tìm thấy ở khắp mọi nơi: trong các làng ngoại ô, làng mạc, trong các trang trại, trong nhà kính, trong các lãnh thổ của các doanh nghiệp nhỏ. Những cấu trúc này là gì, tại sao chúng cần thiết và chúng hoạt động như thế nào?
Tháp nước là gì?
Tháp nước là một cấu trúc thủy lực, mục đích chính là lưu trữ và cung cấp nước. Về mặt cấu trúc, nó là một chiếc xe tăng (thường có dạng hình trụ), được lắp đặt ở một độ cao nhất định từ bề mặt trái đất; thiết bị bơm; đường ống dẫn. Thể tích của bể được tính dựa trên giá trị năng lượng của nguồn cấp nước và lưu lượng nước.
Những tháp nước đầu tiên được xây dựng cách đây vài thế kỷ. Ở Nga, có lẽ khách hàng duy nhất cho việc xây dựng các tháp nước trong một thời gian dài là đường sắt, cần các bể chứa thể tích, nơi có thể tích lũy nguồn cung cấp nước cho đầu máy xe lửa hơi nước. Cho đến bây giờ, tại nhiều nhà ga ngày nay bạn có thể nhìn thấy những tòa tháp bằng gạch cũ, được bảo tồn từ thế kỷ 19.
Bức tranh đã thay đổi kể từ năm 1951, khi việc xây dựng khổng lồ các tháp nước ở vùng nông thôn bắt đầu, trên thực tế, cho đến ngày nay, hầu hết các công trình này đều được đặt. Chúng ta đang nói về cái gọi là tháp Rozhnovsky, thiết kế được phát triển bởi kỹ sư A.A. Rozhnovsky trở lại vào năm 1936.
Đó là một giải pháp kỹ thuật mang tính cách mạng. Các tháp kim loại kinh tế thống nhất, được gắn chỉ trong 2 đến 4 ngày, thực hiện các chức năng của chúng mà không cần sưởi ấm nước mùa đông. Dựa trên các giải pháp xây dựng của Rozhnovsky, hầu hết các tháp nước ở nước ta đã được xây dựng. Cần nói thêm rằng kỹ sư P.I. cũng có đóng góp đáng kể cho sự phát triển của họ. Zemskov.
Tháp nước được đặt trên khắp thế giới. Khác nhau về các yếu tố cấu trúc, kích thước và hiệu suất, tuy nhiên, chúng rất giống nhau về cấu trúc và có cùng chức năng. Thêm về điều này sau.
Thiết bị và mục đích
Các chức năng chính của tháp nước
Tháp nước được thiết kế để điều chỉnh lưu lượng và áp lực của nước trong mạng lưới cấp nước ở chế độ tự trị. Một nguyên tắc hoạt động vật lý khá đơn giản đã xác định sự phát triển và sử dụng rộng rãi của loại cấu trúc thủy lực này.
Tháp nước thực hiện các chức năng sau:
- đảm bảo lưu lượng nước đến người tiêu dùng;
- phân phối đồng đều nguồn cung cấp nước với sự bao gồm đồng thời của một số lượng lớn người tiêu dùng nước thực hiện chức năng của một nguồn cung cấp nước dự trữ.
Các loại tháp nước
- Tháp xây (phương pháp lỗi thời).
- Bê tông cốt thép.
- Xe tăng trên hyperboloid hỗ trợ.
- Xe tăng trên khung thép khung.
- Bể thép có tiết diện thay đổi (tháp Rozhnovsky).
- Bể cá nhân.
Tất cả các nhà máy nước đều có cùng một bộ các yếu tố cơ bản, có thể thay đổi tùy thuộc vào thời gian xây dựng, năng suất cần thiết, mức nước ngầm, nước và cứu trợ của khu vực xung quanh. Tuy nhiên, có một số yếu tố cấu trúc bắt buộc kết hợp tất cả các loại cấu trúc kỹ thuật độc đáo này:
- Một chiếc xe tăng (xe tăng) có thể tích hàng chục đến hàng ngàn mét khối. Nó được làm bằng thép, bê tông, nhựa và các vật liệu chống ăn mòn khác. Nó được đặt ở độ cao dựa trên tính toán vượt quá mức đáy của bể ở độ cao của điểm tiêu thụ cao nhất.
- Phần hỗ trợ của hồ chứa, tạo nên phần thân chính của tháp, cao tới 25-30 mét.Nó là một cấu trúc nguyên khối hoặc khung làm bằng dầm thép, bê tông cốt thép hoặc gạch.
- Đường ống thẳng đứng (đường vào và đường ra). Đường ống cung cấp cho bể chứa nước được gắn từ các máy bơm dưới nắp trên cùng của bể. Một đường xả (một đường ống có đường kính từ 200 mm trở lên) được kết nối với hệ thống lấy nước.
- Thông gió nở. Nó nằm ở phần trên của bể và được thiết kế để duy trì áp lực trong quá trình cấp nước bị gián đoạn.
- Thiết bị bơm. Nó nằm trong một tòa nhà riêng biệt được xây dựng phía trên nguồn cấp nước. Nó được trang bị một hệ thống điều khiển bật định kỳ các máy bơm để bơm nước trong trường hợp giảm mức độ của nó.
- Hệ thống lọc.
Nguyên lý hoạt động
Nguyên lý hoạt động của tháp nước là luật giao tiếp tàu thuyền. Dưới trọng lượng riêng của nó, nước từ bể được chuyển vào ống bypass cho đến khi áp suất trong bể và áp suất trong đường ống của người tiêu dùng cung cấp nước được cân bằng. Vì vậy, tháp hoạt động như sau:
- nước từ nguồn cung cấp nước được bơm qua đường ống đến bể chứa;
- nước từ bể chịu áp lực tạo ra bởi sự chênh lệch về chiều cao của bể và mức độ cấp nước, đi vào mạng lưới cấp nước;
- ở tốc độ dòng chảy nhỏ, bể chứa đầy nước đến trong một thời gian nhất định và sau khi đạt đến một mức nhất định, máy bơm sẽ tắt theo tín hiệu của một cảm biến đặc biệt. Hơn nữa, khi người tiêu dùng tiêu thụ, mực nước giảm do áp suất thủy tĩnh và khi đạt được một giá trị nhất định, cảm biến được kích hoạt, máy bơm bật và chu kỳ lặp lại.
Trong trường hợp máy bơm bị hỏng hoặc mất điện đột ngột, lượng nước còn lại trong bể tiếp tục chảy liên tục đến các điểm tiêu thụ trong một thể tích phụ thuộc vào kích thước của bể chứa và mức độ đổ đầy tối thiểu.
Phạm vi áp dụng
Tháp thủy lực được lắp đặt, theo quy định, trong các hệ thống cấp nước địa phương, thường xuyên nhất là ở các thị trấn nhỏ và các cơ sở nông nghiệp. Các cơ sở này là kinh tế, chúng được thiết kế đặc biệt để làm việc trong điều kiện nguồn năng lượng hạn chế và không thể thiếu trong lĩnh vực ứng dụng của chúng.
Tháp nước, sự sáng tạo đã đi vào lịch sử như một ví dụ khá nổi bật về các giải pháp kỹ thuật thanh lịch, đơn giản, ngày nay vẫn là một yếu tố rất phù hợp, hơn nữa, cần thiết của cơ sở hạ tầng cấp nước.
