Глава 17. водонапорные и регулирующие устройства

ВОДОНАПОРНЫЕ БАШНИ

Полного соответствия водопотребления и подачи воды насосной станцией II подъема добиться невозможно. Для регулирования по­дачи и потребления служат водонапорные башни. Регулирующий объем бака водонапорной башни можно определять по совмещенным ступенчатым или интегральным графикам подачи и потребления воды. В первом случае он равен площади фигур, заключенных меж­ду линиями подачи воды и водопотребления. Например, на графике рис. II.39 регулирующий объем бака равен площади заштрихован­ных фигур. Во втором случае регулирующий объем бака равен сумме асболютных величин максимальной положительной и макси­мальной отрицательной разностей ординат кривых подачи и потреб­ления воды.

Рис. II.39. Ступенчатый график пода­чи и потребления воды

I — водопотребление; 2 — подача насосами

На интегральном графике рис. II.40 он равен 13,02 + + 6,14 = 19,16% среднесуточного расхода.

Рис. II.40. Интегральный график подачи и потребления воды

/ — водопотребление; 2 — подача насосами

В баке водонапорной башни должен храниться, кроме того, запас воды для тушения по­жара в первые минуты после его возникновения Таким образом, объем бака водонапорной башни должен равняться:

V=V_Р+V_П (II.30)

где V_Р — регулирующий объем бака; V_П — запас воды для тушения одного внутреннего и одного наружного пожара в течение 10 мин

Водонапорная башня состоит из следующих основных элементов: водонапорного бака, поддерживающей конструкции (ствола) и отеп­ляющего шатра вокруг бака (рис. II.41). В районах с мягким кли­матом шатры можно не устраивать, но в этом случае бак должен иметь перекрытие.

Рис. II.41. Схема оборудова­ния водонапорной башни тру­бопроводами

Вода в бак подается по трубе /, заканчивающейся на уровне наибольшего наполнения. Конец ее может быть обору­дован поплавковым клапаном 5, который автоматически закрывает подающую трубу при наполнении бака. Раздача воды из бака про­исходит по трубам / и 2. На трубе 2 устанавливают обратный клапан 3, препятствующий поступлению воды в бак по этой трубе. Конец трубы 2 располагают над дном бака и оборудуют сеткой 4 Трубу /, служащую для подачи воды в бак и разбора воды из него, называ­ют подающе-разводящей. Задвижка 10 служит для отключения водонапорной башни от сети. Для подачи воды в бак и разбора воды из него могут выполняться отдельные трубы.

Для слива воды в случае переполнения бака служит перелив­ная труба 9, заканчивающаяся в верхней части воронкой 6. К пе­реливной трубе присоединена грязевая труба 7 с задвижкой 8, пред­назначенная для периодического уда­ления скапливающегося на дне бака осадка, а также для отвода воды при промывке бака.

Водонапорный бак оборудуют уровнемером с сигнализацией на на­сосную станцию II подъема.

Для возможности осмотра бака снаружи и внутри его устанавливают лестницы.

Размеры ствола башни в плане определяются размерами опорной ча­сти бака. Расстояние между стенка­ми шатра и бака должно составлять около 0,7 м.

Водонапорные башни бывают железобетонные, кирпичные, метал­лические и деревянные.

Железобетонные водона­порные башни в конструктивном от­ношении выполняются двух типов: со стволом в виде сплошного желе­зобетонного цилиндрического стакана и со стволом из опор­ных колонн. На рис. II.42 показана водонапорная башня с ци­линдрическим стволом, а на рис. II.43 — с опорными колоннами из сборных элементов. Баки в железобетонных водонапорных баш­нях также железобетонные с вогнутым сферическим или конически-сферическим днищем (бак Интце).

Широкое распространение получили кирпичные водона­порные башни. Ствол башен выполняют из кирпича в виде цилинд­ра или многогранника, а баки с выпуклым сферическим или плос­ким днищем — из стали.

В сельских водопроводах получили распространение также м е-таллические водонапорные башни системы А. А. Рожнов-ского (рис. II.44).

Деревянные башни выполняют преимущественно на вре­менных водопроводах.

Роль водонапорных башен могут выполнять пневматические на-порно-регулирующие установки. Однако из-за больших эксплуа­тационных затрат их применяют редко.

Рис. II.42. Железобе­тонная водонапорная башня с цилиндриче­ским стволом

/ — защитная железобе­тонная оболочка; 2 —; кирпичный цоколь

Рис. II.43. Железобетонная водонапорная башня с опорой из сборных элементов

Рис. II.44. Бесшатровая сборно-металлическая водо­напорная башня (конструк­ция инж. А. А. Рожновского)

РЕЗЕРВУАРЫ

Резервуары служат для хранения запасов воды и в зависимости от назначения могут быть расположены в различных местах систе­мы водоснабжения. Резервуары сооружают преимущественно в сле­дующих целях.

а) прием и хранение воды, поступающей от насосных станций I подъема, фильтровальных станций или районных водопроводов и подаваемой далее насосными станциями II (или последующего) подъема;

б) прием «свежей» воды, питающей системы оборотного водо­снабжения;

в) хранение регулирующего объема воды и поддержание напора в сети (водонапорный резервуар);

г) хранение противопожарных и аварийных запасов воды.

Часто резервуары служат одновременно для нескольких из ука­занных целей.

Объем резервуаров зависит от их назначения и производитель­ности системы водоснабжения. Так, объем водонапорных резервуа­ров для хранения регулирующего объема воды, устраиваемых вмес­то водонапорных башен в тех случаях, когда имеется значительное естественное возвышение, определяется так же, как объем баков водонапорных башен. Объем резервуаров чистой воды при фильтро-иальных станциях обусловливается регулирующим объемом У_р, необходимым для возмещения разницы между равномерной пода­чей воды фильтровальной станцией и откачкой ее насосами стан­ции II подъема. Регулирующий объем резервуара V_p определяют по совмещенному ступенчатому или интегральному графику подачи воды фильтровальной станцией и откачки ее насосами II подъема. В резервуарах чистой воды обычно хранится также запас воды У_ф для технологических целей очистной станции (промывки фильтров и др.) и запас воды V_n для целей пожаротушения. Таким образом, общий объем резервуара должен равняться:

V=V_P+V_Ф+V_П (II.31)

Продолжительность пожара по нормам составляет 3 ч. В тече­ние угого времени из резервуара будет откачиваться расход Q_u на противопожарные нужды и максимальный расход на хозяйственно-питьевые нужды (предполагается, что в момент пожара в резервуа­ре может не быть регулирующего объема воды), а поступать в ре­зервуар при условии бесперебойной работы насосной станции I подъема будет расход Q_x. Следовательно,

V_П=3Q_U+SQ_X—3Q₁ (11.32)

где -Qх — расход воды на хозяйственно-питьевые нужды за 3 ч' наибольше-1 о иодонотреОления (по графику).

Рис. II.45. Схема оборудования резервуара чистой воды трубопро­водами

Рис. II.46. Железобетонный резервуар объемом 1000 м³, выполняемый в мок­рых грунтах

/ — днище на утрамбованном грунте, гидроизоляция битумом, бетонная подготовка; 2 — стенка, 3 — люк с лазом: 4 — вентиляционные трубы; 5 — перекрытие; 6 — гидроизоляция битумом; 7 — грязевая труба; S — приямок

На рис. II.45 приведена схема оборудования трубопроводами резервуара чистой воды фильтровальной станции. По трубе 1 вода подается в резервуар, а через трубу 3 разбирается. Кроме того, ре­зервуар оборудуется переливной трубой 2 и грязевой трубой 4. При двух и большем числе резервуаров между ними устраивают ка­меры переключения, в которых размещают узлы с арматурой, об­разуемые ответвлениями труб к отдельным резервуарам.

Резервуары выполняют преимущественно из железобетона. При объеме до 2000 м³ железобетонные резервуары сооружают круглой формы в плане (рис. II.46), а при большем объеме — прямоуголь­ной формы в плане. Перекрытие цилиндрических резервуаров уст­раивают плоским безбалочным, а прямоугольных резервуаров — плоским безбалочным или балочным. Железобетонные резервуары могут выполняться монолитными или сборными из отдельных эле­ментов. Для обеспечения водонепроницаемости резервуаров их стенки и днище следует торкретировать, а внутренние поверхности стенок, кроме того, железнить.

Кирпичные и каменные резервуары в настоящее время соору­жаю! редко.