Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Агропромышленность arrow Гидравлика

ЗАПАСНЫЕ И РЕГУЛИРУЮЩИЕ СООРУЖЕНИЯ

В системах водоснабжения для хранения запасов воды, регулирования и подачи расхода воды, а также для создания необходимого напора используются различные емкости. В зависимости от схемы водоснабжения и места расположения в ней емкости могут выполнять одно или несколько назначений (рис. 5.9).

Классификация емкостей в системе водоснабжения

Рис. 5.9. Классификация емкостей в системе водоснабжения

К запасным и регулирующим сооружениям относят водонапорные башни, резервуары, гидропневматические установки (воздушно-водяные котлы), в которых содержится объем воды, необходимый для регулирования работы системы, и запас воды на случай пожара или аварии.

Процесс регулирования заключается в согласовании различных режимов подачи и потребления воды в системе при помощи аккумулирующих емкостей. Если вода подается в избытке, то часть ее накапливается в резервуарах, если в недостатке, то необходимое количество воды, наоборот, забирается из них. Это позволяет обеспечить сравнительно равномерную работу водозаборов, насосных станций и очистных сооружений.

Водонапорные башни. Водонапорная башня — напорно-регулирую- щее сооружение, у которого бак размещен выше поверхности земли на искусственной опоре. Основные ее части — бак (резервуар), несущая конструкция (ствол) и шатер (рис. 5.10).

Схема водонапорной башни

Рис. 5.10. Схема водонапорной башни:

  • 1 — фундамент и подвальное помещение: 2 — сбросная труба; 3 — сальниковые компенсаторы; 4—труба забора воды на противопожарные нужды; 5 — бак;
  • 6 — переливная туба; 7 — шатер; 8 — труба для забора воды из бака на хозяйственнопитьевые нужды; 9 — грязевая труба; 10 — ствол; 11 — подающе-отводящая труба

Баки водонапорных башен изготавливают в основном из листовой стали или железобетона. Стальные баки по сравнению с железобетонными имеют сравнительно небольшую массу, не дают течи, но подвержены коррозии, поэтому их необходимо регулярно окрашивать. Для временного обеспечения водой небольших объектов баки могут быть сделаны из дерева. Форма баков различна и определяется в зависимости от вида используемого материла, конструкции, архитектурных и экономических аспектов. Наиболее часто используемые конструкции баков представлены на рис. 5.11.

Соотношение размеров цилиндрических баков выбирают с учетом технических и экономических факторов. Чем выше бак и меньше его диаметр, тем меньше размеры опорной части, но с увеличением высоты бака возрастают высота подъема воды, увеличиваются колебания напора в сети и затраты электроэнергии на подачу воды в бак. Оптимальное соотношение высоты цилиндрической части бака к его диаметру—0,6... 1.

Основные типы баков водонапорных башен

Рис. 5.11. Основные типы баков водонапорных башен: а — с плоским днищем: б — с коническим днищем: в — с вогнутым днищем: г—с шахтой в днище резервуара; д — с выпуклым днищем: е — бак системы Интце

Объем регулирующей емкости (бака водонапорной башни) зависит как от графика водопотребления, так и принятого графика работы насосной станции. Объем регулирующей емкости может быть определен также с помощью интегральных графиков (их ординаты дают суммарное количество воды, израсходованное с начала суток до каждого данного часа).

Полный объем бака водонапорной башни равен

где Wp объем регулирующей емкости; Жож — объем воды, необходимый для тушения одного внутреннего и одного наружного пожара в течение 10 мин (противопожарный объем); WaBaаварийный запас, равный количеству воды, расходуемой из сети в течение 2...4 ч.

Шатер предохраняет бак от замерзания, попадания загрязнений, различных атмосферных явлений. Его выполняют из легких материалов, обладающих слабой теплопроводностью. Для предотвращения замерзания воды может быть применен электрообогрев.

В башнях большой вместимости при наличии воды с относительно высокой температурой шатры могут отсутствовать. Такие башни называют бесшатровыми.

Ствол водонапорной башни выполняют из кирпича, железобетона или стали, реже используют камни и дерево. В зависимости от материала изготовления ствола башни называют кирпичными, железобетонными, стальными и т.д.

Несущая конструкция башни выполняется в виде сплошных цилиндрических или призматических стаканов, в виде сквозных рам и ферм или в виде каркаса, заполненного кирпичом или пустотелым камнем. При сквозной конструкции трубы, ведущие к баку, утепляют.

Водонапорная колонна (башня-колонна) (рис. 5.12) предназначена для тех же целей, что и водонапорная башня, и представляет собой стальной или железобетонный цилиндр, установленный на поверхности земли и имеющий высоту, соответствующую требуемой высоте водонапорной башни. Башня-колонна заполняется водой на всю высоту. При нормальном режиме работы водопровода используется лишь верхняя часть ее объема, расположенная на высоте, соответствующей требуемым свободным напорам в водопроводной сети. Нижняя часть объема колонны служит для хранения аварийного запаса воды.

Башни-колонны дешевле водонапорных башен, проще в изготовлении и эксплуатации. Их целесообразно применять в случаях, когда при аварийном режиме работы водопровода (т.е. при использовании аварийного запаса воды) допускается значительное снижение требуемых напоров. Это обстоятельство и обусловило применение водонапорных колонн в системах промышленного водоснабжения.

Башни-колонны могут быть использованы как средство борьбы с гидравлическим ударом в трубопроводах, а также выполнять роль промежуточных резервуаров между работающими последовательно насосными станциями.

К недостаткам водонапорных колонн относится возможность ухудшения качества воды вследствие ее застоя в колонне. Однако это обстоятельство имеет существенное значение лишь в хозяйственно-питьевых водопроводах.

Гидропневматические напорно-регулирующие установки (рис. 5.13) применяются вместо водонапорных башен в системах водоснабжения жилых, коммунальных и общественных зданий, животноводческих ферм, небольших предприятий сельскохозяйственного производства и других объектов с суточным расходом воды до 150 м3. Эти установки могут быть использованы и в тех случаях, когда строительство высоких водонапорных башен нецелесообразно ввиду слабых грунтов, в сейсмических районах, вблизи аэродромов и т.п.

Схема водонапорной башни-колонны

Рис. 5.12. Схема водонапорной башни-колонны:

I — напорная труба для подачи воды из колонны в бак; 2 — рабочая переливная труба; 3 — подающе-отводящая труба; 4 — воздушная труба; 5 — бак; 6 — регулирующий объем; 7 — неприкосновенный противопожарный объем; 8 — труба для подачи воды в сеть при тушении пожара; 9 — предохранительная переливная труба; 10 — колонна;

II — всасывающая труба насосов; 12 — насосная станция; 13 — труба к подводящей

сети

Установка представляет собой гидропневматический (воздушноводяной) бак, в нижней части которого находится регулирующий объем воды, а в верхней — сжатый воздух, оказывающий давление на воду и создающий требуемый напор. Давление воздуха при нижнем положении уровня воды в баке должно быть эквивалентным высоте положения водонапорной башни. Напор, создаваемый в сети, будет тот же, что и при использовании водонапорной башни (см. рис. 5.13).

В случае если подача воды превосходит ее потребление, избыточное количество воды поступает в бак и давление воздуха в нем повышается. При достижении давления в баке максимально заданного значения срабатывает установленное в верхней части бака реле, которое с помощью магнитного пускателя отключает насосный агрегат. В тех же случаях, когда насос не работает, вода подается потребителю из бака под напором сжатого воздуха, при этом давление в нем падает. Обратное поступление воды в напорный трубопровод предотвра-

Схема гидропневматической установки

Рис. 5.13. Схема гидропневматической установки:

1 — сжатый воздух; 2 — регулирующий объем воды щается за счет установки обратного клапана. При достижении давления внутри бака минимально заданного значения, назначаемого из условия обеспечения требуемого свободного напора в диктующей точке сети, реле включает насосный агрегат.

Если же подача воды насосами и расход водопотребления равны, то вся вода поступает в сеть.

Гидропневматические напорно-регулирующие установки бывают переменного и постоянного давления.

Установки постоянного давления с помощью регулятора давления под держивают постоянным давление воздуха в гидропневматическом баке, что позволяет обеспечить постоянство расхода и давления воды у потребителя. При подъеме уровня воды в баке воздух из него выпускается через специальный предохранительный клапан, отрегулированный на заданное давление. Для восполнения запасов воздуха в баке используется компрессор.

Установки постоянного давления менее экономичны по сравнению с установками переменного давления и используются в тех редких случаях, когда колебание напора в сети недопустимо, например в некоторых системах пожаротушения и производственного водоснабжения, где изменение напора воды вызывает недопустимые колебания расходов.

В гидропневмашческихустановкахпеременного давления (рис. 5.14) при накоплении и расходе регулирующего объема воды происходит изменение давления воздуха. Подача воды регулируется за счет изменения частоты периодических включений-отключений насосного агрегата, которая зависит от регулируемого объема, производительности насоса и режима водопотребления.

Промышленность выпускает пневматические напорно-регулирующие установки в комплекте с насосом и станцией автоматического управления. Воздушно-водяной бак установки оснащают подающе- отводящей трубой, люком для осмотра и очистки бака, предохранительным клапаном и реле давления. На некоторых установках предусмотрены манометр, водомерное стекло, а также аппарат для автоматического пополнения воздуха.

Для зарядки баков воздухом и пополнения его запасов применяют компрессоры или регуляторы объема воздуха, например струйный регулятор (см. рис. 5.14), работающий следующим образом. Вода от насоса, проходя сопло струйного регулятора с большой скоростью, создает разрежение в полости вокруг конца сопла. Воздух под атмосферным давлением открывает воздушный клапан и, смешиваясь с потоком воды, поступает в бак.

Подкачка воздуха происходит при условии, что жиклер трубки струйного регулятора перекрыт водой. Когда уровень воды в баке станет ниже жиклера, воздух под давлением из бака будет поступать по трубке в камеру смешения струйного регулятора. Как только давление в ней превысит атмосферное, воздушный клапан закроется и подсос воздуха из атмосферы прекратится. При уменьшении объема воздушной подушки в баке жиклер вновь окажется ниже уровня воды и подкачка воздуха через воздушный клапан возобновится.

Гидропневматическая установка переменного давления

Рис. 5.14. Гидропневматическая установка переменного давления:

1 — предохранительный клапан: 2 — напорная труба; 3 — струйный аппарат: 4 — поплавковый клапан; 5 — струйный регулятор; 6 — нагнетательная труба; 7 — насос; 8 — всасывающая труба; 9 — электрическая станция управления; 10 — реле давления

Соотношение минимального к максимальному абсолютного давления воздуха в баке принимается 0,6...0,8. При увеличении давления возрастает объем бака, а при уменьшении — увеличиваются колебания напоров и затраты на электроэнергию.

В последнее время промышленностью выпускаются пневматические установки с мембранным баком (рис. 5.15), корпус которого изготавливается из листовой стали, покрытой эмалью. Бак разделен сменной мембраной на две камеры — водяную и воздушную. В воздушной камере находится предварительно закачанный на заводе воздух. Контакт воды с металлическими поверхностями корпуса мембранного бака невозможен, так как вся вода поступает в водяную камеру — мембрану, материалом которой является бутил (износостойкий резиновый материал, не восприимчивый к воздействию бактерий и удовлетворяющий всем гигиеническим и санитарным нормам для питьевой воды). Со стороны воздушной камеры в корпусе мембранного бака располагается пневмоклапан, предназначенный для регулирования давления воздуха.

Гидропневматическая установка переменного давления с мембранным баком

Рис. 5.15. Гидропневматическая установка переменного давления с мембранным баком: 1 — питающий резервуар: 2 — насос; 3 — мембранный бак; 4 — воздушная камера мембранного бака; 5 — водяная камера мембранного бака; 6 — мембрана;

7 — пневмоклапан; 8 — компрессор; 9 — реле давления; 10 — манометр контроля

давления

 
Посмотреть оригинал
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >
 

Популярные страницы