Vesitorni: toimintaperiaate, tarkoitus, ominaisuudet

2025 Kirjoittaja: Howard Calhoun | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2025-01-24 13:16

Vesitorni on yksinkertaisin rakenne, joka on suunniteltu vesivirtauksen ja paineen autonomiseen säätelyyn putkistossa. Vesitornin yksinkertainen toimintaperiaate määritti sen laajan käytön.

Vesitornityypit

Ihmiskunta on käyttänyt tällaisia malleja useiden vuosisatojen ajan. Heidän suosionsa huippu on 1800-luvun lopulla - 1900-luvun ensimmäisellä puoliskolla. Tuolloin niitä käytettiin varikoilla ja asemilla höyryvetureiden huoltoon. Sen jälkeen ne ovat menettäneet merkityksensä, mutta niitä käytetään edelleen esimerkiksi esikaupunkialueiden tai teollisuusyritysten autonomiseen vesihuoltoon.

Ensimmäiset vesitornit rakennettiin pääasiassa punatiilestä, harvemmin puusta. Sitten ilmestyi teräsbetonirakenteet. 1900-luvun jälkipuoliskolla tiedemies Rozhnovsky ehdotti suunnitteluaan teräslevyistä.

Rozhnovskyn torni näyttää hyvin samanlaiselta kuin kahvallinen kranaatti. Vesitornin pohjan halkaisija on 1,5-2 kertaa pienempi kuin säiliön halkaisija. Tämän rakenteen etuja ovat korkea asennusnopeus (ontot sylinterit hitsataan teräslevyistä) ja helppo asennus paikan päällä sekä suhteellisen pieni paino.

Nyt vesihuoltoa varten asennetaan useimmiten yksittäisiä säiliöitä tilavuusmetallisäiliöiden muodossa. Kannattavina käytetään teräs- tai teräsbetonipylväitä.

Vesitornin periaate

Vesitornin toiminta olisi mahdotonta, ellei kyseessä olisi paineen tasaaminen vuorovaikutuksessa olevissa aluksissa tai hydrostaattinen tasapaino. Painovoiman vaikutuksesta säiliössä oleva vesi syrjäyttää nestettä putkista, kunnes säiliön paine on yhtä suuri kuin putkiston paine. Tämä oli perusta vesitornien toiminnalle ennen sähköpumppujen tuloa.

Sähköpumppujen tultua käyttöön niiden työsuunnitelma on muuttunut jonkin verran. Jos aiemmin ne olivat järjestelmän pääasialliset veden lähteet, nyt he alkoivat toimia varannona. Pumppuasema toimii veden "toimittajana", joka toimittaa paineen putkijärjestelmän kautta suoraan kuluttajalle.

Samaan aikaan pumppu pumppaa vettä tornin säiliöön, kunnes se on täysin täynnä tai automatiikka toimii. Huippukuormituksen hetkellä, kun vedenkulutus on suurin ja pumppaamo ei selviä töistä, säiliön venttiili avautuu ja vettä alkaa virrata järjestelmään varannosta. Tämä tapahtuu, kunnes vesihuoltoasema alkaa jälleen selviytyä tehtävistään. Jälkeenkoko sykli toistuu.

Vesitornin elementit

Tyypistä ja toimintaperiaatteesta riippumatta vesitorni koostuu 5-6 yksiköstä. Elementtien määrä voi vaihdella merkittävästi ja määräytyy laitoksen tarkoituksen, sijainnin, ensisijaisen lähteen syrjäisyyden, veden laadun ja muiden kriteerien mukaan.

Tapalla tai toisella jokainen torni sisältää:

1. Säiliö - teräs-, teräsbetoni- tai muovisäiliö, jonka tilavuus on useista kymmenistä useisiin tuhansiin kuutiometreihin.
2. Tuki - teräsbetonista, teräspalkeista tai punatiilestä valmistettu runko tai monoliittinen rakenne, jonka korkeus on enintään 25-30 metriä. Sen on pidettävä säiliö jokaisen kuluttajan tason yläpuolella.
3. Pystysuuntainen vedensyöttö - lähteestä ja poistoaukosta tuleva syöttöputki, jonka halkaisija on 200 m ja joka lasketaan vesihuoltojärjestelmään.
4. Tuuletusluukku - vesitornin kuvassa näkyy nuolella. On välttämätöntä ylläpitää säiliössä olevan ilman määrää ja estää veden pysähtyminen.
5. Pumppuasema ohjausjärjestelmillä on erillinen rakenne, joka sijaitsee yleensä lähteen yläpuolella.

Vesitornin suunnitteluun voidaan ottaa käyttöön suodatusjärjestelmä, jossa on eri vedenpuhdistusaste, sekä automaatioyksikkö, joka ohjaa nesteen tasoa ja estää sen putoamisen kriittiseen arvoon.

Vesitornin päätoiminnot

Vesitornin toimintaperiaatteesta seuraa sen päätehtävä -pumppausaseman työaikataulun yhdenmukaistaminen. Kuvittele tilanne, jossa pumppu syöttää vettä suoraan, ilman vesitornin muotoista välilinkkiä.

Jokaisen kuluttajan pyynnöstä se kytkeytyy päälle ja pois päältä, eli se toimii kaoottisesti. Tämän seurauksena sen mekanismien kuluminen lisääntyy, energiankulutus muuttuu epätasaiseksi, mikä lisää voimalaitoksen kuormitusta.

Tämän seurauksena palveluyritykset joutuvat käyttämään rahaa kalliisiin korjauksiin. Tämän kaiken estämiseksi he asentavat vesitorneja.

Toinen tehtävä on ylläpitää painetta putkilinjassa. Vesi, joka sijaitsee huomattavalla korkeudella, itse painovoiman vaikutuksesta luo vaaditun paineen järjestelmään. Tämän seurauksena kuorma poistetaan pumppausasem alta.

Lisätarkoitus

Vesitornin muu tarkoitus ja toimintaperiaate liittyvät läheisesti toisiinsa. Lähteen vesi on hyvin harvoin asetettujen saniteettistandardien mukainen, joten jos sitä käytetään kotitaloustarpeisiin tai juomakäyttöön, vesitornia käytetään suodatuslaitoksena.

Syöttöputkijärjestelmään on rakennettu karkeat suodattimet, jotka vangitsevat raskasmetalleja, rauta- ja lyijyoksideja, hiekkaa ja muita epäpuhtauksia. Säiliössä tulisija laskeutuu ja tulee entistä puhtaammaksi. Tulovesisyöttöön asennettu puhdistuspatruunoiden järjestelmä voi puhdistaa veden patogeenisistä bakteereista, jotka toimitetaankuluttajalle täysin puhdas tuote.

Vesitornin toinen lisätoiminto on hätävesivarastojen luominen, jota voidaan käyttää vesijohtovian tai tulipalon sattuessa.

Tornin työt automaattipumpulla

Automaattipumpulla varustetun vesitornin toimintaperiaate ei käytännössä eroa aiemmin kuvaamastamme työsuunnitelmasta. Ainoa poikkeus on se, että tällaisessa järjestelmässä ei ole pumppuasemaa sellaisenaan. Sen toiminnon suorittaa pienikokoinen sähköpumppu.

Kun säiliön vedenpinta laskee alle kynnysarvon, automaatiojärjestelmä lähettää signaalin ja pumppu alkaa pumpata vettä säiliöön. Kun säiliö on täynnä, odota, kunnes nestetaso laskee jälleen.

Tällaisia järjestelmiä käytetään useimmiten yksityisillä ja esikaupunkialueilla. Nesteen pinnan osoittimena toimii uimuri, joka putoaa lähes pohjaan, sulkee koskettimet ja antaa signaalin releelle, muuten se ohjaa jo pumpun toimintaa.

Ominaisuuksien määritelmä

Jotta järjestelmä voi suorittaa tehtävänsä kunnolla, vesitornin on oltava korkeampi kuin minkä tahansa muun huollettavan rakenteen korkeus. Siksi vesisäiliöitä voidaan usein nähdä monikerroksisten rakennusten katoilla (etenkin amerikkalaisissa elokuvissa). Jos tämä ehto ei täyty, veden pysähtyminen säiliöön on mahdollista.

Toinen tärkeä vesitornin parametri on työsäiliön tilavuus. Tämä indikaattori määräytyy vuokaavion mukaanvettä kuluttajilta. Yleensä säiliön koko valitaan siten, että kertynyttä nestettä riittää käytettäväksi koko päiväksi. Tässä tapauksessa pumppu käynnistyy vain yöllä, mikä vähentää sähköverkon kuormitusta.

Säätiön suunnitteluominaisuudet

Tornin korkeus ja säiliön tilavuus vaikuttavat suoraan tornin hintaan. Ja emme puhu niinkään tukirakenteen ja säiliön kustannuksista, vaan säätiön hinnasta. Ennen perustuksen tyypin ja syvyyden valintaa lasketaan staattisen kuormituksen lisäksi myös dynaaminen - säiliötä täytettäessä saattaa esiintyä tärinää, joka epätasapainottaa rakennetta.

Vakavuus lasketaan myös tuulikuorman vaikutuksesta. Mitä korkeampi torni on, sitä enemmän se poikkeaa pystytasosta voimakkaissa ja puuskaisissa tuulissa. Heiluessa torni alkaa "häiritseä" vettä, ilmaantuu a altoja, jotka lisäävät vesitornin sallittua painetta alustassa useita kertoja. Tämän seurauksena rakenne romahtaa.

Siksi, älä unohda ammattilaisten apua, kun asennat jopa maalaistaloa. Kun käytät rahaa nyt, voit olla rauhallisin mielin vesitornisi luotettavuudesta ja suorituskyvystä tulevaisuudessa.