Водонапорная башня
Владельцы патента RU 2674347:
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" (ФГБОУ ВО ДГАУ) (RU)
Изобретение относится к высотным конструкциям и может использоваться в качестве водонапорной башни. Водонапорная башня содержит центральную стойку, опертую на фундамент, резервуар с кольцами жесткости, установленный на центральной стойке, винтовые пояса с поперечными элементами. При этом 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. Пластины установлены с шагом, равным радиусу верхней круглой горизонтальной пластины яруса, 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. 9 з.п. ф-лы, 3 ил.
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.
1. Водонапорная башня, включающая центральную стойку, опертую на фундамент, резервуар с кольцами жесткости, установленный на центральной стойке, винтовые пояса с поперечными элементами, отличающаяся тем, что 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.
2. Водонапорная башня по п. 1, отличающаяся тем, что канаты изготовлены из стального троса.
3. Водонапорная башня по п. 1, отличающаяся тем, что шары выполнены со сквозными отверстиями и нанизаны на канаты внутри яруса.
4. Водонапорная башня по п. 1, отличающаяся тем, что шары изготовлены из композитного материала.
5. Водонапорная башня по п. 1, отличающаяся тем, что круглая горизонтальная пластина имеет как минимум четыре симметричных окружных отверстия, размещенных в зоне периметра, и кольцо, оборудованное подпружиненными шаровыми катками.
6. Водонапорная башня по п. 1, отличающаяся тем, что опорный узел оборудован подпружиненными шаровыми катками.
7. Водонапорная башня по п. 1, отличающаяся тем, что верхний конец лестницы яруса при помощи шарнирного узла крепится к круглой горизонтальной пластине в зоне проема, а нижний конец свободен и оборудован катком.
8. Водонапорная башня по п. 1, отличающаяся тем, что подводящая и отводящая трубы размещены внутри центральной стойки-трубы.
9. Водонапорная башня по п. 1, отличающаяся тем, что сливная труба размещена в верхней части резервуара.
10. Водонапорная башня по п. 1, отличающаяся тем, что смотровая площадка огибает резервуар и имеет консольную лестницу с выходом на поверхность верхней круглой горизонтальной пластины.
