Водонапорные резервуары

Водонапорные резервуары

ВОДОНАПОРНЫЕ РЕЗЕРВУАРЫ, для регулирования переменного расхода воды и для поддержания постоянного напора в сети при водоснабжении. Подача воды водоподъемными станциями происходит, в целях наивыгоднейших условий работы насосов, обычно равномерно в течение всех суток или в продолжение определенного числа часов. Между тем потребление воды в городе постоянно меняется в течение суток, достигая максимума в утренние, дневные и вечерние часы и падая до минимума в ночное время. В зависимости от расхода воды меняется и потеря напора в трубах.

Высота водонапорных резервуаров определяется в зависимости от необходимой высоты свободного напора в сети над уровнем земли, от рельефа местности и величины потери напора в трубах. Водонапорные резервуары строят обычно на наиболее высоких местах города, для уменьшения их собственной высоты. Емкость водонапорных резервуаров определяют в зависимости от степени неравномерности расхода воды, от производительности водоподъемных машин и числа часов их работы. Для точного определения емкости водонапорных резервуаров составляют таблицу или график суточного расхода воды по часам суток и подачи воды насосами. Объем водонапорного резервуара должен быть такой, чтобы при максимальных расходах запас воды в нем не понижался ниже определенного уровня. Обычно полезный объем водонапорного резервуара равняется объему от полусуточного до суточного расхода воды в городе.

В зависимости от топографических условий местности водонапорные резервуары строят на земле (надземные или подземные) и на башнях. Водонапорные резервуары подземные и надземные устраивают из камня, кирпича, бетона и железобетона. Форма водонапорных резервуаров обычно прямоугольная или круглая. Типом подземного водонапорного резервуара является, например, воробьевский водонапорный резервуар московского водопровода (фиг. 1, размеры в метрах) на 57500 м3 воды, с глубиной воды 4 м; водонапорный резервуар находится на высоте 75 м над уровнем Москвы-реки. Типом надземного водонапорного резервуара является водонапорный резервуар парижского водопровода (на Монмартре) вместимостью 11000 м3 воды, состоящий из трех этажей, для разных зон питания.

Воробьевский водонапорный резервуар московского водопровода

Обычно водонапорный резервуар разделяется на две независимые части для возможности ремонта и чистки его без остановки водоснабжения. Стенки водонапорного резервуара рассчитывают как подпорные стенки. Перекрытие его делают плоское или сводчатое; при подземных водонапорных резервуаров это перекрытие засыпают землей на толщину от 0,8 до 1,5 м. Стенки водонапорного резервуара и дно его д. б. водонепроницаемыми. При водонапорном резервуаре устраивают особые камеры для помещения труб и задвижек. В перекрытии устраивают вентиляционные отверстия. Водонапорные резервуары на башнях делают железными или железобетонными. Форма этих водонапорных резервуаров обычно цилиндрическая, с выпуклым или плоским днищем.

Железные водонапорные резервуары склепывают из железных листов котельного железа. При выпуклом днище последнее опирается на опорное кольцо. Давление воды в водонапорном резервуаре на днище стремится сжать это кольцо, и последнее должно быть достаточно жестким, чтобы противостоять этому сжатию. При полусферическом днище опорного кольца не имеется, и водонапорный резервуар опирается на стены башни посредством вертикальных, стоек, укрепленных к цилиндрическим его стенкам. При плоском днище водонапорный резервуар опирается на систему балок, укладываемых на стены башни. Тип железного водонапорного резервуара с плоским дном представляет резервуар Крестовских водонапорных башен мытищинского водопровода Москвы вместимостью до 1900 м3 воды.

Кроме описанных типов железных водонапорных резервуаров, большое применение получил водонапорный резервуар типа Интце, в котором диаметр опорного кольца меньше диаметра цилиндрической части водонапорного резервуара. Цилиндрическая часть переходит к опорному кольцу конусом, днище же имеет выпуклую форму, обращенную выпуклостью вверх. При этой системе уничтожается распор на опорное кольцо, и диаметр опорной поверхности, а следовательно и диаметр башни, получается менее диаметра самого бака. Диаметр опорной поверхности при этом равен приблизительно 0,7 диаметра водонапорного резервуара.

Железобетонные водонапорные резервуары строят обычно по типу Интце. Цилиндрические резервуары рассчитывают на давление воды Р = р∙r, где р - давление воды на кольцо цилиндрические части, r - радиус кольца. Днище рассчитывают как купольное перекрытие. Водонапорные башни, на которых помещаются водяные резервуары, строят из камня, кирпича, железобетона и железа. Типом башни из кирпича являются Крестовские башни мытищинского водопровода Москвы. Железобетонные башни изготовляют или из железобетонных стоек, опирающихся на бетонное основание и связанных вверху кольцом, на котором помещается водонапорный резервуар, причем промежутки между стойками заполняются кирпичом, или из бетонных пустотелых камней. Железные башни возводят или из отдельных стоек решетчатой системы или, по системе инженера Шухова, из стержней углового железа, располагаемых по гиперболоиду (см. фиг. 2, размеры в м).

Железные башни возводят или из отдельных стоек решетчатой системы или, по системе инженера Шухова

Железные башни не имеют наружных стен, и потому водонапорный резервуар и трубы к нему д. б. утеплены. Трубы, подающие в водонапорный резервуар воду от насосных станций, снабжены необходимыми фасонными частями и задвижками, позволяющими распределять воду в ту или другую половину резервуара, а трубы, отводящие воду в распределительную сеть, - задвижками. Кроме того устраивают сливную трубу на случай переполнения резервуара выше максимального уровня его и спускную трубу для опоражнивания резервуара при его чистке и ремонте. Отверстия впускных труб располагают выше уровня воды в водонапорном резервуаре. Отверстия выпускных труб помещают в нижней части водонапорного резервуара. При железных и бетонных резервуарах на башнях, трубы, входящие в дно водонапорного резервуара, снабжают особыми компенсаторами, типа соединений на сальниках, для предотвращения деформации днища водонапорного резервуара при удлинении или укорочении труб в зависимости от изменения температуры. Соединение труб с днищем водонапорного резервуара должно быть герметическим. Для регулирования работы насосов уровень воды в водонапорном резервуаре как внутри самой башни, так и на насосной станции указывается посредством поплавка. В холодное время водонапорные башни отапливают во избежание замерзания воды. Для осмотра водонапорных резервуаров устраивают удобные лестницы и свободные проходы. Вместо водонапорных башен иногда устраивают водонапорные колонки, регулирующие исключительно напор воды. Эти колонки конструируются в виде вертикальных труб, через которые подается вода в сеть при достижении известной высоты напора.

Водонапорные резервуары

 

Источник: Мартенс. Техническая энциклопедия. Том 3 - 1928 г.