Watertoren: werkingsprincipe, doel, kenmerken

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2023-12-17 10:36

Watertoren is het eenvoudigste ontwerp dat is ontworpen voor autonome regeling van de waterstroom en -druk in het leidingsysteem. Het eenvoudige werkingsprincipe van de watertoren bepaalde het wijdverbreide gebruik ervan.

Soorten watertorens

Dergelijke ontwerpen worden al eeuwenlang door de mensheid gebruikt. Het hoogtepunt van hun populariteit v alt aan het einde van de 19e - de eerste helft van de 20e eeuw. In die tijd werden ze gebruikt in depots en stations voor het onderhoud van stoomlocomotieven. Sindsdien hebben ze hun betekenis verloren, maar worden ze nog steeds gebruikt, bijvoorbeeld voor autonome watervoorziening naar voorstedelijke gebieden of industriële ondernemingen.

De eerste watertorens waren voornamelijk gebouwd van rode baksteen, minder vaak van hout. Toen verschenen constructies van gewapend beton. In de tweede helft van de 20e eeuw stelde de wetenschapper Rozhnovsky zijn ontwerp voor van staalplaten.

Rozhnovsky's toren lijkt erg op een granaat met een handvat. De diameter van de basis van de watertoren is 1,5-2 keer kleiner dan de diameter van de tank. De voordelen van dit ontwerp zijn een hoge montagesnelheid (holle cilinders worden uit staalplaten gelast) en eenvoudige installatie ter plaatse, evenals een relatief laag gewicht.

Voor de watervoorziening worden meestal individuele tanks in de vorm van volumetrische metalen tanks geïnstalleerd. Stalen of gewapend betonnen kolommen worden gebruikt als steunen.

Het principe van de watertoren

De werking van de watertoren zou onmogelijk zijn zonder het fenomeen van drukvereffening in communicerende vaten of hydrostatisch evenwicht. Onder invloed van de zwaartekracht verdringt het water in de tank de vloeistof uit de leidingen totdat de druk in de tank gelijk wordt aan de druk in het leidingsysteem. Dit was de basis voor de werking van watertorens vóór de komst van elektrische pompen.

Met de komst van elektrische pompen is het schema van hun werk enigszins veranderd. Als ze vroeger de belangrijkste bronnen van water in het systeem waren, begonnen ze nu de rol van reserve te spelen. Een pompstation fungeert als een "leverancier" van water, dat via een leidingsysteem rechtstreeks druk levert aan de consument.

Tegelijkertijd pompt de pomp water in de tank van de toren totdat deze helemaal vol is of de automaat werkt. Op het moment van piekbelasting, wanneer het waterverbruik maximaal is en het gemaal het werk niet aankan, gaat de tankklep open en begint water vanuit de reserve het systeem in te stromen. Dit gebeurt totdat het watervoorzieningsstation weer zijn taken begint aan te pakken. Nade hele cyclus herha alt zich.

Watertorenelementen

Ongeacht het type en het werkingsprincipe, de watertoren bestaat uit 5-6 eenheden. Het aantal elementen kan aanzienlijk variëren en wordt bepaald door het doel van de faciliteit, de locatie, de afgelegen ligging van de primaire bron, de waterkwaliteit en andere criteria.

Op de een of andere manier bevat elke toren:

1. Tank - een tank van staal, gewapend beton of kunststof met een capaciteit van enkele tientallen tot enkele duizenden kubieke meters.
2. Ondersteuning - een frame of monolithische structuur gemaakt van gewapend beton, stalen balken of rode baksteen met een hoogte van niet meer dan 25-30 meter. Het moet de tank boven het niveau van elke consument houden.
3. Verticale watertoevoer - een toevoerleiding die van de bron en de uitlaat komt, met een diameter van 200 m, die naar het watertoevoersysteem wordt gelegd.
4. Ventilatieluik - op de foto van de watertoren wordt dit weergegeven met een pijl. Het is noodzakelijk om het luchtvolume in de tank te handhaven en waterstagnatie te voorkomen.
5. Pompstation met regelsystemen is een aparte structuur, meestal boven de bron.

Een filtersysteem met verschillende gradaties van waterzuivering kan in het ontwerp van de watertoren worden geïntroduceerd, evenals een automatiseringseenheid om het vloeistofniveau te regelen en te voorkomen dat het tot een kritische waarde da alt.

Hoofdfuncties van de watertoren

Van het werkingsprincipe van de watertoren volgt zijn hoofdfunctie -afstemming van het werkschema van het gemaal. Stel je een situatie voor waarbij de pomp direct water levert, zonder tussenschakel in de vorm van een watertoren.

Op verzoek van elke consument gaat het aan en uit, dat wil zeggen, het werkt chaotisch. Als gevolg hiervan neemt de slijtage van de mechanismen toe, het energieverbruik wordt ongelijkmatig, wat de belasting van de energiecentrale verhoogt.

Als gevolg hiervan zijn servicebedrijven gedwongen geld uit te geven aan dure reparaties. Om dit alles te voorkomen, installeren ze watertorens.

De tweede functie is om de druk in de pijpleiding te handhaven. Water dat zich op behoorlijke hoogte bevindt, onder invloed van de zwaartekracht zelf, zorgt voor de benodigde druk in het systeem. Hierdoor wordt de last van het gemaal verwijderd.

Extra doel

Ander doel en werkingsprincipe van de watertoren zijn nauw verwant. Het water in de bron voldoet zelden aan de vastgestelde sanitaire normen, dus als het wordt gebruikt voor huishoudelijke behoeften of om te drinken, wordt de watertoren gebruikt als een filterinstallatie.

Grove filters zijn ingebouwd in het toevoerleidingsysteem, die zware metalen, ijzer- en loodoxiden, zand en andere verontreinigende stoffen opvangen. In de tank bezinkt de haard en wordt nog schoner. Het systeem van reinigingscartridges dat op de toevoerwatertoevoer is geïnstalleerd, kan water zuiveren van pathogene bacteriën, en levert aan:voor de consument een perfect puur product.

Het creëren van een noodvoorziening van water, die kan worden gebruikt bij uitval van de waterleiding of brand, is een andere extra functie van de watertoren.

Werk van de toren met een autopomp

Het werkingsprincipe van een watertoren met een automatische pomp verschilt praktisch niet van het eerder door ons beschreven werkschema. De enige uitzondering is het feit dat er in een dergelijk systeem geen pompstation als zodanig is. Zijn functie wordt uitgevoerd door een compacte elektrische pomp.

Als het waterniveau in de tank onder de drempelwaarde zakt, stuurt het automatiseringssysteem een signaal en begint de pomp water in de tank te pompen. Zodra de tank vol is, wacht u tot het vloeistofpeil weer da alt.

Dergelijke systemen worden het vaakst gebruikt in particuliere en voorstedelijke gebieden. Een vlotter fungeert als een indicator van het vloeistofniveau, dat bijna tot op de bodem da alt, de contacten sluit en een signaal naar het relais geeft, anders regelt het al de werking van de pomp.

Definitie van kenmerken

Om ervoor te zorgen dat het systeem zijn taken goed kan uitvoeren, is het noodzakelijk dat de hoogte van de watertoren groter is dan de hoogte van enige andere onderhouden constructie. Dat is de reden waarom watertanks vaak te zien zijn op de daken van gebouwen met meerdere verdiepingen (vooral in Amerikaanse films). Als aan deze voorwaarde niet wordt voldaan, is stagnatie van water in de tank mogelijk.

Een andere belangrijke parameter van een watertoren is het volume van de werktank. Deze indicator wordt bepaald door het stroomschemawater door consumenten. Meestal wordt de grootte van de container zo gekozen dat de verzamelde vloeistof voldoende is voor gebruik gedurende de dag. In dit geval wordt de pomp alleen 's nachts ingeschakeld, waardoor de belasting op het elektriciteitsnet wordt verminderd.

Foundation ontwerpkenmerken

De hoogte van de toren en het volume van de tank hebben rechtstreeks invloed op de kosten van de toren. En dan hebben we het niet zozeer over de kosten van de draagconstructie en het reservoir, maar over de prijs van de fundering. Alvorens het type en de diepte van de fundering te kiezen, wordt niet alleen een berekening gemaakt voor de statische belasting, maar ook voor de dynamische - tijdens het vullen van de tank kunnen trillingen optreden die de constructie uit balans brengen.

Stabiliteit wordt ook berekend rekening houdend met de invloed van windbelasting. Hoe hoger de toren, hoe meer deze zal afwijken van het verticale vlak bij sterke en vlagerige wind. Zwaaiend, zal de toren het water beginnen te "verstoren", golven zullen verschijnen die de toegestane druk van de watertoren op de basis meerdere keren zullen verhogen. Als gevolg hiervan zal de structuur instorten.

Verwaarloos daarom bij het installeren van zelfs een landhuis de hulp van professionals niet. Door nu geld uit te geven, kunt u in de toekomst gerust zijn over de betrouwbaarheid en prestaties van uw watertoren.