Vandens bokštas: veikimo principas, paskirtis, charakteristikos

2025 Autorius: Howard Calhoun | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2025-01-24 13:20

Vandens bokštas yra paprasčiausias dizainas, skirtas autonominiam vandens srauto ir slėgio reguliavimui vandentiekio sistemoje. Paprastas vandens bokšto veikimo principas lėmė platų jo naudojimą.

Vandens bokštų tipai

Tokį dizainą žmonija naudojo kelis šimtmečius. Jų populiarumo viršūnė patenka į XIX amžiaus pabaigą – XX amžiaus pirmąją pusę. Tuo metu jie buvo naudojami garvežių aptarnavimo depuose ir stotyse. Nuo tada jie prarado savo reikšmę, bet vis dar naudojami, pavyzdžiui, autonominiam vandens tiekimui priemiesčio zonoms ar pramonės įmonėms.

Pirmieji vandens bokštai buvo pastatyti daugiausia iš raudonų plytų, rečiau – iš medžio. Tada atsirado gelžbetoninės konstrukcijos. XX amžiaus antroje pusėje mokslininkas Rožnovskis pasiūlė savo projektą iš plieno lakštų.

Rožnovskio bokštas atrodo labai panašus į granatą su rankena. Vandens bokšto pagrindo skersmuo yra 1,5-2 kartus mažesnis nei rezervuaro skersmuo. Šios konstrukcijos pranašumai yra didelis surinkimo greitis (tuščiaviduriai cilindrai suvirinami iš plieno lakštų) ir lengvas montavimas vietoje, taip pat palyginti mažas svoris.

Dabar vandens tiekimui dažniausiai montuojami atskiri rezervuarai tūrinių metalinių rezervuarų pavidalu. Kaip atramos naudojamos plieninės arba gelžbetoninės kolonos.

Vandens bokšto principas

Vandens bokšto veikimas būtų neįmanomas, jei ne slėgio išlyginimo susisiekiančiuose laivuose reiškinys arba hidrostatinė pusiausvyra. Veikiamas gravitacijos, bake esantis vanduo išstumia skystį iš vamzdžių, kol slėgis bake tampa lygus slėgiui vamzdynų sistemoje. Tai buvo vandens bokštų veikimo pagrindas iki elektrinių siurblių atsiradimo.

Atsiradus elektriniams siurbliams, jų darbo schema kiek pasikeitė. Jei anksčiau jie buvo pagrindiniai vandens š altiniai sistemoje, dabar jie pradėjo atlikti rezervo vaidmenį. Siurblinė veikia kaip vandens „tiekėja“, kuri vamzdynų sistema tiekia slėgį tiesiai vartotojui.

Tuo pačiu metu siurblys pumpuoja vandenį į bokšto baką, kol jis visiškai prisipildo arba veikia automatika. Didžiausios apkrovos metu, kai vandens suvartojimas yra maksimalus, o siurblinė negali susidoroti su darbu, atsidaro bako vožtuvas ir vanduo pradeda tekėti į sistemą iš rezervo. Taip nutinka tol, kol vandens tiekimo stotis vėl pradės vykdyti savo pareigas. Po tovisas ciklas kartojasi.

Vandens bokšto elementai

Nepriklausomai nuo tipo ir veikimo principo, vandens bokštas susideda iš 5-6 vienetų. Elementų skaičius gali labai skirtis ir priklauso nuo objekto paskirties, vietos, pirminio š altinio atokumo, vandens kokybės ir kitų kriterijų.

Vienaip ar kitaip kiekviename bokšte yra:

1. Bakas – plieninė, gelžbetoninė ar plastikinė talpa, kurios talpa nuo kelių dešimčių iki kelių tūkstančių kubinių metrų.
2. Atrama - karkasas arba monolitinė konstrukcija iš gelžbetonio, plieninių sijų arba raudonų plytų, kurios aukštis ne didesnis kaip 25-30 metrų. Jis turi išlaikyti baką aukščiau kiekvieno vartotojo lygio.
3. Vertikalus vandentiekis - tiekimo vamzdis, einantis iš š altinio ir išleidimo angos, kurio skersmuo 200 m, kuris nutiestas į vandentiekio sistemą.
4. Vėdinimo liukas - vandens bokšto nuotraukoje parodyta rodykle. Būtina palaikyti oro tūrį rezervuare ir užkirsti kelią vandens stagnacijai.
5. Siurbimo stotis su valdymo sistemomis yra atskira struktūra, paprastai esanti virš š altinio.

Projektuojant vandens bokštą galima įdiegti filtravimo sistemą su įvairaus vandens valymo laipsniais, taip pat automatikos bloką, kuris valdo skysčio lygį ir neleidžia jam nukristi iki kritinės vertės.

Pagrindinės vandens bokšto funkcijos

Iš vandens bokšto veikimo principo išplaukia pagrindinė jo funkcija -siurblinės darbo grafiko derinimas. Įsivaizduokite situaciją, kai siurblys tiekia vandenį tiesiogiai, be tarpinės jungties vandens bokšto pavidalu.

Kiekvieno vartotojo pageidavimu jis įsijungia ir išsijungia, tai yra, veikia chaotiškai. Dėl to didėja jos mechanizmų susidėvėjimas, energijos sąnaudos tampa netolygios, todėl didėja jėgainės apkrova.

Todėl paslaugų įmonės yra priverstos leisti pinigus brangiam remontui. Kad visa tai nenutiktų, jie įrengia vandens bokštus.

Antra funkcija yra palaikyti slėgį vamzdyne. Vanduo, esantis dideliame aukštyje, veikiamas gravitacijos, pats sukuria reikiamą slėgį sistemoje. Dėl to apkrova pašalinama iš siurblinės.

Papildomas tikslas

Kita vandens bokšto paskirtis ir veikimo principas yra glaudžiai susiję. Vanduo š altinyje labai retai atitinka nustatytus sanitarinius standartus, todėl jei jis naudojamas buitinėms reikmėms ar gėrimui, vandens bokštas naudojamas kaip filtravimo įrenginys.

Tiekimo vamzdyno sistemoje įmontuoti šiurkštūs filtrai, kurie sulaiko sunkiuosius metalus, geležies ir švino oksidus, smėlį ir kitus teršalus. Talpykloje židinys nusėda ir tampa dar švaresnis. Ant tiekiamo vandens tiekimo sumontuota valymo kasečių sistema gali išvalyti vandenį nuo patogeninių bakterijų, tiekiančių įvartotojui visiškai grynas produktas.

Avarinio vandens tiekimo, kurį būtų galima panaudoti vandens tiekimo sistemos gedimo ar gaisro atveju, sukūrimas yra dar viena papildoma vandens bokšto funkcija.

Bokšto darbas su automatiniu siurbliu

Vandens bokšto su automatiniu siurbliu veikimo principas praktiškai nesiskiria nuo anksčiau mūsų aprašytos darbo schemos. Vienintelė išimtis yra tai, kad tokioje sistemoje nėra siurblinės. Jo funkciją atlieka kompaktiškas elektrinis siurblys.

Kai vandens lygis bake nukrenta žemiau slenkstinės vertės, automatikos sistema siunčia signalą ir siurblys pradeda siurbti vandenį į baką. Kai bakas bus pilnas, palaukite, kol skysčio lygis vėl nukris.

Tokios sistemos dažniausiai naudojamos privačiose ir priemiesčio zonose. Kaip skysčio lygio indikatorius veikia plūdė, kuri, nukritusi beveik iki pat dugno, uždaro kontaktus ir duoda signalą relei, kitu atveju jau valdo siurblio darbą.

Ypatybių apibrėžimas

Kad sistema tinkamai atliktų savo pareigas, būtina, kad vandens bokšto aukštis būtų didesnis nei bet kurios kitos aptarnaujamos konstrukcijos aukštis. Būtent todėl ant daugiaaukščių pastatų stogų dažnai galima pamatyti vandens rezervuarus (ypač amerikietiškuose filmuose). Jei ši sąlyga neįvykdoma, gali susidaryti vandens sąstingis rezervuare.

Kitas svarbus vandens bokšto parametras yra darbinio rezervuaro tūris. Šis indikatorius nustatomas pagal srautų diagramąvandens. Dažniausiai indo dydis parenkamas toks, kad susikaupusio skysčio užtektų naudoti visai dienai. Tokiu atveju siurblys įsijungs tik naktį, o tai sumažins elektros tinklo apkrovą.

Pagrindo dizaino ypatybės

Bokšto aukštis ir bako tūris tiesiogiai įtakoja bokšto kainą. Ir mes kalbame ne tiek apie atraminės konstrukcijos ir rezervuaro kainą, kiek apie pamatų kainą. Prieš pasirenkant pamato tipą ir gylį, apskaičiuojama ne tik statinė apkrova, bet ir dinaminis - pildant rezervuarą gali atsirasti vibracijų, kurios išbalansuos konstrukciją.

Stabilumas taip pat skaičiuojamas atsižvelgiant į vėjo apkrovos įtaką. Kuo aukštesnis bokštas, tuo labiau jis nukryps nuo vertikalios plokštumos pučiant stipriam ir gūsingam vėjui. Svyruodamas bokštas pradės „trukdyti“vandeniui, atsiras bangos, kurios kelis kartus padidins leistiną vandens bokšto slėgį ant pagrindo. Dėl to struktūra sugrius.

Todėl, įrenginėdami net kaimo namą, neapleiskite profesionalų pagalbos. Išleisdami pinigus dabar galite būti ramūs dėl savo vandens bokšto patikimumo ir našumo ateityje.