УСТЬЕ ДРЕНАЖНОГО КОЛЛЕКТОРА
DRAINAGE COLLECTOR MOUTH

Изобретение относится к области мелиорации и может быть использовано для автоматического регулирования грунтовых вод, преимущественно дренажных систем.
Известно устье дренажного коллектора, включающее запорный орган с поплавковым приводом и штоком, установленный на оголовке дрены, расположенном в дренажном колодце, рычажно-шарнирный привод, в колодец введена водоприемная камера со сливным отверстием, внутри которой размещен клапан, ориентированный соосно полости отводящего патрубка и закрепленный к рычагу с поплавковым приводом, при этом водоприемная камера соединена с отводящим патрубком (Патент RU №2580123, E02B 11/00 от 10.04.2016).
Недостатком такого устройства является значительное количество гидромеханических устройств, снижающих надежность сооружения, а также необходимость в реконструкции для применения на дренажном коллекторе с колодцем.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устье дренажного коллектора, включающее запорный орган с поплавковым приводом и штоком, установленный на оголовке дрены, расположенном в дренажном колодце, колена коллектора с отводящим патрубком, при этом колодец сверху закрыт крышкой, верхняя часть ее снабжена подпружиненным воздушным клапаном для выпуска сжатого воздуха в атмосферу, а поплавок со штоком и с направляющими расположен в верхней части открытого снизу усеченного конуса, причем поплавок со штоком с установленным на оголовке дрены клапанном - затвором имеет крышку, выполненную из ферромагнитного металла, наверху которой расположен резиновый уплотнитель, при этом на отводящем патрубке колена коллектора также расположен резиновый уплотнитель, который совместно с уплотнителем, расположенным на крышке, при всплытии поплавка обеспечивает герметичное закрытие отводящего патрубка колена коллектора, имеющего постоянные магниты, фиксирующие поплавок в верхнем положении после всплытия (Патент RU №2668678, E02B 11/00 от 02.10.2018).
Недостатком этого устройства является его сложность и, как следствие этого, недостаточная надежность в эксплуатации, что связано с необходимостью дополнительно иметь усеченный конус на отводном патрубке и клапанный затвор, а также постоянные магниты, которые требуют постоянного наблюдения в эксплуатации, очищать их от грязи и т.п.
Технический результат от использования заявляемого изобретения заключается в упрощении конструкции, повышение эффективности работы и уменьшение материалоемкости.
Технический результат достигается тем, что для устья дренажного коллектора, включающего запорный орган поплавкового типа, расположенный в колодце, колена коллектора с отводящим патрубком, колодец сверху закрыт крышкой, верхняя часть снабжена подпружиненным воздушным клапаном для выпуска сжатого воздуха в атмосферу, запорный орган поплавкового типа размещен между направляющими, на отводящем патрубке колена коллектора расположен резиновый уплотнитель, при этом при всплытии запорный орган обеспечивает герметичное закрытие отводящего патрубка с резиновым уплотнителем, согласно изобретения он снабжен пустотелым поплавковым затвором автоматического действия в виде конуса-сферы ориентированным конусностью симметрично размещенной в полости отводящего патрубка, при этом поплавковый затвор в виде конуса-сферы, выпуклой поверхностью сферы ориентирован соосно полости водовыпускного оголовкам отводящего коллектора, выполненного по форме выпуклости сферы поплавкового затвора, причем он установлен с возможностью по высоте на полых направляющих стояках, соединенных одним концом с крышкой колодца, а другим размещен свободным в колодце с ограничителями и входящими в контакт с фиксатором затвора и определяющие границу вертикального опускания затвора.
Кроме того, пустотелый поплавковый затвор имеет по внешнему периметру фланец, приваренный к кольцу надетого на направляющие стойки для фиксации планового положения затвора в виде конуса-сферы.
Кроме того, отводящий патрубок колена имеет упорное седло в вид флянца, в которое опирается конусная часть пустотелого затвора.
На чертеже показана принципиальная схема устья дренажного коллектора.
Устройство содержит размещенные дрены 1, коллектор 2 с нижним коленом 3, прямолинейный участок 4 трубы с последующим верхним коленом 5, камеру разряжения 6, водозаборную камеру 7, примыкающие к выпускным стенкам колен 3 и 5 и трубки 8, соединенные концами с камерами 6 и 7, и отводящий патрубок 9. Камеры 6 и 7 соединены с помощью коллектора 2, отверстия 10 и 11 выполнены в стенках колен 3 и 5.
Отверстие 10 колена 3 ориентированы в сторону последующего колена 5, а отверстия 11 колена в сторону предыдущего колена 3. Колодец 12 сверху перекрыт крышкой 13 и представляет собой герметичную камеру, верхняя крышка которого снабжена подпружиненным воздушным клапаном 14. При этом колодец 12 имеет полые направляющие стойки 15, выполненные из труб, соединенных одним концом с крышкой 13, а другим размещен свободно в колодце 12.
Выход отводящего патрубка 9 имеет упорное седло 16 в виде фланца. Выход водовыпускного оголовка 17 отводящего коллектора 18, выполнен по форме выпуклости сферы 19, полого поплавкового затвора 20, имеющим по внешнему периметру фланец 21, которым затвор опирается на ограничитель 22 на направляющих стойках 15, определяющих границу опускания вниз затвора 20 в виде конуса-сферы (дальше поплавковый затвор 20).
Затвор 20 в верхней своей части имеет конусные стенки 23 со сферой 19, которые закрывают отверстие отводящего патрубка 9, снабженного на конце упорным седлом 16 в виде фланца. К фланцу 21 приварены кольца 24, которыми затвор 20 надет на полые направляющие стойки 15, чем достигается фиксация планового положения затвора 20 (без перекосов).
Высотный диапазон работы колодца 12 задается уровнями опускания и поднятия, т.е. выпуска и наполнения его водой из коллектора 2 дрены 1, то есть всплытия затвора 20 при заполнении колодца 12.
При необходимости размещения поплавкового затвора 20 в нижнем положении над отверстием водовыпускного оголовка 17 отводящего коллектора 18 может регулироваться расположением фиксирующих и имеющих положением ограничителей 22, выполненных в виде винт-гайка (резьбовое соединение) - полые стойки 15, что определяет границу вертикального опускания затвора 20, то есть он может быть настроен так, чтобы иметь возможность и промывку мелких фракций наносов в отводящий коллектор 18 при постоянном минимальном наполнении колодца 12.
При этом конусные стенки 23 и сфера 19 затвора 20 имеют резиновый уплотнитель 25 и 26 соответственно, которое при опускании затвора плотно перекрывает поверхность сферических боковых стенок водовыпускного оголовка 17, а при всплытии затвора 20, ходящего по направляющим стойкам 15 прикрепленным к крышке 13, обеспечивают герметичное закрытие седла 16 в виде фланца.
Устье дренажного колодца работает следующим образом.
При открытии положения отводящего патрубка 9, водовыпускной оголовок 17 отводящего коллектора 18 закрыт поплавковым затвором 20 выпуклой сферы 19 с уплотнительной резиной 25, при этом вода поступает в накопительный колодец 12 и заполняет его из коллектора 2 через колена 3 и 5.
max
min
При этом подпор воды в концевой части коллектора 2 обеспечивает поступление воды в колодец 12 через колена 3 и 5. При заполнении колодца 12 водой горизонт воды повышается до заданного УВ, при котором гидростатическое давление действует на боковые конусные стенки 23 со сферой 19, и выталкивает полый поплавковый затвор 20, имеющим по внешнему периметру фланец 21, связанный с кольцом 24, надетым свободно на направляющие стойки 15, таким образом, колодец 12 вступает в работу. Поплавковый затвор 20 скользит по вертикальным направляющим 15, но удерживается в плановом положении кольцами 24, приваренными к фланцу 21 затвора, эти предотвращается его вертикальный перекос в колодце 12, способствующее свободному подъему затвора 12. Работа колодца 12 продолжается до тех пор, пока уровень воды в колодце 12 достигнет седла 16 в виде фланца, то есть заданного уровня, а воздух из колодца 12 под крышкой 13 вытесняется в атмосферу через подпружиненный воздушный клапан 14. Опорожнение колодца 12 (сливе) происходит до уровня НВ, когда уровень воды в колодце 12 постепенно уменьшается, при наличии предложенной новой конструкции пустотелого поплавкового затвора 20. Затвор 20 по направляющим стойкам 15 за счет свободного хода колец 24 под собственным весом опускается вниз до ограничителя 22 выполненного в виде винт-гайка (резьбовое соединение), опираясь на них, регулируют высоту расположения сферы 19 затвора 20 над отверстием водовыпускного оголовка 17 отводящего коллектора 18, т есть расположением фиксирующих и меняющих положение на вертикальных направляющих 15. Опустившись вниз, затвор 20 принимает исходное положение, опираясь своей сферой 19, то есть, закрывая (возможно настроить частично с открытием отверстия при минимальном уровне в колодце для постоянной промывки мелких фракций наносов) отверстия водовыпускного оголовка 17 отводящего коллектора 18, а уровень при этом в колодце 12 будет взрастать до выключения отводящего патрубка 9 снабженного на конце седлом 16 в виде фланца, когда произойдет всплытие затвора 20 с боковыми конусными стенками 23, с резиновым уплотнением 26. Цикл повторяется.
При необходимости постоянной промывки колодца 12 от мелких фракций наносов, затвор 20 фиксируется на некоторой высоте его опирания на ограничители 22 на направляющих стойках 15, так чтобы уровень входа в водовыпускной оголовок 17 отводящего коллектора 18, опираясь своей сферой 19 с фланцем 21 приваренному к кольцу 24, которыми затвор 20 надет на направляющие стойки 15, чем достигается фиксация планового положения затвора 20, а также благодаря своей новой форме, соответственно, своей положительной плавучести.
Заявленное изобретение промышленно осуществимо.
Таким образом, создаются и условия промывки колодца 12 от взвешенных наносов, поступающих в коллектор 2 за счет изменения уровней воды в водоприемном колодце 12.
В свою очередь это дает возможность работы в автоматическом режиме устья дренажного коллектора. Предлагаемое устройство позволяет упростить конструкцию за счет исключения усеченного конуса на отводном патрубке, а также исключения связи поплавка через шток с клапаном и сократить количество других элементов, тем самым уменьшить материалоемкость.
Элементы устройства устья дренажного коллектора могут быть изготовлены облегченными для возможности регулирования уровня и эффективной сработки уровня воды в коллекторе 2, что расширяет область применения и время работы устья в целом.