ВОДОНАПОРНАЯ БАШНЯ
WATER TOWER

Изобретение относится к высотным конструкциям и может использоваться в качестве водонапорной башни.
Известна водонапорная башня, содержащая ствол на расположенных под углом 120° одна над другой стоек, соединенных горизонтальными диафрагмами жесткости, опертый на стойки бак, лестницу и фундамент, причем стойки выполнены в виде треугольных форм, жестко соединенных между собой вершинами с образованием стыкуемыми поясами пространственных диагональных связей, на которых размещена лестница, а диафрагмы установлены на вершинах и нижних концах ферм и в уровне узла их жесткого соединения (Патент SU №1520226 A1, Е04Н 12/30, 1989).
Недостаток аналога - сложная конструкция и сложный монтаж башни.
Известна водонапорная башня, содержащая центральную стойку, опертую на фундамент и установленный на стойке резервуар с кольцом жесткости, причем она снабжена винтовыми поясами, прикрепленными к кольцу жесткости и фундаменту и соединенными с центральной стойкой поперечными элементами (Патент SU №697673, Е04Н 12/00, 1979).
По наибольшему количеству сходных признаков и достигаемому при использовании результату данное техническое решение выбрано в качестве прототипа заявляемого технического решения.
Недостатки прототипа - сложная конструкция в виде винтовых поясов, прикрепленных к кольцу жесткости и фундаменту и соединенных с центральной стойкой поперечными элементами.
Предлагаемое устройство водонапорной башни устраняет недостатки прототипа за счет выполнения винтовых поясов из канатов, а поперечных элементов - в виде горизонтальных пластин с периферийными отверстиями для прохода канатов в форме винтовых линий и с центральным отверстием для прохода центральной стойки, которая выполнена в виде трубы круглого поперечного сечения.
Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, состоит в упрощении конструкции за счет выполнения винтовых поясов из канатов в форме винтовых линий и упрощения монтажа водонапорной башни.
Для достижения технического результата в водонапорной башне, содержащей центральную стойку, опертую на фундамент, резервуар с кольцами жесткости, установленный на центральной стойке, винтовые пояса с поперечными элементами, причем она оснащена лестницей, смотровой площадкой, подводящей, отводящей и сливной трубой, центральная стойка выполнена в виде трубы круглого поперечного сечения, винтовые пояса выполнены в виде нескольких канатов, на которые нанизаны шары и образуют коническую форму башни, канаты проходят в отверстиях поперечных элементов, выполненных в виде круглых горизонтальных пластин, установленных с шагом, равным радиусу верхней круглой горизонтальной пластины яруса, и установлены с возможностью вертикального перемещения и вращения вокруг центральной стойки-трубы, верхняя круглая горизонтальная пластина размещена на опорном узле, прикрепленном к центральной стойке-трубе, верхние концы канатов прикреплены к верхней круглой горизонтальной пластине, а нижние концы канатов прикреплены к нижней круглой горизонтальной пластине, которая крепится к фундаменту, лестница выполнена складной, секции которой размещены в каждом ярусе башни.
Кроме того, заявленное решение имеет факультативные признаки, характеризующие его частные случаи, а именно:
- канаты изготовлены из стального троса;
- шары выполнены со сквозными отверстиями и нанизаны на канаты внутри яруса;
- шары изготовлены из композитного материала;
- круглая горизонтальная пластина имеет как минимум четыре симметричных окружных отверстия, размещенных в зоне периметра, и кольцо, оборудованное подпружиненными шаровыми катками;
- опорный узел оборудован подпружиненными шаровыми катками;
- верхний конец лестницы яруса при помощи шарнирного узла крепится к круглой горизонтальной пластине в зоне проема, а нижний конец свободен и оборудован катком;
- подводящая и отводящая трубы размещены внутри центральной стойки-трубы;
- сливная труба размещена в верхней части резервуара;
- смотровая площадка огибает резервуар и имеет консольную лестницу с выходом на поверхность верхней круглой горизонтальной пластины.
Отличительными признаками предлагаемого изобретения является то, что оно оснащено лестницей, смотровой площадкой, подводящей, отводящей и сливной трубой, центральная стойка выполнена в виде трубы круглого поперечного сечения, винтовые пояса выполнены в виде нескольких канатов, на которые нанизаны шары и образуют коническую форму башни, канаты проходят в отверстиях поперечных элементов, выполненных в виде круглых горизонтальных пластин, установленных с шагом, равным радиусу верхней круглой горизонтальной пластины яруса, и установлены с возможностью вертикального перемещения и вращения вокруг центральной стойки-трубы, верхняя круглая горизонтальная пластина размещена на опорном узле, прикрепленном к центральной стойке-трубе, верхние концы канатов прикреплены к верхней круглой горизонтальной пластине, а нижние концы канатов прикреплены к нижней круглой горизонтальной пластине, которая крепится к фундаменту, лестница выполнена складной, секции которой размещены в каждом ярусе башни.
Предложенная водонапорная башня иллюстрируется чертежами, представленными на фиг. 1-3. На фиг. 1 показан общий вид водонапорной башни.
На фиг. 2 - поперечный разрез водонапорной башни А-А на фиг. 1.
На фиг. 3 - узел Б крепления опорного узла к центральной стойке-трубе.
Водонапорная башня содержит: строительную площадку с поверхностью земли 1; фундамент 2, нижнюю круглую горизонтальную пластину 3; узел 4 крепления нижней круглой горизонтальной пластины 3 к фундаменту 2; канат 5; узел 6 крепления каната 5 к нижней круглой горизонтальной пластине 3; круглую горизонтальную пластину 7; центральную стойку-трубу 8 круглого поперечного сечения; лестницу 9 яруса (пространство между двумя смежными круглыми горизонтальными пластинами 7); консольную лестницу 10 смотровой площадки 11; резервуар 12; кольцо 13 жесткости резервуара 12; сливную трубу 14; подводящую трубу 15; отводящую трубу 16; верхнюю круглую горизонтальную пластину 17; узел 18 крепления каната 5 к верхней круглой горизонтальной пластине 17 (фиг. 1); отверстие 19 окружное; шар 20, нанизанный на канат 5; упор 21 лестницы 9 яруса; каток 22 лестницы 9 яруса; шарнир 23 лестницы 9 яруса; ребро 24 жесткости круглой горизонтальной пластины 7; проем 25 круглой горизонтальной пластины 7; кольцо 26 круглой горизонтальной пластины 7 (фиг. 2); опорный узел 27; подпружиненные шаровые катки 28 опорного узла 27; подпружиненные шаровые катки 29 кольца 26 круглой горизонтальной пластины 7; узел 30 крепления опорного узла 27 к центральной стойке-трубе 8 (фиг. 3).
Сборка водонапорной башни осуществляется следующим образом.
На поверхности 1 земли предварительно выполнены работы по установке фундамента 2 с центральной стойкой-трубой 8, причем высота последней составляет только часть расчетной высоты. На центральную стойку-трубу 8 нанизывают нижнюю круглую горизонтальную пластину 3 по подпружиненным шаровым каткам 29 кольца 26 и при помощи узлов 4 крепят к фундаменту 2. В окружные отверстия 19 пропускают канаты 5 и при помощи узлов 6 эти нижние концы канатов 5 крепят с нижней круглой горизонтальной пластине 3. Нанизывают на канаты 5 шары 20 на высоту расчетного яруса и так укладывают друг к другу все круглые горизонтальные пластин 7, в которых имеются в собранном положении лестницы 9 ярусов с катками 22 и шарнирами 23. Канаты 5 укладывают по винтовой линии с закруткой по часовой или против часовой стрелки. Верхние концы канатов 5 пропускают в окружные отверстия 19 верхней круглой горизонтальной пластины 17 и при помощи узлов 18 крепят к ней. Собранные в один блок круглые горизонтальные пластины 17, 7 и 3 готовы для подъема на расчетную высоту водонапорной башни. Наращивают центральную стойку-трубу 8 до расчетной высоты и внутри ее монтируют подводящую трубу 15 и отводящую трубу 16, наверху крепят смотровую площадку 11 с консольной лестницей 10, резервуар 12 с кольцом жесткости 13 и сливную трубу 14. Затем подъемным устройством (на фиг. 1 не показано) поднимают блок на расчетную высоту, при этом винтовые линии выпрямляются (фиг. 1, 2), а круглые горизонтальные пластины 17, 7 совершают вертикальное перемещение и вращение по подпружиненным шаровым каткам 29. Предварительно установленный опорный узел 27 с подпружиненными круглыми катками 28 при помощи узла 30 крепится на расчетной высоте к центральной стойке-трубе 8. В процессе подъема блока лестницы 9 ярусов автоматически занимают рабочие положения, лестница 9 яруса поворачивается вокруг шарнира 23 и движется к упору 21 в направлении проема 25 с ребрами 24 жесткости (фиг. 3).
Использование водонапорной башни позволит упростить конструкцию, за счет выполнения винтовых поясов из канатов и круглых горизонтальных пластин, образующих жесткую и динамически устойчивую коническую винтовую конструкцию, которая компенсирует силовые воздействия ветра и температурных изменений. Сильно упрощается монтаж водонапорной башни за счет укладки на земле круглых горизонтальных пластин в один блок с последующим подъемом его на расчетную высоту.