CZ2015649A3

CZ2015649A3 - Drenážní element a způsob jeho výroby

Info

Publication number: CZ2015649A3
Application number: CZ2015-649A
Authority: CZ
Inventors: Slavoj ÄŚegan
Original assignee: ÄŚegan s.r.o.
Priority date: 2015-09-22
Filing date: 2015-09-22
Publication date: 2016-09-14
Also published as: EP3353352A1; ZA201802590B; CZ306190B6; EP3353352B1; WO2017050304A1; CR20180224A

Abstract

Vynález se týká drenážního elementu, zahrnujícího nosný prvek (1) tvořený vnitřními buňkami (3) vzájemně se obklopujícími a vnějšími buňkami (3´). Jejich vnitřní stěny (5) vymezují vnější stěny (5´) drenážního elementu (2), ve kterém je spodní plocha (6) vnitřních stěn (5) vnitřních buněk (3) a vnějších stěn (5´) vnějších buněk (3´) větší než vrchní plocha (7) vnitřních stěn (5) vnitřních buněk (3) a vnějších stěn (5´) vnějších buněk (3´). Spodní plocha (6) vnitřních buněk (3) i vnějších buněk (3´) nosného prvku (1) je opatřena drážkami (8).

Description

DRENÁŽNÍ ELEMENT A ZPŮSOB JEHO VÝROBY

Oblast techniky

Vynález se týká drenážního elementu, zahrnujícího nosný prvek tvořený vnitřními buňkami, vzájemně se obklopujícími, a vnějšími buňkami, jejichž obvodové stěny vymezují vnější stěny drenážního elementu, který je určen pro zpevnění povrchů a odvádění vody do okolí na nepropustných nebo těžko propustných površích.

Dosavadní stav techniky

Drenážní systémy se používají k odvádění vody z různých povrchů, nejčastěji se jedná o odvod vody z povrchu půdy nebo ze zpevněných povrchů určených jako podklady pro různé stavby. Tyto povrchy se vyznačují různou propustností pro vodu. Voda, v podobě deště, vchází do drenážního elementu přes jeho vrchní povrch a odtéká přes propustnou vrstvu tkaného nebo netkaného materiálu. Přebytečná voda v buňce je odváděná přes průchozí otvory do sousedních buněk. Průchozí otvor může být konstruován i k přímému odvádění vody z buněk.

V evropské přihlášce EF?2402507 je popsán systém pro povrchové A A A odčerpávání dešťové vody. Systém tvoří vrchní vrstva, spodní vrstva, podpůrná vrstva a základní vrstva. Podpůrná vrstva je vyplněna štěrkem, přičemž při základní vrstvě jsou kameny s největším průměrem a při spodní vrstvě s nejmenším průměrem. Vrstva štěrku s nejmenšími kameny tvoří rozdělovači vrstvu, která odděluje podpůrnou vrstvu od spodní vrstvy. Spodní a vrchní vrstva je opatřena mřížkovanou výztuží, přičemž jsou vytvořeny komory. Výztuž je od silnice oddělena okrajovými pásy.

W v

Německá přihláška DE3j14(y01 popisuje mřížkový prvek s otvory a s odvodňovacím systémem, který je určen pro travnaté plochy. Mřížkový prvek je z pružného a porézního materiálu podobnému pryži, který slouží jako odvodňovací systém. Odvodňovací systém tvoří soustava přepážek a komor pro odvádění vody. Porézní materiál s výhodou obsahuje polyuretanově vázaný granulát. Mřížkový prvek lze použít například v brance fotbalového hřiště, kdy zatížení vyvíjené nohou sportovce je z velké části absorbováno mřížkou a tím chrání jak kořenový systém rostliny, tak rostlinu samotnou.

Ve francouzské přihlášce FF^69l[?26 je popisováno zařízení s drenážní vrstvou a jemným povrchem pro tenisové kurty. Drenážní vrstva slouží jako základní vrstva. Na drenážní vrstvě je uspořádaná vyrovnávací vrstva, na které jsou umístěny termoplastické hexagonální panely vzájemně spojené jako včelí plásty. Termoplastické panely jsou vyplněny s jemným materiálem, převážně červenou antukou 0 až 3 mm.

V evropské přihlášce je popisován drenážní element, který má spodní část stěny každé buňky drenážního elementu opatřenu minimálně jedním průchozím otvorem, přičemž otvor může být umístěn v první polovině, nebo v první čtvrtině výšky stěny buňky. Průchozí otvor umožňuje přesun vody z jedné buňky do druhé. Průchozí otvor může vykazovat různé velikosti či tvary, například čtyřúhelník, kruh apod. Vhodným uspořádáním tvaru a velikosti otvorů lze ovlivňovat směr toku vody. K spodním okrajům drenážního elementu může být dále připojena tenká vrstva z tkaného nebo netkaného materiálu, která napomáhá protékání vody směrem dolů a ven z drenážního elementu. Tahle vrstva také funguje jako zábrana proti prorůstání rostlinami a také k udržení použitého drenážního materiálu v buňce.

Drenážní systém s geosyntetickou strukturou a jeho způsob výroby je popsán v přihlášce jšj UÍ^50^996. Vynález je určen pro umístění pod povrch vozovky, budovy, opěrné zdi nebo parkoviště. Geosyntetická struktura tvořená geokompozitem je s výhodou opatřena vodě propustnou geotextilií. Struktura drenážního systému umožňuje proudění plynů, nebo tekutin přes základní prvek struktury a propustnou folií. Drenážní systém pozůstává z vícerých vrstev, přičemž některé vrstvy můžou být připojeny k sobě ultrasonickým svařováním. Systém dále obsahuje další způsob odvádění kapaliny ze své struktury^ to například soustavou perforovaných trubek, které odvádějí vodu ze své struktury.

Provedení drenážního elementu většinou sestává ze sestavy vzájemně přiléhajících buněk oddělených stěnami, které vytvářejí průchod s horním a dolním otvorem. Buňky jsou často vyplněny porézním materiálem, jakým je například hlína, štěrkem nebo kamenivem různé zrnitosti. Pokud je povrch pod drenážním elementem nepropustný nebo těžko propustný, může docházet k nekontrolovatelnému přetékání vody nebo dokonce k vymývání plnícího materiálu z buněk.

Cílem vynálezu je zlepšení odvodu vody z různých povrchů pomocí drenážního elementu tvořeného vzájemně přiléhajícími buňkami, které jsou mezi sebou odděleny stěnami, ke kterému je ultrasonicky přivařena vodě propustná fólie vyrobená z polymerního materiálu. Vynález si dále klade za cíl navrhnout levný způsob výroby drenážního elementu.

Podstata vynálezu

Výše uvedené nedostatky jsou odstraněny drenážním elementem, tvořený nosným prvkem, vnitřními buňkami a vnějšími buňkami, Jehož podstata spočívá v tom, že spodní plocha vnitřních stěn vnitřních buněk a vnějších stěn vnějších buněk je větší než vrchní plocha vnitřních stěn vnitřních buněk vnějších stěn vnějších buněk, přičemž spodní plocha vnitřních buněk i vnějších buněk elementu je opatřena drážkami.

Podstatou vynálezu je konstrukce drenážního elementu, který je vyplněn drenážním materiálem, například kamenivem o rozměrech zrn 0/36 mm, pískem, apod. Drenážní element je navržen tak, aby maximalizoval pevnost a zároveň redukoval množství použitého drenážního materiálu. K redukci drenážního materiálu dochází vzájemnou fixací jednotlivých zrn kameniva v buňkách drenážního elementu, přičemž stěny drenážního elementu zabraňují přesunu zrn kameniva mimo vnitřní prostor buňky. A geotextilie upevněná na spodní straně nosného prvku drenážního elementu odděluje kamenivo a zabraňuje jeho promačkávání do spodních vrstev podloží. Nedochází tedy k porušení zpevněné spodní vrstvy podloží, čímž je zaručena dlouhá životnost takto upraveného podloží. Odvod vody z buněk drenážního elementu zajišťují drážky vytvořené na spodních plochách stěn jednotlivých buněk. Takováto konstrukce nosného prvku drenážního elementu zajistí zlepšený odvod vody z povrchu podloží, na kterém je drenážní prvek aplikován. Výhodným provedením je nosný prvek o rozměrech 1176 mm x 764 mm x 32 m. Tento je tvořen vzájemně spojenými vnitřními a vnějšími buňkami, které mají v půdorysném řezu hexagonální tvar. Nosný prvek s výhodou tvoří 530 vzájemně spojených buněk, kde velikost jedné buňky je 42 mm, tloušťka horní/spodní plochy stěny buňky je 0,8 mm/1,4 mm. Pro vodu propustná fáie, například polypropylenová netkaná geotextilie o plošné hmotnosti 45 g/m²-68 g/m². Tento polymerní materiál vykazuje vysokou pevnost, která má za důsledek snížení množství kameniva

Mi» « ♦ * · v nosném prvku. Funkce fólie spočívá v oddělení použitého kameniva od podkladové vrstvy a zabraňuje jeho smíchání s materiálem podkladové vrstvy. Tím, že tato netkaná geotextilie je pružná, dokáže se přizpůsobit tvaru kameniva a to bez jejího poškození.

Drážky vytvořené na spodních plochách stěn buněk nosního prvku mají hloubku od 0,2 jfflmfdo 5 mm, a šířku 0,1 jmmfaž 0,4 mm a hmotnost drenážního elementu bez zásypu kamenivem je od 1,3 do 1,5 kg.

Nosnost drenážního elementu, který je tvořený nerecyklovaným polypropylenem, je bez zásypu 120 T/m² a při použití recyklovaného polypropylenu je nosnost 95 T/m², nosnost drenážního elementu po zasypání je u nerecyklovaného polypropylenu do 300 T/m² a u recyklovaného polypropylenu je nosnost drenážního elementu do 250 T/m², tepelné omezení drenážního elementu je od - 20 M do j70 °C.

Dalším předmětem ochrany je způsob výroby drenážního elementu, jehož podstata spočívá vtom, že na propustnou fólii se přiloží spodní plochou vnitřních buněk a vnějších buněk drenážní element, načež se přítlakem při současném použití ultrazvukových vibrací v kolmém směru na rovinu spojovaných spodních ploch vytvoří pevné spojení mezi nimi, přičemž současně se na spodní ploše vnitřních buněk a vnějších buněk vytvoří drážky.

Za ultrazvukové svařování je možné pokládat takový způsob pevného spojení materiálů, při kterém se využívá kmitavé ultrazvukové energie v místech spoje. Materiály se svaří, jakmile se v místě svaru zajistí přiměřená statická síla, čímž zaručíme akustickou vazbu, při současném použití ultrazvukových vibrací v kolmém směru na rovinu spojovaných ploch. Při ultrazvukovém svařování plastů se spoj vytváří kolmým působením ultrazvukových kmitů na rovinu spoje za současného působení přítlačné síly. Působením tepla, které vzniká třením na styčných plochách, nebo absorpcí ultrazvukové energie v materiálech na místě sváru, dochází nejdříve ke změknutí a potom tavení materiálu. Přítlačná síla se nechává působit ještě po ukončení ultrazvukových kmitů, aby spoj přešel z plastického do tuhého stavu. Takto jsou zachovány drážky-kanálky vytvořené na spodních plochách stěn buněk. Celkový svařovací čas je krátký i při uvážení obou dvou operací, obvykle nepřesahuje 2 až 3 s.

Drenážní element vytvořený způsobem podle tohoto vynálezu umožňuje zlepšení redistribuce vody do okolí, maximalizování jeho pevnosti a snížení množství kameniva v drenážním elementu, který díky své lehké struktuře umožňuje taky bezpečné použití například i na střechách domů, nebo terasách. Při profesionální instalaci zajistí stabilní a zároveň porézní povrch.

ObjVšnžní'Ř

Vynález bude blíže osvětlen pomocí výkresů, na kterých obr. 1 znázorňuje axonometrický pohled na drenážní element opatřený propustnou fólií, obr.2 znázorňuje axonometrický pohled na drenážní element ze spodní strany, obr.3 znázorňuje pohled na detail B buňky nosného prvku ze spodní strany, obr.4 znázorňuje detail C soustavy drážek vytvořených na spodní ploše buněk, obr.5 znázorňuje drenážní element v řezu A-A, obr. 6 znázorňuje pohled na detail B buňky nosného prvku z vrchní strany, obr. 7 znázorňuje tvar sonotrod, na obr. 8 je uspořádání ultrazvukového nažehlovacího stolu osazeného s řadou sonotrod při ultrasonickém svařování propustné folie a plastového výlisku a obr. 9 znázorňuje vzájemné uspořádání jednotlivých prvků drenážního elementu, kdy jednotlivé buňky jsou vyplněny kamenivem.

fnkíady a &U ta tne ní vynalezu

Vynález řeší drenážní element, který bude osvětlen pomocí výhodného provedení, které však nemá z hlediska rozsahu ochrany žádný omezující vliv.

Příkladné provedení drenážního elementu 2 je znázorněno na obr. 1 a obr. 2. Drenážní element v tomto provedení tvoří nosný prvek 1_ pevně spojený s propustnou fólií 4. Nosný prvek 1 tvoří vnitřní buňky 3, které jsou vzájemně obklopeny sousedními vnitřními buňkami 3 a na okraji nosného prvku 1 vnějšími buňkami 37 Vnitřní buňky 3 i vnější 3' mohou mít v půdorysném řezu tvar šestiúhelníku, pětiúhelníku čtyřúhelníku nebo trojúhelníku, či jiný podobný tvar. Všechny vnitřní buňky 3 i vnější buňky 3' jsou vzájemně spojeny prostřednictvím svých stěn 5, viz obr. 3. V případě, kdy vnitřní buňky 3 i vnější buňky 3' mají v řezu tvar šestiúhelníku, jsou upořádány do tvaru podobného včelím plástům. Není podmínkou řešení, aby měly všechny vnitřní i vnější buňky 3 a 3' v nosném prvku 1 stejný tvar a velikost, jelikož výška a tloušťka vnějších i vnitřních stěn 5 a 5^Z i tvar vnitřních a vnějších buněk 3 a 3'se odvíjí od specifických požadavků na konstrukci drenážního elementu 2, přičemž tyto požadavky jsou dány tím, kde bude drenážní element 2 použit. Vnitřní buňka 3, je tvořena stěnami 5, které mohou být uspořádány do šestiúhelníku a vymezují jak její vnitřní prostor, tak vstupní otvor 9 (obr. 1 a obr. 5), přes který je do buňky 3 drenážního elementu 2 vpravováno kamenivo 12, jak je patrné z obr. 9. Dále otvory 9 vytvořené ve vnitřních i vnějších buňkách 3 a 3' slouží ke vstupu a průchodu vody přes kamenivo 12 a propustnou fólii 4 do podloží 13. Stěny 5 a 5' vnitřních i vnějších buněk 3 a 3' se vyznačují rozdílnou tloušťkou na spodní ploše 6 a vrchní ploše 7, viz obr. 6. Rozdíl tloušťky stěn 5 vnitřních i vnějších buněk 3 a 3' zaručuje dosažení vysokého plošného zatížení nosného prvku. Vzhledem k tomu, že drenážní element 2 bez drážek 8 nedokáže efektivně odvádět vodu z jednotlivých vnitřních i vnějších buněk 3 a 3', jsou proto jejich spodní plochy 6 opatřeny drážkami 8, viz obr.

5. Drážky 8 slouží pro odvádění vody z jednotlivých buněk mimo vnitřní prostory nosného prvku 1. Nosný prvek 1 drenážního elementu 2 je spojen s propustnou fólií 4, jež napomáhá při odvádění vody směrem dolů a do stran, přičemž zároveň slouží jako bariéra proti prorůstání rostlinami. Tímto způsobem lze zabránit vymývání plnícího materiálu vodou, která by proudila přes horní otvor 9. Způsob výroby drenážního elementu 2 spočívá v následujících krocích. Na propustnou fólii 4 se přiloží spodní plochou 6 vnitřních buněk 3 a vnějších buněk ď drenážní element 2, načež se přítlakem při současném použití ultrazvukových vibrací v kolmém směru na rovinu spojovaných spodních ploch 6_vytvoří pevné spojení mezi nimi, přičemž současně se na spodních plochách 6 vnitřních buněk 3 a vnějších buněk T vytvoří drážky 8.

Výroba drenážního elementu 2 je podle nárokovaného způsobu následující. Pomocí ultrazvukového zařízení se spojí nosný prvek 1, v podobě plastového výlisku a propustná folie 4 v podobě propustné netkané geotextilie. Ultrazvukové zařízení je tvořeno ultrazvukovým nažehlovacím stolem 10, který je osazen řadou sonotrod 11 s tvarovaným povrchem, například jak je patrné z obr. 7 a obr. 8. Ultrasonické svařování probíhá následovně. Nosný prvek χ např. plastový výlisek se položí na nažehlovací stůl tak, aby širší spodní plochy 6 vnitřních a vnějších stěn 5 a 5' výlisku byly nahoře. Do vnitřních i vnějších buněk 3 a 3' musí zapadnout tažný prvek řetězu pro bezpečný posuv nosného prvku 1 v podobě výlisku stolem. V horní části ultrasonického stolu je nutné instalovat propustnou folii 4, např. netkanou geotextilii tak, aby se rovnoměrně odvíjela při posuvu nosného prvku 1 stolem. Propustná folie ft musí být napnutá a vždy provlečena pod sonotrodami 11 takovým způsobem, aby se přítlakem sonotrod 11 vytvořilo pevné spojení mezi spodními plochami 6 a propustnou fólií 4 Současně musí být použity ultrazvukové vibrace ve směru kolmém na rovinu spojovaných spodních ploch 6 vnitřních i vnějších stěn 5 a 5' vnitřních a vnějších buněk 3 a 3'. Takto se na spodních plochách 6 vytvoří drážky 8, jejichž tvar kopíruje tvarovaný povrch sonotrod 11 Počet drážek je odvislý od tvaru sonotrod 11, tzn. v případě maximální šířky paty výstupků 14, tj. 11,2 mm, bude počet drážek 8 čtyři ve směru kolmém na každou spodní plochu 6 vnitřní a vnější stěny 5 a 5'. V případě minimální šířky paty výstupku, tj. 1 mm, bude počet drážek 8 čtyřicetčtyři ve směru kolmém na každou spodní plochu 6 vnitřní a vnější stěny 5 a 5\ Minimálně čtyři vnitřní a vnější stěny 5 a 5' vnější a vnitřní buňky 3 a 3' vykazují drážky 8 pro redistribuci vody, přičemž drážky 8 jsou situovány příčně pod úhlem 30° vůči vnitřním a vnějším stěnám 5 a 5\

Vynález není limitován jenom na provedení popsané v přihlášce vynálezu, přičemž drenážní element 2 může být proveden v různých variacích v rámci příslušných nároků. Například půdorysný řez vnitřních a vnějších buněk 3 a 3' není omezen tvarem demonstrovaným na obrázcích, a tyto buňky 3 a 3' mohou v nosném prvku 1 vykazovat v půdorysném řezu tvar čtyřúhelníku, pětiúhelníku apod. Drážky 8, mohou být taky specificky upraveny pro každou spodní plochu 6 vnitřních a vnějších buněk 3 a T, kvůli usměrnění vodního toku. Takové tvarování drážek 8 je závislé na úpravě povrchu sonotrod 11.

Průmyslová využitelnost

Drenážní element lze použít pro štěrk, písek, půdu. Je navržen tak, aby maximalizoval pevnost a zároveň snižoval množství použitého kameniva. Drenážní element může být umístěn na pozemní komunikace, nebo konstrukci, jakou je střecha budovy, terasy atd., a používá se k odvádění vody, například dešťové, z povrchu do okolí.

Seznam vztahových značek nosný prvek drenážní element vnitřní buňka

3' vnější buňka propustná fólie stěna vnitřní buňky

5' stěna vnější buňky spodní plocha stěny buňky vrchní plocha stěny buňky drážky horní otvor nažehlovací stůl sonotroda kamenivo podloží výstupky na sonotrodě

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Drenážní element, tvořený nospým prvkem (1), a vnitřními buňkami (3), a vnějšími buňkami (3'jy vyznačující se tím, že spodní plocha (6) vnitřních stěn (5) vnitřních buněk (3) a vnějších stěn (5‘) vnějších buněk (3') je větší než vrchní plocha (7) vnitřních stěn (5) vnitřních buněk (3) a vnějších stěn (5') vnějších buněk (3'), _f * o&ue '4 -s»· pf-o-lu*' přičemž spodní plocha (6) vnitřních buněk (3) i vnějších buněk (3') drenážního elementu(2>je opatřena drážkami (8).

2. Drenážní element podle nároku ^vyznačující se tím, že drážky (8) mají hloubku 0,2 až 5 mm a šířku 0,1 až 9 mm.

3. Způsob výroby drenážního elementu podle nároku 1, vyznačující se tím, že na propustnou fólii (4) se přiloží spodní plochou (6) vnitřních buněk (3) a vnějších

CA) buněk (3‘) drenážnW element-(2), načež se přítlakem při současném použití ultrazvukových vibrací v kolmém směru na rovinu spojovaných spodních ploch (6) vytvoří pevné spojení mezi nimi, přičemž současně se na spodní ploše (6) vnitřních buněk (3) a vnějších buněk (3‘) vytvoří drážky (8).