Результат интеллектуальной деятельности: ЛОТОК ВОДООТВОДНОЙ

Предлагаемое изобретение относится к конструкции верхнего строения железнодорожного пути, а конкретно к водоотводным сооружениям для отвода поверхностных и грунтовых вод. Предлагаемая конструкция может также найти применение для дренажа других сооружений, в том числе автомобильных дорог.

Известен принятый за прототип водоотводный лоток из композиционного материала - патент РФ на полезную модель №40059, Е 01 F 5/00, который содержит корпус в поперечном сечении полуовальной формы с основанием и боковыми стенками, с ребрами жесткости снаружи по образующей, в боковых стенках с дренажными отверстиями, при этом в качестве композиционного материала используется конструкционный термопласт, причем в качестве композиционного термопласта используется минералонаполненный полипропилен или минералонаполненный полиамид, при этом толщина ребер жесткости определяется толщиной корпуса, количество ребер жесткости определяется требованиями к боковой жесткости водоотводного лотка. Между собой водоотводные лотки соединяются разъемным соединением крайних ребер жесткости. Общими с предлагаемым техническим решением являются следующие существенные признаки - водоотводный лоток выполнен из композиционного материала, корпус состоит из стенок с выполненными в них дренажными отверстиями, вогнутого основания, а также выполненных снаружи по образующей стенок и основания ребер жесткости.

Композиционный термопласт действительно является относительно экологичным материалом, однако при близких к граничным температурам значениях рабочего диапазона +50, -50 его физико-механические свойства снижаются весьма значительно, так, например, в районе нижней границы рабочего диапазона (-50) полиамид становится хрупким. При плюсовой температуре термопласты имеют свойство высокой ползучести и необратимости формы от постоянно действующей нагрузки после засыпки грунтом. Минеральные наполнители сглаживают эти недостатки термопластов, но приводят к снижению исходных физико-механических свойств, полиамид в качестве исходного сырья для водоотводных лотков малопригоден из-за высокого уровня влагопоглощения. Кроме того, для производства лотков (учитывая их размеры) требуется сложное технологическое оборудование с высоким классом точности рабочих поверхностей и возможностью нагрева до 250-280°, а затем быстрого охлаждения. Необходимо также отметить, что технология изготовления конструкционного термопласта не позволяет в случае необходимости изготавливать ребра толщины, большей, чем толщина обшивки (как это и указано в п.4 формулы), - образуются "непроливы". Существующее известное оборудование для изготовления термопластичных изделий не позволяет изготавливать секции водоотводных лотков с размерностью по высоте (глубине) лотка более 0.5 метра. Предложенная в прототипе схема стыковки лотков обладает следующими недостатками - места стыковки труднодоступны и нетехнологичны, а также в случае необходимости установки неполного лотка необходимо изготавливать специальные "стыковочные" лотки, которые при наличии стыковочных крайних ребер жесткости должны иметь различную длину. Существенным недостатком данной конструкции лотка является возможность его выдавливания из влагонасыщенного грунта гидростатическими силами, а также опасность несанкционированного демонтажа.

Предлагаемым изобретением решается техническая задача создания водоотводных лотков, работающих устойчиво во всем диапазоне рабочих температур, повышения жесткости и прочности конструкции, обеспечения возможности использования достаточно несложного технологического оборудования при производстве лотков, а также создания технологичных и универсальных стыковочные узлов.

Для достижения названного технического результата лоток водоотводной выполнен из стеклопластика и состоит из вогнутого дна, поперечных ребер жесткости, выполненных снаружи по образующей стенок и дна на всем протяжении лотка кроме торцов, продольных ребер жесткости, выполненных снаружи по верхнему краю стенок и поперечных ребер жесткости, а также якорных пластин, расположенных снаружи лотка горизонтально между поперечными ребрами жесткости, при этом дно и стенки лотка на одном из торцов имеют уширение. Дополнительно для обеспечения возможности изменения формы трассы дренажного канала в плане лоток может быть выполнен с поворотом, который целесообразно выполнять с углом 30° или 45°. Для обеспечения возможности эксплуатации лотков (очистки донных отложений) дно выполнено с утолщением (толщина стенок 1,5-2 мм, а основания до 3 мм), обеспечивающим восприятие нагрузки от веса человека, а ширина выполнена исходя из условия обеспечения прохода человека (не менее 400 мм).

Отличительными признаками предложенного лотка водоотводного являются выполнение лотка из стеклопластика, а его стенок плоскими с наклоном наружу, продольных ребер жесткости, выполненных снаружи по верхнему краю стенок и поперечных ребер, а также якорных пластин, расположенных снаружи лотка горизонтально между поперечными ребрами жесткости, отсутствие ребер жесткости по торцам лотка, при этом дно и стенки лотка на одном из торцов имеют уширение. Дополнительно в плане лоток может быть выполнен с поворотом, дно выполнено с утолщением, обеспечивающим восприятие нагрузки от веса человека, а ширина выполнена исходя из условия обеспечения прохода человека.

Благодаря наличию указанных отличительных признаков в совокупности с известными достигается следующий технический результат - получен лоток, работающий устойчиво во всем диапазоне рабочих температур, прочность данного лотка при аналогичной толщине и соответственно весе превосходит прочность прототипа (за счет наличия армирующей стеклоткани и возможности выполнения ребер оптимальной толщины), прочность увеличивается также и за счет наличия дополнительных ребер жесткости по верху стенок лотка и поперечных ребер жесткости, плоская форма стенок значительно упрощает формовку лотка, соединение, выполненное в виде расширенного участка одного из торцов лотка, позволяет монтировать дренаж максимально быстро и без применения каких-либо дополнительных приспособлений и материалов, а при необходимости добора длины, меньшей, чем длина лотка, достаточно просто отпилить от лотка фрагмент необходимого размера. Наличие якорных пластин предотвращает "всплытие" лотка, а также обеспечивает антивандальную защиту. Выполнение лотка с поворотом позволяет выполнять любые отклонения от прямолинейного направления. Наличие плоских стенок лотка позволяет на одном и том же технологическом оборудовании изготавливать секции лотков различной по высоте (глубине) размерности. Кроме того, конструкция лотка обеспечивает его удобную эксплуатацию персоналом.

В результате поиска по источникам патентной и научно-технической информации совокупность признаков, характеризующая предложенный лоток водоотводной, не была обнаружена. Таким образом предлагаемое устройство соответствует критерию охраноспособности "новое".

На основании сравнительного анализа предложенного лотка водоотводного с известным уровнем техники по источникам научно-технической и патентной литературы можно утверждать, что между совокупностью признаков, в том числе и отличительных, и выполняемыми ими функциями и достигаемыми целями существует неочевидная причинно-следственная связь. На основании вышеизложенного можно сделать вывод о том, что техническое решение не следует явным образом из уровня техники и, следовательно, соответствует критерию охраноспособности "изобретательский уровень".

Предложенное техническое решение может найти применение при производстве водоотводящих сооружений различного назначения, в том числе дренажных сооружений железнодорожных путей и автодорог.

Конструкция предложенного водоотводного лотка поясняется фиг.1 и 2.

Изображенный лоток водоотводной состоит из вогнутого дна 1, радиусная форма которого (форма дна может быть выполнена как по радиусу, который может быть больше или равен половине ширины лотка по низу, так и по сопряжению нескольких радиусов или кривой, описанной уравнением второго порядка) способствует эффекту самоочистки лотков за счет градиента скоростей потока, плоских наклоненных наружу стенок 2 с выполненными в них дренажными отверстиями 3, поперечных ребер жесткости 4, выполненных снаружи по образующей стенок 2 и дна 1 на всем протяжении лотка кроме торцов, продольных ребер жесткости 5, выполненных снаружи по верхнему краю стенок 2 и поперечных ребер жесткости 4, а также якорных пластин 6, расположенных снаружи лотка горизонтально между поперечными ребрами жесткости 4, при этом дно 1 и стенки 2 лотка на одном из торцов имеют уширение 7. Якорные пластины 6 устанавливаются с обоих сторон лотка на нескольких или всех участках между ребрами 4.

Вышеописанные лотки изготавливаются преимущественно следующим образом. Первоначально прессовым методом или методом контактного формования изготавливаются якорные пластины 6, а также поперечные ребра жесткости 4 толщиной от 5 до 12 мм в зависимости от размерности лотка и соответственно нагрузки. При этом внутренний контур поперечных ребер 4 строго согласован с формой образующей лотка. Обшивка, состоящая из стенок 2, дна 1 и продольного ребра жесткости 5, формуется на оснастке, одновременно устанавливаются и приформовываются ребра 4 и якорные пластины 6. После полимеризации термореактивной водостойкой смолы лотки снимаются с формы и могут термообрабатываться для ускорения процесса отверждения смолы. Данный метод изготовления при условии соблюдения требований техники безопасности не отражается на здоровье персонала. Однако в настоящее время для изготовления композиционных стеклопластиков существует и применяется более экологичный метод инжекционного формования (RTM - Resin Transfer Molding), в котором связующее инжектируется в закрытую форму, уже содержащую армирующий материал.

На месте водоотводные лотки устанавливаются следующим образом. Роется траншея, соответствующая по габаритам устанавливаемым лоткам и проектной документации. Затем начинается установка лотков со смыканием в замки. В случае необходимости укладки секции лотка, длина которого меньше целого лотка, производится его обрезка до необходимого размера, например, ножовкой так, чтобы линия реза находилась в стороне от поперечного ребра 3. Далее производится сборка как обычно. В случае необходимости, используются лотки с поворотом. После установки лотков производится засыпка, а затем и закрытие лотков сверху плитами - крышками (как правило бетонными, но возможно изготовление и поставка композиционных стеклопластиковых крышек). Для обеспечения отвода грунтовых вод на участках большой протяженности (более 100 м), при уклоне не менее 0,002, применяются лотки различной размерности по глубине (высоте).