СПОСОБ ДРЕНАЖА КРЫШИ И ДРЕНАЖНОЕ УСТРОЙСТВО КРЫШИ Российский патент 1997 года по МПК E04D13/04 

Изобретение касается способов дренажа и дренажных устройств крыши, благодаря которым поток воды (когда он увеличивается) изменяется с открытого потока на закрытый поток и направляется в сточную трубу через отверстие, выполненное в основании желоба, расположенного в конструкции крыши.

Такие решения хорошо известны в настоящее время и, например, в качестве примера известных решений можно привести устройство [1] в котором отверстие выполнено непосредственно в уровне крыши. Средство, изменяющее открытый поток на закрытый поток, содержит пластину, установленную над отверстием, при этом размер пластины и ее расстояние от уровня крыши выполняются в соответствии с критерием, обусловленным закрытым потоком.

В качестве другого примера из известных решений можно привести устройство [2] использующее тот же основной принцип создания закрытого потока, что и устройство [1]
Однако в устройстве [2] отверстие выполняется в желобе, углубленном в конструкции крыши, а не прямо в уровне крыши, как в [1]
В принципе, вышеупомянутые решения работают хорошо, однако, наблюдаются некоторые недостатки, в особенности когда речь идет о больших крышах, снабженных несколькими выпускными отверстиями, (стоками), соединенных с одной системой труб. Это обусловлено тем, что очень трудно обеспечить отдельные отводы стока крыши, имеющие правильные сопротивления потоку или гидравлическое сопротивление. В случае, когда отдельные отводы стока крыши не могут быть выполнены с правильным гидравлическим сопротивлением, то система не будет функционировать наилучшим образом, а в худшем случае она не будет функционировать совсем.

Дополнительное неудобство заключается в том, что трубы различных диаметров имеются на относительно ограниченном протяжении, а поэтому на практике часто приходится идти на компромисс при выборе труб.

Дополнительные неудобства обусловлены тем, что гидравлические сопротивления отдельных отводов стока крыши нельзя регулировать после установки трубной системы.

При этом следует отметить, что система очень чувствительная к блокированию загрязнениями, в результате чего заслонки или аналогичные устройства не могут быть использованы, если нужно иметь систему, надежно функционирующую в любых условиях.

Цель изобретения создание способа и устройства, с помощью которых могут быть устранены недостатки известных методов.

Предлагаемый способ отличается тем, что площадь поперечного сечения сточной трубы регулируется в горловине после отверстия, выполненного в основании желоба таким образом, что форма поперечного сечения остается по существу неизменной.

С другой стороны, дренажное устройство предлагаемого изобретения отличается тем, что элемент установлен в сточной трубе в горловине после отверстия, с помощью которого может регулироваться площадь поперечного сечения сточной трубы таким образом, что форма поперечного сечения отводящей воду или сточной трубы остается по существу неизменной при регулировании.

По сравнению с известным способом главным преимуществом предлагаемого изобретения является то, что гидравлические сопротивления отдельных отводов стока крыши могут регулироваться после установки довольно простым образом. Таким образом, можно регулировать систему, чтобы она функционировала практически оптимально для каждой конкретной конструкции крыши.

Другое преимущество изобретения состоит в том, что гидравлические сопротивления могут регулироваться в очень широком диапазоне, что делает работу системы очень надежной даже в очень сложных условиях. Гидравлическое сопротивление может изменяться в диапазоне от 0 до 90%
Преимущество предлагаемого изобретения заключается также в том, что регулирующий элемент может легко формироваться так, что загрязнения не прилипают к нему и поэтому никаких опасных закупориваний произойти не может.

Кроме того, в устройстве по изобретению можно легко устанавливать двойное сито, в результате чего облегчается, например, чистка и устраняются сложности, обусловленные закупориванием.

Преимуществом изобретения является также его простота, благодаря которой дренажное устройство настоящего изобретения работает надежно, требуется небольшое обслуживание и изобретение может выгодно внедряться.

На фиг. 1 представлено дренажное устройство, вид сбоку; на фиг. 2 - важная деталь устройства на фиг. 1, после регулирования гидравлического сопротивления; на фиг. 2 важная деталь устройства на фиг. 1, после регулирования гидравлического сопротивления; на фиг. 3-6 различные альтернативные варианты дренажного устройства.

На фиг. 1 показан вид сбоку одного предпочтительного варианта дренажного устройства крыши изобретения, где 1 обозначает конструкцию крыши строения; 2 -желоб, в основании которого выполнено отверстие 3 (с последним соединена водоотводящая или сточная труба 4, с помощью которой вода отводится в требуемое место); 5 в основном средство для изменения открытого потока воды на закрытый поток, когда поток воды увеличивается.

Приведенные выше положения являются обычными и хорошо известны специалисту в данной области, а поэтому они в дальнейшем не будут более детально описываться при рассмотрении настоящего изобретения. Отметим лишь в общем то, что, например, изменение открытого потока на закрытый поток и детали устройства, а также принципы использования очевидны, например, из финского патента N 70446 (прототип).

Существенным преимуществом предлагаемого изобретения является то, что площадь поперечного сечения сточной трубы 4 регулируется в горловине после отверстия 3, выполненного в основании желоба 2 таким образом, что форма поперечного сечения остается по существу неизменной. Площадь поперечного сечения может регулироваться путем дросселирования сточной трубы 4, предпочтительно по всему периметру.

Регулирование поперечного сечения сточной трубы 4 может осуществляться, например, с помощью элемента 6,установленного в горловине. Элемент 6 располагается по всему периметру сточной трубы 4 и дросселирует ее по всему ее периметру. В варианте, показанном на фиг. 1, элемент 6 является кольцевой деталью из эластичного материала, например резины, предназначенной для расширения внутрь при осевом сжатии и тем самым дросселирования площади поперечного сечения сточной трубы 4.

Осевое сжатие элемента 6 может осуществляться с помощью кольцевой сжимающей детали 7, в частности осевое перемещение сжимающей детали может обеспечиваться, например, с помощью резьбового устройства.

Дросселирование водяной трубы особенно хорошо показано на фиг. 2, на котором изображена горловина сточной трубы 4 варианта в соответствии с фиг. 1 после регулирования гидравлического сопротивления, т.е. после дросселирования водяной трубы.

Из фиг. 2 видно, что кольцевая сжимающая деталь 7 сместилась вниз и сжала элемент 6, а затем элемент расширяется внутрь и дросселирует таким образом сточную трубу 4 и увеличивает гидравлическое сопротивление. Гидравлическое сопротивление может быть уменьшено путем поворота сжимающей части 7 в противоположном направлении, в результате чего сжимающая часть движется вверх и элемент может вернуться к форме в соответствии с фиг. 1.

С помощью такой конструкции можно регулировать размер отверстия для потока в сточной трубе 4 таким образом, что площадь поперечного сечения сточной трубы остается неизменной, т.е. круглая форма поперечного сечения остается круглой несмотря на регулирование. Регулирование происходит за счет изменения величины сопротивления.

Примем одно сопротивление всего устройства без дросселирования за ξ₁, тогда потеря давления, обусловленная потоком будет

где ΔP₁ потеря давления мм водяного столба;
w₁ скорость в горловине, м/с;
g ускорение силы тяжести 9,81 м/с²;
κ объемный вес воды, кг/м³≠1000.

Если точка дросселирования находится в горловине, то величина одного сопротивления дросселирования x₂ составляет в зависимости от округленностей впуска и выпуска и выраженная для скорости в точке дросселирования (0,5 - 1,6). Потеря давления при дросселировании составляет

где w₂ скорость в точке дросселирования;
ΔP₂ выражается в зависимости от скорости w₁ так как поперечное сечение x скорость равно в каждой точке; d₁ диаметр сточной трубы перед дросселирующей точкой; d₂ диаметр сточной трубы в дросселирующей точке, откуда получаем

w₂ подставляется в формулу потери давления при дросселировании

Общее сопротивление выходного отверстия крыши является суммой всех частичных сопротивлений

откуда видно, что величина одного сопротивления выходного отверстия крыши, снабженного дроссерированием, составляет

Пример. Допустим, что величина одного сопротивления выхода крыши без дроссерирования составляет ξ₁= 0,3 и что с дросселированием для его собственного диаметра (d₂)
ξ 0,5 и внутренний диаметр горловине
d₁ 50 мм, а в месте дросселирования d₂ 10 мм,
тогда а отношение 312,8•0,3 1043.

Потери давлений задросселированы и не дросселированы следующим образом (таблица).

Следовательно, с помощью дросселирования изобретения можно обеспечить очень большие дополнительные потери давлений для уравновешивания гидравлических сопротивлений отдельных отводов.

Форма поверхности поперечного сечения элемента может меняться. В варианте на фиг. 1 и 2 форма в поперечном сечении элемента является овальной. В примере на фиг. 3 поперечное сечение 16 является круглым. Что касается остальных, то вариант на фиг. 3 соответствует варианту на фиг. 1 и 2. В варианте на фиг. 5 поверхность поперечного сечения элемента 26 является прямоугольной. Что касается остальных, то пример на фиг. 5 соответствует варианту на фиг. 1 3.

На фиг. 6 показан вариант, в котором элемент содержит две части, упругое кольцевое средство 36а и втулку 36а, способную сжиматься и расширяться. Втулка 36а может, например, быть трубой, согнутой из пластины, кромки которой не закреплены вместе, а только загнуты таким образом, чтобы свободные продольные кромки пластины могли перемещаться внахлестку при регулировании. В остальном вариант на фиг. 6 соответствует предшествующим вариантам. Аналогичные цифровые обозначения были использованы для соответствующих деталей на фиг. 1 3, 5 и 6, поскольку решения являются аналогичными, когда речь идет об этих деталях.

На фиг. 4 показан вариант, в котором элемент 46 является деталью, выбираемой в соответствии с поверхностью поперечного сечения, требующей для сточной трубы 14, т.е. элемент 46 отсоединяется для регулирования гидравлического сопротивления и заменяется элементом, дросселирующим площадь поперечного сечения сточной трубы требуемым образом. На фиг. 4 пунктирными линиями показан один пример того, как рассматриваемый элемент может располагаться. На фиг. 4 позицией 12 обозначен желоб, а позицией 13 обозначено отверстие, к которому подсоединяется сточная труба 14. Средство для обеспечения закрытого потока, например, не показано на фиг. 4, а также на фиг. 2, 3, 5 и 6. Но в качестве такого средства может быть, например, средство, показанное на фиг. 1.

Все приведенные выше решения позволяют регулировать гидравлическое сопротивление после установки, в результате чего работа всей водоотводящей системы становится очень полезной.

Приведенные выше варианты не предназначены для ограничения предлагаемого изобретения и оно может свободно модифицироваться в пределах области формулы изобретения. Таким образом будет очевидно, что детали устройства изобретения могут отличаться от тех, что показаны на чертежах. Кольцевой элемент необязательно должен быть изготовлен из резины, а может состоять, например, из пружинного элемента, дросселирующего сточную трубу при затягивании. Затягивание может производиться в любом направлении. Элемент, дросселирующий сточную трубу, может изготавливаться также из более чем одного материала; закрытая оболочка, изготовленная, например, из резины или пластмассы и содержащая жидкость или газ, является возможным решением. Конструкция сит и конструкции, обеспечивающие закрытый поток, также могут иметь различные решения, очевидные для специалистов в данной области. В этой связи пример на фиг. 1 должен рассматриваться как пример вообще, а не как пример какого-то конкретного решения.

Изобретение касается способа дренажа крыши и дренажного устройства крыши. Дренажное устройство содержит желоб, выполненный в конструкции крыши, отверстие, расположенное в основании желоба, сточную трубу, соединенную с отверстием, и средство для изменения открытого потока воды на закрытый поток, когда поток воды увеличивается. С целью усиления дренажа элемент устанавливается в сточной трубе в горловине после отверстия, с помощью которого регулируется площадь поперечного сечения сточной трубы таким образом, что форма поперечного сечения сточной трубы остается по существу неизменной при регулировании. 2 с. и 8 з. п. ф-лы, 6 ил., 1 табл.

1. Способ дренажа крыши, по которому при увеличении водяного потока его изменяют с открытого потока на закрытый поток и направляют в сточную трубу через отверстие, выполненное в основании желоба, углубленного в конструкции крыши, отличающийся тем, что площадь поперечного сечения сточной трубы регулируют в горловине после отверстия, выполненного в основании желоба таким образом, что форма поперечного сечения остается по существу неизменной. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что площадь поперечного сечения регулируют путем дросселирования сточной трубы. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что сточную трубу дросселируют по всему периметру. 4. Дренажное устройство крыши, содержащее желоб, выполненный в конструкции крыши, отверстие, выполненное в основании желоба, сточную трубу, соединенную с отверстием, и средство для изменения открытого потока воды на закрытый поток, когда поток воды увеличивается, отличающееся тем, что элемент установлен в сточной трубе в горловине после отверстия, с помощью которого площадь сечения сточной трубы может регулироваться таким образом, что форма поперечного сечения сточной трубы остается по существу неизменной при регулировании. 5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что элемент выполнен, чтобы простираться по всему периметру внутренней поверхности сточной трубы, и предназначен для дросселирования сточной трубы по всему ее периметру. 6. Устройство по п.4 или 5, отличающееся тем, что элемент содержит кольцевое средство, образующее отверстие, которое может становиться больше или меньше в зависимости от направления регулирования. 7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что кольцевое средство является деталью, выполненной из упругого материала. 8. Устройство по п.6, отличающееся тем, что деталь из упругого материала выполнена так, чтобы расширяться внутрь при осевом сжатии и тем самым дросселировать площадь поперечного сечения сточной трубы. 9. Устройство по п.6, отличающееся тем, что кольцевое средство является пружинным элементом. 10. Устройство по п. 4 или 6, отличающееся тем, что элемент является деталью, которая выбирается в соответствии с площадью поперечного сечения, требующейся для сточной трубы.