Водонапорная башня из композитных материалов
WATER TOWER MADE OF COMPOSITE MATERIALS

Изобретение относится к области строительства, а именно к строительству водонапорных башен, предназначенных для локального водоснабжения обеспечивающих хранение регулирующих запасов воды и поддержания необходимого давления в водопроводной сети.
Водонапорные башни используются для систем водоснабжения малых населенных мест, для производственного и противопожарного водоснабжения.
Известна водонапорная башня (патент на изобретение RU 2 362 858 С1) состоящая из регулирующего бака, водовмещающей опоры с трубопроводами, подводящего и отводящего трубопроводов, в которой в регулирующий бак башни встроена эластичная разделительная диафрагма, закрепленная в двух расположенных противоположно по оси симметрии диафрагмы точках бака, а на верхней поверхности бака установлен воздушный клапан, соединенный с внутренней полостью бака.
Недостатком этой водонапорной башни является коррозионная неустойчивость элементов башни, снижение качества воды, сложность ее обслуживания и ремонта.
Также известна водонапорная башня (патент на изобретение RU 2 446 262 С2), содержащая водоотводящий трубопровод, выходное отверстие которого расположено в нижней части по центру водонапорной башни, и водоподводящий трубопровод, расположенный по касательной к окружности башни, на крышке башни дополнительно установлена ветротурбина с вертикальным валом, пропущенным через крышку внутрь башни, на нижнем конце которого закреплена крыльчатка-активатор, при этом направление вращения вала совпадает с направлением водоподводящего трубопровода.
Недостатком известной водонапорной башни является коррозионная неустойчивость элементов башни, снижение качества воды, сложность ее обслуживания и ремонта.
Самым близким по своей технической сущности к предлагаемому изобретению является водонапорная башня А.А. Рожновского (патент на изобретение SU 121555 А1), состоящая из двух вертикально установленных друг на друга цилиндрических частей с разным диаметром, где диаметр верхней части башни больше диаметра ее нижней части - ствола башни, соединенных между собой коническим переходом, регулирующего бака, соединенного с системой трубопроводов воды, снабженной необходимыми кранами и запорной арматурой, блока управления подачи воды в бак, люка и лестниц для технического обслуживания. В результате использования водонапорной башни в водопроводной сети имеется постоянный напор, эффективное использование емкости бака башни, это дает возможность кроме регулирующего запаса хранить запас воды для противопожарных целей или других нужд (при аварии насосных агрегатов или прекращения подачи электроэнергии). Принято за прототип.
Недостатками известного решения является следующее:
- коррозия внутренних и внешних поверхностей башни, так как вся башня состоит из стали;
- ухудшение качества воды в баке башни из-за контакта с внутренней поверхностью бака подвергшейся коррозии;
- ухудшение качества воды из-за попадания в бак различных загрязнений и микроорганизмов из окружающей среды, так как вода в баке имеет постоянный контакт с атмосферой;
- из-за постоянного контакта перекачиваемой воды с атмосферным воздухом происходит насыщение воды кислородом, что приводит к усилению коррозии внутренних элементов башни;
- требуется периодическая очистка внутренней полости башни и постоянный контроль за ее санитарным состоянием.
Технический результат изобретения - исключение возможности появления ржавчины на конструктивных элементах водонапорной башни, сокращение затрат на техническое обслуживание и ремонт башни, а также упрощение ее обслуживания при эксплуатации, защита воды в водонапорной башне от атмосферных загрязнений, поддержание качества воды в башне на уровне качества воды поступающей в башню.
Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в известной водонапорной башне, состоящей из двух вертикально установленных друг на друга цилиндрических частей с разным диаметром, где диаметр верхней части башни больше диаметра ее нижней части - ствола башни, соединенных между собой коническим переходом, регулирующего бака, соединенного с системой трубопроводов воды, снабженной необходимыми кранами и запорной арматурой, блока управления подачи воды в бак, люка и лестниц для технического обслуживания, особенность заключается в том, что обе ее цилиндрические части и конический переход выполнены из композитного материала (стеклопластика), и соединены между собой неразъемным соединением, при этом в качестве регулирующего бака использована верхняя цилиндрическая часть, которая герметично закрыта с обеих сторон полусферами и дополнительно снабжена воздушным угольным фильтром, расположенным на верхней полусфере, и внутренними датчиками уровня воды, а система трубопроводов воды размещена в нижней цилиндрической части башни. Цилиндрические части и конический переход могут быть склеены между собой, например, стеклотканью, пропитанной смолой. Каждая из цилиндрических частей снабжена люком и лестницей для технического обслуживания.
Водонапорная башня изготавливается полностью цельной из композитных материалов (стеклопластика), все элементы башни соединены между собой с помощью склеивания стеклотканью пропитанной смолой. Все соединения - неразъемные. Верхняя часть водонапорной башни имеет покрытие в виде полусферы, на которой установлен воздушный угольный фильтр, в баке водонапорной башни установлены датчики уровня воды, вода находится только в баке башни, а колонна остается «сухой» для возможности обслуживания коммуникаций. Водонапорная башня изготавливается в заводских условиях.
Изобретение поясняется чертежами. На фигуре 1 изображена схема водонапорной башни, где показаны: бак - 1, ствол башни - 2, конический переход - 3, воздушный угольный фильтр - 4, датчик уровня воды - 5, люк - 6, внутренняя лестница - 7, ограждение - 8, наружная лестница - 9, система трубопроводов воды - 10.
На фигуре 2 представлено объемное изображение водонапорной башни.
Корпус водонапорной башни полностью выполнен из композитных материалов (стеклопластика). Бак (1) башни выполнен в виде цилиндра закрытого с верхней и нижней сторон полусферами. В центральной части полусферического покрытия устроен воздушный угольный фильтр (4), обеспечивающий очистку поступающего воздуха в бак (1) при изменении объема воды в нем. Внутри бака (1) водонапорной башни расположено два датчика уровня воды (5), один из которых - на уровне нижней отметки регулирующего уровня воды в баке башни, второй - на отметке верхнего расчетного уровня воды в баке, подающие сигналы на включение и отключение подающих насосных агрегатов. В верхней части бака (1) устроен люк (6) обеспечивающий возможность попадания обслуживающего персонала в него. Для спуска в бак (1) на его внутренней поверхности устроена внутренняя лестница (7). По контуру покрытия водонапорной башни устроено ограждение (8) для безопасного перемещения по баку (1) башни, в случае необходимости. На наружной части водонапорной башни устроена наружная лестница (9) предназначенная для подъема обслуживающего персонала на водонапорную башню. Для надежного закрепления бака (1) и ствола башни (2) между собой они соединены коническим переходом (3).
Ствол башни (2) выполнен в виде цилиндра, в котором расположена система трубопроводов воды (10), соединенная с баком (1). Внутри ствола башни (2) также расположена внутренняя лестница (7), позволяющая подняться для осмотра состояния ствола башни (2) и системы трубопроводов воды (10). На стволе башни имеется люк (6), обеспечивающий возможность попадания обслуживающего персонала внутрь ствола башни (2).
Предложенная водонапорная башня работает следующим образом - вода, поступающая от насосной станции, заполняет бак (1) водонапорной башни до расчетного уровня, на котором установлен верхний датчик уровня воды (5). При заполнении бака (1) до расчетного уровня датчик уровня воды (5) подает сигнал на насосную станцию для отключения насосных агрегатов. Вода из бака (1) водонапорной башни подается потребителям и при достижении минимального уровня в ней, на котором установлен нижний датчик уровня воды (5), подается сигнал для включения насосных агрегатов. Далее циклы повторяются. В период использования воды из бака (1), ее объем уменьшается, освободившийся объем заполняется воздухом, поступающем в бак (1) через воздушный угольный фильтр (4). Воздушный угольный фильтр (4) позволяет исключить попадание в питьевую воду загрязнений из атмосферы.
Основные характеристики и размеры водонапорной башни из композитных материалов:
3
- рабочий объем - 15 м;
- высота ствола башни - 12 м;
- диаметр ствола башни - 1,4 м;
- диаметр бака башни - 2,6 м.
Основными особенностями, отличающими изобретение от известных аналогов, которые обеспечивают достижение заявленного технического результата, являются:
- корпус водонапорной башни полностью выполнен из композитных материалов (стеклопластик), следовательно он не подвергается коррозии и не требует затрат на ремонт;
- бак водонапорной башни выполнен в виде цилиндра закрытого с двух сторон полусферами. Вода находится только в баке башни, ствол не заполнен водой, что делает более удобным обслуживание коммуникаций башни;
- на верхней части водонапорной башни установлен воздушный угольный фильтр, который предотвращает попадание загрязнений и бактерий в бак водонапорной башни;
- в баке водонапорной башни установлены датчики уровня, которые посылают сигнал насосному оборудованию на включение или выключение, при достижении определенных уровней воды в баке.