202604. lajstromszámú szabadalom • Létesítmény víznek töltésen történő keresztülvezetéséhez
1 HU 202 604 B 2 A találmány víznek töltésen történő keresztülvezetésére szolgáló létesítményre - vízépítési műtárgyra - vonatkozik. A vízépítés területén, elsősorban a vízhasznosítási, vízrendezési és vízellátási ágazatokban egyre nagyobb számú új szivattyútelep létesítésére van szükség, és egyre gyakrabban merül fel a meglevő szivattyútelepek korszerűsítésének, rekonstrukciójának a szükségessége. A mezőgazdasági vízhasznosítás területén, például Magyarországon különösen sürgető a meglevő vízkiviteli művek rekonstrukciójának a végrehajtása; új területek öntözésbe való bevonása pedig nyilvánvalóan új vízkivételi művek építésével jár mind a természetes, mind a mesterségesen létesített vízfolyásokon és víztározókon. A belvízelvezetés területén pedig a belvízcsatornák, a nagyszelvényű csatornák és holtágak vizének a fő-befogadóva való emeléséhez válik szükségessé meglevő szivattyútelepek korszerűsítése, illetve új szivattyútelepek létesítése, mivel a térségi meliorációs beavatkozások következtében növekszik a területről elvezetendő belvizek mennyisége és intenzitása. Elsősorban mérsékelt égövi területek, például Magyarország éghajlati és topográfiai adottságaiból következik, hogy a mélyfekvésű területeken csapadékos időszakban a csapadékvizeket belvízcsatomahálózat gyűjti össze, a víz átemelése pedig a befogadó vízfolyásokba belvíz-szivattyútelepek segítségével, acél nyomócsöveken keresztül történik. Száraz éghajlati viszonyok esetén viszont a vízfolyásokból vízkivételi szivattyútelepeken keresztül emelik ki az öntözővizet, és ugyancsak -acél nyomócsövön át vezetik az öntözőcsatomáig. A belvízi szivattyútelep mindig a vízgyűjtő terület legmélyebb pontján épül, ezért általában a befogadó vízfolyás ezen a helyen töltéssel van ellátva, ugyanúgy, mint a tározók a szivattyútelep környezetében. A szivattyútelep szívócsatomát, szivattyúval ellátott szívóaknát, nyomócsövet, nyomóaknát és kiszolgáló létesítményeket foglal magába. Jelenleg a szivattyútelep környezetében levő töltéseket a szivattyútól kiinduló nyomóvezetékekkel keresztezik, amelyek a befogadó oldalon nyomóaknába, ún. csillapítóaknába torkollnak. Minthogy a töltés és nyomócső kereszteződési helye a nagyvizek elleni védekezés szempontjából veszélyforrás lehet, a nyomócsőbe mind a szivattyútelep, mind a befogadó felőli oldalon általában elzárószerkezet beépítése szükséges. A töltést keresztező létesítmények - tehát a nyomócső és a szerelvényei, a szerelvényakna, valamint a nyomóakna és a csillapítóakna - beruházási költségei a teljes szivattyútelep bekerülési költségeinek igen jelentős hányadát, akár a 30-40%-át is kitehetik. Az igen magas beruházási költségen túlmenően a nyomócsövek folyamatos karbantartási költségei is jelentős összegeket emésztenek fel. A találmány feladata, hogy olyan vízépítési műtárgyat szolgáltasson víznek töltésen történő keresztülvezetéséhez, amely nem igényli a csak magas beruházási költségráfordítás árán megépíthető acél nyomócsövek és szerelvények (pl. elzáró szerkezetek) alkalmazását, valamint ezek költséges karbantartását, és az egyszerű, csekély karbantartási munkával üzemeltethető átvezető műtárgy gyors és költségtakarékos, valamint élőmunka-takarékos kivitelezését és szerelését teszi lehetővé. A találmány azon a felismerésen alapszik, hogy a szivattyútelep szívóoldalához érkező, és a befogadóban levő vizek jelentős vízszint-különbsége esetén a csővezeték és szerelvényei áramlási veszteségeihez képest jelentéktelen a szivomyahatással elérhető energiamegtakarítás, amennyiben a védőtöltés mögötti víztömeg szintjének nincs jelentős játéka (ingadozása), ezért a szivattyúval a vizet megfelelő magasságra emelve gazdaságosan, a nyomóvezetékes létesítményénél kisebb áramlási veszteséggel és jelentősen alacsonyabb kivitelezési költséggel vezethető át a töltésen gravitációsan, szabad felszínnel a befogadóba. A találmány alapja továbbá az a felismerés, hogy a megfelelő magasságra - nevezetesen az árvízvédelmi vagy egyéb biztonsági szint fölé - emelt, szabad kifolyással rendelkező vízoszlop a szivattyúzás befejeztével megszakad, és ezzel meggátolja a tározóból, vagy az árvízvédelmi töltés mögötti duzzasztott térből történő visszaáramlást anélkül, hogy költséges elzáró szerelvények beépítése válnék szükségessé, egyúttal kielégítve az ide vonatkozó biztonsági előírásokat is. A fenti felismerések alapján a kitűzött feladatot a találmány értelmében olyan létesítmény - vízépítési műtárgy - segítségével oldottuk meg, amelynek szivattyúik) befogadására szolgáló egy vagy több szívóaknája, valamint a szivattyúik) által felemelt víz továbbítására szolgáló része van, és amelynek az a lényege, hogy a szivattyúik) által felemelt víz továbbítására szolgáló létesítmény-részt egy vagy több - előnyösen nyílt felszíná - gravitációs vízszállító csatorna alkotja, amely a víz belépése felőli vége tartományában a szívóaknával vagy -aknákkal áll kapcsolatban, a víz kifolyása felőli vége pedig energiatörő elemekkel rendelkező surrantóra torkollik. Célszerű, ha az enerigatörő elemek a surrantó felületéből felfelé kinyúló fogak és/vagy bordák. Egy másik előnyös találmányi ismérvnek megfelelően a szivattyúik) függőleges, felül zárt aknacsőben elhelyezett merülőmotoros propellerszivattyú(k). A létesítmény egy előnyös kiviteli alakjára az jellemző, hogy a víz áramlásirányát tekintve a szívóakna vagy -aknák előtt szívócsatoma (előcsatoma) van, és a szívóakna vagy -aknák bebocsátónyílása előtt ferde gereb(ek) - célszerűen mozgógereb(ek) - van(nak). Előnyös lehet továbbá, ha a létesítmény - a víz áramlásirányát tekintve - a szívóakna vagy -aknák előtt és/vagy a surrantó előtt ideiglenes, például betétgerendás elzárószerkezet beépítését lehetővé tevő hornyok és/vagy szerelvények vannak, vagy/és a létesítmény például síktáblás elzáróberendezéssel rendelkezik. Egy további kiviteli példa szerint a szívóakna vagy szívóaknák nyomócső útján van(nak) a vízszállító csatornával vagy csatornákkal összekötve. A nyomócsői vek) a vízszállító csatomá(k)ból a szívóakná(k)ba a víz visszaáramlását meggátló szerelvénnyel, például csapózárral vagy/és végcsappantyúval vannak ellátva, vagy pedig a vízszállító csatornáidba torkolló végén, ill. végükön felfelé nyúló pipaszerű kitorkolló csőszakasszal van(nak) ellátva, amelynek a kilépőnyílása a vízszállító csatornáidban felléphető legmagasabb vízszint felett helyezkedik el. A találmányt a továbbiakban a csatolt rajzok alapján ismertetjük részletesen, amelyek a vízépítési műtárgy előnyös kiviteli példáit tartalmazzák. A rajzokon az 1. ábrán a 2. ábrán bejelölt A-A vonal mentén vett függőleges metszet látható; a 2. ábra az 1. ábra szerinti vízépítési műtárgy felülnézete; 5 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
