ДРЕНАЖНЫЙ КОЛОДЕЦ
DRAIN WELL

Изобретение относится к мелиорации, в частности к дренажным колодцам.
Известен дренажный колодец, включающий корпус и соединенную с ним дренажную трубу, он содержит расположенный в его нижней части съемный лоток и имеет в боковой стенке корпуса нишу с наклонным дном, в которой установлена дренажная труба (Авторское свидетельство SU №1342975, Е02В 11/00 от 07.08.1987).
Недостатком дренажного колодца является то, что лоток выполнен из цельного жесткого материала с дугообразной скобой. Кроме того, в процессе эксплуатации не предусмотрено автоматическое всплытие лотка из цельного жесткого материала и далее его освобождение от наилка. Таким образом, это неприспособленность к автоматической системе освобождения от наилка. Задача аналога - это направить (скатывать) наилок по наклонному дну в съемный лоток заданного высотного размера, причем трубы не должны препятствовать извлечению лотка вручную. Другим недостатком является то, что по условиям работы необходимо каким-то устройством найти возможность закрывать отверстия дрен в период поднятия вверх съемного лотка с наилком и произвести днище отстойника с выворотом его наизнанку, т.е. на этот период дренажный колодец не отключен, что может привести к его занесению наилком.
Известен дренажный колодец, включающий корпус с крышкой и установленным в его нижней части съемным отстойником, последний выполнен из эластичного материала и в верхней своей части снабжен обечайкой, которая соединена с ним, а в колодце выполнены нижний поддерживающий и верхний ограничительный упоры для обечайки с отстойником, причем колодец снабжен полиспастной системой, гибкие тяги которой связаны с обечайкой и центром днища съемного отстойника (Авторское свидетельство SU №1606601, Е02В 11/00 от 15.11.1990).
Недостатками данного дренажного колодца являются относительно высокая сложность конструкции, трудоемкость обслуживания и большая материалоемкость. Кроме того, процесс эксплуатации не предусматривает автоматического всплытия съемного отстойника, выполненного из эластичного материала, соответственно необходимо будет применить механическое воздействие для выворачивания наизнанку, освобождаясь при этом от наилка. Другим недостатком является то, что по условиям работы отсутствует какое-либо устройство для возможного закрытия выходных отверстий дрен на момент поднятия вверх съемного отстойника и возможность защитить дно колодца от заиления (занесения) его наилком.
Наиболее близким аналогом является дренажный колодец, включающий корпус с нижним поддерживающим и верхним ограничительным упорами, в нижней части которого расположен съемный отстойник, выполненный из эластичного материала, при этом отстойник снабжен полой камерой, прикрепленной к верхней ее части, и размещенным в центре отстойника патрубком (Патент RU №2092653, Е02В 11/00, от 10.10.1997).
Известный дренажный колодец в основном предназначен для заполнения колодца под давлением водой, заполняемой его из специальной приготовленной цистерны с водой. Однако это ведет к заметному удорожанию по обслуживанию дренажного колодца и большому расходу воды, т.е. вначале необходимо закачать воду из цистерны, а затем вновь провести откачку воды из колодца. Кроме того, отстойник, выполненный из эластичного материала, по мере поднятия его вверх с наилком начинает вытягиваться по высоте своим днищем вниз, что вызывает дополнительное наполнение колодца в объеме водой до расчетного давления, чтобы преодолеть выталкивающую силу вогнутой части днища отстойника с наилком и дальше иметь возможность выворота днища на изнанку для освобождения от наилка. Все это в целом ведет к дополнительному расходу использования части воды при большом давлении снизу, т.е. под действием архимедовой силы на неправильную форму и ее обтекаемую по образующей эластичным днищем в виде конической поверхности, причем эти силы вызывают трудности в расчетах. Другим недостатком является то, что по условиям работы требуется закрывать дрену пробками вручную при сложности их выполнения внизу колодца, в котором присутствует постоянное течение стоков в дренажном колодце. Кроме того, происходит слияние границы поступления чистой воды из цистерны в колодец и одновременно там находящихся остатков стоков на дне колодца, отсюда вновь при откачке такой смеси в цистерну поступление воды уже будет нечистым.
Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение эффективности работы дренажного колодца в условиях осаждающего наилка из источника воды при одновременной защите двухслойной замкнутой камеры.
Технический результат достигается тем, что дренажный колодец, включающий корпус с нижним поддерживающим и верхним ограничительным упорами, в нижней части которого расположен отстойник, выполненный из эластичного материала, связанного с обечайкой, компрессор для подачи воздуха, отстойник выполнен двухслойной замкнутой камерой, сообщенной посредством трубки с источником сжатого воздуха через регулятор в виде трехходового крана и поочередной подачей сжатого воздуха для сообщения его с двухслойной замкнутой камерой и с обечайкой, которая выполнена в виде замкнутого воздухонагнетательного кольца из пластмассового материала, основание ее выполнено также в виде соединенной с ним кольцевой рубашки из пластмассового материала, причем воздухонагнетательное кольцо сообщено с источником сжатого воздуха посредством воздухопроводящей трубки, которая также соединена с регулятором в виде трехходового крана.
Кроме того, внешние боковые стенки двухслойной замкнутой камеры склеивают с защитным покрытием в виде консольных стенок в форме нижнего купола с центральным отверстием в его дне.
Кроме того, в боковых стенках, выполненных с нишами и с наклонным дном, с размещенными в них устьевыми трубками дрен, ниши снабжены запорными элементами в виде рычага с клапаном, один конец рычага шарнирно соединен с корпусом, а другой согнут и снабжен грузиком с возможностью опирания грузика в противоположную сторону от клапана о наклонное дно ниши и с возможностью закрывания запорного элемента в момент закрытия дрен посредством гибкой тяги в виде тросика, протянутой через вертикальную трубку с креплением по обоим дренам сверху к корпусу.
Такая конструкция дренажного колодца, когда полость двухслойной замкнутой камеры отстойника напрямую не соединена с источником водотока, в котором имеется осаждающийся наилок и установка отстойника обеспечивается ниже дна устьевых дрен и заполняемого колодца наилком, исключает заиление колодца наилком, обеспечивает защиту от засорения сверху двухслойной замкнутой камеры отстойника, замкнутая камера которого с внешней стороны склеена с пластмассовыми консольными стенками в форме нижнего купола с образованием центрального открытого отверстия между консольными стенками (пространства). Прочная двухслойная камера отстойника с загерметизированными торцами из эластичного материала защищена от повреждения наилком и другим плавающим мусором, а периодическое удаление наилка с поверхности отстойника путем нагнетания в замкнутую полость камеры сжатого воздуха до приобретения верхним ее слоем выворота наизнанку, обеспечивает самообрушение наилка на землю вокруг колодца. После окончания очистки поверхности эластичного верхнего слоя материала выпускают воздух и верхний слой под действием собственного веса возвращается в исходное положение. Таким образом, верхняя часть слоя замкнутой камеры из эластичного материала ложится на нижнюю часть слоя замкнутой камеры и общий вес отстойника увеличивается. После того как замкнутая камера будет освобождена от сжатого воздуха через трехходовой кран от ее разгрузки в атмосферу и освобождена при этом от наилка, далее производится выпуск сжатого воздуха из полости воздухонагнетательного кольца обечайки посредством поворота трехходового крана и выпуск воздуха в атмосферу. Отстойник под действием общего веса обечайки с прикрепленной кольцевой рубашкой, двухслойной замкнутой камеры начинает опускаться вниз на дно колодца. При этом в данный момент работы впускное и выпускное отверстия дрен закрыты запорными элементами в виде рычага с клапаном, один конец рычага шарнирно соединен с корпусом, а другой согнут и снабжен грузиком, и связан с натяжением вверх гибкой тяги в виде тросика, пропущенного через трубку, и закрепленной сверху корпуса. Эти конструктивные отличия от прототипа позволяют сделать вывод о соответствии заявляемого устройства критерию изобретения «Новизна».
Автору не известны дренажные колодцы аналогичной конструкции, поэтому он считает, что предложенное техническое решение отвечает критерию «Существенные отличия».
На чертеже показан предложенный дренажный колодец, продольный разрез.
Дренажный колодец включает корпус 1, в нижней части которого по внутренней образующей выполнен кольцевой выступ-уступ 2, в верхней части - ограничительный упор 3, а боковые стенки корпуса имеют ниши 4 и 5, нижняя часть которых выполнена с наклонным дном 6 и 7 внутрь колодца. При этом боковые стенки корпуса 1 с нишами 4 и 5 сообщаются, соответственно, посредством впускной 8 и выпускной 9 дренажных трубок, размещенных выше съемного отстойника 10.
Съемный отстойник 10 состоит из двухслойной замкнутой камеры 11 из водостойкого мягкого эластичного материала с загерметизированными торцами, которая крепиться посредством кольцевой рубашки 12 из пластмассового материала к обечайке 13, выполненной в виде замкнутого воздухонагнетательного кольца также из пластмассового материала. От обечайки 13 напорная трубка 14 выводится выше корпуса 1, снабжается трехходовым краном 15, который сообщается с атмосферой и источником 16 сжатого воздуха (например, компрессора или насоса).
Двухслойная замкнутая камера 11 посредством напорной трубки 17 с помощью трехходового крана 15 также сообщена с атмосферой и источником 16 сжатого воздуха. Наружный слой поверхности двухслойной замкнутой камеры 11 склеивают с защитным покрытием 18 в виде консольных стенок из пластмассового материала в форме нижнего незамкнутого купола (куполообразной формы) с центральным отверстием 19 в его дне. При этом защитное покрытие 18, выполненное из консольных стенок 16 (в виде пластинок), склеенное со слоем поверхности двухслойной замкнутой камеры 11, служит для предотвращения касания эластичного материала как дна колодца, так и его боковых стенок с таким расчетом, чтобы при присутствии давления сжатого воздуха поочередно, сначала с заполнением обечайки 13 в нижнем положении съемного отстойника 10, а затем его в верхнем положении с заполнением двухслойной замкнутой камеры 11 в последующем от источника 16 сжатого воздуха, происходит защита в целом двухслойной замкнутой камеры 11, выполненной из водостойкого мягкого эластичного материала, что связано также с синхронным положением перемещения по высоте корпуса 1 съемного отстойника 10, т.е. в нижнем и в верхнем положениях при перемещении между упорами 2 и 3 корпуса 1.
В нишах 4 и 5 с размещенными в них устьевыми трубками 8 и 9 запорные элементы 20 и 21 в виде клапанов установлены встык со стенками ниш 4 и 5 и имеют приводные рычаги 22 и 23, один конец приводного рычага 22 и 23 шарнирно соединен со стенками ниш 4 и 5, а другой согнут и снабжен грузиками 24 и 25. Грузики устанавливаются с возможностью опирания на наклонное дно 6 и 7. Согнутые концы приводных рычагов 22 и 23 закреплены с гибкими тягами 26 и 27, протянутыми через вертикальную трубку, гибкие тяги соответственно связаны с барабанами 28 и 29, закрепленными наверху стенки корпуса 1, служащие для удержания запорных элементов 20 и 21 для закрытия отверстий устьевых дренажных трубок 8 и 9 в вертикальном положении.
Дренажный колодец работает следующим образом.
При заполнении отстойника 10 наилком подают сжатый воздух от источника 16 (например, от компрессора или насоса) в обечайку 13 вследствие ее выполнения в виде замкнутого воздухонагнетательного кольца и накачивают через напорную трубку 14, связанную с трехходовым краном 15, сжатый воздух до полного заполнения. При этом одновременно закрывают отверстия впускного 8 и выпускного 9 дренажных трубок и запорные элементы 20 и 21 приводят в вертикальное положение вращающимися барабанами 28 и 29 через гибкие тяги 26 и 27 и фиксируют запорные элементы 20 и 21, следовательно, происходит надежное и ускоренное закрытие отверстий дренажных трубок внутри ниш колодца. Таким образом, слив воды во внутрь колодца прекращается, так как оголовки дренажных трубок контактируют с запорными элементами 20 и 21, выполненными с приводными рычагами 22 и 23 с изогнутыми концами и грузиками 24 и 25. Плотность соединения запорных элементов 20 и 21, долговечность эксплуатации и удешевление изготовления таких запорных элементов достигается изготовлением седла впускного и выпускного оголовка дренажных трубок и рычагов из пластмассы. При этом колебания запорных элементов с рычагами при закрытии и открытии запорных элементов, связанные с изготовлением рычагов из пластмассы, устраняются снабжением их грузиками и далее с возможностью опирания каждого грузика на расположенное на противоположной стороне от седла в нишах наклонное дно внутри колодца.
Вследствие полного заполнения сжатым воздухом обечайки 13, выполненной в виде замкнутого воздухонагнетательного кольца, отстойник 10 с наилком начнет выполнять подъем вверх. В результате подъема вверх отстойника 10 с наилком сохраняется нижнее положение двухслойной замкнутой камеры 11 из водостойкого мягкого эластичного материала, наружный слой которой соединен с защитным покрытием 18, выполненным в виде консольных стенок из пластмассового материала в форме нижнего незамкнутого купола с центральным отверстием в его дне. Тем самым при перемещении съемного отстойника 10 вверх обеспечивается защита наружного слоя двухслойной замкнутой камеры 11 от повреждения мягкого эластичного материала.
После того как камера 11 достигнет упора 3, сброс скопившегося наилка над камерой 11 осуществляется путем нагнетания воздуха в камеру с помощью компрессора или насоса, происходит выворот наизнанку только верхнего слоя мягкого эластичного материала, а нижний слой зафиксирован по образующей поверхности камеры 11, например, склеивающим защитным покрытием 18. При этом под действием внутреннего давления верхний слой камеры 11 с содержимым на ней наилком приобретает форму цилиндрической поверхности, а нижний слой камеры 11 ограничен защитным покрытием 18, не касаясь стенок корпуса 1.
После окончания очистки верхнего слоя камеры 11 из полости камеры 11 выпускают воздух в атмосферу через трехходовой кран 15, а верхний слой под действием собственного веса возвращается в исходное положение, постепенно соединяются между собой верхний и нижний слои камеры 11.
Тем самым автоматически поддерживается в верхнем положении съемный отстойник 10, выполненный двухслойной замкнутой камерой 11, и защита от повреждения мягкого эластичного материала двухслойной замкнутой камеры 11.
Для опускания съемного отстойника 10 в целом производится выпуск воздуха также и из обечайки 13, и под действием собственного веса отстойника 10 устройство возвращается в исходное положение на кольцевой выступ-уступ 2.
Использование простейшего оборудования (насос или компрессор) для нагнетания сжатого воздуха вместо воды под заданным давлением позволяет тем самым значительно повысить надежность работы двухслойной замкнутой камеры 11. При этом создаются необходимые условия для работы запорных элементов в любых условиях протекания воды через колодец, и тем самым позволяет обеспечить надежную работу съемного отстойника с наилком. Кроме того, улучшается обстановка и санитарное состояние дренажного колодца при внедрении предложенного дренажного колодца, а также отсутствует применение чистой воды из цистерны, сокращаются расходы на эксплуатацию.
Таким образом, это приводит к надежности и ускорению по времени процесса очистки дренажного колодца от наилка с отсутствием по сравнению с прототипом применения для этого чистой воды на подъем съемного отстойника и вновь откачки воды из колодца.