ЭЛЕМЕНТ ВОДООТВОДНОГО КАНАЛА И ФИКСАТОР РЕШЕТКИ ДЛЯ НЕГО
DRAINAGE CHANNEL ELEMENT AND LATTICE LOCK FOR IT

Настоящая группа изобретений относятся к элементам водоотводных каналов и к безболтовым фиксаторам решеток на лотке, предназначенных для сбора и отвода воды с наземных дорожных покрытий в системе водоотвода.
Элемент водоотводного канала содержит лоток, на горизонтальных опорных поверхностях боковых стенок которого установлена решетка, которая фиксируется на лотке посредством безболтового фиксатора.
Элемент водоотводного канала с лотком, выполненным из бетона, железобетона, полимербетона, полимера или иного композитного материала, используется в системах поверхностного сбора и удаления воды с дорожных покрытий.
Фиксатор предназначен для быстрого и надежного крепежа водоприемных решеток с лотками, а также для быстрого демонтажа решетки при сервисном облуживании системы отвода без применения инструментов. Фиксатор может найти применения и в других железобетонных и бетонных строительных конструкциях для соединения между собой решеток и подобных крышек с открытыми полыми корпусами.
Широко известны элементы водоотводных каналов, лотки которых выполнены с горизонтальными опорными поверхностями в верхней части его боковых сторон, на которые опирается металлическая решетка. На внутренней стороне боковых стенок лотка выполнены, по крайней мере, две противоположные ниши, открытые во внутреннюю часть лотка. Решетка прикрепляется к корпусу лотка с помощью болтового запорного устройства. Запорное устройство выполнено в виде упругой пластины, установленной с нижней стороны решетки с возможностью поворота таким образом, что его концы могут быть введены в ниши лотка. Фиксация решетки на лотке производится с помощью ее болтового соединения с пластиной, входящей своими концами в ниши. При этом болт проходит через центральное отверстие в решетке, и его головка размещена в выемке, выполненной в решетке, например патенты: DE №8209335, E02D 29/14, 26.08.1982 г. и DE №4447121, Е01С 11/22, E03F 5/06, 03.08.1995 г. (Фиг. 1). К недостаткам данных лотков с описанным запорным устройством следует отнести то, что они сложны для сборки водоотводных каналов, а также трудоемки в обслуживании, при прочистке водоотводных каналов. Кроме того, пластина запорного устройства, которая устанавливается поперечно оси канала, препятствует отводу воды и способствует засорению канала.
Известны также элементы водоотводных каналов, лотки которых выполнены, с горизонтальными опорными поверхностями в верхней части его боковых сторон, на которые опирается металлическая решетка. На внутренней стороне боковых стенок лотка выполнены ниши, открытые во внутреннюю часть лотка. Со стороны опорной поверхности боковых сторон лотка выполнены отверстия под болт. Крепление решеток к лоткам осуществляется болтовым соединением. В нишах боковых стенок лотков размещают крепежные гайки. При этом стяжной болт проходит через отверстие в решетке, выполненное на его боковых краях и его головка размещена в краевой выемке, выполненной в решетке. Стяжными болтами, вворачиваемыми в крепежные гайки, крепят решетки к лоткам, например, патент РФ №2363803, Е01С 11/22, приоритет 14.02.2008 г. Вместо болта может использоваться фиксирующий элемент с головкой и выступом, контактирующим со стопорной шайбой, патент DE №4447121, Е01С 11/22, E03F 5/06, 03.08.1995 г. (Фиг. 2). Размещение крепежных элементов по боковым сторонам лотков, позволяет устранить влияние крепежного элемента на отвод воды и уменьшает засорение канала по сравнению с вышеописанными конструкциями. Однако описанные конструкции сложны для сборки водоотводных каналов, а также трудоемки в обслуживании, при прочистке водоотводных каналов. Дополнительным недостатком является наличие резьбы, которая деформируется при длительной нагрузке, усложняя процесс съема решетки с лотка.
Известны элементы водоотводных каналов, лотки которых выполнены, с горизонтальными опорными поверхностями в верхней части его боковых сторон, на которые опирается металлическая решетка. Решетки фиксируются на лотках без болтов посредством подпружиненных ползунов, которые могут перемещаться по направлению к боковым стенкам лотка: патент DE №4241705, Е01С 1/22, E02D 29/14, E03F 5/06, 16.06.1994 г., патент US №2016289913 (опубликован также DE 102012110941, Е01С 1/22, E02D 29/14, E03F 5/06, 15.05.2014 г.). Фиксирующие устройства сложны и трудоемкие в обслуживании за счет их засорения при эксплуатации.
В качестве ближайшего аналога (прототипа) как для элемента водоотводного канала, так и для фиксирующего элемента для решетки, выбран канальный элемент по патенту ЕР 1287214, E02D 29/14, E03F 5/06, 26.07.2017 г.
Канальный элемент содержит корпус канала, на боковых стенках которого выполнены опорные поверхности под металлическую решетку, а также ниши, выполненные на внутренней стороне в верхней части боковых стенок открытые во внутреннюю его часть и с опорной верхней кромкой. Решетка фиксируется на корпусе канала посредством стопорного устройства, выполненного в виде подпружиненного в поперечном направлении канала ползуна. Стопорный ползун выполнен из монолитного металла и имеет расширенную головку в верхней части и удерживающий выступ, ориентированный в сторону боковой стенки лотка в нижней части. Стопорный элемент размещен в отверстии, выполненным в решетке и между стопорным элементом и опорной поверхностью перемычки решетки размещена пластинчатая пружина. Стопорный ползун образует подвижное звено между фиксируемой решеткой и корпусом канала. Ползун смещается в закрытом положении с помощью пружины в сторону боковой стенки канала, упирается в точку зажима на решетке и входит в зацепление с фиксирующим выступом на боковой стенке канала. В результате крышка удерживается на боковой стенке с помощью зажимных усилий, при этом стопорный ползун прижимается, с одной стороны, к боковой стенке канала, а с другой стороны, упирается в точку зажима на решетке. Конструкция канального элемента имеет фиксирующее устройство легкой и быстрой сборки. Однако данная конструкция имеет недостатки. Стопорный ползун фиксирует решетку на канале только в поперечном и в вертикальном направлениях относительно продольной оси канала. В продольном же направлении стопорный ползун не обеспечивает фиксацию решетки на канале. Еще один недостаток фиксирующего устройства обусловлен наличием пластинчатой пружины и необходимостью подвижности стопорного элемента в поперечном направлении относительно продольной оси канала. Так при эксплуатации данного канала пространство между стопорным элементом и пружиной засоряется, что нарушает функционирование пружины и возможность быстрого съема решетки с канала при его обслуживании.
Настоящее изобретение решает следующие задачи:
- упрощение устройства фиксации решетки на корпусе лотка, за счет исключения каких либо пружин;
- обеспечение надежной фиксации решетки на корпусе лотка во всех плоскостях;
- упрощение процесса, как установки, так и съема решетки с лотка.
Все это приводит к упрощению сборки водоотводного канала и его обслуживанию с использованием предлагаемого элемента водоотвода.
Поставленные задачи решаются тем, что в известном элементе водоотводного канала, содержащем лоток, решетку и фиксатор решетки, и в котором лоток имеет дно, боковые продольные стороны с горизонтальными опорными поверхностями в верхней части и нишами, выполненными на внутренней стороне боковых стенок лотка открытыми во внутреннюю его часть и с опорной верхней кромкой, в котором по продольным краям решетки напротив ниш лотка выполнены углубления с опорными направляющими выступами, а фиксатор решетки выполнен с верхней опорной головной частью, размещенной в углублении решетки и с крепежным выступом в нижней части, ориентированным к боковой стороне лотка и контактирующим с опорной верхней кромкой ниши лотка, в боковых стенках лотка со стороны их опорных поверхностей напротив углублений в решетках выполнены вертикальные отверстия. При этом фиксатор решетки выполнен из упругого материала и в его опорной головной части выполнены пазы с опорными поверхностями ответными опорным направляющим выступам в углублении решетки. Крепежный выступ фиксатора решетки размещен на консоли, ориентированной перпендикулярно опорным поверхностям его головной части. Кроме того, в головной части фиксатора решетки с противоположной стороны от консоли с крепежным выступом выполнен дополнительный направляющий выступ, ориентированный перпендикулярно опорным поверхностям головной части и размещенный в вертикальных отверстиях лотка.
Элемент может быть снабжен установленными на горизонтальные опорные поверхности боковых стенок лотка съемными П-образными или Г-образными насадками, выполненными из металлического или композитного профиля, по внешней поверхности образующими горизонтальную опорную поверхность под решетку. В насадках выполнены отверстия соосные с вертикальными отверстиями, выполненными в боковых стенках лотка. При этом на внешней боковой стороне каждого насадка может быть выполнен продольный вертикальный выступ высотой не более толщины решетки.
На консоли фиксатора решетки с противоположной стороны от крепежного выступа выполнен выступ с вертикальным отверстием под демонтажный инструмент.
Фиксатор решетки выполнен из упругого пластика или упругого композитного материала. На дополнительном выступе фиксатора решетки могут быть выполнены точечные или продольные пуклевки.
Дополнительный направляющий выступ фиксатора решетки выполнен с заходной поверхностью на его свободном конце. Дополнительный направляющий выступ может быть выполнен, например, в виде цилиндра с конической поверхностью на его свободном конце.
Целесообразно на консоли фиксатора решетки с противоположной стороны от крепежного выступа выполнить выступ с вертикальным отверстием под демонтажный инструмент.
Далее будут приведены описания заявленных технических решений с пояснениями относительно их конструктивных особенностей. Приведенное описание не может быть воспринятым как исключительное, что ограничивает возможные варианты их воплощения. Приведенное описание указывает лишь на предпочтительные варианты реализации в пределах совокупности существенных признаков, приведенных в формуле.
Сущность изобретения поясняется примерами его реализации, представленными следующими фигурами.
На Фиг. 1 - поперечный разрез элемента водоотводного канала по плоскости размещения фиксатора решетки; на Фиг. 2 - элемент водоотводного канала с пластиковым лотком перед установкой на него решетки с двумя фиксаторами, размещенными по обоим продольным сторонам решетки со смещением; на Фиг. 3 – то же, что и на Фиг. 2 с установленной на пластиковом лотке решеткой; на Фиг. 4 - элемент водоотводного канала с монолитным бетонным лотком с установленной на нем решеткой зафиксированной двумя фиксаторами, размещенными по обоим продольным сторонам решетки со смещением; на Фиг. 5 - элемент водоотводного канала с пластиковым лотком перед установкой на него решетки с четырьмя фиксаторами, размещенными симметрично по обоим продольным сторонам решетки; на Фиг. 6 - элемент водоотводного канала с установленной на пластиковом лотке решеткой; на Фиг. 7а, б, в - варианты углублений с направляющими выступами, выполненными в решетке; на Фиг. 8 - фрагмент решетки со стандартным углублением под болтовое ее крепление к лотку: а) - перед установкой в него фиксатора, б) - с установленным в нем фиксатором; на Фиг. 9 и на Фиг. 10 - варианты исполнения фиксатора в аксонометрии; на Фиг. 11 - продольный разрез фиксатора; на Фиг. 12 - увеличенный фрагмент поперечного разреза водоотводного канала в зоне установки фиксатора; на Фиг. 13 - поперечный разрез стандартного элемента водоотводного канала с одновременным креплением решетки с предлагаемым фиксатором и с болтовым креплением; на Фиг. 14 - положение решетки с фиксатором относительно лотка: а) - перед фиксацией, б) - в процессе фиксации, в) - в зафиксированном состоянии; на Фиг. 15: а), б), в), г) - поэтапный процесс фиксации решетки на лотке; на Фиг. 16 и на Фиг. 17 - поперечный разрез элемента водоотводного канала, иллюстрирующий положение инструмента (отвертки) относительно второго дополнительного выступа при демонтаже решетки; на Фиг. 18 - тоже, что и на Фиг. 16, в аксонометрии вид сверху; на Фиг. 19 - тоже, что и на Фиг. 16 в аксонометрии вид сбоку; на Фиг. 20 - поперечный разрез элемента водоотводного канала, иллюстрирующий положение инструмента (отвертки) при демонтаже решетки под его боковую кромку; на Фиг. 21 – то же, что и на Фиг. 20, в аксонометрии вид сверху; на Фиг. 22 – то же, что и на Фиг. 20 в аксонометрии вид сбоку.
Элемент водоотводного канала 1 содержит, по крайней мере, лоток 2, решетку 3 и фиксатор 4 решетки 3.
Лоток 2 может быть полнотелым монолитным, выполненным из бетона, железобетона, полимербетона. Он также может быть выполнен из тонкостенного полимера или иного композитного материала.
В любом случае лоток 2 имеет дно 5, боковые продольные стороны 6 с горизонтальными опорными поверхностями 7. В верхней части лотка 2 на его внутренней стороне боковых стенок 6 выполнены ниши 8 открытые во внутреннюю часть лотка 2. Ниша 8 имеет опорную верхнюю кромку 9.
В боковых продольных стенках 6 лотка 2 со стороны их опорных поверхностей 7 выполнены вертикальные отверстия 10. Лоток 2 может быть снабжен съемными П-образными насадками 11, установленными на горизонтальных опорных поверхностях 7 боковых стенок 6 лотка 2. П-образные насадки 11 выполнены из металлического или композитного профиля и по внешней поверхности образуют горизонтальные опорные поверхности под решетку 3. В П-образных насадках 11 выполнены отверстия 12 соосные с вертикальными отверстиями 10, выполненными в боковых стенках 6 лотка 2, при этом на внешней боковой стороне каждого насадка 11 выполнен продольный вертикальный выступ 13 высотой не более толщины решетки 3.
Решетка 3 может быть выполнена из металла, из пластика или из композитного материала. По продольным краям решетки 3 напротив ниш 8 лотка 2 выполнены углубления 14 с опорными направляющими выступами 15.
Фиксатор 4 решетки 3, выполнен из упругого материала, например, из упругого пластика или упругого композитного материала.
Фиксатор 4 решетки 3 выполнен с опорной головной частью 16, в которой выполнены пазы 17 с опорными поверхностями ответными поверхностям опорных направляющих выступов 15, выполненных в углублениях 14 решетки 3, для установки головной части 16 в данных углублениях решетки 3.
Перпендикулярно опорным поверхностям головной части 16 фиксатора 4 выполнена консоль 18, на свободном подвижным нижнем конце которой выполнен крепежный выступ 19, ориентированный к боковой стороне 6 лотка 2 и контактирующий с опорной верхней кромкой 9 ниши 8 лотка 2.
В головной части 16 фиксатора 4 решетки 3 с противоположной стороны от консоли 18 с крепежным выступом 19 выполнен дополнительный направляющий выступ 20, ориентированный перпендикулярно опорным поверхностям головной части 16 фиксатора 4 решетки 3, размещенный в вертикальных отверстиях 10 и 12 лотка 2.
Дополнительный направляющий выступ 20 может быть в поперечном сечении иметь различный профиль, например он, может быть выполнен в виде цилиндра с конической заходной поверхностью 21 на его свободном конце. На цилиндрической части дополнительного выступа 20 могут быть выполнены точечные или продольные пуклевки 22 для обеспечения плотной посадки дополнительно выступа 20 в отверстиях 10 и 12. В поперечном сечении направляющий выступ может иметь фигуру многоугольника, звезды, креста и т.п.
На консоли 18 фиксатора 4 решетки 3 с противоположной стороны от крепежного выступа 19 может быть выполнен выступ 23 с вертикальным отверстием 24 под демонтажный инструмент 25.
В верхней части консоли 18 может быть выполнен второй дополнительный выступ (защелка) 26 контактирующий с ответной впадиной в решетке 3, предназначенный для предварительного закрепления фиксатора 4 на решетке 3.
Описанный фиксатор 4 решетки 3 на лотке может использоваться как в новых проектируемых элементах водоотводных каналов, так и в уже эксплуатируемых каналах, предназначенных для стандартного болтового крепления решеток на боковых сторонах лотков.
Безболтовая фиксация решетки 3 на лотке 2, осуществляется следующим образом.
Предварительно головная часть 16 фиксатора 4 с натягом устанавливается сбоку в углублениях 14 решеток 3, путем скольжения опорных поверхностей пазов 17, выполненных в головной части 16, фиксатора 4 по направляющим выступам 15, выполненных в углублениях 14 решеток 3 (Фиг. 8-а и Фиг. 8-б).
Если в верхней части консоли 18 выполнен дополнительный выступ 26, а в решетке 3 выполнены ответные им впадины, то фиксатор 4 более прочно закрепляется на решетке 3.
Фиксатор 4 монтируется в решетке 3, например, по две (Фиг. 2, Фиг. 3, Фиг. 4) или по четыре штуки (Фиг. 5, Фиг. 6) по разным ее боковам сторонам со смещением в продольном направлении или симметрично, соответственно.
После установки головных частей 16 фиксаторов 4 на решетке 3, она готова к фиксации на лотке 2.
Далее решетку 3 с фиксаторами 4 размещают над лотком 2 таким образом, чтобы дополнительные направляющие выступы 20 фиксаторов 4 располагались над соответствующем вертикальном отверстии 10 (и отверстии 12, выполненным в П-образном насадке, если она есть). При этом происходит центрирование решетки 3 с местами ее установке на лотке 2. Далее к решетке 3 сверху по стрелке прилагают усилие установки F, например, наступая на нее ногой. Процесс фиксации решетки 3 на лотке 2 представлен на Фиг. 14 и Фиг. 15.
На Фиг. 15:
а) решетка 2 с фиксаторами 4 расположена над лотком 1, а направляющий выступ 20 - над отверстиями 10 и 12;
б) направляющий выступ 20 заходной конической поверхностью самоцентрируясь, входит в отверстия 10 и 12, а крепежный выступ 19 упирается во внутреннюю кромку боковой стенки 6 лотка 2 и отклоняется от вертикального положения во внутреннюю сторону лотка 2;
в) крепежный выступ 19 фиксатора 4 скользит по внутренней поверхности боковой стороны 6 лотка 2 до ниши 8, при этом упругая консоль 18 с крепежным выступом 19 отгибается внутрь лотка 2.
г) крепежный выступ 19 фиксатора 4 входит в нишу 8, упругая консоль 18 возвращается в исходное вертикальное положение, а верхняя поверхность крепежного выступа 19 упирается в верхнюю опорную кромку 9 ниши 8.
Решетка 3 зафиксирована на лотке 2. При этом крепежный выступ 19 ограничивает относительное перемещение решетки 3 и лотка 2 в вертикальном направлении, а дополнительный направляющий выступ 20 - в поперечном и продольном направлениях. Решетка 3 надежно зафиксирована во всех направлениях на лотке 2.
Из приведенного описания видно, что направляющий выступ 20 фиксатора 4 обеспечивает:
- центрирование фиксатора 4 в местах посадки лотка 2 посредством отверстий 10 и 12;
- создает дополнительный прижим фиксатора 4 к лотку 2;
- фиксирует решетку 3 от сдвига относительно лотка 2 в продольном и в поперечном направлениях.
Таким образом, с конструктивной точки зрения фиксатор 4 содержит крепежную часть и позиционно-направляющую часть. Такое разграничение является условным и предназначено для обеспечения ясности изложения сути заявленного технического решения.
При воздействии внешней нагрузки на решетку 3 фиксатор 4 не изменяет прочность крепления решетки 3 к лотку 2, а наоборот, обеспечивает более надежное крепление решетки 3 с лотком 2.
Демонтаж решетки 3 осуществляется путем приложения усилия ее отрыва от лотка 2 любым возможным способом.
В частности, демонтаж может осуществляться посредством отвертки 25, монтировки или другого специализированного приспособления, размеры которого позволяют проникнуть сквозь решетку и быть введенным в отверстие 24 выступа 23 консоли 18. Выполняя работу рычага, инструмент 25 для демонтажа отгибает консоль 18, фиксатора 4, обеспечивая перемещение крепежного выступа 19 на определенную фиксированную величину от боковой стороны 6 лотка 2, выводя его из контакта с опорной кромкой 9 ниши 8 (Фиг. 16, Фиг. 17, Фиг. 18 и Фиг. 19).
Демонтаж решетки может быть осуществлен и посредством воздействия с усилием отвертки 25, монтировки или другого специализированного приспособления под боковую кромку решетки 3 (Фиг. 20, Фиг. 21, Фиг. 22).
После выхода крепежного выступа 19 фиксатора 4 из контакта с опорной кромкой 9 ниши 8 боковой стороной 6 лотка 2, решетку 2 поднимают вверх, выводя направляющий выступ 20 из отверстий 10 и 12.
В заявленном техническом решении реализована возможность многократного использования фиксатора 4 за счет демонтажа без повреждения его конструкции.
Таким образом, представленная конструкция элемента водоотводного канала с фиксатором 4 обеспечивает быстрое и надежное крепление водоприемных решеток с лотками, а также быстрый демонтаж решетки при сервисном облуживании системы отвода без применения специальных инструментов.