Как устроена водонапорная башня

Несмотря на то, что мы живем в век автоматизации всех технологических процессов, старые добрые водонапорные башни, обеспечивающие нас водой, продолжают служить людям в современных бытовых условиях. Более того, их количество постоянно растет.

Так что же представляет собой водонапорная башня и как она функционирует? Многим известно, для чего нужна водонапорная башня - это устройство регулирует операции систем водоснабжения. Оно может управлять процессом подачи воды, ее мощности, контролирует ее расход.

Также башня создает внутри себя резерв жидкости и управляет насосом. Башня состоит из двух частей - большой емкости для хранения воды и так называемого башенного ствола. Несмотря на внешнюю простоту сооружения, водонапорная башня иногда может являться своего рода архитектурным элементом, и иметь историческое значение в тех городах и деревнях, где они когда-то были построены.

Стоит отметить, что в разных населенных пунктах эти монументальные конструкции обычно имеют различный внешний вид. Принцип работы данного сооружения заключается в том, что вода с помощью специального насоса поступает в резервуар, предназначенный для ее хранения, стоимость станции водоснабжения как заверяют специалисты www.hoznasos.ru зависит от максимальной производительности, необходимого напора и глубины водозабора.

Затем, когда количество потребляемой воды сводится к максимальному и возникает потребность в ее использовании, вода подается из этого резервуара. Такой механизм подачи воды позволяет избегать чрезвычайных ситуаций, которые могут вызвать нехватку воды.

Вода подается стабильно по требованию, предотвращая возможные перебои. Стандартная высота водонапорной башни обычно – 25 м. Это довольно высокое сооружение, в исключительных случаях высота водонапорной конструкции может достигать и 30 м.

Однако подобные водонапорные сооружения в настоящее время встречаются крайне редко. Водонапорная башня имеет достаточно вместительный резервуар, объем которого может доходить до 100 м3. Это зависит от конструкции самой башни. Столь огромные размеры в большей степени характерны для промышленных сооружений.

Опора водонапорной конструкции обычно изготавливается из особо прочной стали. Иногда может применяться другой строительный материал. Бывают случаи, когда водонапорная башня строится из кирпича или изготавливается с помощью железобетона.

Водонапорные башни оснащаются специальными контролирующими устройствами и особой измерительной системой. Благодаря этому можно четко отслеживать количество воды в резервуаре. Такая система также позволяет выводить необходимые данные на ПУ в операторской, и тем самым предупредить возможность переполнения резервуара.

В оборудование данной конструкции также включены трубы, выполняющие отвод и подачу воды. Вода поступает в резервуар с помощью специальных насосов, откачивающих ее из скважин. Схема действия насоса водонапорного сооружения очень проста.

Для закачки воды в резервуар используется насосная станция . Она осуществляет закачку воды в резервуар, до того момента, пока специальное устройство не даст сигнал, свидетельствующий о переполнении резервуара. В этом случае контрольная система срабатывает и насос перестает работать.

По мере опустошения резервуара, механизм снова и снова приводится в действие.

Основные преимущества водонапорной башни

Главным достоинством водонапорной конструкции является ее автономность. В случае возникновения непредвиденной ситуации, связанной с перебоями электроэнергии, водонапорное сооружение станет единственным верным решением. Особенно это актуально и необходимо в тех районах, где есть большое количество потребителей воды.

Кроме того, воды никогда не бывает много, а водонапорная башня способна обеспечить ее запас. Именно поэтому данная конструкция в настоящее время не просто не утратила свою актуальность, но и имеет все большую популярность.

Это традиционные в советском союзе и постсоветском пространстве башни, за которые инженер Рожновский А.А. получил Сталинскую премию. Производство их сохраняется до сих пор, на рынке есть множество предложений по покупке и установке этого типа конструкций.

До разработки Рожновского башни возводились в основном из кирпича, множество из них, даже находящихся в эксплуатации и в отличном виде можно увидеть и сегодня. Например, этот экземпляр возле железной дороги в Пинске:

Чем же в те годы пришлась советской стране по душе подобная конструкция, ответ можно легко найти в любой статье посвященной водоснабжению:

Сравнительно небольшая стоимость - учитывая дешевую сталь и рабочую силу в плановой социалистической системе.
Отсутствие необходимости подогрева при низких температурах.
Быстрота монтажа - за два-три дня.

Однако на сегодняшний момент эти плюсы сведены к нулю. И вполне закономерно, что все чаще ставят еще один тип, широко распространенный еще до Рожновского, особенно за рубежом (если взять США, то там их можно встретить практически везде), вот он на снимке:

Почему стоит обратиться к такой конструкции? Сравним ее с башней Рожновского.

Сталь, увы, уже недешева, а здесь ее расход меньше.
Башня Рожновского обеспечивает работу без подогрева при температуре ниже 20 градусов только при двукратном водообмене в сутки, что при современной тенденции сэкономить воду и большом диаметре и объеме ее ствола, довольно сложно обеспечить. Водопроводы к баку у башни на последней фотографии легко утеплить современными материалами.
По трудоемкости монтажа эти два типа равнозначны.

Кроме того, у башен Рожновского очень небольшой ресурс, металл от постоянного контакта с водой и воздухом быстро поддается коррозии, особенно если его не вовремя окрашивать, а саму башню неправильно эксплуатировать.

Насчет эксплуатации - случай из практики:

Пришлось принимать сравнительно новую десять-пятнадцать лет эксплуатации башню, но она была очень интересно смонтирована местными умельцами - с целью утепления ее ствол обложили кирпичом, а воздушную прослойку между, засыпали торфом или может даже навозом. Стенку и торф сразу убрали, но сталь без окраски, постоянного действия конденсата, а то и перелива воды (автоматического контроля уровня не было), а также без окраски безнадежно была повреждена. После нескольких ремонтов, причем дорогостоящих из необходимости привлечения подъемника, пришлось ее демонтировать. Металл стал тоньше жести и при любом ударе молотка для сбывания окалины образовывались новые течи, причем даже вдалеке от места сварки.

В конструкции на последнем фото ствол (а это самая больная часть, любой башни), можно легко и дешево заменить. При небольшой высоте даже без привлечения специальной техники. Кроме того, его можно выполнить из полимера который естественно коррозии не боится. При необходимости, хотя это сложнее и дороже можно поменять и сам бак. Опоры же могут прослужить более ста лет.

Но есть и еще одно но, во многих случаях можно обойтись вообще без башни, затратив сумму на порядок меньше. Основная цель этих сооружений - создавать запас воды поддерживать равномерное давление и режим работы насоса подавая воду в пиковые часы. На небольших водопроводах (где чаще всего ставили башни Рожновского) можно обойтись насосами с регуляторами частоты вращения (РЧВ) при необходимости с гидропневмоаккумуляторами небольшого размера. Причем все это легко умещается даже в подземный павильон скважины (так поступили, демонтировав гнилую башню о которой рассказывали выше). Перебои электроснабжения случаются сегодня редко. В случае же если бесперебойная подача воды требуется технологией установка аварийного генератора гораздо дешевле и практичнее.

Ну а теперь пришло время поговорить об основных технических характеристиках таких сооружений. Итак, водонапорная башня Рожновского имеет унифицированную конструкцию. Также такие строения могут различаться емкостью бака и высотой самой опоры. Объем емкости резервуара может быть разнообразным. Он может варьироваться от 15 до 50 куб. метров. Высоту при этом он может иметь 9 или 25 метров. Однако высота водонапорной башни зависит от рельефа местности, на которой она установлена.

Башни Рожновского устанавливают в районах где наблюдаются приемлемые температуры для нормального функционирования этого агрегата. При этом в районах вечной мерзлоты такие установки не ствят.

Принцип работы водонапорной башни

Каждая конструкция водонапорной башни оснащена погружным насосом. Этот насос опускают в скважину для того, чтобы он подавал воду в водонапорную башню. Когда вода поднимется до верхней отметки в водонапорной башне, то датчик уровня даст команду насосу для того, чтобы он отключился. Включением и отключением насоса руководит простая автоматика, которую разместили на павильоне. По мере того как вода разбирается из башни по магистрали, уровень поверхности снижается и если вода достигает отметку, то датчик уровня дает команду для того, чтобы включить насос. Если посмотреть на такой принцип работы, то можно понять, что в башне находится определенный запас воды, который определятся от нулевой отметки до соответствующего уровня.

Стоит сказать, что водонапорная башня рожновского изготавливается на специальных предприятиях, где используют типовой проект. Также водонапорная башня рожновского производится если использовать специальные чертежи.

Как производится монтаж ВБР и как установку подготавливают к работе

Итак, обычно все работы по сборке и наладке работы башен Рожновского выполняет строительно-монтажная организация, которая при этом обладает допуском для того, чтобы выполнять специальные работы.
Конструкцию водонапорной башни всегда собирают в горизонтальном положении на земле.
А для того чтобы поднять башню в вертикальное положение используют мощные грузоподъемные краны.
Башню Рожновского устанавливают на заранее приготовленный фундамент. А правильность установки проверяют специальными геодезическими приборами.
Днище приваривают к конструкции только лишь после того, как важные проверки по поводу вертикальности башни будут завершены.
После того как все работы по установке будут окончены башню проверяют на работоспособность.
После того как закончатся испытательные гидравлические работы, специальные мастера приступают к монтажу устройства силовой изоляции.

Водонапорная башня Рожновского и ее техническое облуживание

Контролировать водонапорную башню после ее установки будет то предприятие, которое следит за ее эксплуатацией. Для того чтобы башня нормально функционировала ее регулярно осматривают. В случае если на поверхности конструкции будут обнаружены дефекты или башня отклониться от нормального состояния, то ее эксплуатацию прекращают. После чего с башни сливают воду и устраняют все появившиеся дефекты. Как только дефекты будут устранены, башню снова осматривают специалисты, которые дают разрешение на дальнейшую эксплуатацию.

В общем, если соблюдать все важные правила по эксплуатации башни, то можно добиться длительного срока работы этой конструкции.

Хранение и транспортировка ВБР

Все элементы конструкции могут транспортироваться:

водным транспортом,
автомобильным транспортом,
железнодорожным транспортом.

Если планируется транспортировка водонапорной башни автомобильным транспортом, то маршрут транспортировки необходимо заранее согласовать с сотрудниками ГИБДД.
Элементы подобной конструкции перевозят обычно в горизонтальном положении. Для этой цели используют специальные длинные прицепы или лесовозы.
Для качественной перевозки элементов ВБР стоит использовать клинья или тросы, которыми закрепляют всю конструкцию или ее отдельные элементы. Разгрузку элементов башни обычно проводят с помощью крана.
Скатывать и сбрасывать детали башни с прицепа для транспортировки, вообще, нельзя.
Если конструкция башни еще не собрана, то все ее составляющие рекомендуется хранить на ровных и открытых площадках, которые имеют небольшой уклон для ската воды.
Элементы ВБР нужно обязательно хранить в горизонтальном положении на специальных деревянных прокладках, которые будут предохранять элементы конструкции от контакта с земляной поверхностью.
Если в момент транспортировки был нарушен лакокрасочный слой конструкции, то перед ее установкой нужно провести антикоррозийную обработку всех проблемных мест.

Водонапорные башни Рожновского широко применяются в системах водоснабжения и водопотребления на различных предприятиях сельского хозяйства, в жилищно-коммунальной сфере, на различных предприятиях. Башни предназначены для регулирования водообеспечения потребителей в случае перебоев с поставками воды.

Условия эксплуатации башен Рожновского

К эксплуатации водонапорных башен предъявляются определенные требования:

минимальная температура эксплуатации -30°С
грунт должен быть однородным, непросадочным, непучинистым
отсутствие грунтовых вод
температура поступающей воды — до 6°С
сейсмичность района эксплуатации — не более 6 баллов

Конструкция водонапорной башни ВБР

Конструкция бака водонапорной башни представляет собой листовую сварную стальную конструкцию в виде цилиндрической обечайки, крыши в виде конуса, днища и цилиндрической обечайки. Бак опирается на опорную конструкцию в виде ствола. Установка башни осуществляется на монолитный фундамент из железобетона путем приварки днища опорной конструкции к соединительным закладным деталям.

Баки водонапорных башен изготавливаются до 800 м 3 , высота опорной башни может достигать до 30 м. Диаметр бака остается неизменным. Увеличение объема воды осуществляется путем увеличения высоты емкости. Габаритные размеры башни Рожновского отпределяются в зависимости от требований Заказчика и от технико-экономического анализа.

Устройство и технологическое оборудование башни Рожновского

Для поступления и отвода воды в башню Рожновского оборудуется напорно-разводящей трубопроводная обвязка, состоящая из переливной, отводящей и спускной труб.

Дополнительно на башню устанавливается технологическое оборудование для безопасной и надежной эксплуатации, например, для предотвращения переливов воды, замерзания, гидроударов или предупреждения последствий отключения водяных насосов

Для избежания перелива башни применяются переливные устройства. Система замера уровня воды передает сигнал на диспетчерский пункт.

По требованию Заказчика водонапорная башня может снабжаться смотровым люком с крышкой. Традиционно люк располагают на высоте 3-4 м над уровнем грунта.

Для подъема обслуживающего персонала наверх во время проведения технического обслуживания или ремонта предусмотрены наружная лестница с ограждающими перилами и лестница внутри опоры.

Для предотвращения образования льда на внутренней поверхности бака предусмотрены скобы-льдоудержатели.

Принцип работы башни Рожновского

Суть работы башни ВБР заключается в скапливании воды в период стабильного водоснабжения для последующего ее использования в период неравномерной подачи или потребления.

Вода поступает от водопроводной сети через подводящую трубу в верхнюю часть опоры башни. В случае превышения максимального уровня вода поступает потребителю. Поэтому переливную трубу монтируют на максимально высоком уровне.

На патрубках труб устанавливаются задвижки, обратные клапаны и гидрозатвор.

Гидрозатвор с электродным датчиком уровня подает сигнал для прекращения работы насоса в случае достижения максимального уровня воды в баке. Включение насосной установки осуществляется датчиком нижнего уровня воды.

Изготовление водонапорных башен Рожновского

Основными составными частями водонапорной башни являются:

конусообразная (купольная) цилиндрическая емкость
цилиндрическая опора
наружная лестница
внутренняя лестница
растяжки из тросов
смотровой люк
трубопроводная обвязка и арматура

1 - грязевая труба 2 - труба наполнения башни 3 - закладные детали 4 - фундамент 5 - земляная насыпь 6 - ствол 7- наружная лестница 8 - внутренняя лестница 9 - световой люк 10 - сапун 11 - крыша бака 12 - льдоудержатели 13 - бак

Саратовский резервуарный завод изготавливает металлоконструкции водонапорных башен из стали с антикоррозионным покрытием, к которому предъявляются повышенные требования в связи с эксплуатационными особенностями.

Толщина стали для изготовления основного бака должна быть в диапазоне 4-6 мм. Сварка частей резервуара осуществляется специальными электродами.

Для производства опоры в виде трубы диаметром 820 мм применяется высокоуглеродистая сталь толщиной 10 мм. Выбор стали обусловлен требованием к сроку эксплуатации и прочностным характеристикам конструкции. Опора изготавливается из металлических обечаек, сваренных между собой.

Наружную лестницу изготавливают из равнополочного металлического уголка.

Тросовая растяжка представляет собой стальные канаты, которые выполняют функции крепления вертикальной конструкции и заземления металлической конструкции.

Конструкция водонапорной башни обеспечивает бесперебойное водоснабжение потребителей. Специалисты Саратовского резервуарного завода спроектируют и изготовят подходящую для Вас водонапорную башню Рожновского, основываясь на Типовых проектах и наиболее выгодном экономическом решении. Все производимые на Заводе башни проходят необходимую сертификацию, соответствуют всем нормам и правилам РФ, предъявляемым к металлическим конструкциям, требованиям норм безопасной эксплуатации. Заказывая башню Рожновского у нас, Вы можете быть уверены в ее качестве.

Как купить башню Рожновского нашего производства?

Для расчета стоимости и заказа изготовления водонапорной башни на Саратовском резервуарном заводе Вы можете:

позвонить по телефону 8-800-555-9480
прислать технические требования или уже готовое Техническое задание на электронную почту
воспользоваться формой " ", указать контактную информацию, и наш специалист свяжется с Вами

Для создания давления в сети, а также в качестве накопительной емкости служит водонапорная башня. В последнее время наибольшее распространение в системах автономного водоснабжения получила т.н. башня Рожновского.

Башня Рожновского состоит из бака и водонапорной опоры, на крыше бака - люк для осмотра. Для обслуживания башни предусмотрена наружная лестница с ограждением.

Водонапорные башни рассчитаны для строительства в районах со следующими характеристиками: Расчётная зимняя температура наружного воздуха не ниже минус 30°С. Вес снегового покрова до 100кгс/м. Давление ветра до 38кгс/м. Грунты в основании однородные, непросадочные. непучинистые со следующими нормативными характеристиками: ?н=0,49 рад(28°); Сн=2кПа(0.02кгс/см’); Е=14,7мПа(150кгс/см2);у=1,8т/м3. Грунтовые воды отсутствуют. Для эксплуатации водонапорных башен в районах с расчётной зимней температурой от минус 20 до минус 30°С необходимо обеспечить, как минимум, двухкратный водообмен в сутки. При температуре выше минус 20°С допускается однократный водообмен. Водонапорные башни предназначены для эксплуатации при температуре поступающей воды не менее 6°С преимущественно из буровых скважин.

Водонапорные башни представляют собой сварную листовую конструкцию, состоящую из цилиндрической обечайки с коническими крышей и днищем, цилиндрической водозаполняющейся опорой. Опора закрепляется на монолитном железобетонном фундаменте посредством закладных и соединительных деталей. Нижняя часть опоры обсыпается местным грунтом на высоту 2.45м над поверхностью земли. Для подъёма на насыпь предусмотрена железобетонная лестница; под выпуском сигнальной трубы в насыпи устраивается бетонный лоток для защиты откоса от размывания. Откосы насыпи укрепляются посевом многолетних трав. Рядом с башней устраивается колодец, обслуживания, служащий для размещения водопроводной арматуры.

Условия, когда имеет смысл устанавливать водонапорную башню:

большое количество водопотребителей,
преимущественно летнее (t<0°) использование системы водоснабжения,
возможны частые перебои с электропитанием,
большой запас воды

Недостатки водонапорной башни.

трудности использования в зимний период (t<0°), особенно возрастающие при уменьшении водопотребления.
достаточно большая поверхность окисления - вода заполняет водонапорную башню, а затем сливается из нее. При этом смачивается большая, иногда несколько кв.м., внутренняя поверхность накопительной емкости. Смоченная водой металлическая поверхность, в присутствии воздуха вызывает интенсивное появление ржавчины, попадающей в воду, а водонапорные башни в большинстве своем изготавливаются из черного металла.
ограниченное давление воды на выходе из башни, определяющееся высотой водонапорной башни.

В принципе, от всех перечисленных недостатков можно избавиться, но это вызовет дополнительное удорожание системы водоснабжения и поставит вопрос о целесообразности перехода к другой схеме подачи воды.

Принцип работы водонапорной башни.

Погружной насос (1), опущенный в скважину (2), подает воду в водонапорную башню (3). Когда вода поднимается до верхней отметки (В) в водонапорной башне, датчик уровня дает команду насосу на отключение. Включением и отключением насоса занимается простейшая автоматика (А), размещенная в павильоне (4). По мере разбора воды из башни по магистрали (5), уровень поверхности понижается, и по достижении отметки (Н), датчик уровня (ДУ) дает команду на включение насоса. Таким образом, в башне постоянно находится запас воды, определяющийся объемом башни от нулевой отметки до уровня (Н).

Насосные станции

Насосные станции систем водоснабжения и канализации представляют собой комплекс сооружений и оборудования, обеспечивающий водоподачу или водоотведение в соответствии с нуждами потребителя. Состав сооружений, их конструктивные особенности, тип и число основного и вспомогательного оборудования определяются исходя из принципов комплексного использования водных ресурсов и охраны природы с учетом назначения насосной станции и предъявляемых к ней технологических требований.

По своему назначению и расположению в общей схеме водоснабжения насосные станции подразделяются на станции I подъема, II подъема, повысительные и циркуляционные.

Насосные станции I подъема забирают воду из источника водоснабжения и подают ее на очистные сооружения или, если не требуется очистки воды, непосредственно в резервуары, распределительную сеть, водонапорную башню либо другие сооружения в зависимости от принятой схемы водоснабжения. На промышленных предприятиях с процессами, предъявляющими различные требования к качеству воды, на одной и той же насосной станции могут быть установлены насосы; подающие воду как на очистные сооружения, так и непосредственно на предприятия без очистки.

Насосные станции II подъема служат для подачи очищенной воды потребителям, обычно из резервуаров чистой воды.

В некоторых случаях насосы I и II подъема могут быть размешены на одной станции, что позволяет уменьшить расходы на строительство и эксплуатацию. Однако такое решение не всегда возможно и зависит от вида водоисточника, наличия и типа очистных сооружений, от рельефа местности и т. п.

Повысительные насосные станции (станции подкачки) предназначены для повышения напора в водопроводной сети или в водоводе. В этом случае вода забирается из одной сети (участка водовода) и под повышенным напором подается в другую сеть (района города, отдельного цеха промышленного предприятия) или в последующий участок длинного водовода.

Циркуляционные насосные станции входят в схемы оборотного технического водоснабжения промышленных предприятий и тепловых электростанций. На этих станциях, одни насосы подают отработавшую на предприятии воду на охлаждающие или очистные устройства, а другие насосы возвращают подготовленную воду снова к производственным установкам.

Назначение насосных станций в схемах канализации заключается в подъеме сточной воды на очистные сооружения, если рельеф местности не позволяет подавать эти воды самотеком. Канализационные насосные станции устраивают также для того, чтобы избежать большого заглубления самотечного коллектора. В этом случае сточные воды из заглубленного коллектора подаются в другой, расположенный выше.

По расположению в общей схеме канализации насосные станции подразделяются на главные, которые служат для перекачивания сточных вод со всей территории населенного пункта или промышленного приятия, и районные, предназначенные для перекачивания сточных вод только с части территории населенного пункта или промышленного предприятия. Районные насосные станции перекачивают воду или непосредственно на очистные сооружения, или в близлежащий коллектор.

Наряду с обеспечением напора и подачи, предусмотренных графиком водоподачи или водоотведения для нормальных и аварийных условий, при сооружении и оборудовании насосных станций необходимо при наименьших затратах на их строительство и эксплуатацию обеспечивать: требуемую степень надежности и, следовательно, определенную степень бесперебойности работы; долговечность, соответствующую народнохозяйственному значению объектов, в состав которых они входят; достаточные удобства эксплуатации и широкое применение автоматики и телемеханики.

При строительстве насосных станций не следует допускать излишеств в составе и размерах сооружений, кубатуре зданий, основном и вспомогательном оборудовании, объемах временного строительства, архитектурном оформлении и т. п.

Необходимо наиболее полно использовать стандартные изделия и местные строительные материалы. Строительство должно быть выполнено в наиболее короткие сроки при возможно меньшей стоимости, максимальной механизации строительного процесса, применении совершенного строительного оборудования и передовых методов труда, а также при сокращении трудоемкости работ. Ущерб, который может быть причинен при возведении сооружений насосной станции вследствие затопления и подтопления территорий, занесения и размывания русла, переформирования берегов, изменения ледового режима и нарушения рыбного хозяйства, следует сводить до минимума.

В заключение необходимо особо отметить, что состав сооружений и оборудования насосной станции, равно как и вся схема водоснабжения или канализации в целом, должны отвечать условиям будущей эксплуатации при непрерывно изменяющихся размерах и режиме водопотребления в данном районе на основе плана развития народного хозяйства.