Смотровой дренажный пластиковый колодец для пучинистых почвогрунтов
Владельцы патента RU 2619291:
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт мелиорированных земель" (ФГБНУ ВНИИМЗ) (RU)
Изобретение относится к области сельского хозяйства - комплексной мелиорации агроландшафта, и может быть применено как при осушении почв закрытым дренажем, так и при эксплуатации дренажных систем, построенных из пластиковых материалов, а также к областям канализации и водоснабжения. Смотровой дренажный пластиковый колодец для пучинистых почвогрунтов содержит днище 1 из жесткой пластиковой трубы с наружной боковой гофрированной поверхностью, соединенную с ним шахту 2, включающую также жесткую пластиковую трубу с наружной боковой гофрированной поверхностью, крышку-люк 9 и присоединенные к нему входящие 6 и выходящую 7 соединительные трубы закрытых коллекторов. С целью снижения воздействия касательных сил морозного пучения почвогрунта на устойчивость колодца, надежность, срок его службы и долговечность шахта 2 дополнительно снабжена жесткой пластиковой трубой 3 с гладкой наружной боковой поверхностью того же диаметра, установленной над пластиковой трубой 2 с наружной боковой гофрированной поверхностью соосно с ней в зоне 5 расчетной глубины промерзания почвогрунта, соответствующей р-процентной вероятности превышения в месте установки колодца, и жестко соединенной с ней посредством, например, сварки. При этом днище 1 соединено с шахтой 2 посредством жесткого соединения 4, например сваркой. Технический результат заключается в повышении срока службы смотрового дренажного пластикового колодца, а именно не ниже нормативного срока службы в целом дренажной системы из пластиковых материалов, снижении затрат на его эксплуатацию, а также в повышении надежности и эффективности действия и закрытого дренажа. 1 ил.
1. Область техники
Изобретение относится к области сельского хозяйства - комплексной мелиорации агроландшафта, и может быть применено как при осушении почв закрытым дренажом, так и при эксплуатации дренажных систем, построенных из пластиковых материалов, а также к областям канализации и водоснабжения.
2. Уровень техники
Известна конструкция смотрового дренажного пластикового колодца (см. Интернет-Яндекс «Пластиковый дренажный колодец: виды, устройство, монтаж, преимущества» - приведено по состоянию на 14.02.2016 г.; прототип), включающая днище и шахту, представленные трубами с наружной боковой гофрированной поверхностью, крышку-люк и присоединенные к нему входящие и отводящую воду трубы. При этом шахта соединена с днищем путем ее вдавливания в раструб.
Недостатком известной конструкции дренажного пластикового колодца является ограниченная область его применения - не учитывает пучинистость почвогрунта при его промерзании и ее влияние на устойчивость колодца, его надежность в эксплуатации и долговечность.
Известно, что осушаемые минеральные почвогрунты относят к пучинистым. Морозным пучением называют увеличение объема почвогрунта при его промерзании в результате перехода воды в лед и миграции влаги к фронту промерзания. Изменение объема почвогрунта обнаруживается в природных условиях в поднятии дневной поверхности в процессе промерзания и опускания ее при оттаивании. В результате этих объемных изменений происходят объемные деформации. Это наносит повреждения сооружениям и, в частности, дренажным колодцам из пластика.
Почвогрунт пучинистый - это дисперсный почвогрунт, который при переходе из талого в мерзлое состояние увеличивается в объеме вследствие образования кристаллов льда. Применительно к смотровым дренажным колодцам пучинистый почвогрунт при промерзании усиливает давление на стенку колодца. При поднятии мерзлого почвогрунта нередко поднимается и шахта колодца, при этом нередко нарушается и подсоединение труб коллекторов к колодцу. Полнота соединения нарушается. В образовавшуюся щель почвогрунт поступает в колодец, создавая условия для заиления отстойника колодца и в последующем - закрытого коллектора и впадающих в него дренажных линий.
Недостатком конструкции смотрового колодца из пластика является невысокая эффективность его работы в пучинистых почвогрунтах. Каждый элемент колодца при морозном пучении почвогрунта работает раздельно, сам по себе. Так, наружная поверхность стенки пластикового колодца, представленная стенкой шахты, в зоне мерзлого почвогрунта имеет гофрированную структуру, что способствует усилению ее сцепления с мерзлым почвогрунтом (его примерзанию к стенке колодца), повышает (при небольшой массе шахты - порядка 30 кг) силу морозного пучения пластикового колодца.
3. Раскрытие изобретения
Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является повышение устойчивости и повышение надежности при эксплуатации конструкции смотрового дренажного пластикового колодца, предназначенного для работы в осушаемых пучинистых почвогрунтах.
Технический результат заключается в повышении срока службы смотрового дренажного пластикового колодца (не ниже нормативного срока службы в целом дренажной системы из пластиковых материалов), снижении затрат на его эксплуатацию, а также в повышении надежности и эффективности действия и закрытого дренажа.
Поставленная задача достигается тем, что смотровой дренажный пластиковый колодец для пучинистых почвогрунтов содержит днище из жесткой пластиковой трубы с наружной боковой гофрированной поверхностью, соединенную с ним шахту, включающую также жесткую пластиковую трубу с наружной боковой гофрированной поверхностью, крышку-люк и присоединенные к нему входящие и выходящую соединительные трубы закрытых коллекторов. С целью снижения воздействия касательных сил морозного пучения почвогрунта на устойчивость колодца, надежность, срок его службы и долговечность шахта дополнительно снабжена жесткой пластиковой трубой с гладкой наружной боковой поверхностью того же диаметра, установленной над пластиковой трубой с наружной боковой гофрированной поверхностью соосно с ней в зоне расчетной глубины промерзания почвогрунта, соответствующей р-процентной вероятности превышения в месте установки колодца, и жестко соединенной с ней посредством, например, сварки, при этом днище соединено с шахтой жестко также посредством, например, сварки.
Заявленная конструкция смотрового дренажного колодца для пучинистых почвогрунтов более устойчива и надежна в работе против известной.
4. Осуществление изобретения
Изобретение иллюстрируется чертежом. На чертеже представлена схема продольного разреза конструкции смотрового дренажного пластикового колодца для пучинистых почвогрунтов: 1 - днище с гофрированной наружной боковой поверхностью, 2 - шахта с гофрированной наружной боковой поверхностью, 3 - шахта с гладкой наружной поверхностью, 4 - жесткое соединение элементов колодца, например, посредством сварки; 5 - расчетная глубина промерзания почвогрунта в месте установки колодца, 6 - соединительные трубы впадающих в колодец закрытых коллекторов, 7 - то же закрытого коллектора, отводящего воду из колодца; 8 - поверхность почвы, 9 - крышка-люк колодца, 10 - откос котлована под колодец, 11 - подготовка под днище колодца из непучинистого почвогрунта.
Изобретение промышленно применимо, предложенная конструкция колодца действует следующим образом.
В предлагаемом изобретении снижено воздействие сил морозного пучения почвогрунта на устойчивость колодца, его надежность и долговечность. Во-первых, за счет применения в зоне промерзания почвогрунта шахты с гладкой наружной боковой поверхностью снижено воздействие сил морозного пучения почвогрунта на колодец. Во-вторых, применение жесткого соединения шахты с гладкой наружной боковой поверхностью с шахтой с наружной гофрированной боковой поверхностью, например, путем сварки и применение жесткого соединения шахты и днища повысило массу колодца, подвергающуюся воздействию сил морозного пучения, в результате все элементы колодца работают под нагрузкой пучения почвогрунта как единое целое. В-третьих, объединение нижней части шахты с гофрированной поверхностью и днища повысило площадь боковой поверхности колодца с незамерзающим почвогрунтом и, естественно, силу трения, препятствующую смещению колодца при морозном пучении.
В целом предложенная усовершенствованная конструкция дренажного пластикового колодца для пучинистых почвогрунтов обеспечивает более устойчивое его положение при эксплуатации, чем конструкция-прототип: значение касательных сил морозного пучения почвогрунта снижено, а значение сил, удерживающих колодец от смещения, возросло.
5. Технический результат
Предложенная конструкция смотрового дренажного пластикового колодца для пучинистых почвогрунтов обеспечивает ожидаемый технический результат.
Смотровой дренажный пластиковый колодец для пучинистых почвогрунтов, содержащий днище из жесткой пластиковой трубы с наружной боковой гофрированной поверхностью, соединенную с ним шахту, включающую жесткую пластиковую трубу с наружной боковой гофрированной поверхностью, крышку-люк и присоединенные к нему входящие и выходящую соединительные трубы закрытых коллекторов, отличающийся тем, что шахта дополнительно снабжена жесткой пластиковой трубой с гладкой наружной боковой поверхностью того же диаметра, установленной над пластиковой трубой с наружной гофрированной поверхностью соосно с ней в зоне расчетной глубины промерзания почвогрунта, соответствующей р-процентной вероятности превышения в месте установки колодца, и жестко соединенной с ней посредством, например, сварки, при этом днище соединено с шахтой жестко также посредством, например, сварки.
