ЛОТОК ДЛЯ СИСТЕМ СБОРА И УДАЛЕНИЯ ВОДЫ С ПРОЕЗЖЕЙ ЧАСТИ

Лоток для систем сбора и удаления воды с проезжей части представляет собой элемент поверхностного водоотводного канала и предназначен для сбора и отвода воды с наземных дорожных покрытий в системе водоотвода.
Известны сборные элементы водоотводов, выполненные из бетона, железобетона, полимербетона, полимера или иного композитного материала, например, по патенту РФ №138279, МПК Е01С 11/22, МПК E03F 3/00, опубликованному 10.03.2013 г. на полезную модель «Модуль водоотвода» и по патенту РФ №151170, МПК Е01С 11/22, опубликованному 27.03.2015 г. на полезную модель «Элемент поверхностного водоотводного канала». Обе полезные модели содержат два элемента: нижний элемент - лоток U-образной формы и плоский верхний элемент, выполненный с возможностью опоры на стенки нижнего элемента. В верхнем элементе могут быть выполнены сквозные водопропускные отверстия щелевой, ячеистой или точечной конфигурации. Толщина верхнего элемента выбирается в зависимости от материала, из которого он выполнен и класса нормативной нагрузки на него. К недостаткам данных полезных моделей следует отнести недостаточную прочность при использовании их на проезжей части дорог. Это ограничивает ширину каналов элементов водоотводов за счет увеличения опорной поверхности для верхнего элемента и за счет толщины верхнего элемента. Кроме того, возможны случаи смещения верхнего элемента относительно нижнего при наезде автомобиля на элемент водоотвода.
Известен патент РФ №2471915, МПК Е01С 11/22, опубликованный 10.01.2013 г. на изобретение «Элемент водоотвода». Элементу водоотвода изготовлен в виде цельной монолитной детали, то есть как одно целое и имеет единый массивный корпус. В корпусе расположен канал водоотвода для отвода воды. Корпус имеет два противоположных торца, предназначенных для соединения с элементами водоотвода идентичной конструкции. При стыковке элементов на верхней стороне корпуса, образованной частью закрывающей канал водоотвода сверху имеется, по меньшей мере, одно входное отверстие, т.е. перфорация или открытая на торце выемка, так, что при сборе двух элементов водоотвода две, расположенные напротив друг друга выемки обоих элементов, образуют одно отверстие больший размер которой ориентирован поперечно элементу водоотвода. Благодаря перфорациям становится возможен отвод поверхностных вод в канал водоотвода. Часть корпуса, которая укрывает канал водоотвода сверху, выполнена в виде свода, то есть перекрытие над каналом водоотвода к середине канала или элемента водоотвода утончается. В самом тонком месте размер свода по высоте составляет, по меньшей мере, 10%, высоты элемента водоотвода. К недостаткам данной конструкции следует отнести недостаточную прочность всей конструкции из-за поперечных сквозных прорезей для отвода воды и утоненной центральной части верхней части корпуса.
В качестве ближайшего аналога (прототипа) выбран «Щелевой водоотводной лоток» по патенту на полезную модель №102360, МПК E03F 3/04, опубликованный 27.02.2010 г. Щелевой водоотводной лоток, выполнен из армированного бетона в виде цельной монолитной детали - протяженного прямого параллелепипеда с внутренним каналом, в поперечном сечении, имеющем прямоугольный профиль внешней поверхности и овальный профиль внутренней поверхности канала, с расположенной в верхней части лотка сквозной прерывистой или не прерывистой водопропускной продольной щелью минимальной толщины. С целью исключения засорения продольной сквозной щели водоотводного лотка, ее выполняют с сужением к наружной поверхности лотка. За счет размещения сквозной водопропускной щели продольно оси водоотводного лотка и его минимальной ширины, его прочность выше, чем у предшествующего аналога. Однако все же прочностные его свойства недостаточны для обеспечения высокой пропускной способности. Это обусловлено тем, что максимальное напряжение в данном лотке создается на внутренней стороне верхней его части, а также на боковых стенках, так как они работают на растяжение при изгибе.
Задачей настоящей полезной модели является, при всех прочих равных условиях (свойства материалов из которых изготовлены лотки, внешние габариты, вес и т.п.), существенное повышение прочностных свойств лотка для продольных нагрузок. Или, при сохранении прочностных свойств, существенное уменьшение толщины верхней его части и боковых стенок, а, следовательно, и веса лотка. Возможно, при сохранении веса лотка и его прочностных свойств, повысить проходное сечение водоотводных каналов.
Таким образом, полезная модель позволяет повысить надежность работы системы водоотвода, сформированной из предлагаемых лотков обладающих способностью выдерживать большие нагрузки при большой водопропускной способности.
Поставленная задача решается тем, что в лотке для систем сбора и удаления воды с проезжей части, выполненным с цельным монолитным корпусом в виде протяженного прямого параллелепипеда, имеющего верхнюю часть, боковые стенки, дно и сквозные водопропускными отверстиями, внутри центральной части корпуса размещена продольная перегородка с продольной осевой плоскостью, которая совместно с боковыми стенками лотка образует два внутренних продольных канала с продольными осями и продольными осевыми плоскостями. При этом поперечное сечение перегородки совместно с профилем верхней части лотка и профилем дна лотка, размещенными между продольными осями каналов, имеет профиль двутавра, причем часть дна и верхняя часть лотка, размещенные между продольными осевыми плоскостями каналов образуют полки двутавра, а продольная перегородка - стенку двутавра. Сквозные водопропускные отверстия выполнены в верхней части корпуса лотка по обе стороны от осевой продольной плоскости перегородки и над каждым продольным каналом, а торцы перегородки лотка выполнены с выемками.
Сквозные водопропускные отверстия могут быть выполнены овальной формы с большей осью симметрии, ориентированной продольно или поперечно продольной осевой плоскости канала.
Сквозные водопропускные отверстия могут быть выполнены в виде непрерывных сквозных щелей.
На внешней поверхности боковых сторон лотка может быть выполнена продольная выемка глубиной, равной 0,1…0,5 толщины боковой стенки.
Толщина перегородки, являющейся стенкой двутавра, равна 0,2…1,0 толщины боковой стенки лотка, толщина дна лотка равна 1,0…3,0 толщины боковой стенки лотка, а толщина верхней части лотка в зоне сквозных водопропускных отверстий равна 1,0…4,0 толщины боковой стенки лотка, при этом толщины дна и верхней части лотка выполнены равномерно увеличивающимися от продольных осей каналов к перегородке и с сопряжением с нею по радиусу, равному 0,2…3,0 толщины перегородки.
Сущность полезной модели иллюстрируется примером исполнения предлагаемого лотка посредством прилагаемых чертежей. На Фиг. 1 представлен заявляемый лоток в аксонометрии: а) - лоток в котором большая ось симметрии сквозных водопропускных отверстий ориентирована продольно продольной осевой плоскости каналов; б) - лоток, в котором большая ось симметрии сквозных водопропускных отверстий ориентирована поперечно продольной осевой плоскости каналов. На Фиг. 2 представлен вид формируемого водоотводного канала: а) из лотков Фиг. 1 а, б) из лотков Фиг. 1 б). На Фиг. 3 представлен поперечный разрез лотка. На Фиг. 4 представлен один из множества вариантов использования предлагаемого лотка в системах для сбора и удаления воды с проезжей части дорог, в частности с использованием дождеприемником и водоотводом.
Лоток 1 для систем сбора и удаления воды с проезжей части выполнен в виде цельного монолитного корпуса - протяженного прямого параллелепипеда с боковыми стенками 2 и 3, дном 4 и верхней частью 5.
1
2
1
2
Лоток 1 может быть выполнен из бетона, железобетона, полимербетона, фибробетона, полимера или иного аналогичного композитного материала. Внутри центральной части корпуса лотка 1, размещена продольная перегородка 6, которая образует с боковыми стенками 2 и 3 лотка два внутренних продольных канала 7 и 8, имеющих овальный профиль. Перегородка 6 в поперечном сечении совместно с профилем верхней части 5 лотка и профилем его дна 4, которые размещены между продольными осями О и О каналов 7 и 8, имеет профиль двутавра. При этом часть дна 4 и верхняя часть 5 лотка 1, размещенные между продольными осевыми плоскостями О и О каналов образуют полки двутавра, а продольная перегородка 6 - стенку двутавра.
В верхней части 5 корпуса лотка 1 по обе стороны от осевой продольной плоскости Y перегородки 6 и над каждым продольным каналом 7 и 8 выполнены сквозные водопропускные отверстия 9 и 10.
Сквозные водопропускные отверстия 9 и 10 могут быть выполнены овальной формы с большей осью симметрии, ориентированной как продольно (отверстия 9), так и поперечно (отверстия 10) продольной осевой плоскости Y канала.
Сквозные водопропускные отверстия могут быть выполнены в виде непрерывных сквозных щелей (не показано).
Торцы перегородки 6 лотка 1 выполнены с выемками 11, которые совместно с выемкой 11 смежного торца перегородки 6 присоединяемого лотка образуют переливное отверстие, соединяющие два внутренних продольных канала 7 и 8. В данном примере выемка 11 имеет овальный профиль.
На внешней поверхности боковых сторон 2 и 3 лотка 1 между дном 4 и верхней частью 5 лотка 1, может быть выполнена продольная выемка 12, имеющая П-образный профиль швеллера с горизонтальными полками, ориентированными наружу и образованными частью дна 4 и верхней частью 5 лотка 1. Глубина продольной выемки 12 равна 0,1…0,5 толщины боковой стенки лотка 1.
Лоток 1 может иметь различные геометрические размеры, как по внешним габаритам, так и по толщинам его элементов в зависимости от обеспечения необходимых нагрузок и объема водостока.
2
2
1
2
1
2
Толщину s перегородки 6, которая является стенкой двутавра, целесообразно выбирать из диапазона 0,2…1,0 толщины t боковой стенки 2 (3) лотка 1. Толщину t дна 5 лотка 1 выбирают из диапазона 1,0…3,0 толщины t боковой стенки 2 (3) лотка 1. Толщину t верхней части 5 лотка 1 в зоне сквозных водопропускных отверстий 9 и 10 выбирают из диапазона 1,0…4,0 толщины t боковой стенки 2 (3) лотка 1, при этом толщины дна 4 и верхней части 5 лотка 1 равномерно увеличиваются от продольных осей O и О каналов 7 и 8 к перегородке 6, сопрягаясь с нею по радиусу равному 0,2…3,0 толщины перегородки s.
На боковых сторонах 2 и 3 лотка 1 на его внешней поверхности между дном 4 и верхней частью 5 лотка 1 может быть выполнена продольная выемка 12 глубиной Δ равной 0,1…0,5 толщины t2 боковой стенки 2 (3) лотка 1.
В частности лоток, выполненный из бетона, может иметь следующие размеры:
- ширина b, высота h и длина L равны 500 мм;
2
- толщина боковых стенок t равна 50 мм;
- толщина дна t равна 70 мм;
1
- толщина верхней части t равна 120 мм;
- толщина перегородки s равна 50 мм;
- радиус r скругления внутренних поверхностей дна и верхней части с перегородкой равен 80 мм.
Описанный примерный вариант исполнения лотка не может считаться ограничением объема правовой защиты предлагаемой полезной модели. Для лотков, выполненных из полимербетонов, полимера или иных аналогичных композитных материалов, толщины элементов лотка могут быть значительно меньше с сохранением, прочностных свойств лотков.
В рамках признаков, изложенных в формуле полезной модели, возможны другие варианты исполнения описанного выше примера.
Соединение лотков 1 между собой при формировании водоотвода, может осуществляется стандартным способом, например, посредством выступов и ответных им впадинам, выполненных на противоположных торцах лотков 1. Предлагаемый лоток 1 может применяться как по отдельности, так и в сборе с другими элементами водоотвода, легко встраиваясь в сложные системы водоотвода (см. Фиг. 4).
В процессе эксплуатации поверхностного водоотвода, сформированного из предлагаемого лотка 1, дождевая вода свободно попадает через сквозные водопропускные отверстия 9 и 10 во внутренние каналы 7 и 8 и отводится в канализацию или другие сборные емкости.
В случае засорения отверстий 9 или 10 над одним из каналов 7 или 8, он все равно будет работать благодаря переливным отверстиям, образованных выемками 11 на торцах перегородки 6 лотков 1.
Основным преимуществом лотка 1 с перегородкой 6 это перенос напряжений с внутренней стороны верхней части лотка и с боковых стенок 2 и 3 на центральную перегородку 6, которая имеет профиль двутавра. Такое конструктивное исполнение лотка 1 позволяет ему выдерживать напряжения до 10 раз больше, потому что сменяются напряжения с растяжения при изгибе в лотках без перегородки на напряжения на сжатие для лотка с перегородкой. Лоток 1 с центральной перегородкой 6 превосходит по нагрузочной способности лоток без центральной перегородки благодаря своей форме, а именно наличием центральной перегородки, подбором радиуса и толщин стенок изделия, что позволяет делать изделия меньшим по весу в соотношении от 1,5 до 2 раз, при этом обеспечивать нужный класс нагрузки. При равных прочностных (одинаковый материал) и пропускных свойствах у предлагаемого лотка с центральной перегородкой и у лотка без перегородки, вес предлагаемого лотка может уменьшиться на 65%-70%.