Vattentorn: funktionsprincip, syfte, egenskaper

2024 Författare: Howard Calhoun | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-17 10:41

Vattentorn är den enklaste designen designad för autonom reglering av vattenflöde och tryck i VVS-systemet. Den enkla funktionsprincipen för vattentornet avgjorde dess utbredda användning.

Typer av vattentorn

Sådana mönster har använts av mänskligheten i flera århundraden. Toppen av deras popularitet faller i slutet av 1800-talet - första hälften av 1900-talet. På den tiden användes de i depåer och stationer för service av ånglok. Sedan dess har de förlorat sin betydelse, men används fortfarande till exempel för autonom vattenförsörjning till förortsområden eller industriföretag.

De första vattentornen byggdes huvudsakligen av rött tegel, mer sällan av trä. Då uppträdde armerade betongkonstruktioner. Under andra hälften av 1900-talet föreslog vetenskapsmannen Rozhnovsky sin design från stålplåt.

Rozhnovskys torn ser väldigt likt ut en granat med ett handtag. Diametern på vattentornets bas är 1,5-2 gånger mindre än tankens diameter. Fördelarna med denna design är hög monteringshastighet (ihåliga cylindrar är svetsade av stålplåt) och enkel installation på plats, samt relativt låg vikt.

Nu för vattenförsörjning installeras oftast enskilda tankar i form av volymetriska metalltankar. Stål eller armerad betongpelare används som stöd.

Vattentornets princip

Funktioneringen av vattentornet skulle vara omöjlig om det inte vore för fenomenet tryckutjämning i kommunicerande kärl, eller hydrostatisk jämvikt. Under påverkan av gravitationen tränger vattnet i tanken undan vätskan från rören tills trycket i tanken blir lika med trycket i rörsystemet. Detta var grunden för driften av vattentorn innan de elektriska pumparna kom.

Med tillkomsten av elektriska pumpar har schemat för deras arbete förändrats något. Om de tidigare var de viktigaste vattenkällorna i systemet, började de nu spela rollen som en reserv. En pumpstation fungerar som en "leverantör" av vatten, som levererar tryck genom ett rörsystem direkt till konsumenten.

Pumpen pumpar samtidigt in vatten i tornets tank tills den är helt full eller automatiken fungerar. Vid toppbelastningsögonblicket, när vattenförbrukningen är maximal och pumpstationen inte klarar av arbetet, öppnas tankventilen och vatten börjar strömma in i systemet från reserven. Detta sker tills vattenförsörjningsstationen igen börjar klara av sina uppgifter. Efterhela cykeln upprepas.

Vattentornselement

Oavsett typ och funktionsprincip består vattentornet av 5-6 enheter. Antalet element kan variera avsevärt och bestäms av syftet med anläggningen, dess läge, avlägset läge för den primära källan, vattenkvalitet och andra kriterier.

På ett eller annat sätt innehåller varje torn:

1. Tank - en tank av stål, armerad betong eller plast med en kapacitet på flera tiotals till flera tusen kubikmeter.
2. Stöd - en ram eller monolitisk struktur gjord av armerad betong, stålbalkar eller rött tegel med en höjd på högst 25-30 meter. Den måste hålla tanken över nivån för varje konsument.
3. Vertikal vattenförsörjning - ett tillförselrör som kommer från källan och utloppet, med en diameter på 200 m, som läggs till vattenförsörjningssystemet.
4. Ventilationslucka - på fotot av vattentornet visas det med en pil. Det är nödvändigt att upprätthålla volymen luft i tanken och för att förhindra vattenstagnation.
5. Pumpstation med styrsystem är en separat struktur, vanligtvis placerad ovanför källan.

Ett filtreringssystem med olika grader av vattenrening kan införas i designen av vattentornet, samt en automationsenhet för att kontrollera vätskenivån och förhindra att den faller till ett kritiskt värde.

Vattentornets huvudfunktioner

Från principen om driften av vattentornet följer dess huvudfunktion -anpassning av arbetsschemat för pumpstationen. Föreställ dig en situation där pumpen levererar vatten direkt, utan en mellanlänk i form av ett vattentorn.

På varje konsuments begäran slås den på och av, det vill säga den fungerar kaotiskt. Som ett resultat ökar slitaget på dess mekanismer, energiförbrukningen blir ojämn, vilket ökar belastningen på kraftverket.

Som ett resultat tvingas tjänsteföretag att spendera pengar på dyra reparationer. För att förhindra att allt detta händer installerar de vattentorn.

Den andra funktionen är att upprätthålla trycket i rörledningen. Vatten som ligger på en avsevärd höjd, under påverkan av gravitationen skapar det erforderliga trycket i systemet. Som ett resultat tas lasten bort från pumpstationen.

Ytterligare ändamål

Andra syfte och funktionsprincip för vattentornet är nära besläktade. Vattnet i källan uppfyller mycket sällan de etablerade sanitära standarderna, så om det används för hushållsbehov eller för att dricka, används vattentornet som en filtreringsanläggning.

Grovfilter är inbyggda i tillförselledningssystemet, som fångar upp tungmetaller, järn- och blyoxider, sand och andra föroreningar. I tanken lägger sig härden och blir ännu renare. Systemet med rengöringspatroner installerade på tillförselvattenförsörjningen kan rena vatten från patogena bakterier och leverera tillför konsumenten en helt ren produkt.

Skapandet av en nödförsörjning av vatten, som kan användas i händelse av ett vattenledningsbortfall eller en brand, är en annan ytterligare funktion för vattentornet.

Tornets arbete med en autopump

Principen för driften av ett vattentorn med en automatisk pump skiljer sig praktiskt taget inte från det arbetsschema som beskrevs av oss tidigare. Det enda undantaget är det faktum att det i ett sådant system inte finns någon pumpstation som sådan. Dess funktion utförs av en kompakt elektrisk pump.

När vattennivån i tanken sjunker under tröskelvärdet skickar automationssystemet en signal och pumpen börjar pumpa in vatten i tanken. När tanken är full, vänta tills vätskenivån sjunker igen.

Sådana system används oftast i privata och förortsområden. En flottör fungerar som en indikator på vätskenivån, som faller nästan till botten, stänger kontakterna och ger en signal till reläet, annars styr den redan pumpens drift.

Definition av egenskaper

För att systemet ska kunna utföra sina uppgifter på rätt sätt, är det nödvändigt att höjden på vattentornet är större än höjden på någon annan betjänad struktur. Det är därför som vattentankar ofta kan ses på taken i flervåningshus (särskilt i amerikanska filmer). Om detta villkor inte är uppfyllt, är stagnation av vattnet i tanken möjlig.

En annan viktig parameter för ett vattentorn är volymen på arbetstanken. Denna indikator bestäms av flödesschematvatten av konsumenterna. Vanligtvis väljs storleken på behållaren så att den ackumulerade vätskan räcker för användning under hela dagen. I det här fallet kommer pumpen endast att slås på på natten, vilket kommer att minska belastningen på elnätet.

Foundation designfunktioner

Höjden på tornet och volymen på tanken påverkar direkt kostnaden för tornet. Och vi pratar inte så mycket om kostnaden för stödstrukturen och reservoaren, utan om priset på stiftelsen. Innan man väljer typ och djup på fundamentet görs en beräkning inte bara för den statiska belastningen, utan också för den dynamiska - under påfyllningen av tanken kan vibrationer uppstå som kommer att obalansera strukturen.

Stabiliteten beräknas också med hänsyn till inverkan av vindbelastning. Ju högre tornet är, desto mer kommer det att avvika från vertikalplanet i starka och byiga vindar. Svängande kommer tornet att börja "störa" vattnet, vågor kommer att dyka upp som kommer att öka det tillåtna trycket från vattentornet på basen flera gånger. Som ett resultat kommer strukturen att kollapsa.

Därför, när du installerar även ett hus på landet, försumma inte hjälpen från proffs. Genom att spendera pengar nu kan du känna dig trygg i ditt vattentorns tillförlitlighet och prestanda i framtiden.