專利名稱：陶瓷內(nèi)壁高位水箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種置于建筑物上層的高位水箱，特別是一種具有陶瓷內(nèi)壁的高位水箱。
高層或多層建筑物經(jīng)常采用水箱供水。高位水箱儲(chǔ)存的水除洗滌、沖廁等用途外，還要用于餐飲，所以對(duì)水箱優(yōu)劣的評(píng)價(jià)指標(biāo)，應(yīng)包括衛(wèi)生性、購置維護(hù)成本、箱體自身重量及美觀等四個(gè)方面。目前常用的有鋼質(zhì)水箱和鋼筋混凝土水箱，前者可實(shí)現(xiàn)工廠化預(yù)制生產(chǎn)，價(jià)格較低，自重較小，但其保溫性較差，而且難以解決金屬銹蝕引起的衛(wèi)生問題；鋼筋混凝土水箱雖有較好的保溫性能，但重量較大，造型不夠美觀。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，衛(wèi)生和美觀兩方面受到越來越多的重視，不銹鋼水箱和玻璃鋼水箱已漸受青睞，但不銹鋼水箱價(jià)格太高；玻璃鋼水箱在化學(xué)結(jié)構(gòu)上尚欠穩(wěn)定，易老化、剝蝕，同時(shí)在制造時(shí)和初用時(shí)都有一種不受歡迎的氣味，不宜存儲(chǔ)飲用水。
為了克服現(xiàn)有水箱的這些不足，本實(shí)用新型的目的是提供一種新結(jié)構(gòu)高位水箱，它的箱壁應(yīng)具有很高的化學(xué)穩(wěn)定性，有極好的衛(wèi)生性能，容易得到美觀的造型，它的自身重量較小，造價(jià)與維護(hù)費(fèi)用應(yīng)比較低，同時(shí)應(yīng)易于運(yùn)輸與施工。
實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的的方案如下與現(xiàn)有技術(shù)相同，由箱壁構(gòu)成箱體，箱體上開有上、下水通道及人孔(供裝配、維修人員進(jìn)出)，其特征是至少有一部分箱壁是雙層或三層復(fù)合箱壁，復(fù)合箱壁的內(nèi)壁為陶瓷箱壁，外壁為非混凝土、非鋼筋混凝土的承載箱壁。所說的非混凝土、非鋼筋混凝土箱壁是指黑色金屬、有色金屬、不銹鋼外壁或纖維復(fù)合材料等。所說的“至少有一部分箱壁是雙層或三層復(fù)合箱壁”是指整個(gè)箱體可以完全由復(fù)合箱壁構(gòu)成，也可以是最高水位線以下的箱體為復(fù)合箱壁，最高水位線以上的箱壁為單層箱壁。該單層箱壁可以是與內(nèi)壁相同的陶瓷箱壁，也可以是與外壁相同的承載箱壁。在實(shí)際生產(chǎn)中，可以直接制成上述復(fù)合箱壁的水箱，也可以制成水箱各個(gè)壁的預(yù)制件，到現(xiàn)場組裝。采用陶瓷內(nèi)壁，水箱的造型受到的限制較少，可更多地考慮美觀或結(jié)構(gòu)力學(xué)的需要。例如，可制成球型箱體。在制造球型水箱時(shí)，為達(dá)到美觀、堅(jiān)固，成本低，使用維護(hù)方便的目的，特提出以下設(shè)計(jì)陶瓷箱壁外觀為球型，其底部被一水平的平面切割，切割角為35°～60°。其設(shè)計(jì)依據(jù)如下，參照?qǐng)D7球型水箱的下壁切面p-p′為一平面，p、p′為圓周上任意點(diǎn)。當(dāng)圓球被切前，切點(diǎn)p處所受應(yīng)力由垂向應(yīng)力和環(huán)向應(yīng)力構(gòu)成。垂向應(yīng)力δLP=(γh×πd24)÷(πdt)]]>(其中γ為水的重度，h為水面至該點(diǎn)的垂直高度，
為球壁上與p點(diǎn)同一水平高度的點(diǎn)組成的圓的面積，πd2為該圓面積的周長，t為p點(diǎn)處箱壁厚度)。設(shè)圓球半徑r＝1，水的重度γ＝1，所裝載水的液面在球內(nèi)側(cè)的最高點(diǎn)，則切點(diǎn)p處的垂向應(yīng)力δLP=14th]]>d=14t(r+rSinα)×(2rCosα)]]>若壁厚t和半徑r均為定值，則δLP∝(1＋Sinα)·Cosα，求此式極大值時(shí)，可知α為30°時(shí)有極大值。周向應(yīng)力δLP=γhd2t,]]>各符號(hào)同前述，同理，其極大值亦為30°，而所盛水的液面下降時(shí)，h值也下降，應(yīng)力降低，所以不應(yīng)考慮α≤30°，的方案。另外，周向應(yīng)力的方向?yàn)樗椒较?，垂直?yīng)力的方向?yàn)榇怪狈较?，其合力的方向?yàn)?
考慮到某些材料的抗拉性能優(yōu)于抗彎性能，則最惡劣的工況在26.565°～30°之間而有的材料抗層間剪切性能極低(如纖維復(fù)合材料)，則最惡劣的工況大于30°?？紤]到(1＋Sinα)×Cosα，隨α大于30°后，其值降低的急劇性增大，從切割角α≥35°后它的變化對(duì)整個(gè)容積變化的不敏感性，它的變化對(duì)造價(jià)的不敏感性均增大，而有了此割面，當(dāng)它的面積達(dá)到一定值時(shí)，該被切割的球體可直接置于承載體上，省卻球型水箱所需的托架，因此，切割角在35°～60°之間，在技術(shù)上、經(jīng)濟(jì)上均是可取的。再者，內(nèi)底面制成坡形，即底面與水平面之間有一夾角(很小的銳角)，使泄水孔位于坡度內(nèi)的最低處，利于迅速排水。且底面為平面，雖略有坡度，仍利于在球內(nèi)的工作。
本實(shí)用新型提供的陶瓷內(nèi)壁高位水箱，其箱壁具有很高的化學(xué)穩(wěn)定性，有極好的衛(wèi)生性能，它的自身重量較小，造價(jià)也比較低，同時(shí)易于得到美觀的造型，還便于運(yùn)輸與施工。
現(xiàn)結(jié)合實(shí)施例與附圖作進(jìn)一步說明。


圖1為整體式雙層壁水箱結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為多體式水箱結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖2的托架結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為鑲砌式水箱結(jié)構(gòu)示意圖；圖5、圖6為圖4中砌塊形狀示意圖；圖7、圖8為部分切割的球型箱體結(jié)構(gòu)示意圖。
實(shí)施例1，整體式水箱，參照
圖1箱體3的箱壁是由陶瓷制成。箱體上開有人孔2，供維修人員出入，人孔上有人孔蓋1。側(cè)面的箱壁上設(shè)有進(jìn)水孔7，接自來水管；供水孔8，接用戶；溢流孔4，進(jìn)水閥失控時(shí)溢流用，接下水道；泄水孔6，清洗或維修水箱時(shí)，放水用。在建筑物上安裝時(shí)，水箱可固定在承載座9上。
實(shí)施例2，多體式水箱，參照?qǐng)D2；箱體3的壁由內(nèi)、外兩層構(gòu)成內(nèi)層為陶瓷箱壁11，外層為玻璃鋼壁10。同時(shí)設(shè)有水箱托架，托架夾在水箱復(fù)合壁的中間。制造時(shí)(參照?qǐng)D3)先制成環(huán)形箱體托架12，箱體由預(yù)制的內(nèi)、外箱壁在托架上裝配而成，虛線示意夾在內(nèi)、外壁之間的托架。箱體上部開有人孔2，孔上有人孔蓋1，側(cè)面的箱壁上設(shè)有進(jìn)水孔7，供水孔8，溢流孔4，泄水孔6。水箱固定在鋼制承載座9上(在本例中承載座亦可稱為外托架)。
實(shí)施例3，鑲砌式水箱。由于全陶瓷水箱不易運(yùn)輸，同時(shí)為了進(jìn)一步降低造價(jià)，所以箱體可制成鑲砌式。參照?qǐng)D4；與上一實(shí)施例一樣，箱體3的壁由內(nèi)、外兩層構(gòu)成內(nèi)層為陶瓷箱壁11，但外層為鋼質(zhì)外壁10。實(shí)際制造時(shí)，是先用鋼板制成外殼，再用若干片預(yù)制的陶瓷砌塊拼砌成內(nèi)壁。參照?qǐng)D5、圖6；砌塊分為箱底、前、后、左、右及箱頂?shù)炔煌钠鰤K，其中有的可以相同，例如前、后兩塊可以通用，左、右兩塊有時(shí)也可通用。內(nèi)、外壁之間、兩塊砌塊之間的接縫，均用水泥等無毒粘結(jié)劑粘結(jié)。砌塊的高度小于箱體高度，形成箱體下部為復(fù)合箱壁；上部為單層箱壁的結(jié)構(gòu)。圖中14處的剖面為砌塊的上邊。箱頂?shù)囊粔K砌塊也可以不用，而成為單層的鋼制箱壁。箱體上部開有人孔2，孔上有人孔蓋1，側(cè)面的箱壁上設(shè)有進(jìn)水孔7，供水孔8，溢流孔4，泄水孔6。9為固定水箱的承載座。
實(shí)施例4，三層復(fù)合壁水箱結(jié)構(gòu)與實(shí)施例3基本相同，所說的復(fù)合箱壁為三層復(fù)合壁，由陶瓷內(nèi)壁、承載外壁及中間層構(gòu)成，中間層5為保溫層。但前、后、左、右四壁內(nèi)的陶瓷層高度略小于外層的鋼壁，即最高水位線以下為復(fù)合壁，以上為單層壁。中間層5是在內(nèi)外壁中間，裝填有發(fā)泡聚胺酯(或玻璃棉、膨漲珍珠巖等)，使復(fù)合壁的保溫性能更高。
實(shí)施例5，全陶瓷球型水箱，參照?qǐng)D7、圖8；箱體3為球型陶瓷箱壁，箱體上開有人孔2，人孔上有人孔蓋1，進(jìn)水孔7，供水孔8，溢流孔4，泄水孔6。水箱固定在承載座9上。陶瓷箱壁外觀為球型，其底部被一水平的平面切割，切割角為35°～60°。底面與水平面之間有一成銳角的夾角。
權(quán)利要求1.一種陶瓷內(nèi)壁高位水箱，由箱壁構(gòu)成箱體，箱體上開有上、下水通道及人孔，其特征是至少有一部分箱壁是雙層或三層復(fù)合箱壁，復(fù)合箱壁的內(nèi)壁為陶瓷箱壁，外壁為非混凝土、非鋼筋混凝土的承載箱壁。
2.按照權(quán)利要求1所述的陶瓷內(nèi)壁高位水箱，其特征是所說的復(fù)合箱壁為三層復(fù)合壁，由陶瓷內(nèi)壁、承載外壁及中間層構(gòu)成，中間層為保溫層。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的陶瓷內(nèi)壁高位水箱，其特征是設(shè)有水箱托架，托架夾在水箱復(fù)合壁的中間。
4.按照權(quán)利要求1或2所述的陶瓷內(nèi)壁高位水箱，其特征是陶瓷箱壁外觀為球型，其底部被一水平的平面切割，切割角為35～60。
5.按照權(quán)利要求4所述的陶瓷內(nèi)壁高位水箱，其特征是底面與水平面之間有一成銳角的夾角。
專利摘要復(fù)合壁高位水箱，由箱壁構(gòu)成箱體，箱體上開有上、下水通道及人孔，其特征是至少有一部分箱壁是雙層或三層復(fù)合箱壁，復(fù)合箱壁的內(nèi)壁為陶瓷箱壁，外壁為非混凝土、非鋼筋混凝土的承載箱壁。同時(shí)本實(shí)用新型還提供了一種底面切割的球型水箱的設(shè)計(jì)方案。
文檔編號(hào)E03B11/00GK2257277SQ9623123
公開日1997年7月2日 申請(qǐng)日期1996年2月6日 優(yōu)先權(quán)日1996年2月6日
發(fā)明者施宇寧, 陳亮, 施宇蕾 申請(qǐng)人:施宇寧