ВОДОНАПОРНАЯ БАШНЯ

Полезная модель относится к сельскохозяйственному водоснабжению, а именно, водоснабжению животноводческих ферм и комплексов.
Известна водонапорная башня, включающая два вертикально поставленных один на другой и сообщающихся между собой через конусообразную горловину цилиндрического резервуара, а также водоразводящие трубы, защищенные от замерзания земляной обсыпкой вокруг нижней части башни. Верхний резервуар выполнен с диаметром большим диаметра нижнего в 1,6...1,8 раза. Это позволяет использовать избыточный зимой объем верхнего резервуара для создания на внутренних его стенках теплоизолирующей ледяной рубашки, которая удерживается от сползания П-образными скобами, установленными на стенках верхнего резервуара (А.С. №121555, Кл. Е04Н 12/30, 1958). Водонапорная башня обеспечивает самозащиту при водозаборе из подземных источников при температуре воды в них не ниже плюс 6°С, когда температура окружающего воздуха не ниже минус 25°С и обмен воды в башне не реже одного раза в сутки, а при подаче воды из открытых источников - при минимальной температуре не ниже минус 15°С и обмен воды в башне не реже двух раз в сутки.
Недостатком данного устройства является возможность нерасчетного льдообразования во внутренней полости башни (наблюдаемого в интервале температуры воды от нуля до минус 4°С), возникновения сплошной ледяной корки на поверхности воды в верхнем резервуаре при температурах наружного воздуха ниже минус 25°С. Это приводит к нежелательному сбою в работе системы водоснабжения.
Наиболее близким техническим решением является водонапорная башня, включающая два вертикально поставленных один на другой и сообщающихся между собой через конусообразную горловину цилиндрических резервуара разного диаметра, водоразводящие трубы и наружное теплозащитное покрытие (Типовой проект 901-5-29. Унифицированные водонапорные башни заводского изготовления системы Рожновского. Разработан институтами Гипрониисельхоз Минсельхоза СССР и ЦНИИЭПИО Госгражданстроя. Утвержден и введен в действие Минсельхозом и Минводхозом СССР с 1 декабря 1972 г.; Бородачев П.Д., Усаковский В.М. Водоснабжение животноводческих ферм и комплексов. - М.: Россельхозиздат, 1972). Наружная теплоизоляция защищает башни в районах с температурой не ниже минус 40°С при температуре поступающей воды из подземных источников не ниже плюс 3,8°С и при режиме работы башни, предполагающем обмен воды в ней не реже двух раз в сутки.
Недостатком известного устройства является возможность замерзания воды в башне в период сильных холодов, сбоев в работе систем водоснабжения животноводческих ферм и комплексов с числом голов меньше расчетного, не позволяющим обеспечить должный водообмен в башнях.
Технический результат, который может быть получен при осуществлении полезной модели, заключается в усилении самозащитной способности водонапорной башни в период сильных холодов благодаря повышению кратности водообмена в момент времени, когда температура воды у основания башни, понижаясь, приблизится к пределу, ниже которого она превращается в лед.
Сущность полезной модели заключается в том, что в нижнем цилиндрическом резервуаре башни дополнительно установлена надувная эластичная вытеснительная камера.
В результате при наддуве эластичной вытеснительной камеры в нижнем цилиндрическом резервуаре башни вода сохраняется только в ограниченном объеме внутри подводящей в верхний резервуар и отводящей от него воду труб, установленных по центру соосно одна в другой. Благодаря этому суточный водообмен воды в башне резко возрастает, достигая потребной величины. При этом также достигается существенное снижение и холостого сброса воды из башни по сравнению с реализуемым, и энергопотребление подающего воду в башню насоса, который переходит с непрерывного режима работы на обычный режим. В период сильных холодов наддутая эластичная вытеснительная камера (в виду низкой теплопроводности находящегося в ней воздуха) выполняет роль дополнительного слоя теплоизоляции для подводящей и отводящей труб.
На фиг. приведена схема водонапорной башни.
Башня включает верхний цилиндрический резервуар 1, нижний цилиндрический резервуар (ствол-опору) 2, наружное теплозащитное покрытие 3, подводящую 4, отводящую 5 и сливную 6 трубы, а также надувную эластичную вытеснительную камеру 7. Отводящая труба 5 выполнена перфорированной. Надувная эластичная вытеснительная камера 7 показана в рабочем положении. Своей нижней торцевой частью надувная эластичная вытеснительная камера 7 (и в исходном положении) вплотную прилегает к основанию башни.
Водонапорная башня работает следующим образом.
В исходном положении надувная эластичная вытеснительная камера 7, состоящая из двух половин, уложена по внутренней поверхности нижнего цилиндрического резервуара 2. Возможность ее сползания по внутренней поверхности нижнего цилиндрического резервуара 2 отсутствует (как и поступление воды в стык между ними). Верхний 1 и нижний 2 цилиндрические резервуары наполнены водой,
причем в нижнем цилиндрическом резервуаре 2 содержится неиспользуемый ежесуточно резервный запас воды, по объему практически равный объему воды в верхнем цилиндрическом резервуаре 1. Более теплая вода от артезианской скважины (на фиг. не показана) по подводящей трубе 4 подается к нижнему срезу верхнего цилиндрического резервуара 1, не имеющего днища. Охлажденная вода, в согласие с законом Архимеда, опускается вниз к основанию водонапорной башни.
При понижении температуры отводимой из башни воды до нижнего допустимого предельного уровня срабатывает датчик-сигнализатор температуры (на фиг. не показан), по команде которого прекращается подача воды в водонапорную башню. Подводящая 4 и отводящая 5 трубы перекрываются, а через сливную трубу 6 осуществляется интенсивное опорожнение водонапорной башни. При незначительном остатке воды в ней начинается наддув эластичной вытеснительной камеры 7. По мере ее наддува оставшаяся в башне вода через перфорированную отводящую трубу 5 частично поступает в верхний цилиндрический резервуар 1. При достижении заданной величины давления рабочей среды (воздуха) в эластичной вытеснительной камере 7 ее наддув прекращается. Верхний цилиндрический резервуар 1 наполняется водой. Водонапорная башня продолжает свою работу.