ДРЕНАЖНОЕ УСТРОЙСТВО (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к мелиорации и может быть использована для организации дренажа и систем водоотведения на землях сельскохозяйственного назначения, промышленных, городских территориях и спортивных площадках.
Широко известны дренажные системы, конструкции которых зависят от места их расположения. Например, «Дренажная система», описанная в Патенте РФ №2449084, опубл. 27.04.2012 г., предназначена для использования в условиях наличия слоя сезонного промерзания, а «Дренажный комплекс для защиты глубоких карьеров от притоков подземных вод» (Патент РФ №88691, опубл. 20.11. 2009 г. ), дренажный контур которого состоит из вертикальных стволов, предназначен для использования в горнодобывающей промышленности с целью осушения месторасположения полезных ископаемых. Различные виды дренажных систем описаны также в книге - Дегтярев Б. М. «Дренаж в промышленности и гражданском строительстве», М. Стройиздат, 1990 г.
Основным недостатком всех существующих дренажных систем является их разнообразие в зависимости от месторасположения и объекта дренирования.
Наиболее близкими к вариантам предлагаемой полезной модели и выбранными в качестве прототипов, являются варианты подземных дренажей (См. «Subterranean drain», Патент США US 3563038, опубл. 16.02.1971 г. ), которые состоят из магистральной водоводной (перфорированной или без перфорации) цилиндрической трубы, соединенной по образующей с перфорированным водоотводящим сердечником, покрытым с обеих сторон водопроницаемым фильтрующим материалом. Другой вариант представляет собой подобное соединение магистральной водоводной трубы с водопроводящим сердечником, однако сердечник выполнен проникающим во внутреннее пространство водоводной трубы по диаметральному ее сечению. При этом, водопроницаемое покрытие находящейся внутри магистральной водоводной трубы части сердечника отсутствует. Этот же вариант описан в патенте США «Subterranean wall drain». US 3654765, опубл. 11.04.1972 г.
Недостатком прототипов являются ограниченность скорости дренажного процесса и, следовательно, расхода водоотведения.
Задачей, на решение которой направлены варианты предлагаемой полезной модели, является расширение дренируемого пространства в сочетании с ускорением процесса дренирования и увеличение расхода водоотведения.
Поставленная задача решается при реализации полезной модели за счет достижения технического результата, заключающегося в повышении эффективности работы и производительности устройства.
Данный технический результат достигается тем, что в дренажной системе, состоящей из магистральной водоводной цилиндрической трубы, соединенной по образующей с перфорированным водопроводящим сердечником, покрытым с обеих сторон водопроницаемым фильтрующим материалом, новым является то, что противоположный магистральной водоводной трубе край водопроводящего сердечника снабжен второстепенным водосборником в виде покрытой водопроницаемым фильтрующим материалом перфорированной трубы меньшего по сравнению с магистральной водоводной трубой диаметра и длиной, равной ее длине.
Такой же технический результат достигается тем, что в дренажной системе, состоящей из магистральной водоводной цилиндрической трубы, соединенной по образующей с перфорированным водопроводящим сердечником, покрытым с обеих сторон водопроницаемым фильтрующим материалом сердечником и проникающим по диаметральному сечению во внутреннее пространство магистральной водоводной трубы с непокрытой водопроницаемым фильтрующим материалом находящейся внутри водоводной трубы частью, новым является то, что водопроводящий перфорированный сердечник выполнен просекающим насквозь магистральную водоводную трубу по ее диаметральному сечению, выступающие при этом с противоположных сторон магистральной водоводной трубы части сердечника выполнены разной или одинаковой длины, обе покрыты с обеих сторон водопроницаемым фильтрующим материалом, а их края снабжены второстепенными водосборниками в виде покрытых водопроницаемым фильтрующим материалом перфорированных труб меньшего по сравнению с магистральной водоводной трубой диаметра и длиной, равной ее длине.
Возможна модификация этого варианта с наличием двух, просекающих насквозь магистральную водоводную трубу по ортогональным диаметральным сечениям, сердечников, из коих один выполнен выступающим на равные расстояния от сторон магистральной водоводной трубы, а одна часть другого выступающей лишь на расстояние, позволяющее снабдить ее край второстепенным водосборником в виде трубы меньшего по сравнению с магистральной водоводной трубой диаметра в непосредственной близости от нее.
Во всех случаях водопроводящий сердечник может быть выполнен просечно-листовым или в виде просечных желобов, а длина сердечника от образующей магистральной трубы до образующей второстепенного водосборника не более чем в три раза больше диаметра магистральной трубы D, отношение величины которого к величине диаметра второстепенного водосборника d связано выражением d/D≈3.
Сущность полезной модели поясняется иллюстрациями. На фиг. 1 изображена схема варианта дренажной системы с одним второстепенным водосборником, расположенном на противоположном магистральной трубе краю сердечника. На фиг. 2 и 3 представлены виды водопроводящих сердечников. Фиг 4 иллюстрирует схему варианта дренажной системы с сердечником, просекающим насквозь магистральную трубу по ее диаметральному сечению с выступающими на разные расстояния от нее краями, которые снабжены двумя второстепенными водосборниками. На фиг. 5 показан этот же вариант с сердечником, выступающим на одинаковые расстояния от магистральной трубы, а на фиг. 6 - модификация этого варианта с наличием двух ортогонально просекающих магистральную трубу сердечников. На фиг. 1, 4, 5 и 6 показана собирающаяся в магистральной трубе вода, а стрелками показан путь поступления в систему влаги - фильтрационный поток.
Устройство с одним второстепенным водосборником на краю сердечника (фиг. 1) состоит из магистральной водоводной цилиндрической трубы 1, соединенной по образующей с перфорированным водопроводящим сердечником 2, покрытым с обеих сторон водопроводящим фильтрующим материалом 3. Противоположный магистральной водоводной трубе 1 край сердечника 2 снабжен второстепенным водосборником 4 в виде покрытой водопроницаемым фильтрующим материалом 3 перфорированной трубы меньшего по сравнению с магистральной водоводной трубой 1 диаметра и длиной, равной ее длине. Сердечник 2 с перфорациями 5 может быть выполнен просечно-листовым (фиг. 2) или в виде просечных желобов (фиг. 3). Труба второстепенного водосборника 4 также выполнена с перфорациями 5 (на фиг. 1 не показано) по всей ее длине.
Устройство работает следующим образом. В период прохождения дождей влага, фильтруясь в материале 3, поступает не только сквозь отверстия перфораций 5 в сердечник 2, но и в перфорированный второстепенный водосборник 4 и стекает по сердечнику 2 в магистральную трубу 1. Отсутствие перфорации в поверхности магистральной трубы 1 обеспечивает беспрепятственный водоотвод поступающей в нее воды.
Устройства в другом варианте (фиг. 4 и 5) состоят из магистральной цилиндрической водоводной трубы 1, соединенной по образующей с просекающим насквозь трубу 1 по ее диаметральному сечению перфорированным водопроводящим сердечником 2, покрытым с обеих сторон водопроницаемым фильтрующим материалом 3. Сердечники 2 могут быть разной (фиг. 4) или одинаковой (фиг. 5) длины, а их края снабжены второстепенными водосборниками 4 в виде покрытых водопроницаемым фильтрующим материалом 3 перфорированных труб меньшего по сравнению с трубой 1 диаметра и длиной, равной ее длине.
В рабочем состоянии устройство с выступающими с разных сторон диаметрального сечения магистральной трубы 1 частями сердечника 2 разной длины (фиг. 4) располагается вертикально (короткая часть сердечника 2 под магистральной трубой 1), а устройство с выступающими с разных сторон диаметрального сечения магистральной трубы 1 частями сердечника 2 одинаковой длины (фиг. 5) располагается горизонтально. Работает оно следующим образом. Фильтруясь в материале 3, влага поступает не только сквозь отверстия перфораций 5 в сердечник 2, но и перфорированные второстепенные водосборники 4. При этом с верхнего второстепенного водосборника 4 вода стекает в магистральную трубу 1, а проникшая в нижний второстепенный водосборник 4 или во второстепенные водосборники 4, расположенные на одном уровне, поступает в магистральную трубу 1 из-за превышения давления воды в грунте по сравнению с давлением внутри связанной с атмосферой через смотровые колодцы магистральной водоводной трубы 1. Дополнительно превышение давления еще связано с течением воды в магистральной водоводной трубе.
Модификацию с наличием двух просекающих насквозь магистральную водоводную трубу 1 сердечников 2 по ортогональным диаметральным сечениям (фиг. 6), из коих один выполнен выступающим на равные расстояния от магистральной трубы 1, располагают с горизонтальной ориентацией этого сердечника. При этом одна часть другого сердечника 2 выполнена выступающей лишь на расстояние, позволяющее снабдить ее край второстепенным водосборником 4 в виде трубы меньшего по сравнению с магистральной водоводной трубой 1 диаметра в непосредственной близости от нее.
В результате проверок работы предлагаемой дренажной системы выяснилось, что наиболее легко и удобно она монтируется в случае, когда длина сердечника 2 от образующей магистральной трубы 1 до образующей второстепенного водосборника 4 не более чем в три раза больше диаметра магистральной трубы D, отношение величины которого к величине диаметра второстепенного водосборника d связано выражением D/d≈3.
Испытуемые образцы системы монтировались из элементов длиной 6 м. при диаметре D магистральных водоводных труб 200, 250 и 300 мм.
Во всех предлагаемых дренажных системах отсутствие перфораций в магистральной водоводной трубе с избытком компенсируется наличием дополнительных второстепенных трубчатых перфорированных водосборников, уменьшая сопротивление потоку воды в ней, что обеспечивает повышенные эффективность работы и объем дренируемого пространства.