Водоотводной лоток

Полезная модель относится к устройствам для отвода воды, например, поступающей из вмещающих пород в тоннели.
Известна конструкция водоотводного лотка, выполненного в виде блока с водоотводным руслом и бортиками (Патент РФ №173714, МПК E01F 5/00, 2017 г.).
Недостатком данного устройства является невозможность его использования в условиях отрицательных температур.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому является водоотводной лоток, выполненный в виде заключенного между гидроизоляционными пластинами блока с водоотводным руслом и бортиками и снабженного нагревательными элементами (Шилин А.А. и др. Гидроизоляция подземных и заглубленных сооружений при строительстве и ремонте. Тверь, издательство "Русская торговая марка", 2003, - 399 с.).
Недостатком данного устройства сложность конструкции и трудоемкой обслуживания, связанная с наличием нагревательного элемента и постоянного контроля его работоспособности.
Задачей полезной модели является упрощение конструкции водоотводного лотка и снижение трудоемкости обслуживания его работы.
Поставленная задача достигается тем, что водоотводной лоток выполнен в виде заключенного между гидроизоляционными пластинами блока с водоотводным руслом и бортиками, а между гидроизоляционными пластинами размещен теплоизоляционный материал, толщина которого в месте водоотводного русла определяется из выражения:
В месте бортика определяется из выражения:
ст
где λ - коэффициент теплопроводности материала поверхности, на которой расположено устройство, Вт/(м⋅°C)
в
2
α - коэффициент теплоотдачи материала поверхности внутри лотка, на которой расположено устройства, Вт/(м⋅°C)
и
2
α - коэффициент теплоотдачи поверхности (вокруг устройства) ограждающей конструкции по положительным температурам, Вт/(м⋅°C).
из
λ - коэффициент теплопроводности теплоизоляционного материала, Вт/(м⋅°C)
б(i)
B - ширина бортика на i-ом участке, м
б
в
В - ширина бортика, обеспечивающая температуру поверхности в границах русла, на которой расположено устройство (Т. град.), м
в
где t - температура воздуха внутри русла лотка, °C
н
t - максимальная отрицательная температура воздуха в выработке, °C
в
Т - температура поверхности в границах русла, на которой расположено устройство, °C
при этом объем русла лотка принимается не менее объема поступающей воды.
Использование предлагаемого устройства позволяет снизить трудоемкость его обслуживания, связанную с упрощением его конструкции.
Размещение между гидроизоляционными пластинами теплоизоляционного материала позволяет обеспечить в пространстве русла лотка температуру, исключающую замерзание воды. Тем самым отпадает необходимость в наличии нагревательных элементов, что упрощает конструкцию устройства и снижает трудоемкость его обслуживания.
Расчет по предлагаемым формулам толщины теплоизоляционного материала по руслу и бортикам, а также ширины бортиков, позволяет определить толщину теплоизоляционного материала и размеры устройства, исключающие замерзание воды в пространстве русла лотка. При этом учитываются температура внешней среды, температура поступающей воды, свойства теплоизоляционного материала и материала, на котором размещается устройство.
При соответствии объем русла лотка не менее объема поступающей воды обеспечивается размещение и свободное протекание этой воды по руслу.
Сущность полезной модели поясняется чертежами. На фиг. 1 показан общий вид устройства. На фиг. 2 показано положение устройства на стенке тоннеля. На фиг. 3 приведена схема расчета толщины теплоизоляционного материала и ширины бортиков.
Водосборный лоток в виде блока состоит из водоотводного русла 1 и бортиков 2 и заключен между гидроизоляционными пластинами - внутренней 3 и внешней 4. Между пластинами размещен теплоизоляционный материал 5.
Гидроизоляционные пластины могут быть изготовлены, например, из листового железа.
В качестве теплоизоляционного материала можно использовать, например, пенополистерол.
Работа устройства осуществляется следующим образом. Отдельные готовые блоки водоотводного лотка размещают на стенке 6, например, тоннеля, вдоль, например, деформационного шва 7, через который в тоннель просачивается вода.
Ширина русла 1 лотка должна быть не менее ширины деформационного шва 7.
Длину отдельного блока водоотводного лотка принимают экспериментально, исходя из удобства изготовления, транспортирования и установки блоков.
Закрепление блока на стенке 6 тоннеля может осуществляться известным способом, например, с использованием пластиковых дюбелей 8, которые также будут препятствовать воздействию холода на материал стены тоннеля через крепежные элементы. В этом случае в бортиках 2 лотка могут быть выполнены сквозные отверстия для размещения дюбелей.
На сводчатой кровле тоннеля используют водоотводные лотки конфигурации, обеспечивающей плотное прилегание лотка к поверхности стены тоннеля по своду.
Контроль использования устройства сводится к визуальному наблюдению за целостностью внешней гидроизоляционной пластины лотка.
Использование предлагаемого устройства позволяет снизить трудоемкость его обслуживания, связанную с упрощением его конструкции.