CZ23957U1 - Kanalizační šachta - Google Patents

Description

Kanalizační šachta

Oblast techniky

Technické řešení se týká úpravy konstrukce sběmé kanalizační šachty, zejména pro lokální potrubní systémy odpadních vod, jenž je určená k vystrojení čerpacím zařízením a umožňuje přečerpávání média do hlavního řadu kanalizace.

Dosavadní stav techniky

Šachty, tvořící součást systémů stokových sítí a kanalizačních přípojek pro odvádění odpadních vod, mohou být různého druhu, a to například revizní, sběmé, soutokové, koncové a spadištní. Slouží k umožnění přístupu do kanalizačního systému při revizích, údržbě nebo čištění a může v nich být měněn sklon, profil a směr kanalizační stoky či potrubí. Sběrná kanalizační šachta slouží především k hromadění odpadní vody odtékající z objektů lokálním kanalizačním systémem a po naplnění je médium přečerpáváno nebo odsáváno do hlavního řadu gravitační, tlakové či podtlakové kanalizace. Jednotlivé druhy sběrných šachet se mohou lišit nejen velikostí či tvarem, ale rovněž i materiálem ze kterého jsou zhotoveny. Kanalizační šachty se vyrábějí z betonových dílců, plastových svařovaných konstrukcí nebo plastových monolitů.

Technická řešení, kdy šachty jsou vyrobeny z betonu, jsou známa například ze spisu CZ 293312. Betonová šachta je charakteristická velkou hmotností, mechanickou pevností a stabilitou, což se sice příznivě projevuje na odolnosti proti spodním,bočním i horním tlakům, ale zároveň má betonová šachta mnoho nevýhod. Je to jednak vysoká hmotnost, která s sebou přináší problémy při manipulaci a osazování jednotlivých dílců do požadované polohy, a jednak nízká odolnost vůči chemickým látkám s nutností zhotovení ochranných nátěrů, které zvyšují náklady a mají omezenou životnost. Další nevýhodou betonových šachet je skutečnost, že jednotlivé dílce k sobě dokonalé nedoléhají a rovněž beton není zcela nepropustný, což se projevuje prostupem či průsakem média mimo kanalizační šachtu. Plastové kanalizační šachty jsou vhodné pro použití tam, kde je třeba zajistit dokonalou vodotěsnost. Šachta vyrobená z plastu je charakteristická právě nepropustností, dále odolností vůči chemicky agresivním látkám a rovněž i nízkou hmotností a z toho plynoucí snadnou manipulací při výstavbě, ale zároveň má mnoho nevýhod. Především je to omezená mechanická pevnost a stabilita a nízká odolnost proti vyplavení spodní vodou. Tyto nedostatky lze odstranit pouze dodatečnými a finančně nákladnými opatřeními, a to buď konstrukčními úpravami samotné šachty s limitovanou účinností, jako je například venkovní žebrování, vnitřní vzpěry, vnitřní trubkové výztuhy, jak je uvedeno například ve spise DE 19961414 Al, anebo časově náročnými a nákladnými stavebními opatřeními, například obetonováním, což je jednak velmi časově a finančně náročné a jednak s sebou přináší speciální technologické a bezpečnostní postupy, jako je pažení výkopu, zhotovení bednění či tvrdnutí betonu.

Zhotovení plastových šachet je možno provádět pomocí různých technologií. Jsou známa řešení, kdy šachty jsou vyrobeny z plastových svařovaných konstrukcí, jak je uvedeno ve spisech CZ 252742, CZ 1996-0190 A3, CZ 2006-0334 A3. Plastové šachty je rovněž možno vyrábět pomocí technologií odstředivého lití, kdy se forma otáčí ve dvou osách a uvnitř se prášek z termoplastu nanáší gravitačními a odstředivými silami na stěny formy. Toto technické řešení šachet je známé například ze spisu FR. 2833025. Nevýhodou standardních válcových plastových šachet vyrobených technologií odstředivého lití je jednak nedostatečná odolnost proti vyplavení vlivem spodní vodou, a to i přes integrované profilování pláště, a jednak nízká adaptabilita na místní hydrogeologické poměry z důvodu univerzální sériové výroby pro zajištění přijatelné ceny výrobku.

Snahou předkládaného řešení je představit nový výrobek v oboru, který by odstraňoval známé nedostatky výše uvedených řešení, byl provozně spolehlivý a jednoduchým konstrukčním řešením zajišťoval odolnost proti vyplavení spodní vodou.

- 1 CZ 23957 Ul

Podstata technického řešení

Stanoveného cíle je do značné míry dosaženo technickým řešením, kterým je kanalizační šachta obsahující základnu deskového tvaru a duté těleso opatřené vstupním otvorem a/nebo stropem, které jsou vzájemně pevně spojeny, jehož podstata spočívá v tom, že těleso je vytvořeno tak, že jeho horizontální průřez se alespoň v části povrchu bud’ směrem nahoru nebo směrem dolů zužuje.

Ve výhodném provedení těleso jednak sestává ze spodního dílu a horního dílu, přičemž alespoň jeden z dílů má zužující se průřez, a jednak je vyrobeno z plastické hmoty vybrané z materiálové skupiny polyethylen nebo polypropylen nebo polyvinylchlorid o tloušťce 4 až 20 mm.

in Také je výhodné, když spodní díl nebo homí díl tělesa má tvar válce nebo komolého kužele nebo komolého jehlanu nebo komolého paraboloidu nebo komolého elipsoidu nebo nepravidelného komolého tělesa, přičemž vzájemně přiléhající podstavy spodního dílu a horního dílu tělesa mají stejný rozměr podstavy nebojsou vzájemně do sebe vsunuty a oblast spojení je opatřena přesahujícím lemem.

Rovněž je výhodné, když kanalizační šachta je vybavena nádstavcem, zejména ve tvaru dutého válce, kterýje vložen mezi základnu a spodní díl tělesa neboje připojen přímo na homí díl tělesa neboje upevněn na deskový strop překrývající vstupní otvor tělesa, přičemž těleso kanalizační šachty může být vyztuženo vnějšími výztuhami a/nebo vnitřními výztuhami.

Konečně je výhodné, když základna a/nebo strop má tvar kruhu nebo elipsy nebo čtverce nebo obdélníku nebo mnohoúhelníku, přičemž přesahuje půdorysný průmět tělesa, nebo má rozměr menší než je maximální průměr tělesa nebo má rozměr odpovídající koncovému průřezu tělesa.

Předkládaným řešením se dosahuje vyššího účinku v tom, že daným konstrukčním uspořádáním sběrné kanalizační šachty je zajištěna její vysoká mechanická stabilita a odolnost proti vyplavení spodní vodou, avšak instalace je velmi jednoduchá bez nutnosti technologicky a finančně nároč25 ných stavebních opatření, přičemž je umožněna vysoká adaptabilita na místní hydrogeologické poměry a zároveň jsou splněny další požadavky kladené na kanalizační šachty jako je nepropustnost, odolnost proti chemicky agresivním látkám a dlouhodobá životnost.

Objasnění výkresů

Konkrétní příklady provedení technického řešení jsou schematicky znázorněny na připojených výkresech, kde je na:

obr. 1 boční a homí pohled na základní provedení kanalizační šachty, obr. 2a až obr. 2c boční pohled na alternativní provedení kanalizační šachty s nádstavcem, obr. 3a boční pohled na alternativní provedení kanalizační šachty s výztuhami pláště, obr. 3b boční pohled na alternativní provedení kanalizační šachty s částečným podélným výře35 zem, obr. 3c homí pohled na alternativní provedení šachty s výztuhami pláště, a obr. 4a až obr. 41 jsou schematická vyobrazení možných tvarových řešení kanalizační šachty s různými alternativními konstrukčními prvky znázorněná bočně, popřípadě shora.

Výkresy, které znázorňují představované technické řešení, a následně popsané příklady konkrét40 ního provedení v žádném případě neomezují rozsah ochrany uvedený v definici, ale jen objasňují podstatu technického řešení.

Konkrétní příklady provedení technického řešení

Kanalizační šachta sestává v základním provedení podle obr. 1 ze základny i deskového tvaru a dutého oboustranně zužujícího se komolého tělesa 2 složeného ze spodního dílu 21 a horního dílu

-2CZ 23957 Ul

22, které je zespodu uzavřené základnou I přesahující půdorysný průmět tělesa 2. Shora je těleso 2 opatřeno vstupním otvorem 23. Vstupní otvor 23 je opatřen vhodným osazením pro uložení odnímatelného nebo otvíratelného poklopu 5 z plastového, betonového, litinového, ocelového či kombinovaného materiálu. Jednotlivé segmenty 2j_, 22 tělesa 2 a základna I jsou zhotoveny z plastu, například z polyethylenu, polypropylenu či polyvinylchloridu, o tloušťce 4 až 20 mm a jsou pevně spojeny, například svarem nebo lepením. Šachta je dále vybavena zde nezobrazenými standardně provedenými nátokovým hrdlem 9 a výtokovým hrdlem 8.

Ve výhodném provedení dle obr. 2b a obr. 2c je k tělesu 2 připojen nádstavec 4 ve tvaru dutého válce, a to buď přímým uložením na těleso 2, kdy jeho podstava má stejný rozměr jako vstupní io otvor 23 tělesa 2, nebo nepřímým uložením, kdy na vstupní otvor 23 tělesa 2 je upevněn deskový strop 3, s výhodou přesahující půdorysný průmět tělesa 2, na kterém je umístěn nádstavec 4. Dalším možným umístěním nádstavce 4 je jeho vložení mezi základnu 1 a spodní díl 21 tělesa 2, jak je znázorněno na obr. 2a.

V dalším alternativním provedení dle obr. 3a až obr. 3c je šachta opatřena buď v podélném směru vnějšími výztuhami 6 ve formě tyčí kruhovitého, trojúhelníkového ěi mnohoúhelníkového tvaru, které jsou jednak upevněny k tělesu 2 a jednak jsou ukotveny k základně 1, anebo dle obr. 3b v příčném směru i vnitřními výztuhami 7 ve formě plastových kruhů ěi kovových skruží, popřípadě vnějšími výztuhami 6 a vnitřními výztuhami 7 současně. Dále je šachta opatřena nátokovým hrdlem 9, zpravidla gravitačním a ústícím do vnitřního prostoru tělesa 2, a výtokovým hrdlem 8, zpravidla výtlakovým, výtlačným, sacím nebo gravitačním. Spodní díl 21 a horní díl 22 tělesa 2 vytvořené ve tvaru komolých kuželů, jsou v tomto provedení vzájemně spojeny tak, že homí díl 22 je vsunut do spodního dílu 21, čímž je vytvořeno oboustranně komolé těleso 2 s přesahujícím lemem 24.

Konstrukčním řešením, kdy těleso 2 má tvar oboustranného komolého kužele, je dosaženo jednak tvarové stability šachty, kdy základna 1 má funkci základové desky, a jednak dochází k příznivému rozložení spodních, bočních i horních tlaků působících na těleso 2, a to i v případě působení vztlaku spodní vody, který může způsobit vyplavení celé kanalizační šachty. Úzký tvar šachty ve spodní části tělesa 2, popřípadě nádstavce 4, umožňuje minimalizovat zůstatek čerpaného média a snižuje tak riziko možného zahnívání. Nádstavec 4 prodlužuje celkovou výšku šachty a umožňuje tak její instalaci i ve větší hloubce. Naplnění šachty je uskutečněno pomocí nátokového hrdla 9 a vyprázdnění šachty je možné provést přes vstupní otvor 23 nebo výtokové hrdlo 8 odčerpáním, odsátím či gravitační odtokem. Konstrukčním řešením, kdy těleso 2 je vybaveno vnějšími výztuhami 6, je docíleno lepšího přenosu namáhání z jednotlivých částí šachty, ke kterým jsou vnější výztuhy 6 připevněny, do základny I, v níž jsou vnější výztuhy 6 ukotveny. V přípa35 dě, že těleso 2 je opatřeno vnitřními výztuhami 7, je zajištěna vysoká statická odolnost i při extrémních zátěžových nebo provozních podmínkách šachty. Konstrukčním řešením, kdy těleso 2 je vybaveno přesahujícím lemem 24, je dosaženo příznivého účinku na odolnost proti vyplavení a zlepšení přenosu vertikálních sil do základny L

Popsané způsoby uspořádání segmentů 21. 22 tělesa 2 nejsou jedinými možnými provedeními kanalizační šachty a jednotlivá alternativní provedení lze různě kombinovat či doplňovat, jak je znázorněno na obr. 4a až obr. 41. Například vnější výztuhy 6 je možné ukotvit k základně I, k základně j_ i stropu 3, nebo mohou mít tvar obvodového prstence ukotveného k tělesu 2, nebo mohou vyztužovat pouze spodní díl 24 tělesa 2, jak je patrné z obr. 4a až obr. 4c, přičemž desková základna X může mít tvar kruhu, elipsy, čtverce, ale i mnohoúhelníku a přitom může přesaho45 vat půdorysný průmět tělesa 2 nebo může mít i rozměr menší než je průměr tělesa, dokonce rozměr základny i může odpovídat pouze rozměru spodní podstavy tělesa 2. V dalším alternativním provedení je homí díl 22 tělesa 2 možno nasunout na spodní díl 21, jak je patrné z obr. 4f, nebo naopak dle obr. 4e. Dále strop 3 nemusí přesahovat přes těleso 2 a může mít velikost vstupního otvoru 23. Rovněž homí díl 22 či spodní díl 21 tělesa 2 nemusí mít tvary komolého kužele s kru50 hovou podstavou a osou kolmou k základně L Základní průřez tělesa 2 může mít tvar elipsy a osa procházející tělesem 2 nemusí být vertikální, jak je patrné z obr. 4g, obr. 4d a obr. 4h. Dále těleso 2 nemusí mít tvar dvojitého komolého kužele, ale může být ve tvaru kombinace jednostranného komolého kužele se směrem nahoru se zužujícím průřezem horního dílu 22 a válcového spodního

-3CZ 23957 Ul dílu 21, které na sebe plynule navazují, dle obr. 4L V provedení podle obr. 4k je těleso 2_složeno s válcového horního dílu 22 a spodního dílu 21 ve tvaru komolého kužele se směrem dolů se zužujícím průřezem, přičemž vzájemné zasunutí jednotlivých dílů 21_, 22 může vytvářet přesahující lem 24 a vstupní otvor 23 může být osazen stropem 3 a nádstavcem. Dalším možným tvarem tělesa 2 je dvojitý komolý jehlan s podstavami dílů 21_, 22 ve tvaru n-úhelníků, jak je patrné z obr. 4i, přičemž středová osa šachy může být kolmá k základně i nebo odchýlená od vertikály. Rovněž těleso může být pouze jednodílné, například ve tvaru komolého kužele se směrem nahoru se zužujícím průřezem, jak je patrné na obr. 4j.

Průmyslová využitelnost io Konstrukční řešení kanalizační šachty je mnohostranně využitelné v různých odvětvích, zejména je vhodné pro sběr odpadních vod v kanalizačních systémech. Technické řešení je možné dále uplatnit ve stavebnictví, v chemickém a potravinářském průmyslu či ve vodním hospodářství, například jako přečerpávací nádrže pro chemikálie a také jako zásobníky pro pitnou nebo užitkovou vodu.

Claims (9)

1. Kanalizační šachta obsahující základnu (1) deskového tvaru a duté těleso (

2) opatřené vstupním otvorem (23) a/nebo stropem (3), které jsou vzájemně pevně spojeny, vyznačující se tím, že těleso (2) je vytvořeno tak, že jeho horizontální průřez se alespoň v části povrchu buď směrem nahoru nebo směrem dolů zužuje.

20 2. Kanalizační šachta podle nároku 1, vyznačující se tím, že těleso (2) sestává ze spodního dílu (21) a horního dílu (22), přičemž alespoň jeden z dílů (21, 22) má zužující se průřez.

3. Kanalizační šachta podle nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že těleso (2) je vyrobeno z plastické hmoty o tloušťce

4 až 20 mm.

25 4. Kanalizační šachta podle nároku 3, vyznačující se tím, že plastická hmota je vybrána z materiálové skupiny polyethylen nebo polypropylen nebo polyvinylchlorid.

5. Kanalizační šachta podle některého z nároků 2 až 4, vyznačující se tím, že spodní díl (21) nebo homí díl (22) tělesa (2) má tvar válce nebo komolého kužele nebo komolého jehlanu nebo komolého paraboloidu nebo komolého elipsoidu nebo nepravidelného komolého

30 tělesa.

6. Kanalizační šachta podle některého z nároků 2 až 5, vyznačující se tím, že vzájemně přiléhající podstavy spodního dílu (21) a horního dílu (22) tělesa (2) mají stejný rozměr podstavy nebojsou vzájemně do sebe vsunuty a oblast spojení je opatřena přesahujícím lemem (24).

35

7. Kanalizační šachta podle některého z nároků laž6, vyznačující se tím, že je vybavena nádstavcem (4), zejména ve tvaru dutého válce, kterýje vložen mezi základnu (1) a spodní díl (21) tělesa (2) neboje připojen přímo na homí díl (22) tělesa (2) neboje upevněn na deskový strop (3) překrývající vstupní otvor (23) tělesa (2).

8. Kanalizační šachta podle některého z nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že její

40 těleso (2) je vyztuženo vnějšími výztuhami (6) a/nebo vnitřními výztuhami (7).

9. Kanalizační šachta podle některého z nároků laž8, vyznačující se tím, že základna (1) a/nebo strop (3) má tvar kruhu nebo elipsy nebo čtverce nebo obdélníku nebo mnohoúhelníku, přičemž přesahuje půdorysný průmět tělesa (2), nebo má rozměr menší než je maximální průměr tělesa (2) nebo má rozměr odpovídající koncovému průřezu tělesa (2).