ДРЕНАЖНЫЙ КОЛОДЕЦ
DRY WELL

Изобретение относится к области гидротехнического строительства, а именно к эксплуатации сооружений в условиях зимнего периода для обеспечения бесперебойной работы дренажных систем.
Перепады холодного температурного режима, связанные с зимним временем, приводят к развитию опасных наледообразований внутри колодца.
Известна дренажная система, включающая дрены, присоединенные к коллекторам, подведенным к началу, при этом каждый из коллекторов соединен с каналом посредством размещенного под его дном колодца (Авторское свидетельство SU №393397, Е02В 11/00 от 07.01.1974).
В известной дренажной системе поступление воды определяется взаимным расположением уровня грунтовых вод и воды в открытом канале, в котом размещен колодец, куда стекает вода из дрен. Таким образом, работа данного устройства обусловлена затоплением конца дрены под уровень воды в канале и он не защищен от образования в колодце при минимальных уровнях для возникновения опасных наледообразования. При этом устранение удаления в зимних условиях намораживаемой наледи не представляется возможным, а с наступлением теплого времени года период времени удлиняется для ее оттаивания со стороны нижнего бьефа.
Известно устье дренажного коллектора, включающее глухой участок трубы, подсоединенный к коллектору, устье снабжено съемным защитным кожухом, в котором с возможностью свободного перемещения установлена глухая труба (Авторское свидетельство SU №971998, Е02В 11/00 от 07.11.1982).
Недостатком данного устройства является перенаполнение дрен водой в зимний период и возможность замерзания концов труб с кожухами, т.е. освобождение кожуха происходит только после удаления ледяной пробки вручную съемным устройством, который необходимо вновь устанавливать в кожух, что достаточно трудоемко. При этом низкая надежность работы устья связана с тем, что при низких частых перепадах температуры воздуха невозможно удалить ледяную пробку из-за промерзания самого кожуха после оттепели, а это ведет к подтоплению вышерасположенной территории, что связано с отсутствием отвода воды в зимний период.
Таким образом, известный аналог создает условия, при которых невозможно эксплуатировать без нарушения правил эксплуатации устья при резком наледообразовании.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является дренажный колодец, включающий снабженный крышкой цилиндрический корпус с входящим и выходящим из него коллекторами, в крышке корпуса колодца выполнено отверстие, в котором установлена вентиляционная телескопическая труба, подвижный конец которой снабжен дефлектором, при этом диаметр отверстия крышки меньше наружного диаметра дефлектора, а нижняя часть трубы расположена выше отметки входящего коллектора (Авторское свидетельство SU №1355667, Е02В 11/00 от 30.11.1984).
Недостаток данного дренажного колодца - невысокая надежность эксплуатации. Во-первых, колодец предполагается использовать только при наступлении отрицательных температур и когда происходит его промерзание в целом, где вода замерзает, образуя ледяную пробку. Сами конденсирующие пары воды и самой трубы замерзают, все это в целом приводит к закупорке колодца и концевых частей коллекторов. Во-вторых, высока вероятность, что из-за закупорки самих концевых частей коллекторов льдом, которыми снабжен колодец, очистке они практически не поддаются долгому времени даже при оттепели в теплое время года. В результате снизится эффективность конвекционного потепления элементов конструкции дренажного колодца.
Настоящее изобретение направлено на решение задачи создания конструкции дренажного колодца, работающего и в зимний период времени, обеспечивающего постоянный температурный режим в колодце и выпускной трубы с дефлектором со стороны нижнего дна колодца при эксплуатации его в жестких температурных условиях.
Технический результат заявляемого изобретения заключается в обеспечении бесперебойной работы колодца за счет увеличения эффективности конвекционного подогрева основания трубы и дна колодца.
Указанный технический результат достигается тем, что дренажный колодец, включающий снабженный крышкой цилиндрический корпус с входящим и выходящим из него коллекторами, в крышке колодца выполнено отверстие, в котором установлена вентиляционная труба, дефлектор, а нижняя часть трубы расположена выше отметки входящего коллектора, основание трубы снабжено в нижней части по периметру кольцевой пустотелой трубой с воздуховыпускными отверстиями, имеющей начальный участок отвода в виде пластмассового ствола, размещенного в колодце и подсоединенного к источнику сжатого воздуха, подаваемого компрессором, при этом воздуховыпускные отверстия кольцевой пустотелой трубы выполнены телескопическими патрубками с возможностью фиксированного перемещения относительно дна колодца.
Кроме того, верхняя часть трубы – наземная, снабжена теплоизоляционным материалом с защитным кольцевым металлическим кожухом, и верх трубы снабжен подвижным конусным дефлектором.
Заявителем не выявлены какие-либо источники информации, которые содержали бы сведения о влиянии отличительных признаков изобретения на достигаемый технический результат. Изложенное выше позволяет, по мнению заявителя, сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «изобретательский уровень».
На чертеже показана принципиальная схема дренажного колодца.
Устройство содержит цилиндрический корпус 1, снабженный крышкой 2, входящий 3 и выходящий 4 коллекторы. В крышке 2 выполнено отверстие 5, в котором установлена вентиляционная труба 6, верх которой снабжен телескопическим конусным дефлектором 7. Труба 6 снабжена фиксатором 8. Нижняя часть внешней поверхности трубы 6 снабжена по периметру кольцевой пустотелой трубой 9 (низовой) с трубками 10 и телескопическими насадками 11. Телескопические насадки 11 имеют сопло 12, направленное в сторону дна колодца. Телескопический насадок 11 с соплом 12 установлен с возможностью перемещения относительно входной трубки 10 канала сообщения низовой трубы 9, сообщенной с источником 13 сжатого теплого воздуха, подаваемого компрессором 14. Низовая труба 9 через пластмассовый ствол 15, далее через вентиль 16 сообщен с источником 13 сжатого теплого воздуха. Наземная верхняя часть трубы 6 снабжена теплоизоляционным материалом 17 с защитным кольцевым металлическим кожухом 18. Все элементы выполнены съемными и взаимозаменяемыми при настройке. Кроме того, расход сжатого теплого воздуха зависит от конструкции кольцевой пустотелой трубы 9 с перфорацией, ее диаметра, рабочей длины, размера воздуховыпускных трубок 10, их частоты размещения по кругу вентиляционной трубы 6. Таким образом, все размеры определяются расчетом в процессе проектирования дренажного колодца.
Дренажный колодец работает следующим образом.
В начале зимнего периода с наступлением устойчивых отрицательных температур наружного воздуха и с уменьшением расхода воды в коллекторах, соответственно, и в колодце устанавливают в нижней части трубы 6, по периметру ее, кольцевую пустотелую трубу 9 с водовыпускными трубками 10 и с телескопическими насадками 11. Для приведения конструкции в рабочее положение пустотелую трубу 9 с пластмассовым стволом 15 подключают к напорной линии компрессора 14 с источником 13 теплого воздуха. Сжатый теплый воздух из источника 13 под давлением выходит из сопел 12 трубок 10 и оказывает проточную конвекцию в зоне размещения дна колодца, как и для входящей 3 и выходящей 4 оголовков коллектора. Все это в целом влияет и на обогрев стенок трубы 6 в зоне размещения ее в корпусе 1 колодца. Кроме того, чтобы дополнительно исключить пары конденсации внутри трубы 6, верхнюю часть трубы 6 - надземную, обдуваемую воздухом, закрывают теплоизоляционным материалом 17 с защитным кольцевым металлическим кожухом 18. Тем самым труба 6 постоянно находится в состоянии обогрева по всей ее высоте. В результате прогрева в сторону дна колодца и оголовков коллекторов 3 и 4 дренируемая вода не замерзает, предотвращается наледообразование и закупорка выхода. Эта внутренняя теплоизоляция внутри колодца приводит к возникновению эффекта аэродинамической трубы с помощью открытого сверху телескопического дефлектора 7 и, смешиваясь с атмосферным воздухом, далее образуется своего рода завеса на коротком верхнем участке.
Экран в виде дефлектора 7 не позволяет проникать атмосферным осадкам и талым водам в зону «трубы», в результате чего не будет происходить ее обледенение в зонах отрицательной температуры. Не будет накопления льда и ледяных пробок в колодце, теплый воздух  внедряется вовнутрь корпуса 1, часть его выходит в трубу 6, насыщенность давления теплого воздуха, который выходит через трубу 6, ниже, чем давление воздуха в самом колодце, т.е. продолжительное время накапливается дренируемая вода в колодце под теплой защитой введенных в колодец элементов устройства. Накопившийся объем воды постоянно отводится коллекторами с расчетным расходом, согласно вместимости самого колодца, что не зависит от максимального до минимального значений поступления расходов из подводящего коллектора, далее с удалением в отводящий коллектор. Все это в целом позволяет без больших затрат труда и средств осуществлять регулярно пропуск дренирующей воды через колодец, а также улучшить условия потока воды в коллекторах.
Для оценки эффективности предложенного устройства дренажного колодца регулирование температурного режима и поступления сжатого теплого воздуха можно регулировать с помощью вентиля на пластмассовом стволе, выходящего на поверхность над крышкой корпуса.
Таким образом, можно сделать вывод о том, что предлагаемое изобретение оказывается весьма эффективным и может быть применено для объектов в зимний период с наступлением отрицательных температур наружного воздуха, т.е. и для других проектируемых сооружений для обеспечения работы в зимнее время.