专利名称：陶瓷内壁高位水箱的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种置于建筑物上层的高位水箱，特别是一种具有陶瓷内壁的高位水箱。
高层或多层建筑物经常采用水箱供水。高位水箱储存的水除洗涤、冲厕等用途外，还要用于餐饮，所以对水箱优劣的评价指标，应包括卫生性、购置维护成本、箱体自身重量及美观等四个方面。目前常用的有钢质水箱和钢筋混凝土水箱，前者可实现工厂化预制生产，价格较低，自重较小，但其保温性较差，而且难以解决金属锈蚀引起的卫生问题；钢筋混凝土水箱虽有较好的保温性能，但重量较大，造型不够美观。随着经济的发展，卫生和美观两方面受到越来越多的重视，不锈钢水箱和玻璃钢水箱已渐受青睐，但不锈钢水箱价格太高；玻璃钢水箱在化学结构上尚欠稳定，易老化、剥蚀，同时在制造时和初用时都有一种不受欢迎的气味，不宜存储饮用水。
为了克服现有水箱的这些不足，本实用新型的目的是提供一种新结构高位水箱，它的箱壁应具有很高的化学稳定性，有极好的卫生性能，容易得到美观的造型，它的自身重量较小，造价与维护费用应比较低，同时应易于运输与施工。
实现上述发明目的的方案如下与现有技术相同，由箱壁构成箱体，箱体上开有上、下水通道及人孔(供装配、维修人员进出)，其特征是至少有一部分箱壁是双层或三层复合箱壁，复合箱壁的内壁为陶瓷箱壁，外壁为非混凝土、非钢筋混凝土的承载箱壁。所说的非混凝土、非钢筋混凝土箱壁是指黑色金属、有色金属、不锈钢外壁或纤维复合材料等。所说的“至少有一部分箱壁是双层或三层复合箱壁”是指整个箱体可以完全由复合箱壁构成，也可以是最高水位线以下的箱体为复合箱壁，最高水位线以上的箱壁为单层箱壁。该单层箱壁可以是与内壁相同的陶瓷箱壁，也可以是与外壁相同的承载箱壁。在实际生产中，可以直接制成上述复合箱壁的水箱，也可以制成水箱各个壁的预制件，到现场组装。采用陶瓷内壁，水箱的造型受到的限制较少，可更多地考虑美观或结构力学的需要。例如，可制成球型箱体。在制造球型水箱时，为达到美观、坚固，成本低，使用维护方便的目的，特提出以下设计陶瓷箱壁外观为球型，其底部被一水平的平面切割，切割角为35°～60°。其设计依据如下，参照图7球型水箱的下壁切面p-p′为一平面，p、p′为圆周上任意点。当圆球被切前，切点p处所受应力由垂向应力和环向应力构成。垂向应力δLP=(γh×πd24)÷(πdt)]]>(其中γ为水的重度，h为水面至该点的垂直高度，
为球壁上与p点同一水平高度的点组成的圆的面积，πd2为该圆面积的周长，t为p点处箱壁厚度)。设圆球半径r＝1，水的重度γ＝1，所装载水的液面在球内侧的最高点，则切点p处的垂向应力δLP=14th]]>d=14t(r+rSinα)×(2rCosα)]]>若壁厚t和半径r均为定值，则δLP∝(1＋Sinα)·Cosα，求此式极大值时，可知α为30°时有极大值。周向应力δLP=γhd2t,]]>各符号同前述，同理，其极大值亦为30°，而所盛水的液面下降时，h值也下降，应力降低，所以不应考虑α≤30°，的方案。另外，周向应力的方向为水平方向，垂直应力的方向为垂直方向，其合力的方向为
考虑到某些材料的抗拉性能优于抗弯性能，则最恶劣的工况在26.565°～30°之间而有的材料抗层间剪切性能极低(如纤维复合材料)，则最恶劣的工况大于30°。考虑到(1＋Sinα)×Cosα，随α大于30°后，其值降低的急剧性增大，从切割角α≥35°后它的变化对整个容积变化的不敏感性，它的变化对造价的不敏感性均增大，而有了此割面，当它的面积达到一定值时，该被切割的球体可直接置于承载体上，省却球型水箱所需的托架，因此，切割角在35°～60°之间，在技术上、经济上均是可取的。再者，内底面制成坡形，即底面与水平面之间有一夹角(很小的锐角)，使泄水孔位于坡度内的最低处，利于迅速排水。且底面为平面，虽略有坡度，仍利于在球内的工作。
本实用新型提供的陶瓷内壁高位水箱，其箱壁具有很高的化学稳定性，有极好的卫生性能，它的自身重量较小，造价也比较低，同时易于得到美观的造型，还便于运输与施工。
现结合实施例与附图作进一步说明。
图1为整体式双层壁水箱结构示意图；图2为多体式水箱结构示意图；图3为图2的托架结构示意图；图4为镶砌式水箱结构示意图；图5、图6为图4中砌块形状示意图；图7、图8为部分切割的球型箱体结构示意图。
实施例1，整体式水箱，参照
图1箱体3的箱壁是由陶瓷制成。箱体上开有人孔2，供维修人员出入，人孔上有人孔盖1。侧面的箱壁上设有进水孔7，接自来水管；供水孔8，接用户；溢流孔4，进水阀失控时溢流用，接下水道；泄水孔6，清洗或维修水箱时，放水用。在建筑物上安装时，水箱可固定在承载座9上。
实施例2，多体式水箱，参照图2；箱体3的壁由内、外两层构成内层为陶瓷箱壁11，外层为玻璃钢壁10。同时设有水箱托架，托架夹在水箱复合壁的中间。制造时(参照图3)先制成环形箱体托架12，箱体由预制的内、外箱壁在托架上装配而成，虚线示意夹在内、外壁之间的托架。箱体上部开有人孔2，孔上有人孔盖1，侧面的箱壁上设有进水孔7，供水孔8，溢流孔4，泄水孔6。水箱固定在钢制承载座9上(在本例中承载座亦可称为外托架)。
实施例3，镶砌式水箱。由于全陶瓷水箱不易运输，同时为了进一步降低造价，所以箱体可制成镶砌式。参照图4；与上一实施例一样，箱体3的壁由内、外两层构成内层为陶瓷箱壁11，但外层为钢质外壁10。实际制造时，是先用钢板制成外壳，再用若干片预制的陶瓷砌块拼砌成内壁。参照图5、图6；砌块分为箱底、前、后、左、右及箱顶等不同的砌块，其中有的可以相同，例如前、后两块可以通用，左、右两块有时也可通用。内、外壁之间、两块砌块之间的接缝，均用水泥等无毒粘结剂粘结。砌块的高度小于箱体高度，形成箱体下部为复合箱壁；上部为单层箱壁的结构。图中14处的剖面为砌块的上边。箱顶的一块砌块也可以不用，而成为单层的钢制箱壁。箱体上部开有人孔2，孔上有人孔盖1，侧面的箱壁上设有进水孔7，供水孔8，溢流孔4，泄水孔6。9为固定水箱的承载座。
实施例4，三层复合壁水箱结构与实施例3基本相同，所说的复合箱壁为三层复合壁，由陶瓷内壁、承载外壁及中间层构成，中间层5为保温层。但前、后、左、右四壁内的陶瓷层高度略小于外层的钢壁，即最高水位线以下为复合壁，以上为单层壁。中间层5是在内外壁中间，装填有发泡聚胺酯(或玻璃棉、膨涨珍珠岩等)，使复合壁的保温性能更高。
实施例5，全陶瓷球型水箱，参照图7、图8；箱体3为球型陶瓷箱壁，箱体上开有人孔2，人孔上有人孔盖1，进水孔7，供水孔8，溢流孔4，泄水孔6。水箱固定在承载座9上。陶瓷箱壁外观为球型，其底部被一水平的平面切割，切割角为35°～60°。底面与水平面之间有一成锐角的夹角。
权利要求1.一种陶瓷内壁高位水箱，由箱壁构成箱体，箱体上开有上、下水通道及人孔，其特征是至少有一部分箱壁是双层或三层复合箱壁，复合箱壁的内壁为陶瓷箱壁，外壁为非混凝土、非钢筋混凝土的承载箱壁。
2.按照权利要求1所述的陶瓷内壁高位水箱，其特征是所说的复合箱壁为三层复合壁，由陶瓷内壁、承载外壁及中间层构成，中间层为保温层。
3.按照权利要求1或2所述的陶瓷内壁高位水箱，其特征是设有水箱托架，托架夹在水箱复合壁的中间。
4.按照权利要求1或2所述的陶瓷内壁高位水箱，其特征是陶瓷箱壁外观为球型，其底部被一水平的平面切割，切割角为35～60。
5.按照权利要求4所述的陶瓷内壁高位水箱，其特征是底面与水平面之间有一成锐角的夹角。
专利摘要复合壁高位水箱，由箱壁构成箱体，箱体上开有上、下水通道及人孔，其特征是至少有一部分箱壁是双层或三层复合箱壁，复合箱壁的内壁为陶瓷箱壁，外壁为非混凝土、非钢筋混凝土的承载箱壁。同时本实用新型还提供了一种底面切割的球型水箱的设计方案。
文档编号E03B11/00GK2257277SQ9623123
公开日1997年7月2日 申请日期1996年2月6日 优先权日1996年2月6日
发明者施宇宁, 陈亮, 施宇蕾 申请人:施宇宁