Водонапорная башня своими руками схема

Простейшая водонапорная башня. Схема электрическая принципиальная

Не так давно мой друг советовался со мной по вопросу схемы для автоматического контроля уровня воды.
Задача стояла следующая.
В детском оздоровительном лагере, где он работает электриком встала задача починить старую водонапорную башню. При этом имелась сама башня, насос, готовый датчик контроля воды и блок управления в котором были оборваны провода и непонятно было, куда их подключать.

1. Датчик уровня воды, выполненный в виде трехжильного электрического кабеля с проводами разной длины.
2. Блок управления, состоящий из блока питания, выпрямителя и одного реле с парой нормально замкнутых и парой нормально разомкнутых контактов.

Когда он меня озадачил, я сразу же полез в интернет, ведь найти такую простую схему и не напрягать мозги был самый лучший вариант.

И вот тут нас ждал полный ппц. Нет, конечно выпало немало схем на микроконтроллерах и блок-схем водоснабжения, чему я был немало удивлен, что и побудило меня разработать простейшую схему автоматического контроля воды в водонапорной башне.

Этой простой схемой я хочу и поделится с вами. Надеюсь, что кому-то и пригодится мой опыт.

Принцип работы устройства очень прост и не нуждается в комментариях. Вся хитрость в нормально разомкнутых контактах реле Р1. При включении питания при отсутствии воды включается Пускатель, и башня начинает наполняться водой. Когда вода дойдет до среднего контакта статус реле не изменится, поскольку Кр1 разомкнуты и питание на обмотку реле Р1 не поступает. Когда вода дойдет до короткого контакта, реле срабатывает и надо отметить этот момент контакты Кр1 замыкаются и увеличивая ток через обмотку реле надежно притягивают его якорь. В этот момент контакты Кр2 размыкаются и разрывают питание обмотки пускателя. В результате глубинный насос отключается, и уровень воды начинает постепенно понижаться.

Идем дальше. Когда уровень воды опускается ниже короткого контакта ничего не происходит, поскольку обмотка реле запитана через контакты Кр1. Включение насоса произойдет только при понижении уровня воды ниже среднего контакта. После этого весь цикл повторяется сначала.

Самое главное в этой системе – это электрическая безопасность. Все контакты датчика находятся под достаточно высоким напряжением – около 120 вольт. Необходимо исключить гальваническую связь с электросетью для электробезопасности людей, заземлять вторичную обмотку трансформатора в любом случае и использовать высококачественный трансформатор питания.

Источник

Строительство и расчет водонапорной башни для хозяйственных нужд

Насколько целесообразно устанавливать индивидуальный накопительный бак? Как построить водонапорную башню на собственном участке? Какие формулы следует применять для расчёта диаметра трубы и расхода воды? Какой выбрать фундамент? Обо всем этом расскажет наша статья.

В предыдущей статье мы рассказали о конструкциях, типах и функциях водонапорных башен (ВБ). Когда речь идёт о водоснабжении целого района или посёлка, установка такого серьёзного сооружения безусловно оправдана. Но будет ли она полезна частнику?

В каких случаях целесообразна установка собственной водонапорной башни

1. При подключении к городскому водопроводу. Частный сектор с садами и огородами — стабильный и мощный потребитель воды, поэтому в пик сезона часто наблюдается падение давления в трубах.
2. При наличии значительных площадей, подлежащих поливу. Запас воды позволит обеспечить своевременный полив и выдержать технологию выращивания растений.
3. При занятии животноводством. Этот вид деятельности требует постоянного расхода чистой воды. В резервуаре вода будет отстаиваться и подогреваться естественным образом.
4. При нестабильном водо- и электроснабжении. Вы сможете наполнять собственную башню во время наилучшего давления (напряжения), например, ночью.

Простой анализ показывает, что своя водонапорная башня не странная прихоть, а во многих случаях — насущная необходимость. Уменьшенная в десятки раз, она станет залогом надёжной работы насосов и постоянного бесперебойного водоснабжения отдельно взятого хозяйства или дома.

Как рассчитать водонапорную башню

Речь пойдёт скорее не о полноценной водонапорной башне, а о гравитационной гидравлической системе на её основе. Известное нам правило — «дно резервуара должно располагаться выше самой высокой точки потребления» — говорит о том, что достаточно установить резервуар на определённом уровне, который нетрудно вычислить.

Примечание. Исходным условием является наличие источника — собственной скважины с установленной насосной станцией или подключения к городскому водопроводу.

Допустим, имеется два потребителя — огород и коровник. Первый находится в 35, а второй в 25 м от источника. При этом поилки в коровнике установлены на уровне 1метр. Полив огорода осуществляется с уровня земли. Ветки трубопровода имеют минимальный общий участок магистрали (т. е. расходятся близко к резервуару).

Выясняем потребление воды

От этого показателя напрямую зависит объём резервуара. Здесь имеют место скорее не расчёты, а наблюдения. Необходимо установить счётчик воды на насосную станцию (источник) и опытным путём установить ежедневный расход. Допустим, средний расход составил 5 куб. м/сутки. Объём резервуара должен быть на 20% больше, принимаем 6 куб. м.

Рассчитываем высоту установки резервуара

Для выдержки давления значение имеет не только перепад высот, но и отдалённость потребителя от источника. 1 м перемещения воды по вертикали равен 15 м по горизонтали. То есть, для того, чтобы эффективно переместить «самотёком» воду на 15 м по горизонтали, необходим перепад в 1 м. В этом случае по совокупности вычисляется не длина, а сечение трубы. За расчётную берётся максимальная длина одной ветки трубопровода.

Расчётная высота столба для первой ветки (Н_ст1) будет равна:

Вторая ветка (коровник) имеет перепад уровня на повышение (поилки) и это необходимо учесть.

Расчётная высота столба для второй ветки (Н_ст2) будет равна:

Несмотря на то что второй потребитель располагается ближе, ему требуется более высокий столб из-за перепада уровней. Общее расчётное значение — наибольший показатель, т. е. 2,66 м. Добавляем 15% запаса и принимаем Н_ст = 3 м.

Расчёт показывает, что при данных условиях дно резервуара должно находиться на уровне 3 м, при этом начальное давление в системе (на дне бака) будет равно:

• Р=рхgхh, где
• р — плотность воды (1000 кг/куб. м)
• g — ускорение (9,8 м/ с 2 )
• h — высота водяного столба
• Р = 1000 х 9,8 х 3 = 29400 Па = 0,294 Мпа = 0,3 бар

Рассчитываем диаметр трубы

Здесь всё немного сложнее. Необходимый диаметр вычисляется через скорость потока и расход воды. По закону Торичелли:

• V 2 = 2gh, где V — скорость потока, и h — высота столба получаем:
• V 2 = 2 х 9,8 х 3 = 58,8
• V = квадр. корень из 58,8 = 7,66 м/сек

Вычисляем сечение трубы 50 мм по формуле S = Пr 2 :

Вычисляем расход воды (R) по формуле R = SV:

• R = 0,0019625 х 7,66 = 0,015 куб. м/сек = 15 л/сек = 900 л/мин

Если расход воды в час известен заранее, то диаметр трубы можно рассчитать по формуле:

• D = 2 квадр.корень из S/П, где S = R/квадр.корень из 2gh

В нашем случае расход воды 900 л/мин вполне приемлем — весь запас можно сбросить за 6–10 мин. При этом диаметр трубы 50 мм не должен уменьшаться.

Внимание! Каждое колено 900 даёт потерю давления 5–7%. Конструируйте систему с минимальным количеством углов.

Подбираем насос для резервуаров

Как правило, насосные станции устанавливают в кессоне скважины. Водонапорную башню разумно построить прямо над кессоном. Это позволит совместить все узлы в одном месте, что в свою очередь упростит ремонт и обслуживание. О том, как подобрать скважинный насос, мы рассказали в одной из предыдущих статей. Объём подачи воды средней насосной станции колеблется от 4 до 9 куб. м/мин, что полностью удовлетворяет потребностям условного хозяйства. Стоимость оборудования (насос, фильтры, фитинги) будет составлять примерно 15 000 руб.

Подбираем резервуары

Ёмкости для воды могут быть любыми, но должны соответствовать требованиям герметичности и быть пригодными для питьевой воды:

1. Лучшее решение — кубические резервуары объёмом 1 куб. м в металлическом каркасе. Их называют «еврокуб». В них, как правило, предусмотрены переливные, донные и боковые отверстия для объединения нескольких цистерн в одну систему. Благодаря кубической форме они устойчивы и занимают минимум площади. Каркас позволяет устанавливать их друг на друга, что даст увеличение столба. Стоимость одного нового еврокуба составляет 8000 руб., б/у — 4500 руб. Таких кубов понадобится 6 шт. — 48 000 и 27 000 руб. соответственно.
2. Сплошной самодельный резервуар. Его можно изготовить на месте из листов металла с рёбрами жёсткости. Такой вариант может оказаться неприемлем из-за ухудшения свойств воды при окислении металла. Либо нужно использовать сталь более высоких марок.
3. Сопряжённые бочки. Обычные металлические бочки 200–240 л могут стать выходом в условиях скромного бюджета. Они также позволяют многоэтажную компоновку и стоят недорого — 500 руб./шт. (новая). На 6 т понадобится 12 шт. общей стоимостью 6000 руб.

Подбираем систему опор для резервуаров

В любом из вышеописанных случаев подбора резервуара нам понадобится площадка 2х2 м на высоте 3 м. Расчётная масса воды при максимальной загрузке составляет 6 т. Для удержания такой массы необходима фундаментная конструкция и здесь есть два приемлемых варианта.

Стальная рама

Создаётся из металлических труб. Состоит из фундамента, стоек, диагональных тяг, материала плоскости площадки и по возможности козырька. Стойки из труб диаметром не менее 75 мм бетонируются с шагом 500 мм по всей плоскости площадки. Диагональными тягам (труба 1 дюйм, полоса, арматура и т. д.) создаётся пространственная жёсткость. Площадка должна быть сварена из металлического уголка 45х45 мм и более. От края площадки до стенки резервуара оставьте запас 250–400 мм для возможного утепления.

Стены (коробка)

Вокруг кессона устраивается ленточный фундамент примерно 2,5х2,5 м, в который по углам забетонированы трубы 75 мм. Затем выкладываются стены из шлакоблока или кирпича (толщиной в 1 кирпич). На углах выкладываются каменные столбы. В качестве балок перекрытия используйте швеллер 85–100 мм с шагом 500–600 мм. Впоследствии конструкцию можно оборудовать для подсобных нужд.

Трубы

Как видно из условий задачи, общая длина основной магистрали составляет 25 + 35 = 60 м. 20% на расходы, итого принимаем 75 м. Цена полиэтиленовой трубы составляет примерно 60 руб./кв. м. Итого 4500 руб. за трубу + 500 руб. за фитинги = 5000 руб.

Обустраивая водонапорную башню для круглогодичного использования, помните об утеплении. Даже если зимой она будет пустовать, некоторый слой утеплителя убережёт резервуары (если только они не стальные) от температурных деформаций.

В следующей статье мы расскажем, как обустроить гидравлическую систему дома и как создать комбинированную водонапорную башню для дома и хозяйства.

Источник

Установка водонапорной башни на даче своими руками

На дачах (не на всех) имеется центральное водоснабжение, но вода из под крана зачастую холодная и дачники отстаивают воду в бочках, чтобы потом приступить к поливу, так как холодной водой строго запрещено поливать растения и овощи это может привести к их гибели, а это не очень то желательно при том сколько сил и времени было потрачено на уход за данной культурой. Да и просто помыть руки или умыть лицо не очень то приятно холодной водой. Да и бывает не редкостью, что воду могут попросту отключить по причине поломки сети водопровода.

Из этого следует, что нужно делать запас воды и чем больше, тем лучше для дачника и для его огородного хозяйства. Стандартным дачным водохранилищем является большая емкость на пару кубометров воды, у кого то больше, у кого то меньше. Воду из таких резервуаров приходится черпать ведрами и потом распределять по своим нуждам на полив или для умывальника, либо для других хозяйственных нужд.

Автор решил кардинально решить данную проблему и сделать на своем приусадебном участке личную водонапорную башню из подручных средств, чтоб сэкономить семейный бюджет. И так в чем же заключается принцип данной конструкции: все просто, автор делает из уголков и швеллеров ферму, а на нее устанавливает емкости, в данном случае две пластиковые бочки на 200 л и подключил их между собой, получилось 400 л общего объема. Воду на верх подает из шланга общего водоснабжения (или личной скважины). Вода наверху в летнее время быстро нагревается и отстаивается.

Так же автор сделал разводку водопроводных труб для душа, на полив грядок с овощами, для умывальника, даже жене сделал приятное и подключил к домашнему водопроводу стиральную машинку. Напор вполне приличный и огород можно поливать теплой отстойной водой из шланга, что освобождает от изнурительного беганья по огороду с ведрами и лейками для полива. И так рассмотрим далее что понадобилось автору для постройки водонапорной башни своими руками.

Материалы: бочки 200 л, металлические уголки и швеллера, цементный раствор, силиконовый герметик, водопроводная пластиковая труба.
Инструменты: сварочный аппарат, болгарка, дрель, молоток, плоскогубцы.

Первым делом автор сварил вот такую металлическую конструкцию

Источник

Как сделать водонапорную башню своими руками: чертежи и инструкция

Водонапорная башня на дачу своими руками

Сегодня попробуем разобраться в устройстве водонапорная башня, и во сколько нам это обойдётся, какие варианты проектов водонапорных башен для частного пользования существуют. В среднем 1000 л воды на неделю на дачном участке будет вполне достаточно. В гипермаркетах можно приобрести готовую бочку такого объёма, так называемый еврокуб

Возможна и альтернатива в виде пластмассовых или железных баков, бочек и других любых подходящих ёмкостей.

Так же вы можете воспользоваться одним, подходящим по размеру резервуаром или же расположить несколько бочек, суммарной объём которых составляет ваши потребности в запасе воды, расположив их в произвольном порядке в одной плоскости либо в виде пирамиды.

Сегодня мы рассмотрим вариант постройки водонапорной баши с еврокубом на 1000 литров на треугольной башне. Сразу поясним почему именно «треногая конструкция». Вспомнились уроки физики по расчёту площади и жёсткости треугольника. К тому же приятным бонусом при расчёте нужного количества уголка для стоек стала существенная экономия почти в 7 метров. Для начала нам необходимо высчитать высоту водонапорной баши с учётом необходимого давления воды. Если не вдаваться в сложные расчёты воспользуемся обывательским способом составления нужной формулы умудрённых жизненным опытом дачников. Такой расчёт гласит так: один метр высоты конструкции с расположенной на ней ёмкостью для воды способен эффективно перемещать воду на 15 метров. Другими словами 15 м по горизонтали равняются 1 м по вертикали. Прибавьте к этому высоту, на которой расположены краны в доме (приблизительно 1 м) и возьмите 15% про запас. В результате имеем формулу: Н= 50 / 15 + 1,5 + 15% = 5,05 – где: 50-это расстояние от водосборника до крайней точки, 1,5 — приблизительная высота расположения кранов и 15% — необходимый запас. Конечно, профессионалы меня бы с такими расчётами осмеяли, но факт остаётся фактом – такая упрощённая формула работает безотказно. Пример расчета высоты воданапорной башни:

Что касается сечения труб, то вполне будет достаточно дюймовой, а на разветвления для полива можно и полудюймовые ставить. Если же подходить к вопросу более основательно вы можете воспользоваться таблицами Шевелева для гидравлического расчёта водопроводных труб. Что касается потребления воды, то эти показатели строго индивидуальны, но они очень важны, так как от них напрямую зависит необходимый объём бака. Высчитать это будет несложно, если установить счётчик на выходе воды из источника (колодца или скважины). Вы будете знать средний суточный расход воды, к нему необходимо прибавить 20-25 % запаса.

На глубину «ноги башни» уходят почти на полтора метра. Это вполне оправдано с учётом веса, который ей приходится держать. Фундамент делали по типу столбчатого фундамента в несколько этапов. Вначале вырыли три ямы 0,9Х0,9м и на два метра в глубину. В каждую из ям вставили сбитый из досок стакан. Затем, примерно на 50 см залили бетоном. Получилась своеобразная бетонная подушка, которая даже под большим весом не даст опорам просесть. Через трое-четверо суток можно приступать ко второму этапу заливки уже непосредственно, вставив опоры.

Если водонапорная башня будет служить вам на даче для полива растений, то ёмкости лучше порасить воданапорную башню в тёмные цвета, для лучшего прогрева воды. За неимением такового, если вы в качестве резервуара используете баки для питьевой воды, которые по стандарту идут только белого цвета, можно снаружи покрасить их полностью или же с той стороны, которая большую часть дня находится под солнечными лучами и чёрный либо любой другой тёмный цвет. Что бы избежать неконтролируемых переливов излишков воды из резервуара необходимо установить датчик контроля наполнения по типу того, который устанавливается для бочка унитаза. Такой указатель уровня наполненности резервуара представляет собой поплавок (можно воспользоваться пустой пластиковой бутылкой) и «сигнальный» флажок. Для «продвинутых» дачников или в том случае если водонапорная башня служит вам не только для полива и пользуетесь вы ей в более интенсивном режиме, лучше установить электрическое реле.

Свободное пространство между опорами водонапорной башни можно задействовать под небольшой сарайчик для хранения садового инвентаря

Статья с сайта Книга строителяhttps://kniga-stroitelia.ru/

Устройство и назначение

Основные функции водонапорной башни

Водонапорная башня предназначена для обеспечения регулирования расхода и напора воды в сети водопровода в автономном режиме. Достаточно простой физический принцип работы определил развитие и широкое распространение этого вида гидротехнических сооружений.

Водонапорная башня осуществляет следующие функции:

• обеспечение поступления воды потребителям;
• равномерное распределение подачи воды при одновременном включении большого числа водопотребителей выполнение функции резервного источника водообеспечения.

Разновидности водонапорных башень

• Башни кирпичной кладки (устаревший метод).
• Железобетонные.
• Резервуары на гиперболоидных опорах.
• Бак на рамных стальных каркасах.
• Стальные резервуары переменного сечения (башни Рожновского).
• Индивидуальные резервуары.

Все водонапорные сооружения имеют одинаковый набор основных элементов, который может варьироваться в зависимости от времени постройки, требуемой производительности, уровня грунтовых вод, воды, рельефа окружающей местности. Тем не менее, существует определённый ряд обязательных конструктивных элементов, объединяющих все виды этих уникальных инженерных сооружений:

• Резервуар (бак) объёмом от десятков до тысяч кубических метров. Выполняется из стали, бетона, пластика, других антикоррозионных материалов. Устанавливается на высоте из расчёта превышения уровня дна резервуара высоты наивысшей точки потребления.
• Опора резервуара, составляющая основное «тело» башни высотой до 25 — 30 метров. Представляет собой монолитную или рамную конструкцию из стальных балок, железобетона или кирпича.
• Вертикальный трубопровод (подводящая и отводящая линии). Подводящий трубопровод, питающий бак водой, монтируется от насосов под наружную верхнюю крышку резервуара. Отводящая линия (трубопровод диаметром от 200 мм) подключается к системе водоразбора.
• Вентиляционный люк. Располагается в верхней части резервуара и предназначен для поддержания давления во время прекращения подачи воды.
• Насосное оборудование. Размещается в отдельно стоящем сооружении, построенном над источником водоснабжения. Оснащается системой управления, которая периодически включает насосы на подкачку воды в случае падения её уровня.
• Система фильтрации.

Как работает

Водоснабжение жилого поселка

Принцип работы этого гидротехнического высотного сооружения основан на эффекте закона о сообщающихся сосудах:

• С помощью насоса по подающему трубопроводу происходит забор воды из подземной скважины, реки, озера в накопительный бак, смонтированный наверху башни.
• Под собственным напором, обусловленным высотой размещения бака, вода самотеком движется по подающему трубопроводу в автономную/локальную систему снабжения ее потребителей – жилых домов, промышленных, сельскохозяйственных производств. Имеется также возможность с помощью соединительных патрубков с вентилями непосредственной заправки сельскохозяйственной, поливочной, пожарной автотехники.
• При небольшом разборе воды напорный бак постепенно заполняется, и при достижении максимального уровня автоматика по сигналу электроконтактного датчика отключает подачу электропитания на насос.
• При понижении уровня до минимально установленного значения происходит включение насоса.

Простота конструкции, режима работы башни по-прежнему оставляет ее востребованным гидротехническим оборудованием за городской чертой, вне зоны действия централизованных сетей водоснабжения.

Обслуживание башен Рожновского

Срок службы БР – 30 лет при соблюдении правил эксплуатации, которые предписывают проводить техническое обслуживание сооружения раз в 3-4 года:

1. покраска
2. удаление ржавчины внутри бака с последующей промывкой и дезинфекцией
3. ликвидация трещин и течи
4. замена первого металлического кольца
5. уход за железнобетонным основанием

При обнаружении крена башни или протекании сварных швов эксплуатация башни прекращается, воду сливают и устраняют неполадки. Если гидротехническое сооружение эксплуатируется в сильный мороз (при – 35°C и ниже), требуется выполнить теплоизоляцию бака с электроподогревом..

Будущее

Я многое смог сделать: башня теперь разделена на этажи, внутри почти готова лестница, подключены электричество и вода, есть новая крыша. Теперь надо заняться самым главным — приведением в порядок фасадов. Это огромный объём работ, но пока у меня нет на них денег. Если случится чудо и я найду ещё средства, то в 2014 году процесс реставрации и приспособления закончится, останется только внутренний ремонт. Будут абсолютно правы те, кто скажет, что я сам виноват в своих проблемах: нормальный человек взвесил бы затраты и свои возможности… И ни за что не взялся бы за это дело.

Я не особо верю в помощь со стороны государства, но попробую атаковать и его — всё-таки речь идёт о памятнике. Сейчас рассматриваю вариант, при котором частный инвестор вкладывает деньги в капитальный ремонт пристройки. На выходе должно получиться изящное здание, которое, правда, уже не будет мне принадлежать. Немного страшновато: вдруг потеряю башню? Но делать что-то надо.

Источник