Устройство и конструкция водонапорных башен.

Правильный выбор размеров водонапор­ных башен и мест их расположения в системе водоснабжения имеет большое экономическое значение.

Водонапорные башни позволяют обеспечить более или менее равномерную работу насосных станций, так как отпадает необ­ходимость в подаче ими пиковых расходов воды, а также умень­шить диаметр, а следовательно, и стоимость городских водопроводных магистралей. Кроме того, они способствуют повышению надежности систем водоснабжения.

Основными элементами каждой во­донапорной башни являются резервуар или бак  и поддерживающая конст­рукция (ствол).

В холодном климате бак башни окружают шатром  для предохране­ния воды от замерзания и частично от засорения. Шатры делают облегченной конструкции железобетонными, дере­вянными или из других материалов (в зависимости от конструкции башни).

В шатре вокруг бака устраивают лег­кое перекрытие  и устанавливают ме­таллическую лестницу  для входа в бак. В шатер входят из подбаковой камеры , устанавливаемой в верхней части ствола башни. Башня имеет подвальное помещение , в котором располагают задвижки на водопроводных трубах. Но даже в суровых климатических условиях при обеспечении достаточ­ного обмена воды в баке башни или при использовании подземных вод в качестве источника водоснабжения, имеющих, как правило, постоянную температуру, можно обойтись и без шатра. В башнях большой емкости шатры также отсутствуют. В бесшатровых баш­нях над баком устраивают кровлю и кольцевой балкон.

Строящиеся водонапорные башни бывают:

железобетонные: со стволом в виде стакана, со стволом в виде

опорных колонн, с баком из железобетона;

кирпичные: со стволом в виде цилиндра, со стволом в виде

многогранника, с баком из стали;

металлические: только на сельских водопроводах;

деревянные: только на временных водопроводах.

Водонапорные башни оборудуются трубами и арматурой.

В водонапорной башне устраивают одну общую подающе-раз-водящую трубу , подающую воду в бак башни. Эта труба заканчивается на уровне наибольшего наполнения бака. Конец ее оборудуется поплавковым клапаном , который автоматически за­крывает подающую трубу при наполнении бака. Раздача воды из бака происходит по трубам . Конец трубы оборуду­ют сеткой  и располагают у низа бака на высоте, предот­вращающей засасывание в тру­бу ила, который может пери­одически скапливаться в ниж­них точках бака. На трубе устанавливается обратный клапан , препятствующий по­ступлению воды в бак по этой трубе. Задвижка  служит для отключения водонапорной баш­ни от сети. Для слива воды в случае переполнения бака служит переливная труба , заканчивающаяся в верхней ча­сти воронкой . К переливной трубе присоединена грязевая труба , оборудованная за­движкой .

Для подачи воды в бак и разбора воды из него могут выполняться отдельные трубы.

Однако при такой схеме ко­мпоновки труб водонапорная башня может быть расположе­на только в начале сети. Кроме того, при такой схеме вся вода, подаваемая в сеть, проходит через бак и насосы всегда работают с напором, соответствующим наивысшему положению уровня воды в баке, что приводит к увеличению напора насосов и перерасходу энергии на подачу воды. Поэтому для вновь сооружаемых башен такая схема оборудования не применяется.

Объем бака водонапорной башни определяется по формуле:

V— V_p + V_m

где V_p — регулирующий объем бака башни; V_n — запас воды для тушения одного внутреннего и одного наружного пожара в течение 10 мин (хранится в баке башни постоянно).

Регулирующий объем бака в % от суточного расхода воды городом можно определять графическим путем по совмещенным ступенчатым или интегральным графикам водопотребления и водо- подачи воды, приведенными на рис. 2.25. Графики построены ис­ходя из предположения, что насосы в течение всего периода их работы подают в сеть постоянное количество воды, а сеть потреб­ляет ее неравномерно по часам суток. По ступенчатому графи­ку потребления и подачи воды (см. рис. 2.25, a) регулирующий объем бака башни равен площади заштрихованных фигур, а по интегральному графику (см. рис. 2.25, б) он равен сумме абсолют­ных величин максимальной положительной и максимальной от­рицательной разности ординат кривых подачи и потребления воды, например, (13,02+6,14=19,16%) среднесуточного расхода воды го­родом.